Lentotuhka—moreeni-seos kaatopaikan pohjarakenteen materiaalina

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Kuopion Jätekukolle, joka ohjaa ja jalostaa jätemateriaaleja uusiokäyttöön. Kaatopaikan pinta- ja pohjarakenteilla pyritään estämään suotovesien kulkeutumista ja imeytymistä ympäristöön ja maaperään. Vedenläpäisevyys on tärkeimpiä rakenteiden ominaisuuksia ja sille asetetut vaatimukset on ehdottomasti täytettävä. Tarkoituksena oli selvittää lentotuhka—moreeni-seoksen soveltuvuutta kaatopaikan pinta- tai pohjarakenteen materiaalina. Työn tavoitteena oli löytää seos jota voidaan käyttää kaatopaikan rakenteiden materiaalina. Lentotuhkan hyötykäyttöä täytyisi lisätä, koska sillä pystytään korvaamaan uusiutumattomia raaka-aineita ja vähentämään ympäristökuormitusta.

Tuhka—moreeni-seoksen soveltuvuutta tutkittiin erilaisilla kokeilla, joita olivat rakeisuuskoe, Proctor-koe ja vedenläpäisevyyskoe. Kokeissa käytetyn lentotuhkan määrät seoksen massasta olivat 10 % ja 30 %. Kokeita tehtiin myös bentoniitti—moreeni-seoksille, joissa bentoniittia käytettiin 3 % ja 5 % sekä pelkälle moreenille. Käytetty lentotuhka tuli Kuopion Energialta, jossa polttoaineena käytetään turvetta ja puupolttoaineita.

Lentotuhka—moreeni-seosten vedenläpäisevyydeksi saatiin 9,77*10-7 m/s ja 3,30*10-6 m/s, moreenille 3,97*10-7 m/s ja bentoniitti—moreeni-seoksille 1,32*10-9 m/s ja 8,81*10-9 m/s. Asetettu vaatimus on 1,0*10-9 m/s, joten saatujen tulosten mukaan mikään seos ei kelpaisi materiaaliksi. Bentoniittiseoksille voisi tehdä lisätutkimuksia kuten myös lentotuhka—bentoniitti—moreeni-seoksille.

Surface and base structures of landfills try to stop absorption and diversion of filtration water to the soil and environment. Water permeability is one of the most important qualities of structures and its requirements must be reached. The thesis was made for Jätekukko. The aim of this thesis was to find out the suitability of fly ash-moraine mixture as a landfill material. Fly ash is used in concrete and road constructions but its use should be increased because it can replace nonrenewable raw materials and decrease environmental load.

The suitability of fly ash-moraine mixture was investigated by different tests. The tests were the granularity test of soil, the Proctor compaction test and the water permeability test. The amount of fly ash was 10 % and 30 % of the mass of fly ash-moraine mixture. The tests were also made to bare moraine and bentonite-moraine mixture where the amount of bentonite was 3 % and 5 %. The used ash was obtained from Kuopion Energia where peat and wood is used as a fuel.

The results of the water permeability of the fly ash-moraine mixtures were 9.77*10-7 m/s and 3.30*10-6 m/s, with moraine it was 3.97*10-7 m/s and bentonite-moraine mixtures it was 8.81*10-9 m/s and 1.32*10-9 m/s. The limit of water permeability is 1.0*10-9 m/s so it looks like that those mixtures do not meet that requirement. Bentonite mixtures and fly ash-bentonite-moraine-mixtures should be further investigated.