Raidesepelin pitkäaikaiskestävyys osoittautui odotettua paremmaksi
Geologian tutkimuskeskus (GTK), Tampereen yliopisto ja kiviainestuottajat toteuttivat yhteisen selvityksen kiven mineralogian ja tekstuurin vaikutuksesta raidesepelin mekaanisen lujuuteen ja pitkäaikaiskestävyyteen. Tutkitut kiviainekset kestivät raidesepelille asetetut mekaanisen kestävyyden vaatimukset ennakoitua paremmin, vaikka niiden pehmeiden ja malmimineraalien määrä oli paikoin korkea. Tulokset antavat uutta tietoa kiviaineksen pitkäaikaiskestävyyden ja alueellisen riittävyyden arviointiin.
Raidesepelin tarkoituksena on tukea raidetta sivu- ja pystysuunnassa ja pitää raide geometrisesti oikeassa asennossa. Raidesepelin käyttöiän tulisi olla noin 40 vuotta, minkä vuoksi kiviainekselle on asetettu tiukat mekaanisen kestävyyden vaatimukset ja raja-arvot tiettyjen mineraalien enimmäispitoisuuksille. Kyse on lähinnä niin sanottujen pehmeiden mineraalien ja malmimineraalien enimmäispitoisuuksista ja niiden vaikutuksesta kiviaineksen rapautumiseen ja sähkönjohtavuuteen.
Suomessa on oltu huolissaan raidesepeliksi soveltuvan kiviaineksen alueellisesta saatavuudesta erityisesti tiukkojen mineralogiavaatimusten vuoksi. Raidesepelin laatuvaatimusten kehittäminen (RaGe) -projektissa selvitettiin mineralogiavaatimusten ja pitkäaikaiskestävyyden keskinäisiä riippuvuuksia.
Kiviainekset kestivät rasitustestit korkeista malmimineraalipitoisuuksista huolimatta
Selvityksessä tutkittiin seitsemästä kalliokiviaineslouhoksesta kerättyjen kivinäytteiden pitkäaikaiskestävyyttä jäädytys–sulatustesteillä. Kaikki tutkitut kiviainekset kestivät hyvin jopa 40 syklin jäädytys-sulatusrasituksen, vaikka ainakin kahden louhoskohteen näytteissä pehmeiden mineraalien määrä oli suuri ja valtaosassa kohteista malmimineraalien määrä ylitti 5 %. Nämä opaakkimineraalit olivat pääosin oksidisia malmimineraaleja.
Tulosten mukaan kivien hyvä keskimääräinen lujuus selittyy todennäköisesti niiden hienorakeisella tekstuurilla: perusmassan mineraalien keskimääräinen raekoko oli yleensä alle 0,1 mm ja mineraalirakeiden väliset raerajat kestivät hyvin iskuja ja kulutusta. Muutamissa kohteissa myös kivien deformaatio ja samanaikainen hydroterminen muuttuminen saattoivat parantaa mekaanista lujuutta.
Tuloksista havaittiin lisäksi, että nykyisin käytössä olevat pitkäaikaiskestävyyden rasitustestit eivät täysin riitä osoittamaan kiven kestävyyttä useiden vuosikymmenten aikajänteellä. Tutkijat suosittelevat kehittämään useamman syklin laboratoriotestausta etenkin niihin tilanteisiin, kun kiviaineksessa on kohtalaisen paljon pehmeitä mineraaleja ja malmimineraaleja.
Suosituksia raidesepelin laatuvaatimusten kehittämiseen
Selvityksessä esitetään useita laatuvaatimusten arviointiin tähtääviä suosituksia, kuten louhosten kattavampi geologinen kartoitus, paikkatiedon parempi hyödyntäminen laadunvalvonnassa sekä petrografisen tutkimuksen edustavan näytteenoton ja mineralogisten määritysten tarkentaminen. Lisäksi kiven mineralogisia vaatimuksia ja vaihtoehtoisia analyysimenetelmiä tulisi kehittää edelleen. Selvityksessä ehdotetaan myös jatkotutkimuksia raidesepelin sähkönjohtavuuteen ja sulfidimineraalipitoisiin kiviaineksiin liittyen.
Raidesepelin laatuvaatimusten kehittäminen (RaGe) -projekti toteutettiin yhteistyössä Tampereen yliopiston Tutkimuskeskus Terran kanssa. Projektia rahoittivat Väylävirasto ja kiviainesalan yritykset Peab Industri Oy (Swerock), Rudus Oy, Destia Oy, Savon Kuljetus Oy, Morenia Oy sekä Sundström Ab Oy.
Lisätietoja
Heli Kivisaari, geologi
Geologian tutkimuskeskus GTK
heli.kivisaari@gtk.fi
Raidesepelin laatuvaatimusten kehittäminen (RaGe) -projektin loppuraportti on julkaistu Väyläviraston verkkosivuilla:
Raidesepelin laatuvaatimusten kehittäminen: Kiven mineralogia, tekstuuri ja pitkäaikaiskestävyys
Tutustu GTK:n palveluun: Kiviainesselvitykset ja kiviainesten kiertotalous
