Maa-ainesten tekniset ominaisuudet:

tyota suomeen banner min

Huomautus: Tämä asiakirja tarjoaa yleiskatsauksen maa-ainesten teknisistä ominaisuuksista. Todellisissa rakennus- ja suunnitteluprojekteissa vaaditaan aina paikallisia, yksityiskohtaisia pohjatutkimuksia ja materiaalitestejä.

1. Johdanto

Maa-aineksilla tarkoitetaan yleisesti luonnon kivi- ja maalajeja sekä niistä jalostettuja tuotteita (kuten murskeita), joita käytetään laajasti infrarakentamisessa, talonrakennuksessa ja maisemoinnissa. Maa-ainesten teknisten ominaisuuksien ymmärtäminen on kriittistä rakenteiden kestävyyden, toimivuuden ja taloudellisuuden varmistamiseksi.

Tämä asiakirja kokoaa keskeistä teknistä tietoa yleisimmistä maa-aineksista, niiden luokittelusta ja tärkeimmistä ominaisuuksista, mukaan lukien tiivistyminen ja valuntakerroin.

2. Maa-ainesten Luokittelu

Maa-ainekset luokitellaan pääasiassa niiden rakeisuuden (raekokojakauman) perusteella. Yleinen luokitus Suomessa noudattaa geoteknistä standardia (esim. SFS-EN ISO 14688-1 mukaisesti), ja karkeasti jaoteltuna maalajit ovat:

  1. Karkearakeiset maalajit (Kitkamaalajit):
    • Lohkareet (Lo): Raekoko > 200 mm
    • Kivet (Ki): Raekoko 60–200 mm
    • Sora (Sr): Raekoko 2–60 mm
    • Hiekka (Hk): Raekoko 0.06–2 mm
      • Karkea hiekka (kHk): 0.6–2 mm
      • Keskihiekka (mHk): 0.2–0.6 mm
      • Hieno hiekka (fHk): 0.06–0.2 mm
  2. Hienorakeiset maalajit (Koheesiomaalajit):
    • Siltti (Si): Raekoko 0.002–0.06 mm
    • Savi (Sa): Raekoko < 0.002 mm (hiukkaset levymaisiä, plastisia)
  3. Sekarakeiset maalajit:
    • Moreeni (Mr): Jääkauden muodostama, sisältää kaikkia raekokoja lohkareista saveen. Suomen yleisin maalaji. Ominaisuudet vaihtelevat suuresti koostumuksen mukaan.
  4. Orgaaniset maalajit:
    • Turve (Tv): Pääosin kasvijäänteistä muodostunut, erittäin kokoonpuristuva ja heikko kantavuudeltaan.
    • Lieju (Lj), Multa (Mt): Sisältävät merkittävästi orgaanista ainesta.
  5. Jalostetut maa-ainekset:
    • Kalliomurske: Kallion murskauksessa syntyvä teräväsärmäinen materiaali. Eri raekokoja (esim. 0-16 mm, 0-32 mm, 16-32 mm). Erinomainen kantavuus ja tiivistyvyys.
    • Sepeli: Yksiraekokoista kalliomursketta (esim. 8-16 mm). Käytetään mm. salaojituksissa ja kapillaarikatkoissa.
    • Kierrätysmateriaalit: Esimerkiksi betonimurske, tiilimurske, asfalttirouhe. Ominaisuudet vaihtelevat lähtömateriaalin ja käsittelyn mukaan.

3. Keskeiset Tekniset Ominaisuudet

3.1. Rakeisuus (Grain Size Distribution)

  • Määritelmä: Kuvaa eri raekokojen suhteellisia osuuksia maa-aineksessa.
  • Määritys: Seulonta (karkeat ainekset) ja/tai areometrimenetelmä (hienot ainekset). Tuloksena saadaan rakeisuuskäyrä.
  • Merkitys: Vaikuttaa lähes kaikkiin muihin ominaisuuksiin: vedenläpäisevyyteen, tiivistyvyyteen, lujuuteen, routivuuteen, työstettävyyteen. Esim. tasalaatuinen (kapeajakoinen) hiekka on huonosti tiivistyvää, kun taas sekarakeinen (laajajakoinen) moreeni tai murske tiivistyy hyvin.

3.2. Tiheys ja Huokoisuus (Density and Porosity)

  • Irtotiheys (Bulk Density, ρ): Maa-aineksen massa tilavuusyksikköä kohti luonnontilassa (sis. kiintoaineksen, veden ja ilman).
  • Kuivatiheys (Dry Density, ρd): Vain kiintoaineksen massa tilavuusyksikköä kohti. Saadaan, kun irtotiheydestä poistetaan veden massa. ρd = ρ / (1 + w), missä w on vesipitoisuus.
  • Raetiheys (Particle Density, ρs): Kiintoaineshiukkasten oma tiheys (ilman huokosia). Kvartsi- ja maasälpäpitoisilla aineksilla tyypillisesti n. 2650–2750 kg/m³.
  • Huokoisuus (Porosity, n): Huokosten (veden ja ilman täyttämän tilan) osuus koko tilavuudesta. n = (V_total – V_solids) / V_total = 1 – ρd / ρs. Vaihtelee tyypillisesti 20 % (tiivis murske) yli 90 % (turve).
  • Huokosluku (Void Ratio, e): Huokosten tilavuuden suhde kiintoaineksen tilavuuteen. e = n / (1 – n).
  • Merkitys: Tiheys kuvaa materiaalin painoa ja vaikuttaa kuormituksiin. Kuivatiheys on keskeinen parametri tiivistystarkkailussa. Huokoisuus ja huokosluku vaikuttavat vedenläpäisevyyteen, kokoonpuristuvuuteen ja lujuuteen.

3.3. Vesipitoisuus ja Kyllästysaste (Water Content and Degree of Saturation)

  • Vesipitoisuus (Water Content, w): Maan sisältämän veden massan suhde kiintoaineksen massaan, ilmaistaan prosentteina. w = (Massa_vesi / Massa_kiintoaines) * 100 %.
  • Kyllästysaste (Degree of Saturation, Sr): Huokosissa olevan veden tilavuuden suhde koko huokostilavuuteen. Sr = (Tilavuus_vesi / Tilavuus_huokoset) * 100 %. Jos Sr = 100 %, maa on täysin veden kyllästämää.
  • Merkitys: Vesi vaikuttaa merkittävästi maan käyttäytymiseen:
    • Lujuus: Yleensä lujuus heikkenee vesipitoisuuden kasvaessa (erityisesti savilla).
    • Tiivistyvyys: Optimaalinen vesipitoisuus mahdollistaa parhaan tiivistystuloksen (ks. kohta 4).
    • Routivuus: Veden läsnäolo on edellytys routimiselle.
    • Paino: Vesi lisää maa-aineksen painoa.

3.4. Vedenläpäisevyys (Permeability / Hydraulic Conductivity, k)

  • Määritelmä: Kuvaa maa-aineksen kykyä johtaa vettä. Se on virtausnopeus pinta-alayksikköä kohti hydraulisen gradientin ollessa 1 (Darcy’n laki: v = k * i, missä v on virtausnopeus ja i on hydraulinen gradientti). Yksikkö tyypillisesti m/s.
  • Riippuvuus: Pääasiassa huokoskoosta ja huokosten yhtenäisyydestä (rakeisuudesta, tiiviydestä, rakenteesta).
    • Sora, Murske: Erittäin suuri (k > 10⁻⁴ m/s)
    • Hiekka: Suuri tai keskisuuri (10⁻⁶ – 10⁻⁴ m/s)
    • Siltti: Pieni (10⁻⁹ – 10⁻⁶ m/s)
    • Savi: Erittäin pieni (k < 10⁻⁹ m/s)
  • Merkitys: Olennainen salaojituksen, patojen, kaivantojen vedenpoiston, pohjaveden virtauksen ja routimisen arvioinnissa. Myös valuntakertoimeen vaikuttava tekijä.

3.5. Plastisuus (Plasticity)

  • Määritelmä: Hienorakeisten maiden (savi, osa silteistä) ominaisuus muovautua vesipitoisuuden muuttuessa ilman tilavuuden merkittävää muutosta.
  • Atterbergin Rajat:
    • Juoksuraja (Liquid Limit, LL tai wL): Vesipitoisuus, jonka yläpuolella maa käyttäytyy nesteen tavoin.
    • Muovautumisraja (Plastic Limit, PL tai wP): Vesipitoisuus, jonka alapuolella maa murtuu yritettäessä muovata sitä.
    • Plastisuusindeksi (Plasticity Index, PI tai IP): PI = LL – PL. Kuvaa vesipitoisuusaluetta, jolla maa on plastisessa tilassa.
  • Merkitys: Tärkeä savimaiden luokittelussa ja niiden käyttäytymisen ennustamisessa (työstettävyys, turpoaminen/kutistuminen, lujuus). Sora, hiekka ja karkea siltti ovat yleensä ei-plastisia (NP).

3.6. Lujuus (Strength)

  • Määritelmä: Maa-aineksen kyky vastustaa leikkausjännityksiä. Määritetään yleensä Mohr-Coulombin murtokriteerillä: τ = c + σ’ tan(φ), missä:
    • τ = Leikkauslujuus
    • c = Koheesio (aineen sisäinen sidoslujuus, tärkeä savilla)
    • σ’ = Efektiivinen normaalijännitys (kokonaisjännitys miinus huokosvedenpaine)
    • φ = Kitkakulma (syntyy hiukkasten välisestä kitkasta ja lukkiutumisesta, tärkeä karkearakeisilla aineilla)
  • Riippuvuus: Tiiviys, rakeisuus, raemuoto, vesipitoisuus, huokospaine.
  • Merkitys: Keskeinen parametri perustusten kantavuuden, maanpaineiden ja luiskanvakavuuden laskennassa.

3.7. Kokoonpuristuvuus (Compressibility)

  • Määritelmä: Maa-aineksen taipumus pienentää tilavuuttaan kuormituksen kasvaessa. Johtuu pääasiassa huokostilan pienenemisestä (ilman ja veden puristuessa ulos).
  • Ilmeneminen: Rakenteiden painuminen (settlement). Erityisen merkittävää pehmeillä savilla ja turpeilla, joissa painuminen voi olla suurta ja jatkua pitkään (konsolidaatio). Karkearakeiset materiaalit painuvat yleensä nopeasti ja vähän kuormituksen alaisena.
  • Merkitys: Painumien ennustaminen on kriittistä rakennusten ja infrarakenteiden suunnittelussa vaurioiden välttämiseksi.

3.8. Routivuus (Frost Susceptibility)

  • Määritelmä: Maalajin taipumus kerätä vettä ja muodostaa jääkerroksia (jäänssejä) pakkasen tunkeutuessa maahan. Tämä aiheuttaa maan pinnan kohoamista (rousheave).
  • Edellytykset:
    1. Routiva maalaji (yleensä hieno hiekka, siltti ja osa savista – materiaalit, joissa on riittävä kapillaarinen nousukorkeus veden nostamiseksi, mutta ei liian pieni vedenläpäisevyys).
    2. Veden saatavuus (esim. pohjavesi tai kapillaarivesi).
    3. Pakkaslämpötila (jäätymisrintama maassa).
  • Seuraukset: Maan kohoaminen talvella ja sulamisvaiheessa merkittävästi heikentynyt kantavuus (routimisvaurio, kelirikko).
  • Merkitys: Routivuus on otettava huomioon rakenteiden perustamissyvyydessä ja teiden rakennekerroksissa (esim. routimattomien materiaalien käyttö tai routaeristys). Materiaalit luokitellaan usein routiviin, vähän routiviin ja routimattomiin. Karkeat, hyvin vettä läpäisevät materiaalit (sora, sepeli, karkea murske) ovat routimattomia.

4. Tiivistyminen ja Tiivistettävyys (Compaction and Compactibility)

  • Määritelmä: Tiivistyminen on prosessi, jossa maa-aineksen tiheyttä kasvatetaan mekaanisella energialla (esim. jyräys, tärytys) pienentämällä ilman määrää huokosissa. Tiivistettävyys kuvaa maa-aineksen kykyä tiivistyä.
  • Tarkoitus:
    • Parantaa lujuutta ja kantavuutta: Tiiviimpi maa kestää suurempia kuormia.
    • Vähentää kokoonpuristuvuutta: Minimoi tulevia painumia.
    • Pienentää vedenläpäisevyyttä: Tiivis rakenne hidastaa veden virtausta (voi olla toivottu tai ei-toivottu vaikutus).
    • Parantaa stabiliteettia: Esim. pengerten ja luisien vakavuus paranee.
    • Vähentää routimisherkkyyttä: Tiivis rakenne voi hidastaa veden kapillaarista nousua.
  • Proctor-koe (Standard / Modified): Laboratoriomenetelmä, jolla määritetään maa-aineksen maksimi kuivatiheys (ρd,max) ja sitä vastaava optimaalinen vesipitoisuus (wopt) tietyllä tiivistysenergialla.
    • Maa tiivistetään muottiin standardoidulla energialla eri vesipitoisuuksissa.
    • Tuloksena saadaan Proctor-käyrä (kuivatiheys vs. vesipitoisuus), jonka huippu osoittaa maksimitiheyden ja optimivesipitoisuuden.
    • Optimaalisessa vesipitoisuudessa vesi toimii “voiteluaineena” hiukkasten välillä, mahdollistaen niiden pakkautumisen tiiveimpään mahdolliseen asentoon annetulla energialla. Liian kuiva maa vastustaa tiivistymistä kitkan vuoksi, liian märässä maassa vesi täyttää huokoset ja estää hiukkasten lähentymisen.
  • Tiivistyvyyteen vaikuttavat tekijät:
    • Maa-aines: Rakeisuus (laajajakoiset tiivistyvät parhaiten), raemuoto (särmikkäät murskeet lukkiutuvat hyvin), raetiheys.
    • Vesipitoisuus: Suurin vaikutus, kuten Proctor-kokeessa nähdään.
    • Tiivistysenergia: Käytetty kone (paino, täry), ajokertojen määrä, kerrospaksuus.
  • Kenttätiivistys ja Laadunvalvonta:
    • Menetelmät: Jyrät (sileämantteliset, kumipyörä-, täryjyrät), tärylätkät, juntat. Valinta riippuu maa-aineksesta ja kohteen vaatimuksista.
    • Tiiviysaste: Työmaalla saavutettu kuivatiheys suhteessa laboratoriossa määritettyyn maksimi kuivatiheyteen (esim. 95 % Standard Proctor -tiheydestä).
    • Mittausmenetelmät: Esim. vesisubstituutiomenetelmä (hiekkakartio), isotooppimittari (yleinen), kuormituslevykoe (kantavuuden mittaus, epäsuora tiiviyden osoitin).

5. Valuntakerroin (Runoff Coefficient, C tai φ)

  • Määritelmä: Valuntakerroin on dimensioton luku (0–1), joka kuvaa, kuinka suuri osuus tietylle alueelle tulevasta sateesta (tai sulamisvedestä) muuttuu pintavalunnaksi. Se on siis pintavalunnan määrän suhde kokonaissademäärään.
    • Valuntakerroin (C) = Pintavalunnan määrä / Kokonaissademäärä
  • Tarkoitus: Käytetään hydrologiassa ja hulevesisuunnittelussa arvioimaan syntyvän pintavalunnan määrää ja huippuvirtaamia, erityisesti Rationaalimenetelmässä (Q = C * i * A, missä Q = huippuvirtaama, C = valuntakerroin, i = mitoitussateen intensiteetti, A = valuma-alueen pinta-ala).
  • Valuntakertoimeen vaikuttavat tekijät:
    • Pinnan tyyppi ja maaperä: Tämä on keskeisin tekijä.
      • Läpäisemättömät pinnat: Asfaltti, betoni, katot. Vesi ei pääse imeytymään, suurin osa muuttuu valunnaksi. C ≈ 0.7–0.95.
      • Läpäisevät pinnat (maa-ainekset): Vesi voi imeytyä maahan (infiltraatio). Valuntakerroin riippuu voimakkaasti maan vedenläpäisevyydestä (k) ja pinnan tiiviydestä.
        • Hyvin läpäisevät: Karkea sora, hiekka, löyhästi tiivistetty. Vettä imeytyy paljon, valuntaa vähän. C ≈ 0.05–0.20 (paljaalla maalla).
        • Huonosti läpäisevät: Savi, tiivis siltti, tiukkaan tiivistetty maa. Vettä imeytyy hitaasti, valuntaa paljon. C ≈ 0.30–0.60+ (paljaalla maalla).
        • Moreeni: Vaihtelee koostumuksen ja tiiviyden mukaan, usein välillä 0.15–0.40.
    • Pinnan kaltevuus: Jyrkempi kaltevuus lisää valuntaa, koska vedellä on vähemmän aikaa imeytyä.
    • Kasvillisuus: Kasvillisuus hidastaa veden virtausta, pidättää vettä (interseptio) ja lisää haihduntaa, pienentäen valuntakerrointa. Nurmikko C ≈ 0.1–0.3, metsä C ≈ 0.05–0.2.
    • Maan kosteustila: Märkä maa ei pysty imeyttämään yhtä paljon vettä kuin kuiva, joten valuntakerroin kasvaa sateen jatkuessa tai jos maa on ennestään märkää.
    • Sateen intensiteetti ja kesto: Rankkasade, joka ylittää maan imeytymiskyvyn, aiheuttaa suuremman valuntakertoimen kuin hidas tihkusade.
    • Pinnan varastointi: Pienet painanteet ja epätasaisuudet voivat varastoida vettä, pienentäen alkuvaluntaa.
  • Huomioitavaa: Taulukoissa esitetyt valuntakertoimet ovat suuntaa-antavia keskiarvoja. Todellinen kerroin vaihtelee edellä mainittujen tekijöiden mukaan. Hulevesisuunnittelussa käytetään usein yhdistelmäkertoimia, jotka ottavat huomioon valuma-alueen eri pintatyypit. Maa-aineksen osalta vedenläpäisevyys ja tiiviysaste ovat ratkaisevimmat tekijät paljaan maan valuntakertoimelle.

6. Yhteenveto

Maa-ainesten tekniset ominaisuudet ovat monimutkainen kokonaisuus, jossa eri tekijät vaikuttavat toisiinsa. Rakeisuus on perustavanlaatuinen ominaisuus, joka määrittää pitkälti materiaalin käyttäytymisen: vedenläpäisevyyden, lujuuden, tiivistyvyyden ja routivuuden. Vesipitoisuus on toinen kriittinen tekijä, joka vaikuttaa erityisesti lujuuteen ja tiivistymiseen.

Tiivistämällä maa-aineksia pyritään parantamaan niiden mekaanisia ominaisuuksia ja kestävyyttä. Optimaalisen tiivistystuloksen saavuttaminen edellyttää oikeaa vesipitoisuutta ja riittävää tiivistysenergiaa.

Valuntakerroin kuvaa pinnan kykyä muodostaa pintavaluntaa sateesta. Maa-ainesten osalta se riippuu voimakkaasti niiden vedenläpäisevyydestä, tiiviydestä, kaltevuudesta ja kosteustilasta.

Onnistunut rakentaminen edellyttää maa-ainesten ominaisuuksien tuntemusta ja huomioimista suunnittelussa ja toteutuksessa. Yksityiskohtaiset pohja- ja materiaalitutkimukset ovat välttämättömiä jokaisessa projektissa.

7. Maa-ainesten Ominaisuudet (Lista ja Yhteenvedot)

Tässä on yhteenveto yleisimmistä Suomessa esiintyvistä maa-aineksista ja niiden tyypillisistä ominaisuuksista ja käyttötarkoituksista. On tärkeää muistaa, että ominaisuudet voivat vaihdella huomattavasti esiintymispaikan ja koostumuksen mukaan.

7.1 Luonnon karkearakeiset maalajit

Lohkareet (Lo)

  • Kuvaus: Suuria, yli 200 mm kokoisia kiviä tai kallionkappaleita.
  • Ominaisuudet: Hyvin suuri vedenläpäisevyys, routimaton, ei puristu kokoon. Lujuus riippuu kivilajista.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Ei tiivistetä perinteisesti. Asetellaan vakaasti, huokoset pyritään minimoimaan tai täyttämään pienemmällä aineksella.
  • Valuntakerroin (C): Erittäin pieni (C ≈ 0.05–0.15). Vesi imeytyy nopeasti suuriin huokosiin.
  • Käyttö: Rantojen ja luisien eroosiosuojaus, koristekivet, suurissa täytöissä.
  • Huomioitavaa: Käsittelyn vaikeus, täyttötarve rakennekerroksissa.

Kivet (Ki)

  • Kuvaus: Kiviä, joiden raekoko on 60–200 mm.
  • Ominaisuudet: Kuten lohkareilla, mutta helpompi käsitellä. Suuri vedenläpäisevyys, routimaton, ei puristu kokoon.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Kuten lohkareet.
  • Valuntakerroin (C): Erittäin pieni (C ≈ 0.05–0.15). Vesi imeytyy nopeasti suuriin huokosiin.
  • Käyttö: Kuten lohkareet, maisemointi, täyttöjen osana.
  • Huomioitavaa: Kuten lohkareilla.

Sora (Sr)

  • Kuvaus: Luonnon muokkaamia, pyöristyneitä kivi- ja mineraalirakeita (2–60 mm).
  • Ominaisuudet: Hyvä vedenläpäisevyys. Hyvä lujuus tiivistettynä. Vähäinen kokoonpuristuvuus. Routimaton (jos puhdasta). Ei-plastinen.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Hyvä tai erinomainen, erityisesti laajajakoinen sora. Saavuttaa suuren tiheyden. Tiivistysenergia tärkeä. Optimaalinen vesipitoisuus auttaa, mutta vähemmän kriittinen kuin hienorakeisilla mailla.
  • Valuntakerroin (C): Pieni (C ≈ 0.10–0.25). Suuri vedenläpäisevyys mahdollistaa merkittävän imeytymisen. Riippuu tiiviydestä ja hienoainespitoisuudesta.
  • Käyttö: Salaojitus, suodattimet, betonin runkoaine, täyttömateriaali, teiden rakennekerrokset.
  • Huomioitavaa: Laadukkaat luonnon soravarat vähenemässä. Laatu vaihtelee.

Hiekka (Hk)

  • Kuvaus: Luonnon muokkaamia mineraalirakeita (0.06–2 mm).
  • Ominaisuudet: Kohtalainen tai hyvä vedenläpäisevyys. Kohtalainen lujuus. Vähäinen kokoonpuristuvuus. Yleensä routimaton (hieno hiekka voi olla heikosti routivaa). Ei-plastinen. Altis eroosiolle.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Kohtalainen tai huono, erityisesti tasarakeinen hiekka. Vaikea saavuttaa suurta tiheyttä. Tärytys usein tehokasta, varsinkin vesipitoisena. Vesipitoisuus voi vaikuttaa tilavuuteen (“bulkkautuminen”).
  • Valuntakerroin (C): Pieni–keskisuuri (C ≈ 0.15–0.35). Vedenläpäisevyys pienempi kuin soralla. Hienompi hiekka aiheuttaa enemmän valuntaa. Tiivistys lisää valuntaa.
  • Käyttö: Täyttömateriaali, betoni/laasti, suodattimet, salaojitus (karkea hiekka), asennusalustat.
  • Huomioitavaa: Eroosioherkkyys, juoksettumisvaara, tasarakeisen hiekan huono tiivistyvyys.

7.2 Luonnon hienorakeiset maalajit

Siltti (Si)

  • Kuvaus: Hienojakoisia mineraalirakeita (0.002–0.06 mm).
  • Ominaisuudet: Huono vedenläpäisevyys. Heikko lujuus märkänä. Kohtalainen kokoonpuristuvuus. Erittäin routiva. Yleensä ei-plastinen tai vähän plastinen.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Huono tai kohtalainen. Erittäin herkkä vesipitoisuudelle; kapea optimialue. Vaikea tiivistää liian märkänä tai kuivana. Voi “pumpata” märkänä tiivistettäessä. Vaatii usein erikoiskalustoa (esim. lätkäjyrä).
  • Valuntakerroin (C): Keskisuuri–suuri (C ≈ 0.30–0.60). Huono vedenläpäisevyys aiheuttaa merkittävää valuntaa pinnan kastuttua tai tiivistyttyä.
  • Käyttö: Vältetään kantavissa rakenteissa. Maisemointitäytöt mahdollisia.
  • Huomioitavaa: Voimakas routivuus, heikko kantavuus märkänä, huono vedenläpäisevyys, työstövaikeudet.

Savi (Sa)

  • Kuvaus: Hyvin hienojakoisia, levymäisiä mineraalirakeita (< 0.002 mm). Plastinen.
  • Ominaisuudet: Erittäin huono vedenläpäisevyys. Lujuus riippuu vesipitoisuudesta. Suuri kokoonpuristuvuus (painumat). Kohtalainen tai suuri routivuus. Plastisuus keskeinen ominaisuus. Turpoaa/kutistuu.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Kohtalainen tai hyvä, mutta erittäin riippuvainen vesipitoisuudesta suhteessa optimiin (Proctor). Voidaan saavuttaa suuri kuivatiheys lähellä optimivesipitoisuutta. Hyvin vaikeaa tai mahdotonta tiivistää selvästi optimia märempänä. Vaatii sopivan kaluston (esim. varvasjyrä).
  • Valuntakerroin (C): Suuri (C ≈ 0.40–0.75+). Erittäin huono vedenläpäisevyys johtaa siihen, että suurin osa sateesta muuttuu valunnaksi, erityisesti maan kastuttua tai pinnan kuoretuttua.
  • Käyttö: Tiivistysrakenteet, tiilien valmistus. Ongelmallinen perustamisessa.
  • Huomioitavaa: Suuret painumat, heikko kantavuus pehmeänä, turpoaminen/kutistuminen, vaatii erityishuomiota rakentamisessa.

7.3 Luonnon sekarakeiset maalajit

Moreeni (Mr)

  • Kuvaus: Jääkauden kasaamaa, lajittumatonta maalajia. Sisältää kaikkia raekokoja.
  • Ominaisuudet: Ominaisuudet vaihtelevat erittäin paljon koostumuksen mukaan. Usein laajajakoinen. Vedenläpäisevyys vaihtelee. Routivuus riippuu hienoainespitoisuudesta.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Yleensä hyvä tai erinomainen laajan raejakauman ansiosta. Voidaan saavuttaa erittäin suuri tiheys. Vähemmän herkkä vesipitoisuudelle kuin siltti/savi, mutta vesipitoisuus silti tärkeä. Suuret kivet voivat haitata tasaista tiivistymistä.
  • Valuntakerroin (C): Pieni–keskisuuri (C ≈ 0.15–0.45). Vaihtelee suuresti hienoainespitoisuuden ja tiiviyden mukaan. Karkea moreeni imeyttää enemmän vettä kuin hienojakoinen.
  • Käyttö: Yleinen perustamismaalaji, täyttömateriaali, teiden rakentaminen.
  • Huomioitavaa: Heterogeenisyys, suuret kivet voivat haitata, hienojakoiset moreenit routivia.

7.4 Luonnon orgaaniset maalajit

Turve (Tv)

  • Kuvaus: Osittain hajonnutta kasviainesta.
  • Ominaisuudet: Alhainen tiheys, erittäin suuri vesipitoisuus. Erittäin suuri kokoonpuristuvuus. Erittäin heikko lujuus. Huono vedenläpäisevyys.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Ei sovellu tiivistettäväksi rakennusteknisessä mielessä. Puristuu kasaan kuormitettuna (painuma), mutta ei tiivisty ilman poistumisen kautta kuten mineraalimaat. Tiivistysyritykset tehottomia lujuuden parantamiseksi.
  • Valuntakerroin (C): Monimutkainen ja vaihteleva (C ≈ 0.10–0.50). Voi aluksi imeä vettä kuin sieni (pieni C), mutta kyllästyttyään käyttäytyy lähes läpäisemättömänä (suuri C). Riippuu voimakkaasti kuivatuksesta ja kyllästysasteesta.
  • Käyttö: Maatalous, puutarha, energia. Ei sovellu kantavien rakenteiden perustaksi.
  • Huomioitavaa: Massiiviset painumat, olematon kantavuus.

Lieju (Lj), Multa (Mt)

  • Kuvaus: Orgaanispitoisia kerrostumia (vedessä syntynyt lieju, maan pintakerros multa).
  • Ominaisuudet: Heikot geotekniset ominaisuudet: heikko lujuus, kokoonpuristuvuus. Multa tärkeää kasvillisuudelle.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Ei yleensä tiivistetä kantavuuden parantamiseksi. Multakerros pyritään pitämään kuohkeana kasvillisuutta varten; tiivistäminen haitallista.
  • Valuntakerroin (C): Multa kasvillisuuden kanssa: Pieni (C ≈ 0.10–0.30). Paljas multa/lieju: Keskisuuri (C ≈ 0.25–0.50), riippuu orgaanisen aineksen määrästä ja rakenteesta.
  • Käyttö: Multa maisemoinnissa. Lieju ei sovellu rakentamiseen. Poistetaan yleensä rakenteiden alta.
  • Huomioitavaa: Heikko kantavuus ja suuri kokoonpuristuvuus.

7.5 Jalostetut maa-ainekset (Kiviainekset)

Kalliomurske

  • Kuvaus: Kalliosta mekaanisesti murskattua, särmikästä kiviainesta.
  • Ominaisuudet: Erinomainen lujuus ja stabiliteetti tiivistettynä. Hyvä vedenläpäisevyys (ellei paljon hienoainesta). Routimaton.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Erinomainen. Särmikkäät rakeet lukkiutuvat hyvin. Saavuttaa suuren tiheyden ja stabiliteetin. Tärytys tehostaa. Vesi auttaa tiivistymistä, mutta vähemmän kriittinen kuin hienorakeisilla mailla.
  • Valuntakerroin (C): Pieni–keskisuuri (C ≈ 0.20–0.40). Riippuu raejakaumasta (hienoainespitoisuus) ja tiiviydestä. Hyvin tiivistetty, laajajakoinen murske voi olla kohtalaisen läpäisemätön pinnasta.
  • Käyttö: Laadukkaat täytöt, teiden ja ratojen rakennekerrokset, betonin runkoaine.
  • Huomioitavaa: Voi olla kalliimpaa kuin luonnon sora.

Sepeli

  • Kuvaus: Kapeaan raekokoon seulottua kalliomursketta. Vähän tai ei hienoainesta.
  • Ominaisuudet: Erittäin hyvä vedenläpäisevyys. Hyvä stabiliteetti. Routimaton.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Tiivistyy vakaaksi massaksi rakeiden lukkiutuessa, mutta huokostilavuus jää suureksi ja tiheys pienemmäksi kuin laajajakoisella murskeella. Tärytys auttaa rakeiden asettumista.
  • Valuntakerroin (C): Erittäin pieni (C ≈ 0.05–0.15). Erinomainen vedenläpäisevyys minimoi pintavalunnan. Suunniteltu kuivattavaksi kerrokseksi.
  • Käyttö: Salaojitus, kapillaarikatkot, kuivatuskerrokset.
  • Huomioitavaa: Tarvitsee yleensä suodatinkankaan erottamaan muista kerroksista.

Kierrätysmateriaalit

  • Kuvaus: Esim. betoni-, asfaltti- ja tiilimurske.
  • Ominaisuudet: Vaihtelevat lähtömateriaalin mukaan. Usein hyvät tekniset ominaisuudet oikein prosessoituna.
  • Tiivistyminen/Tiivistettävyys: Betonimurske: Yleensä erinomainen, kuten kalliomurske. Asfalttimurske: Hyvä, mutta voi olla lämpötilariippuvaista. Tiilimurske: Kohtalainen, kevyempää. Yleisesti ottaen hyvät tiivistysominaisuudet, jos materiaali on laadukasta.
  • Valuntakerroin (C): Vaihteleva. Betonimurske: Kuten kalliomurske (Pieni-keskisuuri, C ≈ 0.20–0.40). Asfalttimurske: Voi olla melko läpäisemätön tiivistettynä (Keskisuuri-suuri C ≈ 0.30–0.60). Tiilimurske: Keskisuuri (C ≈ 0.25–0.45). Riippuu materiaalista, hienoaineksesta ja tiiviydestä.
  • Käyttö: Korvaamaan luonnon kiviaineksia mm. teiden rakennekerroksissa ja täytöissä.
  • Huomioitavaa: Laadunvaihtelu, mahdolliset epäpuhtaudet, vaatii usein hyväksynnän ja laadunvalvonnan.

© 2025 Murske.net. Kaikki oikeudet pidätetään.

Translate »