Hienorakeisen materiaalin partikkelikoon määritys : menetelmän siirto ja validointi
Porkka, Tero (2016)
Porkka, Tero
Tampereen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016120819634
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016120819634
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tehtiin Tampereen teknillisellä yliopistolla rakennustekniikan laitokselle. Laitoksella maa- ja pohjarakenteiden yksikössä toimiva Geolaboratorio (GEOLA) tekee laboratorio- ja mittauspalveluja asiakaspalveluna sekä tutkimuskäyttöön. Tällä hetkellä käytössä olevalla hydrometrimenetelmällä rakeisuustulosten saaminen kestää pisimmillään neljä päivää, mikä röntgensedimentaatiomenetelmällä voitaisiin lyhentää alle puoleen tuntiin.
Opinnäytetyön tavoitteena oli validoida röntgensedimentaatiomenetelmä hienorakeisten näytteiden rakeisuuden määritykselle. Tarkoituksena oli saada toistettava, validoitu menetelmä sekä lyhentää merkittävästi hienorakeisten materiaalien tutkimiseen kuluvaa aikaa. Validoitavat ominaisuudet olivat tarkkuus ja toistettavuus. Lisäksi selvitettiin kahdella eri testimenetelmällä saatavien tuloksien eroja ja niihin vaikuttavia tekijöitä. Tuloksista tarkasteltiin, muuttuvatko maalajien nimet sekä näytteen routivuus menetelmien välillä. Valitut hienoainesnäytteet olivat rakeisuuksiltaan mahdollisimman erilaisia.
Röntgensedimentaatiolla saatiin savimateriaaleille erilaisia tuloksia kuin perinteisellä hydrometrimenetelmällä. Erityisesti lihavan saven rakeisuuskäyrät poikkesivat selvästi toisistaan. Röntgensedimentaation tarkkuus ja toistettavuus olivat siltille hyvät, mutta savia mitattaessa ne heikkenivät 0,002 ja 0,01 mm mittapisteiden kohdalla tarkkuuden kuitenkin pysyessä hyvänä, toistettavuuden heikentyessä suhteellisesti enemmän.
Menetelmien väliset erot voivat johtua muun muassa mitattavan seoksen erilaisesta kiintoaineen konsentraatiosta, viskositeetista, näytemäärästä, näytteen valmistelumenetelmistä tai näytteen esikäsittelystä ennen mittauksia. Näin ollen menetelmää ei voida toistaiseksi käyttää savimateriaalien perinteiseen geotekniseen luokitteluun. Siltin luokitteluun röntgensedimentaatio soveltuu hyvin. Työ avasi mahdollisuuksia lisätutkimuksille menetelmien epävarmuustekijöistä, näytteenotosta, jaosta ja käsittelystä, sekä röntgensedimentaatiolaitteen asetusten hienosäädöistä.
Opinnäytetyön tavoitteena oli validoida röntgensedimentaatiomenetelmä hienorakeisten näytteiden rakeisuuden määritykselle. Tarkoituksena oli saada toistettava, validoitu menetelmä sekä lyhentää merkittävästi hienorakeisten materiaalien tutkimiseen kuluvaa aikaa. Validoitavat ominaisuudet olivat tarkkuus ja toistettavuus. Lisäksi selvitettiin kahdella eri testimenetelmällä saatavien tuloksien eroja ja niihin vaikuttavia tekijöitä. Tuloksista tarkasteltiin, muuttuvatko maalajien nimet sekä näytteen routivuus menetelmien välillä. Valitut hienoainesnäytteet olivat rakeisuuksiltaan mahdollisimman erilaisia.
Röntgensedimentaatiolla saatiin savimateriaaleille erilaisia tuloksia kuin perinteisellä hydrometrimenetelmällä. Erityisesti lihavan saven rakeisuuskäyrät poikkesivat selvästi toisistaan. Röntgensedimentaation tarkkuus ja toistettavuus olivat siltille hyvät, mutta savia mitattaessa ne heikkenivät 0,002 ja 0,01 mm mittapisteiden kohdalla tarkkuuden kuitenkin pysyessä hyvänä, toistettavuuden heikentyessä suhteellisesti enemmän.
Menetelmien väliset erot voivat johtua muun muassa mitattavan seoksen erilaisesta kiintoaineen konsentraatiosta, viskositeetista, näytemäärästä, näytteen valmistelumenetelmistä tai näytteen esikäsittelystä ennen mittauksia. Näin ollen menetelmää ei voida toistaiseksi käyttää savimateriaalien perinteiseen geotekniseen luokitteluun. Siltin luokitteluun röntgensedimentaatio soveltuu hyvin. Työ avasi mahdollisuuksia lisätutkimuksille menetelmien epävarmuustekijöistä, näytteenotosta, jaosta ja käsittelystä, sekä röntgensedimentaatiolaitteen asetusten hienosäädöistä.