Tiet ja ympäristö

Kalliosta murskeeksi - Kiviainesta tarvitaan monenlaisessa rakentamisessa

Erilaisia maaperästä saatavia kiviaineksia tarvitaan teiden rakenteisiin, mutta myös merkittäviä määriä rakennusteollisuuden tarpeisiin. Soraharjut ovat katoava luonnonvara, joten suurin osa kiviaineksesta tuotetaan kalliota murskaamalla.
Louhinnan jälkeen yli kuution kokoisen järkäleet vasaroidaan iskuvasaralla eli ”rammerilla” pienemmäksi.

Suomessa kiviaineksen käytön työllisyysvaikutus on merkittävä, sillä sen parissa työskentelee noin 3 000 alan ammattilaista. Kiviaineshuolto tuottaa rakennusteollisuuden ja tienpidon tarpeisiin vuosittain yli sata miljoonaa tonnia soraa, hiekkaa, kalliomursketta ja sepeliä erilaisiin uudiskohteisiin tai olemassa olevien rakenteiden ylläpitoon.

Niitä ovat väylät, rakennukset ja erilaiset ympäristökohteet, kuten puistot ja esimerkiksi maataloudessa tarvittavat kentät. Kiviaineksia käytetään sellaisenaan murskattuna ja seulottuna tai jalostettuina betoniksi, asfaltiksi tai vaikkapa tiileksi. Suomi on omavarainen kiviaineisten louhinnassa, vaikka kiveä joudutaankin käyttämään paljon rakenteissa ja teiden materiaaleina ilmastomme aiheuttaman routimisen vuoksi.

Murskaamista ja kalliorakentamista

Kiviainesta syntyy paitsi tarkoitukseen perustetuista louhimoista, myös kalliorakentamisesta, eli luolia tai tunneleiden rakentamisen yhteydessä. Näiden kohteiden jäljiltä syntyy paljon kiviainesta, joka voidaan murskata rakennusteollisuuden tarpeisiin.

Kiviainesalaan erikoistuneet yritykset huolehtivat rakentamisessa ja kunnossapidossa tarvittavien, nykyisin myös CE-merkittyjen, materiaalien toimittamisesta.

Suomessa etäisyydet ovat suuret, ja maa routii jopa useita kertoja vuodessa. Talojen, teiden ja junanratojen rakentamiseen ja kunnossapitoon kuluu paljon hiekkaa, kalliomurskeita ja sepeleitä. Niitä käytetään vuosittain kuorma-autollinen jokaista suomalaista kohden, yhteensä 100 miljoonaa tonnia.

Yhteen kerrostaloasuntoon kuluu laskennallisesti 100 tonnia kiveä, omakotitaloon jopa neljä kertaa enemmän. Kilometri maantietä syntyy 17 000–24 000 tonnista kiviaineksia. Peli- ja urheilukenttien päällysteisiin kiveä menee arviolta 50 000 tonnia vuodessa. Talvella hienoa sepeliä tarvitaan lisäksi liukkauden torjuntaan valtavia määriä.

Murskeen teko alkaa pintamaiden poistolla

Louhintaa aloitettaessa on tärkeää, että puusto ja pintamaa poistetaan kallion päältä mahdollisimman huolellisesti. Poistettu maa-aines säilytetään yleensä louhinnan päättymisen jälkeistä ja ympäristöluvan vaatimaa myöhempää maisemointia varten. Irtonainen maa-aines ei pohja- ja kantaviin rakenteisiin tarkoitetun karkean murskeen seassa juurikaan haittaa. Sepelin seassa sitä ei kuitenkaan saa olla, sillä ylimääräinen humus ja turve heikentävät esimerkiksi betonitehtaan tuotannon laatua.

Kallioperän paljastuttua se rei’itetään, panostetaan ja räjäytetään louheeksi. Työturvallisuusohjeissa on tarkoin määritelty miten kallion rintaus tulee porata, jotta seinämästä lohkeaa suunniteltu määrä louhetta. Riskinä näet on, että pitkässä reiässä porakanki lähtee vinoon ja seinämän alapäässä kivikerros jää panostukseen nähden liian ohueksi. Silloin räjäyttäminen ei vain irrota kiviainesta, vaan lennättää sitä pahimmassa tapauksessa kilometrin päähän. Louhittavan seinämän linjauksessa käytetään apuna skanneria, jolla kalalion muoto saadaan tarkoin määriteltyä ja panostus mitoitettua oikein. Silloin louhinnan tuloskin on parempi ja työn tekeminen turvallista.

Jyrkkä ja korkea seinämä louhitaan kerroksittain siten, että kerrallaan räjäytettävän seinämän korkeus ei ylitä 20 metriä.

Murskaaminen vaiheittain

Jos louhinta onnistuu suunnitellusti, ei kasaan tule liian suuria kiviä. Esimerkiksi Ylöjärven Takamaalla sijaitsevan CRH-konserniin kuuluvan Rudus Oy:n louhimolla yli kuution kokoiset kivet vasaroidaan maksimissaan 1 250 x 1 000 millin kokoisiksi järkäleiksi, jotka vielä mahtuvat 55-tonnisen etukuormaajan kauhaan ja siitä esimurskaimen nieluun. Esimurskaimen käsittelyn jälkeen louhe on kooltaan 0–300-millistä, ja siirtyy kuljettimella välimurskaimeen, josta tulee ulos puolta pienempää tavaraa eli 0–150-millistä mursketta.

”Murskaamisen vaiheisiin vaikuttaa se, mitä loppupäästä on tarkoitus tulla ulos”, opastaa Ruduksen työmaapäällikkö Kimmo Leppikangas. Jos tarkoituksena on tehdä hienoa mursketta tai sepeliä, on kiveä alusta lähtien pyrittävä jauhamaan mahdollisimman pieneksi. Kun taas valmistetaan järeämpää mursketta, ei toisessakaan vaiheessa ole välttämätöntä jauhaa kiveä kovinkaan hienoksi.

Toisen vaiheen jälkeen murske ajetaan seulalle, joka erottaa kooltaan 0–90-millisen aineksen. Siitä isommat ohjautuvat seuraavaan myllyyn, joka jauhaa kiven vaikkapa 16 millin sepeliksi.

”Tehdään siis yhdestä louheesta vaikkapa kolmea erilaista laatua yhtä aikaa”, toteaa Leppikangas.

Raekokoja ja laatuja joka lähtöön

Kallioperästä louhittavalla rakennusten perustuksiin ja betonisepeliin menevällä aineksella ei ole kovuusvaatimuksia. Sen sijaan asfalttituotteissa kiven kovuudella ja kestävyydellä on paljon suurempi merkitys. Suomessa tehtävältä asfaltilta haetaan erityisesti nastarengaskestävyyttä, joten kiviaineksen tulee olla mahdollisimman kovaa, ”mustaa kiveä”. Luonnollisesti moottoriteiden päällysteellä on erilaiset laatuvaatimukset kuin pienempien teiden pinnoitukseen käytettävällä asfaltilla.

Raekoot vaihtelevat käyttötarkoituksen mukaan. Perustuksiin ja muihin kantaviin rakenteisiin sopii järeä 0–150 millin kokoinen murske, talonrakentamiseen ja tien pohjiin käytetään yleisesti koko 0–90- tai hieman hienompaa 0–56-millistä mursketta. Tienpidossa eniten käytetyt raekoot ovat 0–31 ja 0–16, jotka sopivat parhaiten sorateiden kulutuskerrokseksi.

Betoniteollisuus käyttää enimmäkseen 8–16-millistä sepeliä, josta on siis seulottu hieno kiviaines eli tuhka kokonaan pois. Vieläkin hienompaa sepeliä tarvitaan talveksi liukkauden torjuntaan.

Laatumursketta heikommastakin aineksesta

Jos soratien pintamurske rikkoo autonrenkaan, on murskaus tehty huonosti. Silti huonostakin kivestä voidaan tehdä oikean muotoista ja käyttötarkoitukseensa nähden laadukasta mursketta myllyjä ja murskausvaiheita lisäämällä. Kova ja terävä kivi voidaan ajaa keskipakomurskaimella sen muotoiseksi, että lopputulos on sokeripalan muotoinen, neliskanttinen. Työvaihetta kutsutaan kubisoinniksi, ja se nostaa murskauksen kustannuksia. Kubisointi voidaan tehdä myös perinteisellä murskaimella, mutta siis erillisenä, ylimääräisenä työvaiheena.

Kiviainesten käyttö tulevaisuudessa

Suomen peruskallio sisältää valtavia määriä korkealaatuisia kiviaineksia erialaisiin käyttötarkoituksiin. Ne eivät ole kuitenkaan jakautuneet tasaisesti, ja esimerkiksi laadukkaasta asfalttikiviaineksesta on monin paikoin pulaa. Rajoituksia asettavat myös kaupunkien ja kuntien maankäytön suunnitelmat sekä ympäristönsuojeluun liittyvät tekijät.

Kivi on kautta aikain ollut kaikenlaisen rakentamisen kulmakivi, ja on todettu yleisesti, että soraa ja kalliota Suomessa riittää. Kestävän kehityksen turvaamiseksi ja sora- ja hiekkavarantojen pikku hiljaa huvetessa on arvioitu, että ensi vuosikymmenellä kalliosta murskatun kiviaineksen osuus kaikesta rakentamisessa tarvittavasta kiviaineksesta on jo 90 prosenttia, kun se tällä hetkellä on noin kaksi kolmasosaa.

Kallio- ja maaperä

– Suomen kallioperä koostuu gneisseistä ja graniiteista.

– Eri kivilajit koostuvat kiteisistä mineraaleista.

– Kallioperässä on syväkivialueita, joiden välissä on liuskejaksoja.

– Liuskevyöhykkeet koostuvat sedimenteistä, kuten savesta ja hiekasta.

– Kalliopintaa peittää irtomaakerros, jota sanotaan maaperäksi.

– Maaperä koostuu kivikosta, hiekasta ja savesta sekä eloperäisistä aineksista, kuten humuksesta, turpeesta ja liejusta.

– Maaperän tilastollinen keskipaksuus Suomessa on 6,7 metriä.

Lue lisää