Investigation into Shrinkage of High-Performance Concrete Used for Iowa Bridge Decks and Overlays, TR-633, 2013

High-performance concrete (HPC) overlays have been used increasingly as an effective and economical method for bridge decks in Iowa and other states. However, due to its high cementitious material content, HPC often displays high shrinkage cracking potential. This study investigated the shrinkage behavior and cracking potential of the HPC overlay mixes commonly used in Iowa. In the study, 11 HPC overlay mixes were studied. These mixes consisted of three types of cements (Type I, I/II, and IP) and various supplementary cementitious materials (Class C fly ash, slag and metakaolin). Limestone with two different gradations was used as coarse aggregates in 10 mixes and quartzite was used in one mix. Chemical shrinkage of pastes, free drying shrinkage, autogenous shrinkage of mortar and concrete, and restrained ring shrinkage of concrete were monitored over time. Mechanical properties (such as elastic modulus and compressive and splitting tensile strength) of these concrete mixes were measured at different ages. Creep coefficients of these concrete mixes were estimated using the RILEM B3 and NCHRP Report 496 models. Cracking potential of the concrete mixes was assessed based on both ASTM C 1581 and simple stress-to-strength ratio methods. The results indicate that among the 11 mixes studied, three mixes (4, 5, and 6) cracked at the age of 15, 11, and 17 days, respectively. Autogenous shrinkage of the HPC mixes ranges from 150 to 250 microstrain and free dying shrinkage of the concrete ranges from 700 to 1,200 microstrain at 56 days. Different concrete materials (cementitious type and admixtures) and mix proportions (cementitious material content) affect concrete shrinkage in different ways. Not all mixes having a high shrinkage value cracked first. The stresses in the concrete are associated primarily with the concrete shrinkage, elastic modulus, tensile strength, and creep. However, a good relationship is found between cementitious material content and total (autogenous and free drying) shrinkage of concrete.

Beneficial Effects of Selected Additives on Asphalt Cement Mixes, HR-278, 1987

Effects of polyolefins, neoprene, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymers, styrene-butadiene rubber (SBR) latex, and hydrated lime on two asphalt cements were evaluated. Physical and chemical tests were performed on a total of 16 binder blends. Asphalt concrete mixes were prepared and tested with these modified binders and two aggregates (crushed limestone and gravel), each at three asphalt content levels. Properties evaluated on the modified binders (original and thin-film oven aged) included: viscosity at 25 deg C, 60 deg C and 135 deg C with capillary tube and cone-plate viscometer, penetration at 5 deg C and 25 deg C, softening point, force ductility, and elastic recovery at 10 deg C, dropping ball test, tensile strength, and toughness and tenacity tests at 25 deg C. From these the penetration index, the viscosity-temperature susceptibility, the penetration-viscosity number, the critical low-temperature, long loading-time stiffness, and the cracking temperature were calculated. In addition, the binders were studied with x-ray diffraction, reflected fluorescence microscopy, and high-performance liquid chromatography techniques. Engineering properties evaluated on the 72 asphalt concrete mixes containing additives included: Marshall stability and flow, Marshall stiffness, voids properties, resilient modulus, indirect tensile strength, permanent deformation (creep), and effects of moisture by vacuum-saturation and Lottman treatments. Pavement sections of varied asphalt concrete thicknesses and containing different additives were compared to control mixes in terms of structural responses and pavement lives for different subgrades. Although all of the additives tested improved at least one aspect of the binder/mixture properties, no additive was found to improve all the relevant binder/mixture properties at the same time. On the basis of overall considerations, the optimum beneficial effects can be expected when the additives are used in conjunction with softer grade asphalts.

Physical performance of biodegradable films intended for antimicrobial food packaging

Antimicrobial films were prepared by including enterocins to alginate, polyvinyl alcohol (PVOH), and zein films. The physical performance of the films was assessed by measuring color, microstructure (SEM), water vapor permeability (WVP), and tensile properties. All studied biopolymers showed poor WVP and limited tensile properties. PVOH showed the best performance exhibiting the lowest WVP values, higher tensile properties, and flexibility among studied biopolymers. SEM of antimicrobial films showed increased presence of voids and pores as a consequence of enterocin addition. However, changes in microstructure did not disturb WVP of films. Moreover, enterocin-containing films showed slight improvement compared to control films. Addition of enterocins to PVOH films had a plasticizing effect, by reducing its tensile strength and increasing the strain at break. The presence of enterocins had an important effect on tensile properties of zein films by significantly reducing its brittleness. Addition of enterocins, thus, proved not to disturb the physical performance of studied biopolymers. Development of new antimicrobial biodegradable packaging materials may contribute to improving food safety while reducing environmental impact derived from packaging waste.

Evaluation of Long-Term Field Performance of Cold In-Place Recycled Roads: Field and Laboratory Testing, TR-502, 2007

Cold in-place recycling (CIR) has become an attractive method for rehabilitating asphalt roads that have good subgrade support and are suffering distress related to non-structural aging and cracking of the pavement layer. Although CIR is widely used, its use could be expanded if its performance were more predictable. Transportation officials have observed roads that were recycled under similar circumstances perform very differently for no clear reason. Moreover, a rational mix design has not yet been developed, design assumptions regarding the structural support of the CIR layer remain empirical and conservative, and there is no clear understanding of the cause-effect relationships between the choices made during the design/construction process and the resulting performance. The objective of this project is to investigate these relationships, especially concerning the age of the recycled pavement, cumulative traffic volume, support conditions, aged engineering properties of the CIR materials, and road performance. Twenty-four CIR asphalt roads constructed in Iowa from 1986 to 2004 were studied: 18 were selected from a sample of roads studied in a previous research project (HR-392), and 6 were selected from newer CIR projects constructed after 1999. This report describes the results of comprehensive field and laboratory testing for these CIR asphalt roads. The results indicate that the modulus of the CIR layer and the air voids of the CIR asphalt binder were the most important factors affecting CIR pavement performance for high-traffic roads. For low-traffic roads, the wet indirect tensile strength significantly affected pavement performance. The results of this research can help identify changes that should be made with regard to design, material selection, and construction in order to improve the performance and cost-effectiveness of future recycled roads.

Examination of Curing Criteria for Cold In-Place Recycling, TR-553, 2008

Cold In-Place Recycling (CIR) has been used widely in rehabilitating the rural highways because it improves a long-term pavement performance. A CIR layer is normally covered by a hot mix asphalt (HMA) overlay in order to protect it from water ingress and traffic abrasion and obtain the required pavement structure and texture. Curing is the term currently used for the period of time that a CIR layer should remain exposed to drying conditions before an HMA overlay is placed. The industry standard for curing time is 10 days to 14 days or a maximum moisture content of 1.5 percent, which appear to be very conservative. When the exposed CIR layer is required to carry traffic for many weeks before the wearing surface is placed, it increases the risk of a premature failure in both CIR layer and overlay. This study was performed to explore technically sound ways to identify minimum in-place CIR properties necessary to permit placement of the HMA overlay. To represent the curing process of CIR pavement in the field construction, three different laboratory curing procedures were examined: 1) uncovered, 2) semi-covered and 3) covered specimens. The indirect tensile strength of specimens in all three curing conditions did not increase during an early stage of curing but increased during a later stage of curing usually when the moisture content falls below 1.5%. Dynamic modulus and flow number increased as curing time increased and moisture contents decreased. For the same curing time, CIR-foam specimens exhibited the higher tensile strength and less moisture content than CIR-emulsion. The laboratory test results concluded that the method of curing temperature and length of the curing period significantly affect the properties of the CIR mixtures. The moisture loss index was developed to predict the moisture condition in the field and, in the future, this index be calibrated with the measurements of temperature and moisture of a CIR layer in the field.

Examination of Curing Criteria for Cold In-Place Recycling Phase 2: Measuring Temperature, Moisture, Deflection and Distress from CIR Test Section, TR-590, 2009

The previous research performed laboratory experiments to measure the impacts of the curing on the indirect tensile strength of both CIR-foam and CIR-emulsion mixtures. However, a fundamental question was raised during the previous research regarding a relationship between the field moisture content and the laboratory moisture content. Therefore, during this research, both temperature and moisture conditions were measured in the field by embedding the sensors at a midpoint and a bottom of the CIR layer. The main objectives of the research are to: (1) measure the moisture levels throughout a CIR layer and (2) develop a moisture loss index to determine the optimum curing time of CIR layer before HMA overlay. To develop a set of moisture loss indices, the moisture contents and temperatures of CIR-foam and CIR-emulsion layers were monitored for five months. Based on the limited field experiment, the following conclusions are derived: 1. The moisture content of the CIR layer can be monitored accurately using the capacitance type moisture sensor. 2. The moisture loss index for CIR layers is a viable tool in determining the optimum timing for an overlay without measuring actual moisture contents. 3. The modulus back-calculated based on the deflection measured by FWD seemed to be in a good agreement with the stiffness measured by geo-gauge. 4. The geo-gauge should be considered for measuring the stiffness of CIR layer that can be used to determine the timing of an overlay. 5. The stiffness of CIR-foam layer increased as a curing time increased and it seemed to be more influenced by a temperature than moisture content. The developed sets of moisture loss indices based on the field measurements will help pavement engineers determine an optimum timing of an overlay without continually measuring moisture conditions in the field using a nuclear gauge.

Evaluation of Post-Tension Strengthened Steel Girder Bridge Using FRP Bars, 2003

Many state, county, and local agencies are faced with deteriorating bridge infrastructure composed of a large percentage of relatively short to medium span bridges. In many cases, these older structures are rolled or welded longitudinal steel stringers acting compositely with a reinforced concrete deck. Most of these bridges, although still in service, need some level of strengthening due to increases in legal live loads or loss of capacity due to deterioration. Although these bridges are overstressed in most instances, they do not warrant replacement; thus, structurally efficient but cost-effective means of strengthening needs to be employed. In the past, the use of bolted steel cover plates or angles was a common retrofit option for strengthening such bridges. However, the time and labor involved to attach such a strengthening system can sometimes be prohibitive. This project was funded through the Federal Highway Administration’s Innovative Bridge Research and Construction program. The goal is to retrofit an existing structurally deficient, three-span continuous steel stringer bridge using an innovative technique that involves the application of post-tensioning forces; the post-tensioning forces were applied using fiber reinforced polymer post-tensioning bars. When compared to other strengthening methods, the use of carbon fiber reinforced polymer composite materials is very appealing in that they are highly resistant to corrosion, have a low weight, and have a high tensile strength. Before the post-tensioning system was installed, a diagnostic load test was conducted on the subject bridge to establish a baseline behavior of the unstrengthened bridge. During the process of installing the post-tensioning hardware and stressing the system, both the bridge and the post-tensioning system were monitored. The installation of the hardware was followed by a follow-up diagnostic load test to assess the effectiveness of the post-tensioning strengthening system. Additional load tests were performed over a period of two years to identify any changes in the strengthening system with time. Laboratory testing of several typical carbon fiber reinforced polymer bar specimens was also conducted to more thoroughly understand their behavior. This report documents the design, installation, and field testing of the strengthening system and bridge.

Viilujen lujuuslajittelun kehittäminen

Työn lähtökohtana on viilujen lujuuslajittelun kehittäminen. Lujuuslajittelun on tarkoitus perustua viilujen paino- ja tiheyseroihin, joilla on vaikutusta viilujen lujuusominaisuuksiin. Viilujen paino- ja tiheyserojen selvittäminen on tarkoi-tus toteuttaa punnituksen avulla ja siihen kuuluva laitteisto oli jo alustavasti suunniteltu. Teoriaosan avulla tutustuttiin viilujen ja vanerin valmistukseen liittyviin pro-sesseihin, puun tiheyteen ja lujuuteen liittyviin tekijöihin ja eri tekijöiden vaikutuksiin viilujen ja vanereiden lujuusominaisuuksissa. Työn kokeellinen osa voidaan jakaa selkeästi kahteen tutkimusalueeseen. Ensimmäisessä oli tarkoitus selvittää viiluissa esiintyvien paino- ja tiheyserojen vaihteluita ja niiden vaikutuksia viilujen lujuusominaisuuksiin ja sitä kautta myös valmiiden levyrakenteiden ominaisuuksiin. Viilutasolla tutkittiin tiheyden vaikutusta poikittaisveto- ja taivutuslujuuteen ja vaneritasolla tiheyden vaikutusta taivutuslujuu-teen. Raaka-aineina tutkimuksissa ja lujuuskokeissa käytettiin koivu-, kuusi- ja poppeliviiluja. Työn toinen osa keskittyi viilujen punnituksen testaamiseen ja kehittämiseen. Tutkittavien puulajien kohdalla viiluista löytyi huomattavia paino- ja tiheyseroja, joiden vaikutukset näkyivät erityisesti viilujen ja vanerien taivutuslujuuksien arvoissa. Punnituksen tulokset osoittivat, että riittävän tuotekehityksen myötä viilujen punnitukseen perustuva lajittelu olisi mahdollista toteuttaa tutkitun menetelmän avulla. Vanerirakenteissa havaittujen taivutuslujuuserojen perusteella lujuuslajittelulle olisi käyttöä ja siitä olisi hyötyä levyrakenteiden suunnittelussa.

Development of a Testing Method for Convertibility of Paperboard

Työssä tutkittiin muovattujen kartonkivuokien sekä muovattujen kartonkinäytteiden rinnastettavuutta. Puristusvaiheen prosessiolosuhteiden miellettiin vaikuttavan eniten multidimensionaliseen muodonmuutokseen. Multidimensionaalista muodonmuutosta simuloitiin uudella muovaamiseen soveltuvalla muovauslaitteella. Kirjallisuusosassa keskeisiä teemoja ovat kartongin muovaus sekä kuitupohjaisen materiaalin reologinen käyttäytyminen. Kirjallisuusosassa esitellään lisäksi yksi tekninen sovellus, jonka avulla kyetään ennustamaan kuitumateriaalin muovautuvuutta sekä mittaamaan tapahtunutta muodonmuutosta. Prosessiparametrien teoreettista vaikutustakuituihin tarkastellaan myös kirjallisuusosassa. Kokeellisessa osassa toteutettiin kartonkivuokien valmistus puristamalla. Vastaavilla prosessiparametreilla muovattiin myös pienemmät testinäytteet. Perinteiset yksidimensionaliset deformaatiomittaukset toteutettiin lujuusominaisuuksien laboratoriomäärityksinä. Myös kitka, joka toimii tärkeänä muuttujana prässäysprosessissa, mitattiin laboratorio-olosuhteissa. Tämän työn tulokset osoittavat uuden kehitetyn muovausmenetelmän toimivuuden. Asema-voima kuvaajat ovat selkeitä sekä helposti luettavia. Tuloksissa havaittiin materiaalin muovauspotentiaalin sekä asema-voima kuvaajan välillä vallitseva yhteys. Erittäin merkittävä huomio oli myös, että muovipäällystetyllä kartongilla oli yhteys päällystämättömän kartongin asema-voima kuvaajaan. Tämä tulos osoittaa, että muovipäällystetyn kartongin muovautuvuutta voi olla mahdollista ennustaa pohjakartongin muovautuvuustulosten perusteella. Perinteiset yksidimensionaliset laboratoriomittaukset eivät kykene antamaan riittävää informaatiota muovautuvuuden ennustamiseen. Tästä näkökulmasta on tärkeää että kartongin multidimensionalista muotoutuvuutta voidaankin tutkia kehitetyllä muovausmenetelmällä.

Verification of a dynamic laboratory scale former

Laboratoriomittakaavainen formeri on välttämätön, jotta paperinvalmistusprosessin jäljitteleminen olisi mahdollista. Vaikka erilaisia formereita löytyykin paperiteollisuudesta, tilaa on kuitenkin laboratoriomittakaavaiselle paperinvalmistusmenetelmälle, joka sijoittuisipilottikoneen ja perinteisen laboratorioarkkimuotin välille. Formeri, jolla saadaan aikaiseksi oikean paperinvalmistuksen kaltaiset olosuhteet ja ilmiöt on kehitetty, ja sen toiminta on testattu Nalcon Papermaking Centreof Excellence:ssä Espoossa. Formeri on yhdistetty Nalcon lähestymisjärjetelmäsimulaattoriin ja simulaattorilla aikaansaadut hydro-kemialliset ilmiöt voidaan testata nyt myös arkeista. Laitteessa on perälaatikko ja viiraosa. Perälaatikosta massa virtaa viiralle, joka liikkuu eteenpäin hihnakuljettimen hihnojen päällä. Suihku-viira -suhdetta voidaan muuttaa joko muuttamalla virtausnopeutta tai viiran nopeutta tai säätämällä perälaatikon huuliaukkoa. Formerintoiminnan testaus osoitti, että se toimii teknisesti hyvin ja tulokset ovat toistettavia ja loogisia. Arkeissa kuidut ovat orientoituneet, formaatio ja vetolujuussuhde KS/PS riippuvat voimakkaasti suihku-viira -suhteesta, kuten oikeillakinpaperikoneilla.

DFM(A)-Aspects of an Advanced Cable Gland Design

Nowadays typical motor junction boxes do not incorporate cable glands, which would provide good electrical performance interms of electromagnetic compatibility. In this paper, a manufacturability and assembly analysis for the new construction of a rigid body feeder cable junction of an electric motor is presented especially for converter drives (practical tests were carried out at LUT during 2007). Although the cable junction should also clamp the cable to provide enough tensile strength, the phase conductors should not get squashed by the groundingconnection. In order to ensure good performance in an electrical mean especially in converter drives, the grounding of the cable should be connected 360 degrees around the cable. In this paper, following manufacturing technologies are discussed: traditional turning, precision and centrifugal casting, and rotation moulding. DFM(A)-aspects are presented in detail.

Elastomeerien kesto viherlipeäkäsittelyissä

Työssä on tutkittu eri kumilaatujen soveltuvuutta viherlipeäympäristöön laboratoriomittausten avulla. Kumia tultaisiin käyttämään viherlipeälinjan letkuventtiilissä. Suomalaisista sellutehtaista saaduista viherlipeänäytteistä mitattiin alkali- ja vierasainepitoisuudet. Kumitestauksissa viherlipeässä pyrittiin selvittämään kumien kesto prosessiolosuhteita vastaavissa olosuhteissa. Kumit asetettiin kuumaan viherlipeään jännitettynä ja pidettiin siinä kolme vuorokautta. Kumista tutkittavia ominaisuuksia olivat kumin massan muutos, kovuus, vetolujuus sekä murtovenymä. Kolmen vuorokauden testien tulosten perusteella valittiin kolme kumilaatua tuhannen tunnin kestotestiin, joissa seurattiin kumin massan käyttäytymistä sekä kumin pitkäaikaisen altistamisen viherlipeässä vaikutusta lujuusominaisuuksiin. Kokeissa havaittiin osan testatuista kumeista sitovan viherlipeää itseensä, mikä aiheuttaisi viherlipeän pääsyn letkun vahvikkeisiin ja aiheuttaisi letkun hajoamisen. Osa kumeista kului kemiallisesti, mikä taas aiheuttaisi letkun rasitustilanteissa repeämiä letkun pinnassa ja lopulta letkun hajoamisen. Kuitenkin suuressa osassa testatuissa kumimateriaaleissa ei ollut suuria massanmuutoksia. Tällöin lujuusmittaukset kertoivat muilta osin kumin kestosta. Muutamilla kumeilla massanmuutokset olivat alhaisia, mutta lujuusarvot olivat romahtaneet. Kuitenkin laboratoriomittausten tulosten perusteella pystyttiin löytämään kumimateriaali, joka kestäisi paremmin viherlipeäprosessissa kuin teollisuudessa käytössä ollut kumimateriaali. Kuitenkin lopullinen varmuus tästä voidaan saada teollisuudessa tehtyjen testausten avulla.

Hienopaperimassojen lujuusominaisuudet nopeassa vetokuormituksessa

Työssä verrattiin koivu-, akaasia- ja eucalyptussellujen käyttökelpoisuutta hienopapereiden kuituraaka-aineena. Kirjallisuusosassa todettiin radan hallinnan paperikoneiden avoimissa vienneissä riippuvan käytetyn geometrian lisäksi lujuus- ja relaksaatio-ominaisuuksista. Kuituverkoston käyttäytymiseen jännityksen alaisena vaikuttavat kuitudimensiot, kosteus ja lämpötila sekä kuituverkostoon kohdistetun jännityksen nopeus ja määrä. Relaksaationopeus ja vetolujuus kasvavat kuivilla papereilla vetonopeuden lisääntyessä. Kosteuspitoisuuden kasvattaminen alentaa puukuiduissa olevien polymeerien lasisiirtymälämpötilaa, jonka seurauksena vetolujuus ja relaksaatiokireys laskevat voimakkaasti. Kosteuspitoisuuden kasvaessa murtovenymä kasvaa lähes lineaarisesti ja repäisylujuus sekä murtotyö saavuttavat maksiminsa tietyssä kosteuspitoisuudessa. Kokeellisessa osassa keskityttiin hienopaperimassojen lujuus- ja relaksaatiokäyttäytymisen selvittämiseen nopeassa vetokuormituksessa. Lisäksi määritettiin laatu-, massa- ja rakenneominaisuuksia valituille koepisteille. Muuttujina kokeissa olivat massojen kuiva-ainepitoisuudet ja jauhatusolosuhteet sekä havusellun osuus hienopaperimassoissa.CSF-tasoon 350 ml jauhetuista näytteistä parhaat lujuus ja relaksaatio-ominaisuudet olivat koivulla ja heikoimmat akaasialla. Erot koepisteiden välillä korostuivat pienellä havusellun määrällä, mutta kaventuivat huomattavasti havusellun määrää lisättäessä. Samaan vetolujuuteen jauhettaessa massojen erot poistuvat kokonaan. Kuivilla näytteillä löydettiin erinomainen korrelaatio myötölujuuden ja relaksaatiokireyden välille. Puristinkuivien näytteiden relaksaatiokireyksiä voidaan kokeiden valossa ennustaa parhaiten kuivien näytteiden vetolujuuksista. Myös elastisten venymien osuuksille ja kuituseinämien paksuuksille löydettiin selvä yhteys.Eucalyptus- ja akaasiamassojen erinomaisuus hienopapereiden raaka-aineena korostui niiden optisissa ominaisuuksissa, erityisesti korkeana valonsirontana. Verrattaessa samassa vetolujuudessa ja relaksaatiokireydessä valonsirontakertoimien arvoja havaittiin akaasian olevan paras koivun jäädessä heikoimmaksi. Lisäksi akaasian ja eucalyptuksen kapeat kuitujakaumat ovat edullisia painokoneessa värin tasaisen imeytymisen kannalta. Akaasian pienet ja taipuisat kuidut antavat paperille tasaisen pinnan ja siten painatuksessa tasaisen painoalustan.

Sihtirummun valmistuksen kehittäminen

Diplomityön tarkoituksena oli sihtirummun valmistuksen kehittäminen. Työssä tutkittiin ja kehitettiin sihtirummun tukirenkaan ja sauvalangan liittämismenetelmiä. Tavoitteena oli kehittää muita liittämismenetelmiä nykyisen käsnähitsausmenetelmän tilalle. Teoriaosassa perehdyttiin austeniittiseen ruostumattomaan teräkseen, korroosioon, erilaisiin hitsausmenetelmiin ja kovajuottamiseen. Käytännön osassa kerrotaan koekappaleiden suunnittelusta ja valmistuksesta, koekappaleiden koehitsauksista ja kovajuottamisesta sekä tehdyistä veto- ja väsytyskokeista. Lopuksi koetulosten analysoinnin perusteella eri liittämismenetelmät asetetaan paremmuusjärjestykseen.

PCC-täyteaineen vaikutus hienopaperin lujuuskäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa

Raaka-ainekustannusten minimoimiseksi hienopaperin valmistajat pyrkivät jatkuvasti vähentämään massan havuselluosuutta ja lisäämään paperin täyteainepitoisuutta. PCC:n käyttö hienopaperin täyteaineena on kasvanut viimeisen kymmenen vuoden aikana voimakkaasti. PCC:n etuna on sen joustava valmistusprosessi, jonka olosuhteita säätelemällä voidaan valmistaa hyvin erilaisia tuotteita. PCC:n ominaisuudet, kuten partikkelikoko ja kidemuoto vaikuttavat merkittävästi paperin reologisiin ominaisuuksiin. Täyteaineen vaikutus paperin lujuusominaisuuksiin riippuu oleellisesti siitä, miten täyteaine sijoittuu kuituverkostossa. Lisäksi paperikoneen ajettavuuden turvaamiseksi täyteaineretention tulisi olla riittävän korkealla tasolla. Täyteaineen retentoituminen on hyvin riippuvainen kuitumateriaalin ja täyteaineen ominaisuuksista. Täyteainepitoisuuden lisääminen ja havusellun vähentäminen heikentävät hienopaperin reologisia ominaisuuksia ja vaikuttavat negatiivisesti paperikoneen ajettavuuteen. Varsinkin rainan siirto avoimella viennillä puristinosalta kuivatusosalle voi muodostua ajettavuuden kannalta kriittiseksi kohdaksi. Tämän vuoksi on tärkeää tuntea irrotustapahtumaan ja rainan kireyteen vaikuttavat tekijät. Märän rainan lujuuskäyttäytymistä voidaan tutkia esim. laboratorioarkeista tehtävillä vetolujuus- ja jännitysrelaksaatiomittauksilla. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin kahden erityyppisen PCC-täyteaineen vaikutusta hienopaperin vetolujuus- ja relaksaatiokäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa. Täyteainepitoisuuden kasvaessa sekä märän että kuivan paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys heikkenivät voimakkaasti. Täyteaine myös vähensi havuselluosuuden vaikutusta näihin ominaisuuksiin. PCC:n ominaisuuksilla voitiin hieman vaikuttaa hienopaperin reologisiin ominaisuuksiin, joskin niiden kannalta edullisempi täyteaine antoi paperille huonommat optiset ominaisuudet. Kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys paranivat eksponentiaalisesti. Tämän perusteella täyteainetyypin vaikutus vedenpoistoon on paperin reologisten ominaisuuksien kannalta tärkeä tekijä.