Kestävän betonin resepti on tunnettu jo pitkään: muinaiset roomalaiset osasivat valmistaa betonia niin hyvin, että osa rakennuksista on edelleen käyttökunnossa yli 2 000 vuotta myöhemmin. Roomalaisen betonin salaisuus oli sen sisältämä vulkaaninen tuhka.
Salaisuudet unohtuivat vuosisadoiksi, kunnes 1800-luvun lopussa ryhdyttiin taas hyödyntämään kemiallisesti samankaltaista sideainetta alkaliaktivoidusta masuunikuonasta. Tästä niin sanotusta geopolymeeribetonista rakennettiin Euroopassa ja Neuvostoliitossa useita kerrostaloja noin 60–70 vuotta sitten. Syynä oli edullinen hinta ja tuolloin vaivannut pula Portland-sementistä (OPC). Suomessakin materiaalia tutkittiin 1980-luvulla, mutta laajempaan käyttöön se ei koskaan päätynyt.
Nyt erilaiset geopolymeerit ja vaihtoehtoisia sideaineita hyödyntävät betonit tekevät voimakkaasti paluuta rakennusmateriaaleiksi, johtuen niiden huomattavasti alhaisemmista hiilidioksidipäästöistä (CO2) verrattuna perinteiseen Portland-sementtiin. Oulun yliopistossa, Kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikössä, niitä on tutkittu aktiivisesti jo vuosikymmenen ajan. Professori Mirja Illikaisen johtama ryhmä selvittää muun muassa, miten erilaisia teollisuuden sivuvirtoja voidaan hyödyntää geopolymeerien raaka-aineina. EU:n Horizon2020-rahoitteisessa WOOL2LOOP-hankkeessa tutkitaan mineraalivillajätteen (kivi- ja lasivillan) uusiokäyttöä geopolymeerin raaka-aineena elinkaarensa lopussa.
Laboratoriosta työmaalle: Pyörteen autotalliin kokeiltiin uutta reseptiä
Tutkimus ei ikinä pysy laboratorion seinien sisällä, jos mukana on tahtova ja tekevä tiimi. Lohjan asuntomessuille 2021 valmistuvalle Pyörre-talolle valettiin aurinkoisena syyskuun maanantaina, 28.9.2020, geopolymeeribetonista autotallin lattia.
Tekeminen käynnistyi luvattuani kohteen pääsuunnittelijalle, Matti Kuittiselle, että voisimme Saint-Gobain Weberin toimesta toteuttaa Pyörteeseen autotallin lattian geopolyymeristä WOOL2LOOP-hankkeen tiimoilta. Kaikki ei mennyt ihan alkuperäisten suunnitelmien mukaan: piti soveltaa, sopia hankkeen riskeistä ja lopuksi tuli tietysti kiire. Saint-Gobain konsultoi ja Oulun yliopiston laboratoriossa kehitettiin laastiresepti. Jatkokehityksen laastista betoniksi toteutti Keko Geopolymeerit Oy (Keko), joka on Oulun yliopiston tutkimuksen pohjalta perustettu spin off -yritys. Muita ennakkoluulottomia yhteistyötahoja Lohjan Pyörteen projektissa olivat Aulis Lundell Oy, Finnrecycling Oy sekä Kuljetus Sundell Oy – ja tietenkin tulevat asukkaat. Poikkitieteellistä tiimiä tutkimuksesta käytäntöön luotsasi kiertotalouteen hurahtanut projektityöntekijämme Tuomas Kohvakka. Tuomaksesta sen verran tähän väliin, että valmistuttuaan vuodenvaihteessa, hän aloitti Saint-Gobain Finlandin ensimmäisenä Kiertotalousinsinöörinä.
Kierrätys- ja sivuvirtamateriaalit hyötykäyttöön
Valun tiukahko aikataulu ja raaka-aineiden saatavuus asettivat kokeilulle joitakin reunaehtoja. Tässä tapauksessa lattiamassan pääasiallisena sideaineena käytettiin masuunikuonaa ja täyteaineina kierrätettyä, pestyä, termisesti ja mekaanisesti elvytettyä valimohiekkaa sekä Saint-Gobain Weberin Ojakkalan tehtaalla kuivattua luonnonhiekkaa. Alkaliaktivaattorina toimi lipeäpohjainen liuos. Sideaine voidaan korvata myös monella muulla teollisuuden sivuvirralla, kuten rakennus- ja purkujätteen mukana syntyvällä kivi-ja lasivillajätteellä tai erilaisilla lentotuhkilla. Myös aktivaattorien korvaamista kierrätys- tai sivuvirtamateriaaleilla tutkitaan, jolloin geopolymeerien hiilijalanjälki pienenee edelleen.
Kokeellisen betonin valmistus vaatii käsityötä ja luovuutta, mutta myös perinteisiä menetelmiä voidaan hyödyntää. Esimerkiksi sekoitus ja valu toteutettiin tavallisessa betoniautossa, jolloin betonimassa saatiin vaivattomasti valettua kohteessa. Tai lähes vaivattomasti – innostuneen työryhmän ilmeet kiristyivät hetkellisesti auton sulakkeen palaessa kesken kiivaimman sekoituksen ja monine muine kommelluksineen mutta lopulta historiallinen valu sujui kuitenkin hyvin. Harvoin näin hauskoja työpäiviä kohdalle sattuu, naurettiin ja jännitettiin kaikki yhdessä! Suuri kiitos vielä erikseen Kuljetus Sundell Oy:n ammattitaidolle ja innostukselle uuden äärellä – oli kuulemma hieno työpäivä, jotain uutta ja erilaista!
Vaikka matkalla oli monta muuttujaa ihmisten, aikataulujen, raaka-aineiden, laitteiston, menetelmien ja työmaan kannalta, oli hienoa nähdä, että kiertotaloutta voidaan konkreettisesti edistää. Autotalliin tuli hieno (ja varsin pitkäikäinen?!) lattia ja geopolymeerien kaupallinen käyttö otti harppauksen eteenpäin!
Wool2Loop – New Sustainable Raw Materials from Mineral Wool Waste
Wool2Loop: https://www.wool2loop.eu/
Twitter: https://twitter.com/wool2loop
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/wool2loop-project/
