Maailman eniten käytetty rakennusmateriaali betoni on muutoksen edessä. Oulun yliopistossa tutkitaan yhdessä maailman suurimmista tutkimusryhmistä betonin uusia sideaineita, joita tarvitaan korvaamaan betonin sementtiä.

Sementin pääraaka-aine, kalkkikivi hajoaa kemiallisessa reaktiossa hyvin korkeassa lämpötilassa aiheuttaen ilmastoa kuormittavia hiilidioksidipäästöjä. Myös valmistuksessa tarvittava polttoaine aiheuttaa päästöjä.

”Hiilidioksidipäästöt ovat radikaalisti vähennettävissä”, kertoo kiertotalouden materiaalitekniikan professori ja kuitu- ja partikkelitekniikan yksikön johtaja Mirja Illikainen Oulun yliopistosta.
Markkinoilla on jo eri valmistajien vähähiilisiä betoneja, joissa on käytetty sementtiä korvaavia sideaineita.

Oulun yliopiston tutkimusryhmään kuuluu 30 täyspäiväistä tutkijaa, joista 40 prosenttia on ulkomaalaisia.

”Rahoitusta tutkimustyölle on ollut tarjolla kiitettävästi. Saamme myös yrityksiltä tutkimustilauksia”, Mirja Illikainen kertoo.

Tutkimustyötä rahoittavat esimerkiksi Suomen Akatemia, Business Finland ja useat säätiöt. EU:n rahoitusta on myönnetty Horisonttiohjelmasta ja aluekehitysrahastosta.

Sementtiä korvaavia tuotteita tutkitaan eri puolilla maailmaa useissa yliopistoissa ja yrityksissä, esimerkiksi Hollannissa, Belgiassa, Sveitsissä ja Iso-Britanniassa.

Sideaineiden lujittumisessa on eroja

Kansainvälisessäkin mittakaavassa iso Oulun yliopiston ryhmä tutkii sementin korvaamista osittain tai kokonaan muilla sideaineilla, joita saadaan teollisuuden sivuvirroista, kuten teräs- ja metalliteollisuuden polttolaitoksien kuonista, polttolaitoksien tuhkista tai kaivosteollisuuden rikastushiekoista.

”Sivuvirtoja syntyy lähes kaikilla teollisuuden aloilla. Kiinnostavimpia ovat tällä hetkellä metalli- ja metsäteollisuuden sivuvirrat. Rakennuspuolelta tutkitaan esimerkiksi kivi- ja lasivillajätteen soveltumista sementin korvaajiksi”, Illikainen kertoo.

”Osa korvaavista sideaineista lujittuu nopeasti, osa hitaammin – useimmiten tarvitaan joku lisäaine ja kemiallista aktivointia mukaan. Itsestään kovettuvia sivuvirtojakin on, niitä saadaan esimerkiksi terästeollisuudesta.”

Raudan valmistuksessa syntyvää masuunikuonaa on käytetty jo vuosikymmeniä osittaisena sementin korvaajana. Maailmalla on kehitetty myös reseptejä, joissa korvataan betonin sisältämää sementtiä savimineraaleilla.

Venäjällä ja Itä-Euroopassa rakennettiin jo 1950-luvulla kerrostaloja betonista, jossa ei ollut sementtiä: sideaine pohjautui raudanvalmistuksessa syntyvään masuunikuonaan. Kerrostalot ovat yhä pystyssä, joten teknisesti sementin korvaaminen muilla sidosaineilla oli mahdollista jo 70 vuotta sitten”, Mirja Illikainen kertoo.

”Australiassa on käytetty myös kerrostalojen välipohjarakenteissa geo​polymeeribetonia, jossa sementti on kokonaan korvattu teräs- ja energiateollisuuden sivuvirroilla.”

Rudus myy kolmea vähähiilisempää betonia

Ruduksen Vihreän betonin hiilijalanjälki voi olla 20, 40 tai 60 prosenttia pienempi kuin perinteisen betonin.

Esimerkiksi Vihreä betoni 20 voidaan toimittaa lujuudella C30/37, C35/45, C50/60 jne. Jokaisesta lujuusluokasta on reseptejä, jotka soveltuvat lattioiden, seinien tai muiden erityyppisten rakenteiden valamiseen.

”Ruduksen Vihreä betoni, jolla on 20 prosenttia pienempi hiilijalanjälki, kovettuu lähes perinteisen betonin tapaan”, kehityspäällikkö Mika Autio kertoo.

”Valmisbetonit, joilla on 40 tai 60 prosenttia pienempi hiilijalanjälki, kovettuvat hitaammin. Niitä voidaan käyttää, kun hitaampi lujuuden kehitys on eduksi rakenteelle, esimerkiksi massiivisia rakenteita valettaessa, joissa muuten tulisi ongelmaksi rakenteen ylikuumeneminen betonin lujuusreaktioiden aikana. Vihreä betoni voi myös kestää tiettyjä ympäristörasituksia paremmin kuin perinteinen betoni.”

”Uskon, että ’vihreämmistä valmisbetoneista’ tulee valtavirtaa, kun kunnat alkavat rajoittaa entistä enemmän hiilidioksidipäästöjään ja miettiä betonin valintaa.”

Ruskon betonilla vähähiilisempi RB Clean-betonituoteperhe

Ruskon Betoni on tuonut markkinoille kolme vähähiilistä betoniversiota: Clean I, Clean II ja Clean III, joilla on pienempi hiilijalanjälki kuin perinteisellä betonilla. Valmisbetoneista Clean III pienentää hiilidioksidipäästöjä 60 prosenttia.

Laatu- ja kehitysjohtaja Vesa Anttila kertoo, että ”uusia valmisbetoneja on käytetty kerrostalon perustuksissa, nosturin massiiviperustuksessa ja talojen lattioiden valussa.”

”Tilattaessa RB Clean –betonia kannattaa ensin keskustella myynnin kanssa valettavan rakenteen tiedoista, jotta sopiva betoniversio saadaan valittua.”

Lujabetonilla on päästökompensoitua valmisbetonia

Lujabetonin Vähähiilibetonin hiilijalanjälki on jopa 50 prosenttia pienempi kuin perinteisen betonin. ”Sen alkulujuuden kehitys on hieman normaalia rauhallisempaa loppulujuuksien ollessa korkealla tasolla”, yksikönjohtaja Markus Haatainen kertoo.

”Tuote soveltuu monenlaisiin rakennuskohteisiin, esimerkiksi talon rakentamisen ja infran rakentamisen eri kohteisiin sekä erityisen hyvin massiivisten rakenteiden betonointiin.”

Lujabetoni tarjoaa myös päästökompensoitua valmisbetonia, jonka hiilijalanjälki on nolla. Asiakas maksaa valmisbetonia ostaessaan kuutiokohtaisen kompensaatiomaksun 6 euroa/kuutiometri. Maksu perustuu Lujabetonin Nordic Offset Oy:ltä ostamiin Gold Standard –sertifioituihin päästövähennyksiin.

”Myöhemmin on tulossa myös betonielementtejä, joissa käytetään vähähiilistä betonia”, Haatainen sanoo.

Finnsementti Oy myy vähäpäästöistä sementtiä. Se on tuonut markkinoille vähäpäästöisen CEM III-tyyppisen sementin, jossa seosaineena hyödynnetään masuunikuonaa. Sementin hiilijalanjälki on viisikymmentäviisi prosenttia alhaisempi kuin perinteisen portlandsementin.”

Artikkeli on ilmestynyt TM Rakennusmaailma 9/21. Lue koko artikkeli Ekologisempaa valmisbetonia saatavilla digilehdestä.

Lue lisää:

Käytetyt betonielementit halutaan käyttöön uusien rakennusten osina

Kumpi on vähähiilisempää, puu vai betoni? Asiantuntija: ”Rakentamisen materiaaleilla ei ole mitään merkitystä”