Tutkijat kehittivät ensimmäisen hiilinegatiivisen sideaineen – merkittävä vaikutus infrarakentamisen päästöihin

Sementtipohjaisia seoksia käytetään yleisesti sideaineena maaperän vahvistamisessa suomalaisilla rakennustyömailla, jossa maaperän pehmeys aiheuttaa ongelmia pohjarakenteiden kestävyydelle. Sementin käyttö rakennusteollisuudessa aiheuttaa kuitenkin maailman kolmanneksi suurimmat hiilidioksipäästöt maito- ja lihateollisuuden ja polttoaineteollisuuden jälkeen, joten paine sen käytön vähentämiseksi on ilmeinen.

Nyt Aalto-yliopiston ja VTT:n tutkijat ovat onnistuneet kehittämään vaihtoehtoisen, biopohjaisen sideaineen, jolla infrarakentamisen hiilidioksidipäästöjä voidaan merkittävästi vähentää.

"Biohiili on hiilinegatiivinen materiaali, joka syntyy biopolttoaineteollisuuden sivutuotteena. Sen käyttö sideaineena maaperän vahvistamisessa sementin sijaan voi vähentää sideainetuotannon päästöjä jopa 75 prosenttia ilman, että rakenteiden kestävyydestä tarvitsee tinkiä", kertoo Aalto-yliopiston apulaisprofessori Sanandam Bordoloi.

Heikot ja pehmeät savikerrostumat ovat tyypillisiä erityisesti Etelä-Suomen maaperässä, millä on merkittävä vaikutus rakentamiseen. Infrastruktuuria, kuten teitä, katuja, tunneleita, siltoja ja rakennuksia, voidaan rakentaa vain sinne, missä maaperä on riittävän vakaata. Apuna käytetään niin kutsuttua syvästabilointia: pohjanvahvistusta, jossa maaperä lujitetaan sideaineen avulla.

Infrarakenteista hiilinieluja

Tutkijoiden tavoitteena on tehdä pohjanvahvistuksesta päästöiltään jopa hiilinegatiivista. He aikovat käyttää infrarakenteita hiilinieluina: äskettäin julkaistussa tutkimuksessa ryhmä onnistuikin sitomaan hiilidioksidikaasua vakaaseen, kiinteään karbonaattimuotoon pehmeässä savessa yhdessä kierrätysmateriaalipohjaisen sideaineen kanssa.

Teknologialla voi olla suuri merkitys seuraavan sukupolven sementtirakennusmateriaalien kehittämisessä suomalaiselle rakennusteollisuudelle.

"Kukaan ei ole aiemmin onnistunut hiilidioksidin sitomisessa rakentamisen kannalta ongelmalliseen heikkoon saveen. Hiilidioksidia saven sisään sitova teknologiamme voi olla valtava suunnanmuutos ja johtaa sementin käytön vähentämiseen – erityisesti pohjanvahvistuksessa, joissa savi yleensä vakautetaan sementtipohjaisilla seoksilla", sanoo Aalto-yliopiston professori Leena Korkiala-Tanttu.

"Nyt voimme sementin sijaan suunnata katseemme biohiileen ja muihin vastaaviin kierrätysmateriaaleihin, jotka toimivat erinomaisesti sekä teknisesti että päästöjen vähentämisen kannalta", Korkiala-Tanttu jatkaa.

Seuraavaksi tutkijat aikovat testata hiilidioksidin sitomisteknologiaa aidoissa työmaaolosuhteissa. Suunnitelmissa on myös laajentaa teknologiaa muihin rakennusmateriaaleihin.

Innovaatio savijätteen hyödyntämiseksi työmailla

Tutkimuksen ohella tutkijat kehittivät myös innovatiivisen menetelmän, jolla perinteisesti kaatopaikalle sijoitetut rakentamisen ylijäämäsavi voidaan nyt käyttää työmaalla tietyissä kohteissa raaka-aineina: esimerkiksi täyttömateriaalina, maan vahvistamisessa tai meluesteissä. Menetelmästä on parhaillaan vireillä patenttihakemus.

"Rakennusteollisuus on usein melko konservatiivinen, mikä on ymmärrettävää, koska rakenteiden on tarkoitus kestää ja toimia kohteesta riippuen kymmeniä tai yli satakin vuotta. Rakennusteollisuuden päästöjen vähentämiseksi tarvitaan kuitenkin radikaalia luovuutta. Kutsumme alan yhteistyökumppanit mukaan tukemaan meitä tutkimuksen viemisessä laboratoriosta työmaille", Bordoloi sanoo.