Turpeen ja puun poltosta syntyvä lentotuhka hyödynnettävissä sementin seosaineena

Leijupetipolton lentotuhkalla on luonnostaan hieno partikkelikoko ja sopiva kemiallinen koostumus. Tämän sivuvirran tuotteistaminen rakennusteollisuuden raaka-aineeksi olisi hyödyllistä ympäristön kannalta, sillä sen käyttö voisi pienentää sementin hiilijalanjälkeä ja tuhkan läjittämisen ympäristövaikutuksia. Tämän lisäksi tuhkan hyödyntäminen sementin seosaineena hyödyttäisi tuhkan tuottajia, sillä tämä tarjoaisi uuden tavan vähentää syntyvän jätteen määrää. 

Väitöstutkimuksen tavoitteena oli tutkia, miten puun ja turpeen yhteispoltosta syntyvä leijupetipolton lentotuhka vaikuttaa tuoreen ja lujittuneen laastin ominaisuuksiin, kun tuhkalla korvataan 10–40 % käytettävästä sementistä. Tämän lisäksi työssä tutkittiin leijupetipolton lentotuhkan vaikutusta laastin pakkasenkestävyyteen.

Yleisesti ottaen leijupetipolton lentotuhkat heikensivät hiukan laastien puristuslujuutta. Lujuudet olivat kuitenkin huomattavasti parempia kuin laasteissa, joissa vastaava määrä sementtiä korvattiin reagoimattomilla fillereillä, ja samaa tasoa kuin laasteissa, joissa sementtiä korvattiin perinteisellä hiilen pölypolton lentotuhkalla.

Epäsäännöllisen partikkelimuodon vaikutuksesta tuhkat lisäsivät huomattavasti laastien vedentarvetta, mutta riittävällä tehonotkistimen annostelulla voitiin valmistaa työstettävyydeltään hyviä laasteja jopa silloin, kun sementistä korvattiin 40 % leijupetipolton lentotuhkalla. Leijupetipolton lentotuhkien todettiin soveltuvan myös pakkasenkestävän laastin valmistukseen.

Käytännössä noin 20 % sementistä voitaisiin korvata hyvälaatuisella leijupetipolton lentotuhkalla heikentämättä merkittävästi lujittuneen materiaalin ominaisuuksia. Tällä hetkellä eurooppalainen lentotuhkastandardi ei kata leijupetipolton lentotuhkaa, mikä rajoittaa sen käyttöä. Lähitulevaisuudessa leijupetipolton lentotuhkan hyödyntämisnäkymät riippuvat voimakkaasti siitä, miten tuhkan hyödyntämistä rajoittava sääntely ja asiakkaiden suhtautuminen ympäristöystävällisiin rakennusmateriaaleihin kehittyvät.

----

Diplomi-insinööri Jouni Rissanen väittelee tohtoriksi Oulun yliopistossa 2.10.2020. Prosessitekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Utilization of peat-wood fly ash from fluidized bed combustion as supplementary cementitious material (Turpeen ja puun poltosta syntyvän lentotuhkan hyödyntäminen sementin seosaineena). Vastaväittäjinä toimivat professori Nina Štirmer (Zagrebin yliopisto) ja tohtori Anna Kronlöf ja kustoksena professori Mirja Illikainen (Oulun yliopisto).