Mikroskooppikuva soodasakasta. Kuva: Teemu Kinnarinen

Lappeenrannassa luodaan kiven mineraaleja uudelleen

Urban infra revolution -tutkimushankkeessa kehitetään betonille korvaajaa.

Kirjoittaja(t) Maria Huusko

Tavoitteena on luoda metsä- ja kaivosteollisuuden sivuvirroista 3D-tulostukseen soveltuva materiaali. Hanke käynnistyi marraskuussa.

Lappeenrannan kaupunki on hankkeen vastuullinen johtaja. Mukana ovat myös Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Apila Group, Saimaan ammattikorkeakoulu, Imatran seudun kehitysyhtiö, Metsäliitto, Outotec, Nordkalk, Fimatec, UPM, Total Design ja Design Reform.

Rahoituksesta 80 prosenttia eli 3,4 miljoonaa euroa tulee EU:lta.

Kyseessä on piin ja alumiinin aktivointi

Tavoiteltavat materiaalit ovat niin sanottuja geokomposiitteja, joita muun muassa ranskalainen Joseph Davidovits on tutkinut 1970-luvulta asti.

Hyödynnettäviä sivuvirtoja ovat puolestaan tuhka, viherlipeä- eli soodasakka, rikastushiekka sekä rakennus- ja kuitujäte.

Jätejakeista kehitetään homogeeninen ja 3D-tulostuksessa riittävän nopeasti kovettuva seos, joka kestää Suomen sääolosuhteita.

”Geokomposiittien valmistuksessa jätevirtojen pii ja alumiini aktivoidaan niin, että ne muodostavat säännöllisen kiderakenteen”, kertoo Mervi Matilainen, kemian tohtori ja materiaalin reseptin kehityksestä vastaavan Apila Groupin toimitusjohtaja.

”Materiaaliin on tarkoitus lisätä pieniä biokuituja tuomaan lisälujuutta.”

”Kemian kannalta katsoen voisi ajatella, että luomme kiven mineraaleja uudelleen.”

Tyhjästä hankkeeseen ei tarvitse lähteä. Matilaisen mukaan maailmalla on jo kehitetty geokomposiitteja, joiden lujuus on betonia parempi. Suomeen täydellistä sivuvirtoihin perustuvaa materiaalia ei silti ole saatu aikaan.

”Materiaalin tulee kestää fysikaalisesti ja kemiallisesti muuttumattomana suomalaisissa olosuhteissa. Se ei saa rapautua, hioutua, eikä siihen saa nousta kosteutta.”

Kehitettävää materiaalia testataan laboratoriossa muun muassa jäädyttämällä ja lämmittämällä sitä lukuisia kertoja. Tarkoitus on myös viedä testikappaleita kuten meluvalleja tai ulkopenkkejä todelliseen käyttöympäristöönsä ja tarkkailla niitä vuoden kierron ajan. Vuonna 2019 on tarkoitus rakentaa näyttelyalue, jossa uuteen geokomposiittiin voi tutustua.

Materiaalin valmistuksen ympäristövaikutuksia Matilainen ei vielä arvioi. Tavoite on, ettei valmistuksessa käytettäisi ulkopuolisia reagensseja, vaan kaikki perustuisi olemassa oleviin sivuvirtoihin. ”Tavoitteena on ympäristön kannalta betonia kestävämpi ratkaisu.”

Betonielementtien 3D-tulostinta jatkokehitetään

Sopivan sekoitussuhteen löytämisen lisäksi tavoitteena on räätälöidä materiaalia niin, että se soveltuu Fimatecin kaupallistamaan betonin 3D-tulostusprosessiin.

”Fimatecilla on jo betonielementtejä valmistava 3D-tulostin, mutta sillä ei voida suoraan prosessoida eri tavalla käyttäytyviä geopolymeerejä tai -komposiitteja”, Matilainen sanoo.

Hankkeessa haluttaisiin päästä irti betonin asettamista muotokielen rajoituksista.

”3D-tulostettavat kappaleet valmistetaan ihannetilanteessa paikan päällä, ja meidän pitääkin tämän vuoksi saada skaalattua järeä laite, joka pystyy liikkumaan yhä ketterästi.”

Itse materiaalin ja laitteen kehittämisen lisäksi hankkeen tavoitteena on selvittää ja vertailla erilaisia konseptille soveltuvia kiertotalouden liiketoimintamalleja sekä eri ratkaisujen todellisia ympäristövaikutuksia.

 

Tätä artikkelia ei ole kommentoitu

0 vastausta artikkeliin “Lappeenrannassa luodaan kiven mineraaleja uudelleen”

Vastaa

Tilaa uutiskirje

Kooste rakennusalan tärkeistä uutisista sähköpostiisi kolmesti viikossa. Saat myös kutsuja Rakennuslehden tapahtumiin. Lisätietoja

Kooste rakennusalan tärkeistä uutisista sähköpostiisi kolmesti viikossa. Saat myös kutsuja Rakennuslehden tapahtumiin.

Anna sähköpostiosoitteesi