Lappeenrannassa kehitetään uudenlaisia kiertotaloustuotteita – kaupunki sopinut jo sadan metrin meluvallista

Lappeenrannan kaupunki kehittää LUT-yliopiston ja paikallisten yritysten kanssa yhteistyössä geopolymeeripohjaista, betoninkaltaista kiertotalouden materiaalia, josta voisi valmistaa rakennustuotteita 3D-tulostamalla.

Outotecin mineraalitutkimuksesta vastaava johtaja Janne Kauppi kertoo, että toistaiseksi kokeiluja on tehty kiertotalouden materiaaleista paikallisen Nordkalkin louhinnan rikastushiekkamineraaleilla.

”EU:ssa rikastushiekkamineraali luokitellaan jätteeksi, mutta käytännössä kyseessä on hyödyntämätön jauhemainen mineraaliseos. Määrät ovat niin merkittäviä, että Etelä-Karjalan alueella sillä voitaisiin rakentaa kymmeniä kerrostaloja, jos siitä saataisiin materiaalina toimiva.”

Kehitetyssä materiaalissa on kiertotalouden materiaaleista mineraalipohjaisia jauheita ja tuhkaa. Hanke on siinä vaiheessa, että lujuustestejä on jo tehty. Kaupin mukaan tällä hetkellä kokeilussa olevalla reseptillä materiaalin puristuslujuus on 30 megapascalia ja taivutuslujuus 9 megapascalia.

Kauppi painottaa, että luvuista on vielä mahdollista petrata, koska seuraavaksi geopolymeerimateriaaliin lisätään kuitu, jolloin siitä tulee kuitulujitettu geopolymeerikomposiitti. Kuitu voi olla esimerkiksi puuta, mineraalikuitua tai kierrätyspuuvillaa.

Kuiduilla voidaan hänen mukaansa lisätä oleellisesti materiaalin vetolujuutta ja vähentää entisestään rakenteiden hiilijalanjälkeä teräsbetoniin verrattuna. ”Emme vielä tiedä, mitä loppujen lopuksi käytämme. Kuituvaiheen tutkimus on kesken.”

Tuotteet kiinnostavat

Kolmivuotinen tutkimus- ja kehityshanke käynnistyi lokakuussa 2017. Se päättyy lokakuussa 2020.

Etelä-Karjalan alueella toimivista yrityksistä mukana ovat Outotecin ja Nordkalkin lisäksi Fimatec, Apila Group, Stora Enso ja MetsäGroup. Muita yrityksiä ovat Design Reform ja Total Design. Hankkeen johtovastuu on kaupungilla.

Yliopiston lisäksi myös Saimaan ammattikorkeakoulu on mukana.

Hankkeen taustalla on Lappeenrannan kaupungin linjaus, että kaupunki on hiilineutraali vuonna 2050. Wirma yrityspalveluiden asiantuntija Katja Tyrisevän mukaan projekti on yksi askel sitä kohti.

”Kaupunki on kiinnostunut saamaan kaupunkirakenteeseen uudenlaisia kiertotalousmateriaaleja, joilla voitaisiin esimerkiksi muuttaa kaupunkikuvaa. Valmiista tuotteista olemme myös kiinnostuneita. Kun on kysyntää, syntyy myös enemmän tarjontaa kiertotaloustuotteista.”

Osittain EU:n Urban Innovative Actions -ohjelman rahoittaman hankkeen tavoitteet ovat kunnianhimoiset: tuotteesta pitää 90 prosenttia olla kiertotalousmateriaalia ja sen täytyisi olla käytön jälkeen hyödynnettävissä muihin tarkoituksiin.

Uudenlainen muotokieli

Kaupin mukaan 3D-tulostus kiinnosti valmistusmenetelmänä, koska se avaa arkkitehdeille uudenlaisen muotokielen. Sen avulla pystytään toteuttamaan kaarevia ja kallistettuja muotoja. Kokeilut menetelmällä on jo aloitettu.

Valmistettavat tuotteet voisivat olla esimerkiksi rakennuselementtejä, joissa sidosainetta eli sementtiä ja elementtien tukirakenteita eli raudoitusta korvataan paikallisilla kiertotalouden tuotteilla. Ne voivat olla myös esimerkiksi yleisille ulkoalueille tulevia kadunkalusteita, kuten istuimia.

Tyrisevän mukaan on jo sovittu, että hankkeessa kehitettyjä tuotteita käytetään elementteinä kaupungin viherrakentamisessa sekä uudessa skeittipuistossa. Lisäksi kaupungin alueelle on tulossa sadan metrin matkalle metrin korkuista meluaitaa, jonka on tarkoitus valmistua ensi vuoden kesän ja alkusyksyn aikana.

Osapuolten toiveena on, että tuotteet kaupallistetaan. Kaupin mukaan tämä voisi olla hyvä mahdollisuus esimerkiksi pk-yritykselle, joka voisi kehittää tuotantomenetelmää eteenpäin. Tutkimuksen tulokset ovat luovutettavissa liiketoiminnan käynnistämiseen.

Ei uusi keksintö

Geopolymeerikomposiitti ei ole uusi keksintö, sillä se on jo kaupallistettu muun muassa Australiassa. Siellä sitä on käytetty esimerkiksi lentokenttien kiitoratoina ja kerrostalon välipohjissa. Myös Suomessa, esimerkiksi Oulun yliopistossa, materiaalia on tutkittu.

”Siellä tutkimus on keskittynyt materiaaliin, mutta me jatkamme oman hankkeemme puitteissa vielä pidemmälle eli lopputuotteisiin ja markkinoihin. Ymmärtääkseni tällaista hanketta ei ole ollut muualla Suomessa eikä muualla Euroopassakaan”, Kauppi sanoo.

Hän kutsuu Lappeenrannassa tutkittua materiaalia mielenkiintoiseksi. Se on hänen mukaansa muun muassa vetolujuudeltaan betonia lujempaa, etenkin kuitulujitettuna. Se ei myöskään kaipaa teräsvahvikkeita, eikä tuotteiden 3D-tulostukseen tarvita muotteja.