Ikivanha ”rakennuspalikka” kelpaa uutena versiona vaikka Kuuhun

Tiili on ihmisen kokeman ajan näkökulmasta lähes ikuinen rakennuspalikka. Sen kestävyydestä on helppo vakuuttua, kun katsoo vanhoja tiili­rakennuksia.

Turun tuomiokirkko rakennettiin tiilistä noin 700 vuotta sitten, Hämeen linna 1300-luvulla ja Hattulan Pyhän Ristin kirkko 1400-luvulla.

Turun yliopistossa on juuri julkaistu väitöskirja, jossa arkeologi Tarja Ratilainen määritti keskiaikaisten tiilien ikää nyky­aikaisin ajoituskeinoin.

Ilmeni, että tiilirakentaminen alkoi meillä 1200-luvulla aiemmin ja laajemmin kuin on luultu. Aurajoen Koroisten­niemelle rakennettiin piispalle tiilestä uuni ja kirkkoon tiilinen alttari.

Helposti saatavista savesta ja hiekasta valmistettu ja yhtä helposti kierrätettävä tiili pysynee rakennusmateriaalina, vaikka uusia materiaaleja kehitetään.

Kehittelyistä huolimatta tiilen perusraaka-aineita ovat edelleen savi ja hiekka. Kemiallisesti tiilin raaka-aineet ovat piin, alumiinin, kalsiumin ja raudan oksideja. Metalleista poiketen ne reagoivat heikosti ympäristön kemikaalien kanssa.

Vesi ja happi ruostuttavat rautaa, mutta eivät tiiltä. Tiili ei mätäne kuten muut orgaaniset aineet, esimerkiksi puu.

Kun ilmasto lämpenee, ongelmia tulee tiilirakenteisiin, mutta ensin tiilin vierelle.

”Suurimmat riskit liittyvät viistosademääriin. Ne kasvavat varsinkin syksyllä ja rannikolla myös talvisin, kun lumi sataa yhä useammin vetenä ja räntänä”, kertoo tutkijatohtori Toni Pakkala Tampereen yliopistosta.

Hän on tutkinut ilmastonmuutoksen vaikutuksia rakennuksiin ja rakennuksien materiaaleihin.

Viistosateen haitat näkyvät etenkin rannikon lähellä, mutta myös muualla Suomessa ilmansuunnista riippuen.

Tiili imee betoniin nähden vettä huomattavasti enemmän. Tiilen kuorirakenteet kastuvat melko nopeastikin, jos ne eivät pääse välillä kuivumaan esimerkiksi syksyisin.

Laastin ja tiilen väliin jää helposti rakoja, joihin vesi pääsee.

”Suurimmat haasteet ovat siinä, että rasitetuissa ilmansuunnissa rakennusten yläosien sadevesi saataisiin pysymään pois eristekerroksesta. Tuulettuva ilmarako kuorimuurin takana toki auttaa, mutta ei loputtomasti”, kertoo Pakkala.

Kosteus voi rasittaa tiiliäkin. Pinnalle voi tulla leväkasvustoja sekä härmettä, rumia laikkuja.

Tiilien tuntijat keskittyvät suojaamaan rakenteita tiilien ympärillä. Tiiliseinien ja -rakennusten suunnittelua ja valmistusta uudistetaan.

”Tiili ei itsessään tee rakenteesta hyvää tai huonoa”, sanoo rakennustekninen johtaja Juha Karilainen Wienerberger Oy:stä. Yhtiö on kansainvälinen rakennusmateriaalien valmistaja, jolla on tehtaat Korialla ja Lappilassa.

Kosteusongelmien riskit ovat sitä suuremmat, mitä useampia rakennekerroksia ja materiaaleja seinä sisältää.

Varma ratkaisu on se, että seinässä on vain yksi aine, kuten tiili. Siitä ovat hyvänä esimerkkinä vanhat isot tiilikerrostalot, jotka ovat kestäneet hyvin ilman korjauksia.

”Ouluun on rakennettu uuden polven yksi­aineisista kennotiilien harkoista kaksi koulua. Rakenne on hengittävä. Se ei sisällä muoveja eikä muitakaan pintoja, joille lauhtuisi vettä”, kertoo Karilainen.

Ulkoseinät ovat yleensä kuin kerrosvoileipiä. Niissä on tiilinen julkisivun muuraus, lämmön­eristettä, betonia ja ilmarakoja.

Hyvin tehty kerrosrakenne suojaa kosteudelta. Julkisivun tiilen takana ilmarako on esimerkiksi nyt le­veämpi kuin 1970–1990 -luvuilla. Ikkunaliitoksia on Karilaisen mukaan parannettu sekä muita yksityiskohtia.

Perinteisistä ratkaisuista kunnon räystäät auttavat suojaamaan julkisivujen yläosia. Rannikolla avoimen meren läheisyydessä voisi myös pohtia raskaampia suojauksia, Pakkala pohtii. Tiiliseinän voi rapata tai laittaa eteen levy, jonka takana on tuuletusrako.

Laastejakin parannetaan. Tampereen yliopiston kokeissa on havaittu, että supertiivis laasti imee vettä kymmenesosan siitä, mitä tavallinen muurauslaasti.

”Tiivislaastit voivat tosiaan auttaa pitämään viistosateen rasituksen pois rakenteesta. Toisaalta kun ne imevät hitaammin, ne myös kuivuvat hitaammin. Tiilijulkisivusta suurin osa on lopulta kuitenkin aina tiiltä”, kertoo Pakkala.

Tiilen huokoisuus on toisinaan haitallista. Siksi asiantuntijat etsivät keinoja lisätä tiilin tiiviyttä uuden sukupolven mate­riaaleilla.

Huokoisuudesta on joskus myös etua. Professori Philipp Molterin ryhmä Münchenin teknillisessä yliopistossa on kehittänyt ilmaa jäähdyttävää tiiltä.

Osa seinätiilistä kostutetaan vedellä. Helteellä vesi haihtuu huokosista. Se sitoo lämpöä ja viilentää ilmaa katukuiluissa. Kokeissa on päästy seitsemän asteen viilennykseen.

Jotkin uudet tiilitutkimukset ovat kuin tieteiskirjallisuudesta, mutta ehkä joskus arkea.

Coloradon Boulder-yliopiston insinööri Wil Subar ja työtoverit julkaisivat viime keväänä tulokset tutkimuksesta, jossa he tekivät biotiiliä. Apuna oli syanobakteeri, joka teki tiiliä kalsium­yhdisteistä ja hiekasta.

Tutkijat valmistivat ensin kehikon hiekasta ja gelatiinista. Hyytelömäinen gelatiini on kuin liivatetta.

Kehikkoon he lisäsivät kalsiumpitoisia ravintoaineita ja Synechococcus-bakteeria. Bakteeri rakensi aineksista tiilen, kun se muodosti kalsiumista kalsiumkarbonaattia.

Tutkijat myös monistivat biotiiliä. He halkaisivat tiilen ja laittoivat puolikkaat ravintoliuokseen. Puolikas tiili kasvoi kokonaiseksi. Kolmessa sukupolvessa yhdestä tiilestä syntyi kahdeksan ”lastenlasta”.

Avaruushallinto Nasan Ames-tutkimuskeskus Kalifornian Piilaaksossa on testannut tiilien valmistusta sienirihmaston avulla. Tiilet kasvaisivat Kuun ja Marsin siirtokuntia varten.

Syanobakteerit tuottavat auringon energialla vedestä ja hiilidioksidista ruokaa sienille, ja myös happea.

Avaruusasunnon tai muun rakennuksen ulkokerros koostuu jäästä, joka on säteilysuojana. Sisäpuolella jäästä sulava vesi ruokkii syanobakteerien kerrosta. Sisin kerros koostuu sieni­rihmastosta, joka ensin kasvaa. Sitten se paistetaan lujaksi seinäksi tai tiiliksi.

Rihmasto on rakennusmate­riaalia sellaisenaan tai sitä on yhdistetty paikalliseen pölyyn ja hiekkaan.

Tutkijat uskovat, että avaruudessa saatuja kokemuksia tiilirakennelmista voidaan hyödyntää myös Maassa.