Millä korvaamme betonin?

Tietoa kirjoittajasta Jussi Mattila
Toimitusjohtaja, Betoniteollisuus ry Rakenteiden elinkaaritekniikan dosentti, TTY
Kaikki kirjoittajan kirjoitukset

Silloin tällöin näkee ehdotettavan, että betoni pitäisi korvata muilla materiaaleilla. Ennen kuin tartumme toimeen, on hyvä pohtia, miten tämä tehdään.

Betonia valmistetaan maailmassa vuosittain noin 10 miljardia kuutiometriä. Määrää voi yrittää konkretisoida ajattelemalla kuution muotoista muottia, jonka sivu on kilometrin mittainen. Jos muotteja valaa täyteen 10 kappaletta, koossa on 10 miljardia kuutiometriä betonia.

Maailmassa käytetty betonimäärä on siis jättimäinen. Siitä syntyy lukemattomia taloja ja muita rakennuksia, niiden perustuksia, siltoja, tunneleita, patoja ja muuta infraa. Noin puolet näistä nousee Kiinaan. Osin juuri siksi betonirakentaminen tuottaa noin 5 prosenttia maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Korvausehdotusten taustalla lieneekin juuri hiilidioksidipäästöjen pienentäminen.

Korvattavuutta arvioitaessa pohdinta kannattaa aloittaa vaihtoehtoisten materiaalien valmistusmääristä. Puuta (sahatavaraa ja rakennuslevyjä) ja terästä valmistetaan maailmassa vain muutamia prosentteja betonin käyttömäärästä. Melko suurella varmuudella voi siis sanoa, että betonia on jo määräsyistä mahdotonta korvata näillä runkomateriaaleilla.

Millä betonin sitten voisi korvata, jos ei puulla tai teräksellä? Betonin korvaajaksi tarvitaan kokonaan uusi materiaali.

Betonin korvaavaa materiaalia ei ole kuitenkaan helppo löytää. Korvaavaa materiaalia tulee olla tarjolla edullisesti ja hyvin suurina määrinä. Näillä reunaehdoilla katse kääntyy geopolymeereihin.

Geopolymeereillä tarkoitetaan erilaisia betoninkaltaisia materiaaleja, joissa jokin luonnosta saatava tai teollisesta prosessista ylijäämänä syntyvä kivennäismateriaali on saatu käsiteltyä ilman sementtiä lujaksi rakennusaineeksi.

Terästeollisuudessa syntyvästä masuunikuonasta geopolymeerejä on jo tehtykin. Kuonasta ei ole kuitenkaan lopulliseksi ratkaisuksi, koska sen määrä on marginaalinen tarpeeseen nähden. Lupaavampi raaka-ainepohja löytyy luultavimmin kalsinoiduista savista, joita on saatavilla runsaasti. Toki muitakin vaihtoehtoja on.

Geopolymeerit ovat intensiivisen tutkimuksen kohteena sekä meillä että maailmalla. Matka siihen, että ne voisivat korvata betonin, on kuitenkin vielä pitkä.

Useimmat betonin käyttökohteet ovat sellaisia, että materiaalin ominaisuuksista ei ole varaa tinkiä. Ennen laajaa käyttöönottoa geopolymeerien on osoitettava kyvykkyytensä monessa suhteessa. Niiden tulee olla lujia ja tasalaatuisia sekä kestää pitkäaikaista kosteutta, pakkasta ja lämpötilavaihteluita sekä suojata raudoitteita ruostumiselta. Lisäksi niiden tulee olla ihmisille ja ympäristölle turvallisia käyttää. Portland-sementillä on tässä 150 vuoden etumatka.

Ennen kuin geopolymeerit valtaavat markkinat, betonirakentamisen hiilijalanjälkeä pienennetään tehokkaimmin jatkamalla nykyisellä polulla, siis ennen kaikkea pienentämällä sementin hiilijalanjälkeä.

Sementin valmistaminen tuottaa Suomen hiilijalanjäljestä enää 1,6 prosenttia. Sementin hiilijalanjälkeä on onnistuttu pienentämään jo lähes neljäsosalla. Vähennys on saatu aikaan systemaattisella kehitystyöllä: korvaamalla fossiilisia polttoaineita kierrätys- ja biopolttoaineilla, parantamalla tuotannon energiatehokkuutta sekä seostamalla sementtiä hiilivapailla seosaineilla. Erityisesti viimeksi mainitussa on edelleen paljon mahdollisuuksia.

Myös betonirakenteita voidaan ja tulee kehittää niin, että niiden hiilijalanjälki pienenee. Tässä asiassa pallo on valmistavan teollisuuden sijaan kuitenkin paljolti suunnittelijakuntamme käsissä.

Tätä artikkelia on kommentoitu 11 kertaa

11 vastausta artikkeliin “Millä korvaamme betonin?”

  1. Suunnittelijakunnalla tarkoittanet materiaalitekniikan ammattilaisia. Helposti saa mielikuvan, että viittaat tavalliseen rakennuspuolen Insinöörin, jolla ei ainakaan koulutuksensa puolesta ole juurikaan eväitä materiaalitekniseen kehittämiseen. Rakenteiden lujuusominaisuuksien laskentaa taas määrittelee tarkoin laadittu suunnittelunormisto, jota kaikkien suunnittelijoiden tulee noudattaa.

  2. Suunnitteljakunnan osalta en tarkoita niinkään materiaalitekniikan kehittämistä, vaan nimenomaan sitä, että mietitään nykyistä huolellisemmin esimerkiksi rakenteiden dimensioita tai vaikkapa sitä, mitä lujuusluokkaa käytetään mihinkin. Rakennesuunnittelijan koulutuksen joskus muinoin saaneena tiedän, että ”normit” eivät sido läheskään kaikkialla suunnittelijoiden käsiä kovin tiukkaan. Vaikkapa monissa perustuksissa riittäisi aivan hyvin alempi lujuusluokka kuin C30/37, josta on tullut Eurokoodien myötä ns yleisbetoni. Tätä ennen se oli K30-2.

    Nimettömän kommentista kuultaa hieman läpi se ajatus, että tämä asia ei kuulu (rakenne)suunnittelijakunnalle. Tässä on sellaiset talkoot edessä, että jos osaamista ei ole, niin sitten sitä pitää alkaa hankkia, noin ammattikuntana ajatellen.

    1. Yhtälailla tuotetoimittaja voisi tarjota suunnittelijalle valmiimpia ratkaisuja, suunnittelutyön nopeuttamiseksi. Rakennesuunnitttelijalla on nykyään niin paljon tehtäviä, ettei suunnitelussa ole juurikaan aikaa kaikkien rakenneosien betonilujuuksien optimointiin. Lisäksi liiallinen optimointi hankaloittaa työmaiden toimintaa huomatravasti ja lisää virheiden riskejä.

      Kyllä tässä on Jussi sellainen tilanne, että jos tuottaja haluaa suunnittelijoiden suunnittelevan jotain eri tavalla niin silloin kannattaa alkaa itse myymään suunnittelupalveluita helpottamaan rak-suunnittelijan kuormaa.

      1. Varmaan voisi. Mutta kyllä suunnittelija on silloin ”kirkon harjalla” kun rakenteiden lujuusluokista päätetään.

        Näen, että rakennesuunnittelijakunnan kannattaisi kyllä yrittää pitää mandaatistaan kiinni niin, että suunnitteluhommat ei mene automatiikan tehtäväksi. Lisäarvoa pitäisi pyrkiä saamaan asiakkaalle entistä enemmän. Ja sitä kautta myös suunnittelun arvostusta ja ehkä palkkioitakin saataisiin hinattua ylemmäs.

  3. Rakenteiden mekaniikkaa inhotaan ja sen opetuksen heikolle tasolle oksennetaan opinahjoissa.

  4. Voisit Jussi tutustua betoninormien mukaisiin vähimmäislukuuksiin eri rasitusluokissa, niin huomaat, että aika monessa tilanteessa se vanhan liiton k30 eli c25/30 ei kelpaa.

  5. Tuo pitää ihan paikkansa ja satun kyllä normit tuntemaan. Mutta paljon on myös niitä paikkoja, missä normit eivät vadi korkeita lujuuksia. Milloin olet esimerkiksi itse viimeksi suunnitellut XC1- tai XC2-luokkaan alle kolmikymppistä?

    1. Eurokoodien tarkoitus on täysin päinvastainen kuin kuvittelet. Voi tulla rajoitukset vastaan ja tuottamusvastuu odottaa käsittelyä.

    2. Käsittääkseni paikallavaletuissa välipohjissa on aika yleisesti käytössä 25/30. Viimeksi varmaan jonkin ontelolaatan pintalaattaan mennyt 20/25:sta.

  6. Minusta kysymys betonin korvaajasta tappaa koko keskustelun. Kyse on siitä, millä betonia voidaan korvata. Kyse ei ole siitä, millä betoni voidaan korvata. Aivan kuten ei liikenteessäkään yksitysiautoilua yritetä korvata busseilla ja polkupyörillä. Siellä tehokkaampien kulkutapamuotojen osuutta halutaan kasvattaa ja yksityisautoilun osuutta vähentää. Tuossa on ratkaiseva ero verrattuna johonkin jalat irti maasta olevaan binääri-idealismiin.

    Betonin osalta korvaajasta keskustelu keskittyy siihen, miksi betonia ei voida korvata. Pitäisi keskittyä siihen, miten yhteiskunnan kannalta parempien (tai millä adjektiivilla niitä halutaankaan luonnehtia) ratkaisujen markkinaosuutta saataisiin kasvatettua.

  7. Betoni on ikuinen pullonkaula haettaessa parempia läpimenoaikoja, eri asia olisi, jos tilaaja ilmoittaisi haluavansa ehdottomasti kivitaloa ja rakennuttaja Iisakin kirkkoa.

Vastaa käyttäjälle Nimetön Peruuta vastaus

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