Pohjatuhkasta voi tulla betonirakentamisen uusi ainesosa

Teemu Turpeinen ja Niko Martin ovat valaneet pohjatuhkaa sisältäviä tukimuurielementtejä Ruskon jätekeskuksessa kolmisen viikkoa. Homma on välillä ollut hikistä. KUVA: Johanna Konttila.

Ruskon jätekeskuksen tontilla seisovassa työkonehallissa pölisee.

Teemu Turpeinen annostelee aineksia betonimyllyyn yhdessä Niko Martinin kanssa.

Kolmen viikon ajan kaksikko on testannut, millä tavalla jätteen ja biomassan poltossa syntyvää pohjatuhkaa voidaan hyödyntää tukimuurielementtien valmistamisessa. Takana on merkittävä tavoite: neitseellisten luonnonvarojen käytön vähentäminen rakentamisessa.

”Hyvälaatuista rakentamiseen sopivaa hiekkaa ja kiviainesta ei ole loputtomasti. Se on hupeneva luonnonvara”, tietää Teemu Turpeinen, joka on tekemässä rakentamisen alan diplomityötä Kiertokaarelle.

Sen vuoksi nyt tutkitaan, voiko betonin valmistuksessa käytettävää runkoaineshiekkaa korvata jätteenpoltossa syntyvällä pohjatuhkalla. Pohjatuhka on peräisin Syklo Oy:n biovoimalaitoksesta, jossa poltetaan puun, turpeen ja SRF-kierrätyspolttoaineen sekoitusta.

On hienoa päästä viemään akateemisen tutkimuksen pohjalta syntynyttä tietoa käytäntöön ja samalla edistää kiertotaloudellisia tavoitteita, joissa hyödynnetään yhteiskunnan toiminnoista syntyviä sivuvirtoja”, rakennustekniikkaa Oulun yliopistossa opiskeleva Teemu Turpeinen hymyilee. KUVA: Anna Viro.

Takana kansainvälinen
jättihanke

Pilotti on osa isoa kansainvälistä AshCycle-hanketta, jossa etsitään pohjatuhkalle uusia talteenottotapoja. Hankkeen rahoitus tulee EU:n Horizon Europe -ohjelmasta. Kaksi vuotta sitten käynnistyneessä projektissa on Kiertokaaren lisäksi mukana 26 muuta yritystä ja tutkimuslaitosta kahdeksasta eri maasta.

Oulun alueelta mukana ovat myös Syklo, BioSO4 ja Oulun yliopisto, jolla on hankkeen koordinointivastuu. Näiden lisäksi hankkeeseen osallistuu Suomesta helsinkiläinen start up -yritys AI4Value, joka kehittää tekoälyä hyödyntävää ohjelmistoa tuhkan käytön optimiointiin.

Tuhkan sisältämien metallien, puolimetallien ja ravinteiden talteenottoa sekä jäljelle jäävien mineraalien hyödyntämistä testataan yhteensä 23 eri pilotissa. Tukimuurielementtien valmistaminen on yksi ensimmäisistä konkreettisista töistä.

Kiertokaaren toisessa, ensi vuonna toteutettavassa pilotissa testataan rakeistetun tuhkan hyödyntämistä tien rakentamisessa.

Tutkimuksella on
lupaava alku

Konsortiossa mukana olevat tutkimuslaitokset selvittivät ensin laboratoriomittakaavassa, millä tavalla tuhkaa pitää esikäsitellä.

Kiertokaaren elementteihin oikean sekoitussuhteen, niin sanotun reseptin, kehitteli Oulun yliopiston tiimi, johon kuuluivat tutkijatohtori Suman Adhikary, yliopistotutkija Priyadharshini Perumal sekä hankkeen koordinaattorina toimiva apulaisprofessori Tero Luukkonen.

Tämän jälkeen reseptit skaalattiin teolliseen mittakaavaan.

Toistaiseksi pilotti on onnistunut hyvin.

”Näyttää hyvin potentiaalisesti siltä, että yksi betonissa käytettävistä neitseellisistä raaka-aineista voidaan korvata jätteenpolton sivuvirralla”, Teemu Turpeinen toteaa.

Elementtien kestävyyttä
koetellaan laboratoriossa

Edessä on kuitenkin vielä uusia kokeita. On voitava luottaa siihen, että elementit todellakin kestävät rakentamisessa Suomen vaihtelevassa ilmastossa. Siksi ne pistetään vielä koville laboratorio-olosuhteissa.

Heinäkuun alussa Turpeinen siirtyy Oulun yliopistolle testaamaan yhdessä Suman Adhikaryn kanssa, miten betonimassasta valmistetut pienikokoiset kuutiot ja lieriöt kestävät erilaisia rasitustekijöitä: esimerkiksi puristamista, jäätymistä, sulamista, suolarasitusta ja muita reaktioita, jotka vaikuttavat betonin rapautumiseen.

Elementtien rasituksensietoa testataan seuraavaksi laboratorio-olosuhteissa, jotta saadaan selville, ovatko ne riittävän kestäviä rakentamiseen. KUVA: Livia Piira.

Parhaimmillaan hyödynnettävissä
kaikkeen betonirakentamiseen

Apulaisprofessori Tero Luukkonen Oulun yliopistosta odottaa, että testit antaisivat tukea sille, etteivät tuhkapitoiset betonituotteet juuri poikkea tavallista hiekkaa sisältävistä tuotteista.

Mutta vaikka testien mukaan pohjatuhka ei soveltuisi rakenteellisesti merkittäviin betonirakenteisiin, käyttöä voi silti olla esimerkiksi pohjarakentamisessa.

”Jos taas testien tulokset ovat positiivisia, pohjatuhkan hyödyntämisellä voi tulevaisuudessa olla käyttöä parhaimmillaan kaikessa betonirakentamisessa. Selvitettäväksi jää kysymys tuhkan tuotteistamisesta”, Luukkonen avaa.

Fakta: AshCycle-hanke

• Kansainvälinen hanke, johon osallistuu yhteensä 27 tutkimuslaitosta ja yritystä ympäri maailmaa.
• Tavoitteena löytää jätteen poltossa syntyvälle tuhkalle uusia hyödyntämistapoja ja tehostaa arvoaineiden talteenottoa.
• Suomesta mukana ovat Kiertokaari Oy, Syklo Oy, Oulun yliopisto sekä BioSO4 Oy ja AI4Value Oy.
• Hankkeessa on yhteensä kahdeksan työpakettia, joista Kiertokaari osallistuu neljään.
• Hankkeen aikana toteutetaan 23 pilottia, joista 12 on käytännön töitä.
• Hanketta rahoittaa EU:n Horizon Europe -ohjelma.
• Kiertokaarella lisätietoja hankkeesta antaa projektisuunnittelija Johanna Konttila, etunimi.sukunimi@kiertokaari.fi, p. 040 703 2798.