Tutkimme CO2ncrete Solution -hankkeessa hiilen sitoutumista betoniin. Selvitämme tässä Canemuren osahankkeessa, paljonko hiilidioksidia on sitoutunut Suomen olemassa olevaan betonikantaan. Tutkimme myös betonin kierrätyksen uusia tapoja, joissa olisi mahdollista hyödyntää betonin hiilinieluominaisuutta mahdollisimman tehokkaasti.
Itse lähdin projektiin ilman merkittävää kokemusta betonista ja luonteenomaisesti skeptisenä kaikesta. Projektin pohjalle koottiin kattava katsaus aiheeseen liittyvään kirjallisuuteen ja tutkimukseen, minkä yhteydessä tarina alkoi kirkastua.
Betoni hiilinieluna
Suurin osa betonin valmistuksen päästöistä syntyy sementtitehtaalla kalkkikiven poltossa vapautuvasta hiilidioksidista. Tämä kemiallisen reaktion tuote ei kuitenkaan ole stabiili, vaan hiilidioksidi sitoutuu takaisin betoniin karbonatisaatioksi kutsutun reaktion kautta.
Sementti alkaa reagoida hiilidioksidin kanssa heti, kun betoni alkaa kovettua. Vaikka reaktio on hidas, niin hiiltä sitoutuu betoniin merkittäviä määriä. Ilmiötä on tutkittu vuosikymmeniä, mutta eri kontekstissa, ja varsin erilaiseen sävyyn, raudoituskorroosion tapauksessa. Tätä kattavaa aineistoa sekä tietämystä karbonatisaatiokemiasta on löydettävissä useista tieteellisistä tutkimuksista.
Herääkin kysymys siitä, miksi tämä ilmiö ei ole laajemmin esillä, ja miksi sitä ei oteta huomioon erilaisissa hiilitaselaskelmissa?
CO2ncrete Solution -hankkeen puitteissa selvitämmekin hyvin tarkkaan Suomen olemassa olevaa betonikantaa. Selvityksessä eritellään betonin ikä sekä olosuhteet, joille betoni altistuu; esimerkiksi suhteellisella kosteudella on suuri vaikutus karbonatisaation etenemiseen. Tämän tilastoinnin avulla saadaan laskettua betonirakenteisiin sitoutunut hiilen määrä, jota ei ole Suomessa koskaan vielä laskettu tällä tarkkuudella.
Kierrätyksen mahdollisuudet hyötykäyttöön
Karbonatisaatio on betonin pinnasta sisään päin tapahtuva ilmiö ja siten reaktiona hyvinkin herkkä olosuhteille. Pitkä tuotekehitystaustani alkaa tässä vaiheessa pyörimään aimo haipakkaa ja ajatusta syntyy: Betonirakenteen tullessa käyttöikänsä päähän, se puretaan ja murskataan uusiokäyttöön. Samalla paljastuu valtava määrä reagoimatonta betonipintaa, valmiina vastaanottamaan hiilidioksidia. Lisäksi olemassa on lukuisia betonituotteita, jotka eivät sisällä rautaa ja näin karbonatisaatiossa laskeva pH-arvo ei aiheuta haittaa rakenteelle.
Tätä betonin kierrätyksen teemaa pohtimaan onkin valjastettu Canemure-hankkeen sidosryhmien kautta eri alojen asiantuntijoita ja tekijöitä. Heidän kanssaan suunnittelemme sovelluksia, joissa ilmiötä päästäisiin käyttämään maksimaalisesti hyödyksi ilmaston hyväksi. Nämä ”workshopit” johtavat erilaisiin pilottikohteisiin, joista saatavan uuden tiedon perusteella saadaan aikaan ohjeistuksia kierrätysbetonin käyttöön hiilinieluominaisuutta hyödyntäen.
Matka on vielä kesken, mutta lähtö on lupaava ja erittäin mielenkiintoinen. Käsiteltävä systeemi on hyvin monitahoinen ja tulvillaan syy-seuraussuhteita. Osahankkeessamme on kyse hyvin pienestä osasta tätä globaalia isoa haastetta, mutta toteamus ”pienistä puroista” pätenee tässäkin asiassa.
projektipäällikkö Tommi Kekkonen, CO2ncrete Solution
Lisää aiheesta