Rakennusmateriaalit

Hiilidioksidin käyttö

Betoni- ja sementtiteollisuus on maailmanlaajuisesti merkittävä hiilidioksidipäästöjen lähde ja väestönkasvun on ennustettu lisäävän päästöjä entisestään seuraavina vuosikymmeninä. Suomessa sementtiteollisuus tuottaa reilun prosentin koko maan hiilidioksidipäästöistä. Sementinvalmistuksessa poltetaan kalkkikiveä (kalsiumkarbonaatti, CaCO₃), jolloin se kalsinoituu ja siihen sitoutunut hiilidioksidi vapautuu ilmakehään. Reaktio aiheuttaa yli puolet sementin valmistuksen päästöistä. Päästöihin on etsitty erilaisia ratkaisuja, kuten vaihtoehtoisia valmistusmateriaaleja klinkkerin osittaiseen korvaamiseen.

Sementin valmistus

Hiilidioksidin sitominen osaksi betonirakennetta keinotekoisesti on herättänyt kiinnostusta viime aikoina. Sekoitusprosessin yhteydessä osa sementin kalsiumista voidaan karbonatisoida hiilidioksidia lisäämällä. Muodostunut kalsiumkarbonaatti parantaa betonin puristuslujuutta, mikä mahdollistaa pienemmän sementtimäärän rakenteen lujuuden kärsimättä. Hiilidioksidi toimii siis betonin sideaineena ja sen avulla voidaan vähentää sementin määrää, jolloin hiilidioksidin sitoutumisen lisäksi myös valmistusprosessin päästöt vähenevät.

Karbonatisoitujen kiviainesten valmistus

Rakenteiden kiviaineksena voidaan käyttää luonnon kiviaineksen lisäksi kierrätettyä tai keinotekoista kiviainesta. Keinotekoisesti valmistetun karbonatisoidun kiviaineksen käyttö on herättänyt kiinnostusta, mutta tällä hetkellä sen hinta on korkeampi kuin luonnonmateriaalien. Hiilidioksidi sitoutuu rakenteeseen pysyvästi, ja kun hiilidioksidia käytetään karbonatisointiin, tarvittavan sementin määrä vähenee, mikä edelleen edistää ympäristöystävällisyyttä (International Energy Agency (IEA) 2019).

Haitalliset yhdisteet ja puhtausvaatimukset

• Happipitoisuus enintään 10 %

• Typpi, koska betoniin syntyvät kaasukuplat heikentävät rakennetta.

• Rikki ja rikkiyhdisteet reagoivat betonin kalsiumyhdisteiden ja alumiinin kanssa (Pyy 2020).

• Kloridit ovat riski raudoitetuille rakenteille (Pyy 2020).

Hiilidioksidia sisältävän kaasun hyödynnystä ja puhdistusta on tutkittava tapauskohtaisesti.

Viitteet

International Energy Agency (IEA). 2019. Putting CO2 to Use: Creating value from emissions. IEA Publications. Paris, France. www.iea.org/reports/putting-co2-to-use

Pyy, Hannu. 2020. Betonirakenteiden kemialliset vauriot. Betoniyhdistys. http://www.betoniyhdistys.fi/media/kurssimateriaalia/bkr-2020/1.-jakso/hannu-pyy-betonin-korjauskurssi-2020.pdf