{"id":28813,"date":"2024-12-23T11:07:28","date_gmt":"2024-12-23T09:07:28","guid":{"rendered":"https:\/\/betoni.com\/lehti\/?p=28813"},"modified":"2025-01-03T10:34:56","modified_gmt":"2025-01-03T08:34:56","slug":"kierratysbetonimurske-maanparannusaineena","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/betoni.com\/lehti\/2024\/12\/23\/kierratysbetonimurske-maanparannusaineena\/","title":{"rendered":"Kierr\u00e4tysbetonimurske maanparannusaineena"},"content":{"rendered":"\n

Betoniteollisuus ry:n koordinoimassa CO2<\/sub>ncrete Solution -projektissa tutkittiin hiilidioksidin sitoutumista betonirakenteisiin sek\u00e4 kehitettiin uusia kierr\u00e4tysmenetelmi\u00e4, joissa voidaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 betonin karbonisoitumista.<\/p>\n\n\n\n

\u201dProjektissa selvisi, ett\u00e4 rakennetun ymp\u00e4rist\u00f6n betonikanta toimii merkitt\u00e4v\u00e4n\u00e4 hiilivarastona ja -nieluna ja ett\u00e4 my\u00f6s purkubetonilla on todistetusti huomattava hiilensidontapotentiaali. Projektin my\u00f6t\u00e4 on her\u00e4nnyt kysymyksi\u00e4, miten betonimursketta voisi hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 muullakin tavalla kuin tutusti rakenteiden kantavissa ja jakavissa kerroksissa sek\u00e4 erilaisissa t\u00e4ytt\u00f6t\u00f6iss\u00e4\u201d, sanoo CO2<\/sub>ncrete Solution -projektin projektip\u00e4\u00e4llikk\u00f6 Tommi Kekkonen<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

\u00c5bo Akademin jatkoprojekti on askel eteenp\u00e4in<\/h3>\n\n\n\n

Yksi varteenotettava vaihtoehto betonimurskeena kiertoon saadun aineksen k\u00e4yt\u00f6lle on hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 sit\u00e4 maanparannusaineena. \u00c5bo Akademin CO2<\/sub>ncrete Solution -projektiin liittyv\u00e4 tutkimusprojekti aloitettiin syksyll\u00e4 2022. Siin\u00e4 on selvitetty betonimurskeen hienoaineen k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 maaper\u00e4n neutraloinnissa ja stabiloinnissa. Hyvien tulosten saattelemana projektin jatko-osa alkoi syksyll\u00e4 2023.<\/p>\n\n\n\n

\u201dTutkimusryhm\u00e4mme on tehnyt viime vuosina paljon tutkimusta liittyen happamien sulfaattisavien stabilointiin sek\u00e4 neutralointiin turvallisesti sek\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisesti k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 erilaisia teollisuuden sivuvirtoja. Betonimurskeen hienoaineksen testaaminen n\u00e4iss\u00e4 tarkoituksissa oli luonteva jatko. Kierr\u00e4tysbetonimurskeen hieno-osa on erinomaista materiaalia juuri neutralointia ajatellen. Sen k\u00e4ytt\u00f6 sideainereseptin osana my\u00f6s stabiloinnissa on antanut lupaavia tuloksia, mutta koska vaihtelua tuloksissa on, on lis\u00e4tutkimus tarpeen\u201d, kertovat \u00c5bo Akademin tutkijat Thomas Kronberg<\/em> ja Jan-Erik Eriksson<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Yksi varteenotettava vaihtoehto betonimurskeena kiertoon saadun aineksen k\u00e4yt\u00f6lle on hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 sit\u00e4 my\u00f6s maanparannusaineena. \u00c5bo Akademin CO2ncrete Solution -projektiin liittyv\u00e4 tutkimusprojektissa on selvitetty betonimurskeen hienoaineen k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 maaper\u00e4n neutraloinnissa ja stabiloinnissa. Kuva: Rudus Oy<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Mit\u00e4 hienompaa kierr\u00e4tysbetonia, sit\u00e4 enemm\u00e4n stabilointikyky\u00e4<\/h3>\n\n\n\n

\u00c5bo Akademin stabilointitutkimuksen ensimm\u00e4inen kierros tehtiin murskaamalla kierr\u00e4tysbetonin suurempia kappaleita laboratoriossa leukamurskaimella ja seulomalla tehdyst\u00e4 murskeesta fraktioita 0\u20131 mm ja 0\u2013100 \u03bcm. Testit tehtiin varsinaissuomalaisella kaivuusavella sekoittamalla siihen stabiloiva aines ja pakkaamalla massa stabilointiputkeen. Kappaleiden puristuslujuutta mitattiin eri aikapisteiss\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

\u201dTestit aloitettiin kartoittamalla murskeen potentiaali tutkimalla betonimurskeen stabiloiva vaikutus ainoana sideaineena, jolloin sen vaikutus n\u00e4kyi paremmin. T\u00e4m\u00e4 ei ole optimaalinen ratkaisu k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4\u201d, Thomas Kronberg sanoo.<\/p>\n\n\n\n

Verrattuna pelkk\u00e4\u00e4n saveen, saatiin 0\u20131 mm betonimurskefraktiolla (120 kg\/m3<\/sup>) nostettua puristuslujuus yli 40 kPa, kun pelkk\u00e4 savi j\u00e4i noin 10 kPa:n lujuuteen. Saveen sekoitettu hienompi <100 \u03bcm murske nosti puristuslujuuden yli 60 kPa:n 91 p\u00e4iv\u00e4n mittauksessa 120 kg\/m3<\/sup>sek\u00e4 180 kg\/m3<\/sup> -lis\u00e4yksill\u00e4. Stabiloinnissa usein k\u00e4ytetty tavoite on puristuslujuuden osalta 150 kPa. T\u00e4ten pelk\u00e4ll\u00e4 murskeella t\u00e4st\u00e4 j\u00e4\u00e4d\u00e4\u00e4n hieman alle, mutta sementti\u00e4 lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 saavutetaan helposti tarvittava puristuslujuus. Lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 saveen 40 kg\/m3<\/sup> sementti\u00e4 ja 80 kg\/m3<\/sup> <1 mm betonimursketta, nousi puristuslujuus yli 200 kPa:n 91 p\u00e4iv\u00e4n kohdalla.<\/p>\n\n\n\n

Betonimurskeella (<1 mm) ja lis\u00e4sementill\u00e4 tehty\u00e4 stabilointikoetta verrattiin vastaaviin testeihin, jossa sementin lis\u00e4ksi oli k\u00e4ytetty teollista tuhkaa, joka on yleisesti k\u00e4ytetty maan stabiloinnissa. Betonimurskeella tehty stabilointi vastasi sementill\u00e4 ja tuhkalla saavutettuja tuloksia.<\/p>\n\n\n\n

\u201dVertailtaessa pelk\u00e4n betonimurskeen eri fraktioiden stabilointikyky\u00e4 pelkk\u00e4\u00e4n teolliseen tuhkaan, saavutettiin selke\u00e4sti pelkk\u00e4\u00e4 tuhkaa korkeampia puristuslujuuksia kummallakin testatulla partikkelikoolla\u201d, Kronberg toteaa.<\/p>\n\n\n\n

Stabilointikokeita jatkettiin seulomalla valmiista betonimurskeesta 0\u20132 mm fraktio, jolla tavoiteltiin teollisesti helpommin saavutettavaa partikkelijakaumaa. Betonimursketta lis\u00e4ttiin t\u00e4ll\u00e4 kertaa ruoppausmassaan eri suhteissa, mink\u00e4 lis\u00e4ksi sementin m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 vaihdeltiin.<\/p>\n\n\n\n

\u201dBetonimurskeella t\u00e4ll\u00e4 fraktiolla ei saatu aikaan mainittavaa stabiloivaa vaikutusta, joka oli ehk\u00e4 odotettavaakin, koska kyseess\u00e4 oli vetel\u00e4 ruoppausmassa\u201d, Jan-Erik Eriksson kommentoi.<\/p>\n\n\n\n

Betonimurskeen hienompi fraktio antaa viitteit\u00e4, ett\u00e4 sill\u00e4 olisi k\u00e4ytt\u00f6kohteita my\u00f6s maamassojen stabiloinnissa. Yht\u00e4 millimetri\u00e4 pienemmill\u00e4 fraktioilla p\u00e4\u00e4stiin tuloksiin, joiden perusteella kierr\u00e4tysbetonia voitaisiin k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 maan stabilointiin, esimerkiksi puistoalueratkaisuissa. Kahta millimetri\u00e4 pienemmill\u00e4 partikkeleilla betonimurske sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 enemm\u00e4n hiekkaa ja hienoa kiviainesta, jolloin hienon sementtipastan suhteellinen m\u00e4\u00e4r\u00e4 v\u00e4henee ja n\u00e4in stabilointikyky\u00e4 ei k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 ole.<\/p>\n\n\n\n

\u201dMit\u00e4 hienompaa kierr\u00e4tysbetoni on, sit\u00e4 enemm\u00e4n sill\u00e4 on stabilointikyky\u00e4. Se her\u00e4tt\u00e4\u00e4 voimakkaan mielenkiinnon betonimurskan hienomman aineksen jatkok\u00e4sittelyyn\u201d, Tommi Kekkonen miettii.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 1: Mitattuja puristuslujuuksia 7, 28, ja 91 p\u00e4iv\u00e4n kohdilla. Massat ovat savea sek\u00e4 siihen lis\u00e4tty\u00e4 betonimursketta <1 mm ja <100 \u03bcm fraktioilla.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Kuva 2: Puristuslujuus n\u00e4ytteiss\u00e4 miss\u00e4 on 40 kg\/m3 sementti\u00e4 + 80 kg\/m3 betonimursketta < 1 mm (vasemmalla) sek\u00e4 40 kg\/m3 sementti\u00e4 + 80 kg\/m3 tuhkaa (oikealla).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Kuva 3: Puristuslujuus savi + 120 kg\/m3 betonimurske < 1mm, betonimurske < 100 \u03bcm ja tuhkaa<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Betonimurskeen neutralointikyky on eritt\u00e4in hyv\u00e4<\/h3>\n\n\n\n

Stabilointikokeita vastaavilla betonimurskejakeilla tutkittiin my\u00f6s niiden neutralointikyky\u00e4 happamien sulfidisavien kanssa. Hienoksi jauhettu kalkkikivi eli kalsiitti on yleisimmin tavanomaisissa sovelluksissa k\u00e4ytetty neutralointiaine, jonka vaikutuksiin betonimursketta kokeissa verrattiin.<\/p>\n\n\n\n

0\u2013100 \u03bcm fraktion neutralointikyky mitattiin titraamalla ja kokonaisneutralointikyvyst\u00e4 laskettiin tarvittava m\u00e4\u00e4r\u00e4 sekoituksiin. Kuvaajassa (kuva 4) kalsiitin neutralointikyky on 100 % ja sit\u00e4 verrattiin betonimurskeen lis\u00e4ksi teolliseen tuhkaan ja kalkkituhkaan. Betonimurskeen t\u00e4ss\u00e4 k\u00e4ytetyll\u00e4 fraktiolla saavutettiin noin 60 prosentin kalsiitin neutralointikyvyst\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 4: Eri neutralointiaineiden neutralointikyky.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Kuva 5: Neutralointi seurattiin mittaamalla pH viikoittain 18 viikkoa.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Neutraloitavien massojen pH:ta mitattiin ajan funktiona inkubointitestiss\u00e4 ja t\u00e4ten seurattiin betonimurskeen neutralointikyky\u00e4. Lis\u00e4tty betonimurskeen m\u00e4\u00e4r\u00e4 oli 51 kg\/m3<\/sup> ruoppausmassaa, joka oli Naantalin Matalahdesta.<\/p>\n\n\n\n

\u201dKuvaajasta n\u00e4hd\u00e4\u00e4n, ett\u00e4 ilman k\u00e4sittely\u00e4 ruoppausmassan pH laskee jo noin viikossa kolmen tasolle, joka on huomattavan hapanta. Ruoppausmassaan tarvittava neutralointim\u00e4\u00e4r\u00e4 oli laskettu <100 \u03bcm fraktion mukaan ja siksi <1 mm fraktion neutralointikyky loppui kesken. Vaikuttavan hienon sementtipastan m\u00e4\u00e4r\u00e4 j\u00e4i kokeessa liian alhaiseksi. Pienempi fraktio puolestaan piti neutraloivan vaikutuksensa koko mittausjakson ajan\u201d, Eriksson sanoo.<\/p>\n\n\n\n

Neutralointikokeiden seuraava vaihe tehtiin 0\u20132 mm kierr\u00e4tysbetonimurskeella sek\u00e4 betonituotetehtaalta saadusta sahauslietteell\u00e4, johon oli lis\u00e4tty tiilimurskaa. Verrokkina toimi j\u00e4lleen kalsiitti ja k\u00e4ytetty hapan sulfidisavi (kaivuusavi) oli per\u00e4isin Kaarinan Torppalasta. Neutralointikyky m\u00e4\u00e4ritettiin titraamalla ja tulokset suhteutettiin kalsiitin vastaavaan tulokseen. Neutralointikyky tutkittiin 100 % ja 50 % -annostuksilla, jolloin varmistuttiin mittauksen toimivuudesta.<\/p>\n\n\n\n

Kuvassa 6 \u201dRudus\u201d viittaa 0\u20132 mm fraktioon betonimurskeesta. \u201dSahattu\u201d tarkoittaa betonituotetehtaan sahauslietett\u00e4 ja \u201dParfill\u201d on kaupallinen kalsiitti. Kuvaajasta n\u00e4hd\u00e4\u00e4n, ett\u00e4 molemmat betonimursken\u00e4ytteet, 0\u20132 mm seulottu hienompiaines sek\u00e4 sahausliete neutraloivat hapanta sulfidisavea yht\u00e4 hyvin kuin kaupallinen tuote. Kaikkien neutralointiaineiden 50 %:sen seoksen pH laski mittauksen edetess\u00e4. Se oli tarkoituskin, eli mittaus toimi. Kuvaajasta n\u00e4hd\u00e4\u00e4n my\u00f6s, ett\u00e4 ilman k\u00e4sittely\u00e4 saven pH laskee parissa viikossa kolmen tasolle.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 6: Neutralointitulokset 17 viikon j\u00e4lkeen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Betonimurskeen neutralointikyky voidaan testien perusteella todeta eritt\u00e4in hyv\u00e4ksi. Haasteen k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n sovelluksille heitt\u00e4\u00e4 kuitenkin j\u00e4telains\u00e4\u00e4d\u00e4nt\u00f6, joskin EEJ-asetuksen mukaista betonimursketta voisi jo k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 t\u00e4m\u00e4n tyyppisesti.<\/p>\n\n\n\n

CO2ncrete Solution -projektin projektip\u00e4\u00e4llikk\u00f6 Tommi Kekkonen toteaa kierr\u00e4tysbetonista saadun murskeen eritt\u00e4in mielenkiintoiseksi sen, ett\u00e4 mik\u00e4li murske on varastoitu optimaalisesti ja sen varastointiolosuhteet voidaan todentaa, on kyseess\u00e4 hiilinegatiivinen tuote.<\/p>\n\n\n\n

Thomas Kronberg ja Jan-Erik Eriksson muistuttavat, ett\u00e4 hiilip\u00e4\u00e4st\u00f6jen osalta on aina huomioitava se, mihin niit\u00e4 verrataan.<\/p>\n\n\n\n

\u201dKierr\u00e4tysbetonia ajatellen l\u00e4hes kaikki sen hiilip\u00e4\u00e4st\u00f6t ovat syntyneet betoniin rakennusvaiheessa k\u00e4ytetyn sementin kalsinoinnissa. T\u00e4m\u00e4 voidaan m\u00e4\u00e4r\u00e4tyiss\u00e4 olosuhteissa saada suurelta osin talteen murskeen karbonatisoituessa. Siten murskeen voidaan ajatella olevan tosiaankin l\u00e4hes hiilineutraali sivuvirta. My\u00f6s kierr\u00e4tysmateriaalien k\u00e4ytt\u00f6 neitseellisten raaka-aineiden sijaan edist\u00e4\u00e4 hiilineutraaliutta\u201d, tutkijat toteavat.<\/p>\n\n\n\n

Seuraavaksi \u00c5bo Akademin tutkimusprojektissa on vuorossa pilotointivaihe kentt\u00e4olosuhteissa nyt, kun betonimurskeen k\u00e4yt\u00f6n edut ja rajoitteet stabiloinnissa ja neutraloinnissa on pystytty kartoittamaan laboratoriotesteiss\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 7: Korvausrakentamisen hiilitase. Skaalan hahmottamisen avuksi kuvaajassa on mallinnettu korvaavan rakentamisen tilannetta, jossa vanha, stereotyyppinen (Foreconin betonikanta-analyysin mallin mukainen) asuinkerrostalo on purettu ja sen purkubetoni on kierr\u00e4tetty projektissa kehitetyll\u00e4 metodilla. Puretun rakennuksen tilalle rakennetaan uusi identtinen asuinkerrostalo v\u00e4h\u00e4hiilisell\u00e4 (CEM III\/B) betonilla. Vihre\u00e4 pylv\u00e4ikk\u00f6 kuvaa purkubetonin hiilensidontaa. Punainen pylv\u00e4ikk\u00f6 kuvaa rakentamisen aiheuttamia p\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4. Sininen k\u00e4yr\u00e4 on rakennushankkeen hiilitase, joka j\u00e4\u00e4 n. 23 %:in rakentamisen aiheuttamasta hiilipiikist\u00e4 projektin lopussa.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Pilaantuneita maita kunnostetaan kiinteytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 eli stabilisoimalla. Kiinteytys sitoo ymp\u00e4rist\u00f6lle vaaralliset aineet maaper\u00e4\u00e4n niin, etteiv\u00e4t ne p\u00e4\u00e4se liukenemaan esimerkiksi pohjaveteen tai kulkeutumaan muualle maastoon. Kuva: Betoniteollisuus ry<\/figcaption><\/figure>\n\n\n<\/div>\n
\n
\n
\n
\n

<\/strong><\/p>\n

Tiesitk\u00f6?<\/h3>\n
\n

Suomen Litorina-vaiheen aikana merenpohjaa olleet rannikkoalueet sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t runsaasti potentiaalisesti happamoituvia sulfidimaita. Jos sulfidimaat p\u00e4\u00e4sev\u00e4t kuivumaan ja hapettumaan kosketuksessa ilman kanssa, ne happamoituvat. Maan kohoamisen seurauksena n\u00e4it\u00e4 happamoituvia sulfaattimaita on nyt merenpinnasta noin 40 metrin korkeudelle asti ulottuvalla vy\u00f6hykkeell\u00e4. T\u00e4m\u00e4 aiheuttaa rannikkoalueilla haasteita muun muassa rakentamiselle heikon kantavuuden, ter\u00e4srakenteiden korroosioriskin ja varsinkin happamien, liukoisia metalleja sis\u00e4lt\u00e4vien valumavesien vuoksi. Siksi sulfaattimaat p\u00e4\u00e4tyv\u00e4t usein l\u00e4jitettyin\u00e4 maankaatopaikoille, ja niiden tilalle joudutaan laittamaan maanrakennushankkeissa muualta tuotua maa-ainesta.<\/p>\n

Happamiin sulfaattimaihin liittyv\u00e4t riskit todenn\u00e4k\u00f6isesti lis\u00e4\u00e4ntyv\u00e4t ilmastonmuutoksen seurauksena, kun kuivat kaudet edist\u00e4v\u00e4t maaper\u00e4n happamoitumista ja happamuuden huuhtoutumista.<\/p>\n

Jotta sulfaattimaamassoja voidaan turvallisesti hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4, ne on neutraloitava tai stabiloitava, jotta niit\u00e4 voitaisiin k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 erilaisissa t\u00e4yt\u00f6iss\u00e4 tai maisemoinneissa sek\u00e4 rakennuspohjana.<\/p>\n

Useimmiten maa-ainesmassojen neutraloinnin ja stabiloinnin prosessi kuitenkin tuottaa merkitt\u00e4vi\u00e4 hiilidioksidip\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4, sill\u00e4 siihen k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n sementti- ja kalkkipohjaisia aineita.<\/p>\n

Betonimurske voisi toimia osana kokonaisuutta, varsinkin neutraloinnissa, jolloin saavutetaan etuja hiilijalanj\u00e4ljen ja kierr\u00e4tysasteen n\u00e4k\u00f6kulmasta.<\/p>\n <\/div>\n

\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/div>\n