Tutkimus ja koulutus | 22.10.2020

LUT: Uutta rakennusmateriaalia teollisuuden sivuainevirroista

Teollisuuden sivuainevirroista on kehitetty Urban Infra Revolution -hankkeessa rakentamiseen soveltuvia, ekologisia ja 3D-tulostettavia geopolymeerikomposiitteja. Materiaaleja testataan Lappeenrannassa junaradan meluesteessä. Hankekonsortio pyrkii luomaan materiaaleille kannattavan liiketoimintaekosysteemin.

uutiskuva-vaaka-939x425-geopolymeerikomposiitit

Kaupunkirakentamiseen soveltuvia, teollisuuden sivuvirroista valmistettuja ja 3D-tulostettavia geopolymeerikomposiittimateriaaleja on kehitetty LUTin, Lappeenrannan kaupungin ja alueen yritysten sekä LAB-ammattikorkeakoulun yhteisessä Urban Infra Revolution -hankkeessa. Tavoite on ollut saada aikaan vähähiilistä rakennusmateriaalia, jonka lujuusominaisuudet ovat vähintään betoninkaltaisia. Tällaisen materiaalin avulla voitaisiin osittain kompensoida sementtiteollisuuden aiheuttamaa ympäristökuormitusta, sillä kahdeksan prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä syntyy sementtiteollisuudessa.

- Voidaan sanoa, että potentiaalinen ekologinen rakennusmateriaali on syntynyt. Olemme testanneet useampaakin reseptiä, ja parhaassa seoksessa 99,6 prosenttia on teollisuuden sivuvirtoja. Parhaimman reseptin hiilidioksidipäästöt ovat 98 prosenttia alemmat tavalliseen betoniin verrattuna, LUTin professori Antti Häkkinen sanoo yliopiston verkkosivustolla.

Geopolymeeri – kuin keinotekoinen kivi

Häkkinen tutkimusryhmineen karakterisoi sivuainevirtoja kymmenellä analyysitekniikalla. Hankkeessa mukana oleva Apila Group kehitti erilaisia seosreseptejä Etelä-Karjalan teollisuuden jäämistä, kuten rakennusjätteestä, kaivosteollisuuden rikastushiekasta ja metsäteollisuudesta tulevasta tuhkasta.

- Testasimme hankkeessa 23 erilaista teollisuuden sivuvirtaa. Ajatus oli se, että emme käytä sidoskemikaaleja vaan ainekset reagoivat keskenään ja näin syntyy geopolymeerikomposiitti, Häkkinen sanoo.

Geopolymeerit ovat alkujaan tarkoittaneet epäorgaanisia, tyypillisesti keraamisia materiaaleja, jotka muodostavat kovalenttisesti sitoutuneita lujia verkostorakenteita. Niiden raaka-aineina käytetään yleisesti geologista alkuperää olevia kiviaineksia, josta johtuu nimi geopolymeeri. Kun geopolymeerin kanssa seostetaan muita ainesosia, kuten aktivaattori, täyteaineet ja mahdolliset lujitteet, saadaan geopolymeerikomposiitti.

Raudoittamisen korvaava sisäinen lujitus sekä 3D-tulostus mahdollistavat geopolymeerikomposiitilla betonia monimuotoisemman muotokielen toteuttamisen. LUTilla hankekoordinaattorina toimiva dosentti Jutta Nuortila-Jokinen huomauttaa, että se avaa uusia sovelluskohteita kyseisille ekologisille materiaaleille rakennusteollisuuden ulkopuoleltakin.

Lisäksi sivuainevirroista tehty materiaali säästää merkittävästi neitseellisiä raaka-aineita ja edistää siirtymistä kiertotalouteen, Nuortila-Jokinen painottaa.

Uusia liiketoimintamalleja

UIR-hankkeessa kehitettyjen potentiaalisimpien seosten säänkestävyyttä testataan luonnollisissa olosuhteissa Lappeenrannan Pontuksen alueella. Junaradan varteen loppuvuodesta 2020 rakentuvassa meluesteessä on betoniosien lisäksi uusiomateriaalin muutamalla eri seoksella toteutettuja geopolymeerikomposiittiosioita.

Valmistus- ja tulostustekniikoiden lisäksi LUT tarkasteli hankkeessa sementti- ja betoniteollisuuden ympäristöinnovaatioiden liiketoimintamahdollisuuksia. Antti Häkkinen sanoo, ettei ole aiemmin törmännyt Suomessa puhtaasti sivuainevirtoihin keskittyvään geopolymeeritutkimukseen tässä mittakaavassa.

Ekologisen geopolymeerikomposiitin tuotanto on monistettavissa joka puolelle, missä on saatavilla vastaavanlaisia sivuainevirtoja, Häkkinen kertoo.

Jotta aiempaa ekologisemmat materiaalit päätyvät käyttöön, tarvitaan niiden ympärille kannattava liiketoimintaekosysteemi. Sellainen syntyy tutkimuksen, testaamisen ja lainsäädännön sekä innovaatiomyönteisten toimijoiden kautta.

- Jos tarkoitus on tuottaa omaan kaupunkiin uusiomateriaalia alle sadan kilometrin säteellä saaduista ylijäämäraaka-aineista, on lähituottajien ekosysteemien oltava vakiintuneita, Jutta Nuortila-Jokinen täsmentää.

Urban Infra Revolution - hankkeen loppuseminaari, jossa käsitellään kestävää kaupunkirakentamista sekä teollisuuden kiertotaloutta, järjestetään 27.10 virtuaalisena, LUT kertoo.

Uusimmat artikkelit

23.11.2020 | Tutkimus ja koulutus

Muovi- ja komposiittialalle lisää osaajia yritysten ja oppilaitosten yhteistyöllä Lounais-Suomessa

Muovi- ja komposiittialan yritysten kasvunäkymät ovat Lounais-Suomessa hyvät – korona on jopa vauhdittanut alan yritysten kasvua ja tarjonnut uusia mahdollisuuksia. Loppuvuonna käynnistyy alan ammattitutkinto ja tulevana vuonna ammatillinen perustutkinto sekä todennäköisesti myös amk-tasoinen täsmätäydennyskoulutus. Lisäksi yritykset ovat viestimässä alasta kiinnostavasti valtakunnallisen MuoviLove-yhteisnäkyvyyden kautta, kertoo Muoviteollisuus ry lehdistötiedotteessa.

16.11.2020 | Kumppaniartikkeli

FINN-Tarkastus Oy laajensi nostolaitteiden tarkastuksiin

Tämän vuoden elokuussa sähkölaitteistojen tarkastuksista tunnettu FINN-Tarkastus Oy aloitti uuden vaiheen panostamalla vahvasti koneturvallisuus- ja koulutuspalveluihin. Nyt yritys on ottanut seuraavan askeleen aloittamalla nostureiden, henkilönostimien ja muiden nostolaitteiden lakisääteiset käyttöönotto- ja määräaikaistarkastukset FINAS-akkreditointipalvelun myönnettyä 5.11.2020 pätevyysalueeseen nostolaitteiden tarkastuksia koskevan laajennuksen. 

Eltelille kolmen vuoden sopimus Fingridin voimajohtojen kunnossapidosta

Eltel on allekirjoittanut kantaverkkoyhtiö Fingridin kanssa sopimuksen koskien voimajohtojen peruskunnossapitoa. Sopimuksen mukaisesti Eltelin vastuulla on neljä kuudesta Fingridin sopimusalueesta: Häme-Uusimaa, Itä-Suomi, Pohjois-Pohjanmaa ja Lappi eli suurin osa Suomea. Sopimuskausi on 2021-2023.

13.11.2020 | Alan Uutiset

Sallamaari Muhonen Sähköteknisen Kaupan Liiton (STK) toimitusjohtajaksi

Sallamaari Muhonen on nimitetty Sähköteknisen Kaupan Liiton (STK) toimitusjohtajaksi 1.1. 2021 alkaen. Liiton pitkäaikainen toimitusjohtaja Tarja Hailikari jatkaa seuraajansa neuvonantajana, kunnes jää eläkkeelle helmikuun lopussa.

TUKES: Akkujen vääränlainen säilyttäminen voi tulla kalliiksi

Litiumioniakkuja on nykyisin monissa koneissa ja laitteissa, esim. sähkötyökaluissa. Jos et käytä akkukäyttöistä laitetta tai kulkuvälinettä talven aikana, varastoi se turvallisesti. Vääränlainen varastointi voi pilata akun eikä se ole enää käyttökelpoinen talven jälkeen. Pahimmassa tapauksessa vioittunut akku saattaa aiheuttaa tulipalon ladatessa.

Varaosien digitalisointi ja 3D-tulostus mahdollistavat valmistuksen missä ja milloin vain

Varaosien digitalisointi on askel kohti kestävämpää liiketoimintaa ja pienempää hiilijalanjälkeä. Samalla syntyy kustannussäästöjä ja varaosien saatavuus paranee ja nopeutuu. VTT ja Aalto-yliopisto ovat tehneet huippututkimusta varaosien digitalisoinnin ja 3D-tulostuksen edistämiseksi jo viiden vuoden ajan.

SSAB:n Raahen-tehtaalla kokeiltiin lisätyn todellisuuden hyödyntämistä asennustyön valvonnassa

SSAB:n Raahen-tehtaan nauhavalssaamon vuosihuollossa otettiin kesällä digiloikka, kun asennustyön valvonnassa hyödynnettiin ensimmäistä kertaa lisättyä todellisuutta (AR). Tämä mahdollisti sen, että kyseistä asennustyötä yleensä valvovan asiantuntijan ei tarvinnut matkustaa Saksasta SSAB:n tehtaalle Raaheen, vaan hän pystyi seuraamaan ja ohjaamaan työtä AR-lasien kautta, jotka oli kiinnitetty tehtaan oman asennusvalvojan kypärään.