Tutkimus

Rakentamisen uusi ekosysteemi haluaa betonin kiertoon

Anne Cumini
Vaikka betoni on yksi maailman käytetyimmistä rakennusaineista, se ei kuitenkaan ole erityisen ympäristöystävällistä. Betonin sideaineena käytettävän sementin tuotannosta aiheutuu jopa suuremmat hiilidioksidipäästöt kuin lentoliikenteestä.

Vaihtoehtoisia ratkaisuja haetaan nyt usealla saralla. Yksi niistä on betonin tehokkaampi kierrättäminen. Samaan aikaan, kun betonin kysyntä kasvaa kaupungistumisen myötä, syntyy purettavista rakennuksista runsaasti purkujätettä. Jos purettava betoni kierrätettäisiin, voitaisiin ympäristöpäästöjä vähentää ja samalla vastata kasvavaan kysyntään. Myös EU kannustaa kierrätyksen lisäämiseen. Rakennusten purkumateriaalin kierrätysasteen tulisi jo tänä vuonna olla 70%. Suomessa tästä tavoitteesta ollaan vielä kaukana. Vielä tehokkaammaksi se tulee, jos betoni voitaisiin käyttää uudelleen jo purkupaikalla - vieläpä 3D-tulostamalla. Tilanteeseen havahtui hämeenlinnalaisen Trifami 3D Oy:n perustajakolmikko muutama vuosi sitten.

– Betonijätettä syntyy paljon, sen hävittäminen maksaa ja lisäksi uuden tuotanto on luonnonvarojen käytön kannalta suuri ongelma, kertoo Trifami 3D:n toimitusjohtaja ja yksi kolmesta perustajasta Reetta-Maria Tolonen-Salo.

Kierrätysbetonista on muuhunkin kuin täyttömaaksi

Yritys lähti yhdessä Tampereen ammattikorkeakoulun rakennustekniikan laboratorion kanssa tutkimaan mahdollisuuksia purkubetonin uudelleen hyödyntämiseen. Alustavat tutkimukset olivat lupaavia ja yhteistyötä jatkettiin.

– Kyllähän betonia jo kierrätetään, mutta lähinnä maanrakennuksen täyteaineena. Meille oli nimenomaan tärkeää se, että betonijätteestä tehtävää materiaalia voitaisiin käyttää asuinrakentamisessa, Tolonen-Salo selittää Trifami 3D:n lähtökohtia.   

TAMKin, Tampereen yliopiston ja Trifami 3D:n yhteisessä, Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa sekä selvitetään kierrätysbetonin käytön edellytyksiä uudisrakentamisessa että kehitetään uutta ekosysteemiä yritysten ja tutkimuslaitosten yhteistyönä. Osapuolet ovat tutkineet 3D-tulostuksen kyvykkyyttä suurten kappaleiden tulostamiseen kierrätysbetonista. Silläkin saralla tulokset ovat lupaavia.

– Tutkimukset osoittavat, että kierrätysbetoni täyttää asuinrakentamisessa edellytetyt lujuusvaatimukset. Lisäksi sitä voidaan käyttää 3D-tulostuksen materiaalina, mikä oli toinen tärkeä kriteeri, selittää hanketta koordinoiva TAMKin teollisuusteknologian lehtori Anne Cumini.

Timo Sollo
Trifami 3D:n Timo Sollo esittelee ekosysteemiä. Laura Hildén/Trifami 3D Oy

Prosessointi ja 3D-tulostus jo purkupaikalla

Purkumateriaalin prosessointi kierrätysbetoniksi ja uudelleen rakentaminen 3D -tulostamalla halutaan tehdä suoraan paikan päällä, ilman että materiaalia joudutaan kuljettamaan pitkiä matkoja purkupaikalta prosessoitavaksi.

– Ympäristöajattelu ja päästöjen pienentäminen halutaan ottaa huomioon jokaisessa vaiheessa, painottaa Cumini.

Paitsi ympäristöystävällisyyttä kehittämisessä painotetaan myös liiketoimintapotentiaalia. Sitä kasvattaa entisestään se, että kaikki prosessissa tarvittavat yksiköt suunnitellaan helposti liikuteltaviksi. Käyttökohteina voivat olla niin katastrofialueiden jälleenrakentaminen kuin ahtaissa kaupunkiympäristössä tapahtuva uudisrakentaminenkin.

– Esimerkiksi Keski- ja Itä-Euroopan tiiviisti rakennetussa ympäristössä on ehdoton etu, että koko prosessi voidaan tehdä suoraan paikan päällä. Siellä on myös runsaasti sosialismin aikaista rakennuskantaa, jota joudutaan purkamaan. Materiaalia siis syntyy ja sille on kysyntää, sanoo Tolonen-Salo.

Tavoitteena uuden ekosysteemin synnyttäminen

Koska palvelukokonaisuus halutaan koko arvoketjun kattavaksi, aina vanhan purkamisesta uuden rakentamiseen 3D -tulostamalla, tarvitaan mukaan kumppaneita. Tavoitteena on synnyttää kokonainen ekosysteemi, jossa kumppaniverkoston yritykset yhdessä voivat toteuttaa koko palvelukokonaisuuden.  

– Mukana on jo yrityksiä lähes kaikkiin prosessin vaiheisiin, mutta vielä mahtuu mukaan, rohkaisee Cumini aiheesta kiinnostuneita yrityksiä.

–  Yritysten kiinnostus lähteä mukaan ekosysteemiin ja sen kehittämiseen on ollut ilahduttavaa. Vaikka me olemme pieni yritys, on ollut hienoa huomata, että myös suuret yritykset ovat kiinnostuneita. Se on meille osoitus siitä, että olemme oikealla tiellä, iloitsee Tolonen-Salo.

Sekä Cumini että Tolonen-Salo kehuvat yhteistyön tuloksia ja innostunutta otetta.

–  Yhteistyö on ollut älyttömän hyvää ja innostunutta, kehuu Tolonen-Salo.

Kehittämistä on nyt tarkoitus jatkaa yhdessä laajemman yritysjoukon kanssa uudella hankkeella, jossa saman sateenvarjon alle kootaan sekä tutkimuslaitosten tutkimushankkeet että yritysten omat kehityshankkeet. Tavoitteet kaksivuotiselle hankkeelle ovat korkealla.

–  Silloin meillä pitäisi jo olla demo suurikokoisesta kappaleesta, joka on 3D-tulostettu kierrätysbetonista, uskoo Cumini.

–  Kahden vuoden päästä olemme yhdessä saaneet palvelukokonaisuuden koottua, meillä on minimum viable product ja pilotointikin jo toivon mukaan käynnissä, vakuuttaa Tolonen-Salo.

 

DECON 3D -projekti on Business Finlandin rahoittama co-creation projekti, jonka tavoitteena on luoda ekosysteemi purkubetonin jalostamiseksi uusiksi 3D -tulostettaviksi rakennusmateriaaleiksi. Projekti päättyy keväällä 2020, jonka jälkeen tavoitteena on käynnistää kaksivuotinen co-innovation hanke uuden liiketoiminnan kehittämiseksi.

 

Lisätiedot:

Anne Cumini, lehtori, Teollisuusteknologia, Tampereen ammattikorkeakoulu, anne.cumini [at] tuni.fi

 

Teksti: Helena Pekkarinen

Kuvat: Yläkuvassa Anne Cumini, kuva Anne Cuminin arkistosta, Alakuva: Laura Hildén/Trifami 3D Oy