Betonin hiilidioksidipäästöt
Sementti on betonin energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen kannalta sen merkittävin osa. Betonin sideaine sementti valmistetaan kuumentamalla kalkkikivipitoista kiviainesta sementtiuunissa niin, että kiviaineksen sisältämät mineraalit sulavat ja reagoivat keskenään. Samalla kalkkikiveen sitoutunut fossiilinen hiilidioksidi vapautuu ilmaan.
Sementin valmistuksesta aiheutuvaa hiilidioksidipäästöä kompensoi se, että osa hiilidioksidista palautuu takaisin betoniin rakenteen käytön aikana ja erityisesti kierrätysvaiheen aikana, kun betoni reagoi ilman hiilidioksidin kanssa ja sitoo sitä itseenä (betonin karbonatisoituminen).
Kovettuneen sementtikiven sisältämät mineraalit ovat hyvin emäksisiä. Sementtikiven pH on luokkaa 13…14. Ilmassa oleva hiilidioksidi taas on hapan kaasu, jolla on taipumus pyrkiä neutraloimaan emäksisiä yhdisteitä, kuten sementtikiveä.
Betonin emäksisyyden muodostaa eritoten sementtikiveen sen kovettumisen yhteydessä muodostuva kalsiumhydroksidi eli ns. sammutettu kalkki, Ca(OH)2. Ilman sisältämä hiilidioksidi pyrkii reagoimaan emäksisen kalsiumhydroksidin kanssa seuraavan yksinkertaistetun kaavan mukaan:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H20
Ilmiötä kutsutaan karbonatisoitumiseksi ja siinä sementtikiven kalsiumhydroksidista ja hiilidioksidista muodostuu kalsiumkarbonaattia (kalkkikiveä) ja vettä.
Pitkällä aikavälillä sementin valmistuksessa kalkkikivestä irronneesta hiilidioksidista saadaan ilmakehästä sitoutettua takaisin noin puolet.
Päästöjen vähentäminen
Valmisbetonin ja betonituotteiden kasvihuonekaasupäästöjä voidaan vähentää optimoimalla kuljetuksia, kehittämällä materiaalitehokkuutta ja vähentämällä sementin määrä esimerkiksi korvaamalla sementtiä teollisuuden sivutuotteilla ja kierrätysmateriaaleilla.
Betonin hiilidioksidipäästöistä valtaosa on peräisin sen sideaineesta, portland-sementistä. Vähähiilistä betonia voidaan valmistaa korvaamalla osa sementistä pienipäästöisillä seosaineilla. Tällaisia seosaineita ovat muun muassa lentotuhka, masuunikuona, kalkkikivijauhe ja silika. Seosaineita käyttämällä betonin hiilidioksidipäästöjä voidaan pienentää jopa 90 %.
Vähähiilisille betoneille on ominaista korkeampi loppulujuus, mutta hitaampi lujuudenkehitys, erityisesti viileissä olosuhteissa. Käytettäessä vähähiilisiä valmisbetoneita työmaalla tulee kiinnittää erityistä huomiota kovettumisolosuhteiden hallintaan esimerkiksi suojaamalla valut kylmältä tai lämmittämällä kovettuvaa betonia.
Rakennusmateriaalien hiilidioksidipäästöt voidaan esittää ympäristöselosteella (EPD = Environmental Product Declaration). Eurooppalaisen standardiin perustuva ympäristöseloste sisältää hiilidioksidipäästöjen arvojen lisäksi monia muita ympäristöindikaattoreita. Standardin mukainen ympäristöseloste edellyttää myös ulkopuolista verifiointia.
Ympäristöselosteen ohelle betonin hiilidioksidipäästöjen tarkasteluun on tehty BY-Vähähiilisyysluokitus®. BY-Vähähiilisyysluokitus® on vapaaehtoinen, kansallinen luokitus betonin CO2-päästöjen ilmoittamiseksi. Luokitus helpottaa myös vähähiilisen betonin ja betonituotteiden valintaa suunnitteluvaiheessa. BY-Vähähiilisyysluokitus® -menetelmän avulla betonimateriaalin hiilidioksidipäästöt voidaan laskea erittäin luotettavasti ja arvot ovat vertailukelpoisia.
Tutustu vähähiilisyysluokitukseen tarkemmin Vähähiilinenbetoni.fi
Betonituotteiden ja betonin kierrätys
Betonikivet, betonilaatat, muurikivet ja muut betoniset ympäristötuotteet ovat kivipohjaisia rakennusmateriaaleja, joiden purkujäte on helposti ja turvallisesti kierrätettävää. Tavoitteena on saada käytöstä poistetut materiaalit mahdollisimman tehokkaasti uusiokäyttöön. Hyväkuntoiset betonituotteet voidaan käyttää uudelleen päällysteenä ja huonokuntoiset kierrättää muun betonijätteen kanssa uusiokäyttöön.
Suomessa syntyy rakentamisen sivutuotteena noin 2 miljoonaa tonnia kierrätysbetonimursketta. Betonijätteestä yli 80 % käytetään uudelleen. Suurin osa betonista käytetään esimerkiksi tienrakentamisessa korvaamaan neitseellistä kiviainesta. Markkinoilta löytyy myös betonituotteita, joiden runkoaineesta osa on kierrätettyä betonimursketta.
Betonituotteita voidaan kierrättää myös käyttämällä niitä sellaisenaan, mutta toisessa tarkoituksessa. Kaivonrenkaita on jo pitkään käytetty istutusaltaina. Betonielementtejä voidaan hyödyntää tukimuureina, piharakenteissa tai istutusaltaiden osina.
Saneerattavasta kohteesta purettavia ehjiä ympäristötuotteita voidaan käyttää toisessa kohteessa sellaisenakin, mikäli ne täyttävät vaatimukset.
Eri tavoin lohkotun betonin käyttö piha- ja puistorakenteissa vaatii vain mielikuvitusta. Suuremmista kappaleista saa kätevästi tukimuureja tai istuimia. Ohuemmista, leikatuista vapaamuotoisista paloista voi rakentaa kestävää, elävää kivipolkua. Lohkottuna sileä betoni näyttää liuskekiveltä, karkeammat kappaleet graniittilohkareilta. Painavilla, brutaaleilla betonilaatoilla tai elementeillä syntyy istutusaltaiden ja istuimien yhdistelmä urbaaniin ympäristöön ja kaupunkipuistoon.
Kierrätysbetonimurskeen käyttö infra- ja ympäristörakentamisessa
Murskeena betonia on käytetty pitkään paitsi maanparannuksessa, myös korirakenteissa, joista voi toteuttaa monenlaisia tukimuureja, ääneneristysratkaisuja, valleja ja seinämiä infrakohteisiin, puistoihin ja urheilurakentamiseen. Karkea betonimurske toimii erinomaisesti vaikkapa hulevesialtaissa.
Betonimurske korvaa sora- ja kalliomursketta vaativien maanrakennuskohteiden kantavien ja jakavien kerroksien rakenteissa ja säästää näin luonnonkivivarantojamme.
Betonimursketta käytetään esimerkiksi teillä, kaduilla, pysäköintialueilla, urheilukenttärakentamisessa, ratapihoilla, lentokenttärakenteissa sekä teollisuus- ja varastorakennusten pohjarakenteissa.
Betoni ei sisällä terveydelle tai ympäristölle vaarallisia aineita. Osasta betonituotteita on laadittu ympäristöselosteet, joissa esitetään luonnonraaka-aineiden käyttö, energiankulutus ja päästöt.
Tuotteina myytävät kierrätysmurskeet on valmistettu hyväksytyn laadunhallintajärjestelmän mukaisesti sekä CE-merkitty. Laatuvaatimukset täyttävä betonimurske on vähintään kiviaineksen tasoista rakennusmateriaalia, joka ei sisällä haitallisia aineita.
Helsinki, Espoo ja Vantaa ovat julkaisseet ohjeen betonimurskeen käytölle infrarakentamisessa. Ohjeeseen on koottu tietoa betonimurskeen hyödyntämisestä pääkaupunkiseudulla sekä ohjeita suunnitteluun, rakentamiseen ja ylläpitoon.
