RB CLEAN -resepteistä tehtiin testikappaleita kevään 2021 aikana Tuusulan valmisbetonitehtaan laboratoriossa. Testeillä kartoitettiin betonin ominaisuuksia, kuten työstettävyyttä, lisäaineiden toimivuutta sekä lujuudenkehitystä.
Olemme kertoneet juttusarjamme aikaisemmissa osissa (osa 1, osa 2 ja osa 3) betonirakentamisen hiilidioksidipäästöjen muodostumisesta. Ruskon Betoni Etelä lanseerasi 14. kesäkuuta uuden valmisbetonien tuoteperheen, joka typistää betonirakentamisen hiilijalanjälkeä oleellisesti. RB CLEAN -betoneilla on mahdollista vähentää betonirakentamisen päästöjä yli puolella – jopa 60 prosenttiin saakka.
Konseptia suunniteltiin ja testattiin aktiivisesti kevään 2021 aikana. Tässä artikkelissa kerromme, kuinka RB CLEAN sai alkunsa ja kuinka sitä voidaan tulevaisuudessa jatkokehittää.
Perustana vähäpäästöinen sementti
Kaikki Suomessa käytettävät sementit ovat CE-merkittyjä ja ne täyttävät sementtistandardin EN197-1 vaatimukset. Standardi pitää sisällään sementtien luokitussysteemin, jonka avulla sementtien koostumus määritellään.
Yksi standardin luokituksista on CEM III/B, joka tarkoittaa masuunikuonasementtiä. Tämä sementtilaatu koostuu suurimmaksi osaksi kuonasta ja pienemmästä määrästä perinteistä sementtiklinkkeriä. Siksi sen hiilidioksidipäästöt ovat huomattavasti muita sementtejä alhaisempia.
RB CLEAN -betoneissa käytettään CEM III/B 32,5N -LH/SR -sementtiä. Se on sulfaatinkestävä alhaislämpösementti, jolla on pitkä lujuudenkehitys.
Tuoteperheen rakenne
Kun reseptin hiilidioksidipäästöjä pyritään vähentämään suurella irtokuonamäärällä, hidastuu työmaan aikataulu merkittävästi – eritoten kylmällä talvisäällä. Muotinpurkulujuuksia ei välttämättä saavuteta aikataulussa, eivätkä lattiabetonit sitoudu riittävän nopeasti ilman merkittävää lisälämmitystä. Siksi vähäpäästöisten betonien käyttö ei ole yleistynyt merkittävästi kuluneina vuosikymmeninä.
Ruskon Betoni Etelän RB CLEAN -konseptissa hitaan lujuudenkehityksen ongelma on ratkaistu sekoittamalla nopeammin sitoutuvaa sementtilaatua CEM III/B -sementin kanssa. RB CLEAN I -luokassa käytetään vähemmän CEM III/B -sementtiä, jolloin sen lujuudenkehitys on nopeaa. RB CLEAN II -luokassa CEM III/B:n osuus on suurempi, jolloin lujuudenkehitys on muuhun normaaliin betoniin verrattavaa. RB CLEAN III koostuu pelkästään CEM III/B -sementistä, jolloin sen laadunarvosteluikä on nimellisesti 91 vuorokautta.
RB CLEAN -betoneja on tällä hetkellä saatavilla Ruskon Betoni Etelän Tuusulan valmisbetonitehtaalta. Tuusula valikoitui ensimmäiseksi valmistuspaikaksi siilokapasiteettinsa sekä hyvien kulkuyhteyksiensä ansiosta. Tuusulan tilava tehdasalue mahdollisti kevään aikana suoritetut koevalut sekä betonitutkimukset laboratoriossa.
Laboratoriokokeiden jälkeen betonilaaduille järjestettiin pumppauskokeita ja ilmamäärämittauksia. RB CLEAN -betoneilla valettiin esimerkiksi monikäyttöisiä rakennuspalikoita.
Paperilta käytäntöön – laboratoriosta betonipumppuun
Kun konseptin perusajatus oli valmis, luotiin reseptipohjat yli 30 vuoden betonikokemuksella. Reseptien toimivuus testattiin Tuusulan laboratoriossa betonikokein. Näin saatiin selville betonien perusominaisuudet, kuten työstettävyys, lisäaineiden toimivuus sekä lujuudenkehitys. Betonikokeilla todettiin heti sementtien ja niiden ympärille luotujen betonireseptien hyvä toimivuus.
Laboratoriotestien jälkeen tehtiin varsinaiset tuotantovaiheen kokeet, eli reseptit valmistettiin aseman betonimyllyllä. Jälleen niiden toimivuus oli hyvä, eivätkä ne vaatineet suurempia säätöjä. Erona normaalibetoneihin oli lähinnä reseptien pienempi vedentarve.
Valmistuksen jälkeen tehtiin betonin pumppauskokeita ja ilmamäärämittauksia. Pumppaustestissä betoni pumpattiin vasta puolen tunnin kohdalla, koska haluttiin mallintaa työmaakuljetuksen vaikutusta. Itse pumppaus tehtiin supistajan läpi jatkolinjalla, jolloin saatiin kuva toimivuudesta vaativissa oloissa. Samalla valettiin koekappaleita lujuus- ja pakkasenkestävyyskokeita varten sekä isompia rakennekappaleita porakappaletestauksiin.
Myös tehdaskokeissa RB CLEAN -betonien toimivuus oli hyvä, eivätkä ne eroa käytännössä normaaleista betoneista. Voidaan siten arvioida, että työmaan kannalta RB CLEAN -betonien käyttö on sujuvaa, ja työmaa voi nyt aina valita omien tavoitteidensa ja mahdollisuuksiensa mukaan joko RB CLEAN I, II tai III-laadun.
Hiilidioksidipäästöjen laskeminen
Betonilaatujen hiilidioksidilaskelmia on tehty Suomessa jo joitain vuosia. Pääongelmana on usein materiaalien lähtötietojen puute sekä epäselvyydet päästöjen laskennassa ja tulosten arvioinnissa. Puutteet voidaan korvata tilastollisesti lasketuilla keskiarvopäästöillä. Alalla ei myöskään ole yleisesti hyväksyttyä hiilidioksidipäästöjen laskentaohjelmaa. Tämän vuoksi eri tahojen laskentatulokset voivat helposti erota toisistaan.
RB CLEAN -betonien esitetyt hiilidioksidipäästölaskelmat perustuvat standardin EN 15804 -periaatteisiin ja tuotteiden ympäristöselosteisiin. Laskelmissa huomioidaan moduulit A1, A2 ja A3, eli raaka-aineiden päästöt, raaka-aineiden kuljetusten päästöt sekä tehtaan valmistuspäästöt.
Summaamalla moduulit A1-A3, saadaan betonilaadun tyypilliset hiilidioksidipäästöt, joihin voidaan haluttaessa lisätä betonin kuljetus valitulle työmaalle (moduuli A4). Käytännössä vähintään 80 prosenttia hiilidioksidipäästöistä syntyy sementeistä, jolloin vaiheet A1-A3 antavat selvän kuvan betonilaadun päästötasosta.
RB CLEAN -betonilaaduissa käytettyjen materiaalien lähtötiedot kerättiin siis yksitellen raaka-ainetoimittajilta. Samalla selvitettiin raaka-aineiden kuljetusmatkat ja -tavat. Saatuja arvoja verrattiin alalla yleisesti oleviin tietoihin sekä Rakennusteollisuus Ry:n syksyllä 2020 keräämistä lähtötiedoista saatuihin arvoihin. Kuljetuspäästöjen ja materiaalien perusarvoja kerättiin myös alan yleisistä tietokannoista.
Itse RB CLEAN -betonireseptien päästöarvojen laskenta tehtiin huomioiden materiaalien ja kuljetusten aiheuttamat päästöt. Mukaan summattiin lopuksi tehtaan valmistuspäästöt. Vaikka laskelmiimme löytyi vertailuaineistoa, tarkistutimme osan RB CLEAN -laatujemme päästölaskennoista ulkopuolisella erikoisammattilaisella, varmistaaksemme laskelmiemme oikeellisuuden.
Pumppauskokeiden valu tehtiin supistajan läpi jatkolinjalla. Samalla valmistettiin useita muita kappaleita lujuus- ja pakkasenkestävyyskokeita varten sekä porakappaletestauksiin.
Monipuolisesti tilanteeseen kuin tilanteeseen
Kun työmaa haluaa valamilleen betonirakenteille nopean lujuudenkehityksen, kannattaa valita RB CLEAN I. Se soveltuu myös betonilattioihin, sillä pinta voidaan hiertää normaaliajassa. RB CLEAN I P30 -laatu sopii siltabetoniksi, sillä sen lämmöntuotto on massiivivaluissa matalampi.
Kun halutaan normaalia lujuudenkehitysnopeutta (28 päivää), perusvalinta on RB CLEAN II -betonilaatu, jonka kovettumisnopeus on lähes normaali. Sen sijaan RB CLEAN III -laatu sopii muun muassa massiivivaluihin, joissa normaalilaaduilla lämmöntuotto olisi liian korkea. Sitä myös voidaan hyödyntää perusvaluissa, joissa lujuudenkasvua on mahdollista odottaa kauemmin. Lisäksi se sopii hyvin sulfaatinkestävyyttä vaativiin rakenteisiin.
Lämmöntuottomaksimi alenee runsaasti CEM III/B -sementtiä sisältävien betonilaatujen, kuten RB CLEAN II ja RB CLEAN III, kohdalla verrattuna normaalibetonilaatuihin. On kuitenkin hyvä muistaa, että haluttaessa nopeaa lujuudenkehitystä, tulee valita aina vähemmän CEM III/B:tä sisältävä betonilaatu, kuten RB CLEAN I eikä RB CLEAN III.
Kehitystyö jatkuu…
RB CLEAN -konsepti kattaa työmaan perustarpeet. Tavoitteenamme on kuitenkin kasvattaa tuoteperhettä jatkossa, ja laajentaa sen valmistusta muille betonitehtaille. Tarvittaessa voimme myös valmistaa räätälöityjä vähähiilipäästöisiä betoneja asiakkaiden erikoistarpeiden mukaan ja laskea niille luotettavat päästöarvot.
Mielenkiintoinen kehityskohde on RB CLEAN III -laatu, jonka ainoana sideaineena käytetään CEM III/B -sementtiä. Tällä hetkellä sen laadunarvosteluikä on 91 vuorokautta, mutta käytännössä nimellislujuudet tulevat jo 28 vuorokauden aikana. Kehitämme jatkossa RB CLEAN III -laatua entistä nopeammaksi lujuudenkehityksen suhteen.
Tulevaisuudessa suunnittelijat merkitsevät rakennussuunnitelmiin myös betonin hiilidioksidipäästöluokan, niin kuin nykyisin tehdään lujuusluokankin kohdalla. Tällöin urakoijien tulee tilata betonit valmistajilta, joilla on jo valmiit vähäpäästöisten betonien konseptit. Ruskon Betoni Etelä on tässä suhteessa edelläkävijä, ja kehitämme kokonaisuuttamme eteenpäin vähentäen hiilidioksidipäästöjä edelleen.
Tutustu tarkemmin RB CLEAN -tuoteperheeseen täältä. Juttusarjamme seuraavassa osassa käsittelemme käytännönkokemuksia ympäristöystävällisistä betoneista.
Teksti: Vesa Anttila