Betoni on halpaa, helppoa valmistaa ja aina saatavilla. Ilmastonmuutoksen vuoksi rakennusteollisuuden on kuitenkin aika etsiä ympäristöystävällisempiä vaihtoehtoja sementille.
Betoni on erinomainen rakennusmateriaali, sillä se on edullista, kestävää, vähähiilistä ja soveltuu lukemattomiin tarkoituksiin. Toisaalta betonin pääraaka-aineen sementin valmistuksessa syntyy vuosittain jopa noin kahdeksan prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä, mikä tekee sementistä yhden suurimmista saastuttajista.
Sementti on neljän miljardin tonnin vuotuisella tuotantomäärällään rakennusteollisuuden käytetyin raaka-aine maailmanlaajuisesti, joten siitä tuskin luovutaan vielä meidän elinaikanamme. Sementille on kuitenkin kehitetty ympäristöä säästäviä vaihtoehtoja, jotka mahdollistavat vastuullisille rakentajille uudenlaisia ympäristöystävällisiä tapoja toteuttaa hankkeitaan.
Betonin hiilijalanjäljen eliminointi
”Olisi hölynpölyä väittää, että voisimme luopua betonista ja että se pelastaisi maailman. Voimme kuitenkin tehdä tästä upeasta materiaalista vielä paremman rajoittamalla sementin aiheuttamia hiilipäästöjä,” toteaa Chris Cheeseman, joka toimii materiaalitekniikan professorina Imperial College London -yliopistossa.
Sementin tärkeää sidosainetta klinkkeriä valmistetaan kuumentamalla kalkkikiveä ja savea suurissa uuneissa äärimmäisen korkeisissa lämpötiloissa. Ympäristölle ongelmia aiheuttavat sekä fossiilisten polttoaineiden käyttö uunien lämmitykseen että kalkkikivi. Kun kalkkikivi hajotetaan kalkiksi, kemiallisessa reaktiossa syntyy hiilidioksidia.
”Sementin käyttöä voidaan vähentää korvaamalla se vähähiilisemmillä tai hiilettömillä lisäaineilla”, Cheeseman sanoo.
Tällainen sementin korvike on hänen mukaansa kalsinoitua savea sisältävä LC3-sementti, joka puolittaa klinkkerin tavanomaisen määrän ja voi vähentää valmistuksessa syntyviä päästöjä 30 prosenttia verrattuna portlandsementtiin eli betoninvalmistuksessa yleisimmin käytettyyn sementtityyppiin.
Cheeseman toivoo, että puun käyttöä betonin epäorgaanisen kivirunkoaineen korvaavana täytemateriaalina tutkittaisiin enemmän.
”Puu ja betoni eivät ole suoranaisesti yhteensopivia, mutta tutkimalla voidaan ehkä löytää tapoja muuttaa puun ominaisuuksia. Jos puuta onnistutaan käyttämään betonin täytemateriaalina, voimme valaa yhteyttämisessä sitoutuneen hiilen rakenteisiin. Se on kestävyyden kannalta tärkeä päämäärä.”
Asiantuntijat uskovat, että puun käyttö betonin täyteaineena parantaa sen kestävyyttä. Kuva: Tiago Alves, Unsplash.
Massiivipuu leviää betoniviidakkoon
Australialaisen Timbercrete-innovaation ideana on sitoa hiiltä yhdistämällä betoni ja puu samaan materiaaliin. Sahanpuruun, sementtiin ja hiekkaan perustuvasta ympäristöystävällisestä rakennusmateriaalista voidaan valmistaa esimerkiksi harkkoja ja tiiliä. Lisäksi se on jopa luodinkestävää.
Timbercrete ei suinkaan ole ainoa biokuituihin ja luonnonmateriaaleihin pohjautuva innovaatio. Muita esimerkkejä ovat ruohoa hyödyntävä Grasscrete, hamppuun perustuva HempCrete ja tuhkapohjainen AshCrete. Lisäksi perinteiset, kestävät rakennustekniikat, kuten massiivisavi- ja bamburakentaminen ovat alkaneet tehdä paluuta. Uusista materiaaleista yksi on kuitenkin ylitse muiden: massiivipuun toimitusketju kasvaa voimakkaasti, sille on olemassa valmis sääntelykehys, ja se mahdollistaa hiilipäästöjen vähentämisen jo puun kasvuvaiheessa.
”Jos markkinat kehittyvät toivottuun suuntaan, massiivipuurakennusten määrässä nähdään kasvua,” toteaa Andy Ruff, connecticutilaisen arkkitehtuuritoimiston Gray Organschi Architecturen vanhempi osakas ja tutkimuskoordinaattori, joka on erikoistunut puurakentamiseen kaupungeissa.
”Kun puurakentaminen yleistyy, hiililähteinä toimivista kaupungeista tulee hiilinieluja, ja metsätalous kasvaa, minkä seurauksena hiiltä voidaan sitoa entistä enemmän metsiin ja maaperään. Puun hyödyntäminen korkeamman lisäarvon tuotteissa lisää metsien arvoa ja kannustaa sijoittamaan metsitykseen ja metsien hoitoon,” Ruff jatkaa.
Suurin haaste on oikaista massiivipuun paloturvallisuuteen liittyvät harhaluulot. Ne ovat iskostuneet syvälle huolimatta siitä, että tutkimukset ovat toistuvasti osoittaneet oikein suunniteltujen ja rakennettujen massiivipuurakennusten olevan erittäin tulenkestäviä. Massiivipuun luotettavuudesta kertovat myös puurakentamisen poikkeukselliset saavutukset, kuten maailman korkein massiivipuurakennus, joka kohoaa 85,4 metriin.
Ruff uskoo, että keskikorkeiden rakennusten markkinat, jotka kattavat 90 prosenttia uudisrakentamisesta, ovat massiivipuun kannalta tärkeämpiä kuin pilvenpiirtäjät.
”Massiivipuurakentaminen sopii hyvin keskikorkeiden rakennusten morfologiaan, ja juuri keskikorkeilla rakennuksilla voi olla suorin ja merkityksellisin vaikutus hiilipäästöihin.”
Vaikka puurakentaminen ilmastotekona voi kuulostaa nurinkuriselta, se kuormittaa metsätuotteiden tuotantoketjua hillitysti ja kestävästi.
Ruff ei usko, että uudet materiaalit yksin riittäisivät yleislääkkeeksi maailmanlaajuiseen ja monimutkaiseen ilmasto-ongelmaan.
”Puurakentaminen on vaikuttava, tehokas ja käyttövalmis ratkaisu. Se on arvokas osa suurempaa välttämättömien toimenpiteiden kokonaisuutta.”
Teksti: Asa Butcher
Pääkuva: Mister James, Unsplash