”The Mother Pilot” @ Topinoja, Turku
Betoni reagoi ilmakehän hiilidioksidin kanssa ja karbonatisoituu. Näin betonirakennukset ja rakenteet toimivat hiilinieluina sekä -varastoina. Hiilidioksidi pääsee betoniin vain ilmakontaktissa olevasta pinnasta ja ilmiö hidastuu ajan myötä, joten esim. betonikerrostalo sitoo n. 10–15 % käytetyn betonin kalsinoinnin päästöistä käyttöikänsä aikana.
Syystä tai toisesta, rakennuksen käyttöikä kuitenkin joskus loppuu ja betoni murskataan kierrätykseen. Tällöin paljastuu runsaasti (luokkaa yli 1000-kertaisesti) lisää pinta-alaa, joka voi olla ilman hiilidioksidin kanssa tekemisissä ja karbonatisoitua. Betonin kierrätysvaihe on useassa tutkimuksessa tunnistettu oleelliseksi hiilensidonnan vaiheeksi mutta laskenta on jäänyt hyvin teoreettiseksi ja kevyeksi paremman tutkimustiedon puuttuessa. Topinojalle onkin rakennettu tutkimusympäristö, jossa tutkitaan karbonatisoitumisen olosuhteita betonimurskekasassa. Näiden tulosten perusteella pystytään mallintamaan betonimurskeen hiilensidontaa erilaisissa sovelluksissa ja massoissa. Tutkimuksen mittausjakso ajoittuu aikavälille 9/2021-9/2022.
Tutkimusalue on saatu käyttöön Lounais-Suomen Jätehuollon hallinnoimalta Topinpuiston Kierrätyskeskuksesta, jonne betonimurskeen toimitti alueella toimiva Ekopartnerit. Itse tutkimuslaitteisto on VTT:n suunnittelema ja rakentama.
Neljään erilaiseen betonimurskekasaan on asennettu antureita neljään eri syvyyteen, jotka mittaavat hiilidioksidipitoisuutta, lämpötilaa, kosteutta sekä painetta. Anturit ovat 0,25 m, 0,5 m, 1 m ja 2 m etäisyydellä kasan pinnasta. Kaksi näistä kasoista on suojattu suoralta sateelta. Koostumukseltaan kaksi kasaa on 0–90 mm raekoolla ja kahdesta kasasta hienoaines on seulottu pois, jolloin sen raekoko on 20–90 mm. Katteella pyritään vaikuttamaan betonin sisäiseen kosteuteen, mikä vaikuttaa hyvin paljon karbonatisoitumisen etenemiseen. Poistamalla murskeesta hienoaines pyritään parantamaan ilmankiertoa kasassa, jotta suurempi osa betonipinnoista pääsisi kosketuksiin ilman kanssa.
Kunkin kasan, jokaisen anturin viereen on asennettu referenssibetonikappaleet, joiden ominaisuudet ja historia tunnetaan tarkasti. Näiden kappaleiden hiilipitoisuudet tutkitaan vuoden mittausjakson päätyttyä ja tuloksia päästään vertailemaan saatuun tietoon kasan olosuhteista.
Käynnissä on siis mahdollisesti ensi kertaa tutkimus betonimurskemassan karbonatisoitumiseen vaikuttavien olosuhteiden mittaamisesta. Saatavalla datalla pystytään merkittävästi aiempaa paremmin arvioimaan erilaisten murskemassojen karbonatisoitumista, niin varastoitaessa kuin erilaisissa sovelluksissa. Tulosten pohjalta päästään myös suunnittelemaan sovelluksia, joissa betonimurskeen hiilensidontaan kiinnitetään huomiota jo suunnittelussa.
