|
|
|
Hankekoodi: A73561
Hankkeen nimi: KBB - Kestävä bioresiduaalibetoni
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2018 ja päättyy 31.12.2020
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Jyväskylän Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 1006550-2
Jakeluosoite: Rajakatu 35
Puhelinnumero: +358 20 743 8100
Postinumero: 40200
Postitoimipaikka: Jyväskylä
WWW-osoite: http://www.jamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Matti Kurki
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Koulutus- ja T&K-päällikkö
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: matti.kurki(at)jamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358-40-5482230
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Betoninvalmistuksen olennaisen komponentin, sementin, valmistus tuottaa ihmisen vapauttamista hiilidioksidipäästöistä globaalisti n. 8 %. Tämän lisäksi biotuote- ja sellutehtaat tuottavat vuosittain merkittäviä määriä jätteeksi luokiteltavaa, vielä suurelta osin hyödyntämätöntä soodasakkaa ja biotuhkaa (bioresiduaali). Tavoitteena on luoda resurssiviisas tapa hyödyntää metsäteollisuuden jätemateriaalivirtaa ja vähentää sementin osuutta betonissa. Sivuvirtojen hyödyntäminen tukee vähähiilisyyttä sekä vähentää uusiutumattomien luonnonvarojen käyttöä ja ympäristön kuormitusta. Hanke luo uutta jatkumoa betonirakentamiseen sekä uusia tuoteinnovaatioita Suomen betoniteollisuuteen.
Kestävä bioresiduaalibetoni -hankkeessa luodaan kiertotalousekosysteemi pohjoisen Keski-Suomen alueelle. Hankkeessa kehitetään pohjoisen Keski-Suomen pk-yritysten vähähiilisyys-, cleantech- ja resurssiviisausosaamista synnyttämällä kyseiselle alueelle yritysverkoston, joka pilotoi biotalouden (biotuotetehdas) jäte-/sivuvirran jatkojalostusta resurssiviisaan kiertotalouden mallin mukaisesti. Hankkeessa tutkitaan ja pilotoidaan betonissa käytettävän sementtimäärän korvaamista soodasakalla ja/tai biotuhkalla (bioresiduaalilla) tuottaen näin vähähiilisyysstrategioiden toteuttamisen kannalta merkityksellistä tietoa ja osaamista. Soodasakan hyödyntämisestä betonin raaka-aineena löytyy joitakin tieteellisiä julkaisuja, mutta niissä todetaan jatkotutkimuksen ja käytännön kokeiden tarve.
Hankkeen tuloksena tuotetaan uutta tietoa ja pilotoidaan resurssiviisas malli metsäteollisuuden jätevirran hyödyntämisestä betonituotteissa sementin korvaajana. Näin pienennetään betonirakentamisen hiilijalanjälkeä ja ympäristön kuormittavuutta. Betonialan yritykset hyödyntävät saatua tietoa ja osaamista omassa toiminnassaan uusien vähähiilisten tuoteperheiden muodossa.
Hankkeen pääkohderyhminä ovat pohjoisen Keski-Suomen alueen betonipohjaisia rakennusmateriaaleja ja -tuotteita valmistavat yritykset, erityisesti PK-yritykset, sekä betonituotteiden suunnitteluun ja valmistamiseen sekä metsäteollisuuden sivuvirtojen jalostamiseen osallistuvat yritykset.
Logistisia ratkaisuja tarjoavat pohjoisen Keski-Suomen yritykset ovat merkittävä kohderyhmä luotaessa uutta resurssitehokkaasti (jäte)-materiaalivirtoja hyödyntävää yritysverkostoa.
Toiminta heijastuu edelleen mm. uusina verkottumismahdollisuuksina muille hankkeen ulkopuolisille yrityksille, joissa omaksutaan uutta hankkeessa syntyvää vähähiilisyysosaamista ja Cleantech –tietoa.
Keski-Suomen suunnittelu-, rakennuttaja- ja rakentajayrityksille hanke luo uutta, vähähiilisempään rakentamiseen - betonin hiilijalanjäljen pienentämiseen - tähtäävää tietoa, jota on mahdollista hyödyntää uusissa, maakunnan kannalta merkityksellisissä rakennushankkeissa.
Metsäteollisuusyritykset
Biotuote- ja sellutehtaiden jätejakeiden hyötykäyttö on kestävän kehityksen mukaista toteuttaen kiertotalous- ja vähähiilisyysstrategioita. Hankkeen välillisenä kohderyhmänä ovat yritykset, jotka haluavat päästä eroon tuottamistaan sivuvirroista, kuten soodasakasta ja biotuhkasta, kestävällä ja ympäristöystävällisellä tavalla (Keski-Suomen alueella Äänekosken biotuotetehdas).
Rakennusteollisuusyritykset
Hankkeen välillisinä kohderyhminä ovat Keski-Suomen maakunnan yritysten tuotteita ja palveluita hyödyntävät muut yritykset. Hankkeesta hyötyvät yritykset luovat betoniin, soodasakkaan ja biotuhkaan liittyvällä osaamisella ja kehittyneellä liiketoiminnalla uutta toimintaa myös omaan yhteistyöverkostoonsa. Syntyy uusia bioresiduaalibetonituoteideoita uusille sovellusaloille.
Tämä heijastuu edelleen mm. uusina verkottumismahdollisuuksina muille hankkeen ulkopuolisille yrityksille sekä oppilaitoksille t&k -projektien myötä, joissa tullaan myös omaksumaan betonin seostukseen ja bioresiduaalibetonin käyttöön liittyvää uutta tietoa.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 360 500
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 360 500
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 463 500
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 463 500
Maakunnat: Keski-Suomi
Seutukunnat: Saarijärven-Viitasaaren, Äänekosken
Kunnat: Kannonkoski, Kinnula, Saarijärvi, Viitasaari, Karstula, Äänekoski, Kyyjärvi, Pihtipudas, Kivijärvi, Konnevesi
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 9 | 9 |
| Biotuhkan ja soodasakan käyttö sementin korvikkeena vähentää betonin valmistuksen kokonaisenergian ja uusiutumattomien raaka-aineiden tarvetta. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 8 | 8 |
| Biotuhkan ja soodasakan käyttö sementin korvikkeena vähentää betonin valmistuksen hiilidioksidipäästöjä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 6 | 6 |
| Tehokas infrastruktuuri ja logistiikan parantaminen vähentää materiaalien kuljetusta, jolloin ympäristölle aiheutuva kuormitus pienenee alentuneen kuljetustarpeen myötä. Lisäksi kaatopaikalle päätyvän jätteen määrä pienenee. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 9 | 9 |
| Sementin, jonka valmistuksesta aiheutuu huomattavia hiilidioksidipäästöjä niin energiantuotannosta kuin valmistusprosessista itsestään, korvaaminen metsäteollisuuden jätevirroilla vähentää betonin valmistuksen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä. Lisäksi tehokas infrastruktuuri ja logistiikan parantaminen vähentää materiaalien kuljetusta, jolloin ympäristölle aiheutuva kuormitus pienenee alentuneen kuljetustarpeen myötä, niin vähentyneinä liikenteen aiheuttamina hiilidioksidipäästöinä kuin vesistöjen ja maaperän rasituksen alentumisena. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 3 | 5 |
| Kasvihuonekaasupäästöt vähenevät. Sivuvirtojen tehokas jalostaminen ja hyödyntäminen lähellä muodostumispaikkaa vähentää kuljetustarvetta ja edistää vähähiilistä kiertotaloutta | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 10 | 8 |
| Hankkeessa hyödynnetään metsäteollisuuden jätemateriaalia, jolloin kaatopaikalle sijoitettavan jätteen määrä vähenee, materiaalien hyötykäyttö ja materiaalitehokkuus paranevat. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 9 | 7 |
| Perinteisen sementin valmistus kuluttaa fossiisia energialähteitä. Korvaamalla sementtiä biotuhkalla ja soodasakalla uusiutuvien energialähteiden käytön määrä lisääntyy betonin valmistuksen elinkaaren aikana. Bioresiduaalibetoni on vähähiilinen vaihtoehto perinteiselle betonille. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 9 | 7 |
| Suurien materiaalivirtojen käsittely ja jatkojalostus paikallisesti lisää paikallisen elinkeinorakenteen kestävää kehittymistä. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 6 | 4 |
| Yhteistyöverkostojen ja mallien syntyminen. Hankkeen tuloksena mahdollisesti syntyvät immateriaalioikeudet. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 9 | 4 |
| Tehokas infrastruktuuri ja logistiikan parantaminen vähentää materiaalien kuljetusta, jolloin kuljetustarve vähenee. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 4 | 4 |
| Lisää alueen mahdollisuutta työllistää ihmisiä. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hanke on tasa-arvoneutraali, hankkeen päätavoite on teknillisen tietämyksen lisääminen. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | -1 |
| Hankkeessa ei käsitellä edellä mainittuja aiheita edes välillisesti. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeessa ei käsitellä edellä mainittua aihetta edes välillisesti | ||
| Ympäristöosaaminen | 4 | 0 |
| Olemassa olevia käsittelymenetelmiä sovelletaan biotuhkan ja soodasakan käsittelyyn, jolloin ympäristöteknologian käyttö laajenee ja monipuolistuu. Hankkeessa hyödynnettävät teollisuuden jäte-/sivuvirrat parantavat materiaalitehokkuutta ja vähentää loppusijoitettavan jätteen määrää. Yleinen ympäristötietoisuus rakennusteollisuudessa vahvistuu, kun selvitetään mahdollisuutta käyttää biotuhkaa ja soodasakkaa betonissa. | ||
Metsäteollisuus tuottaa kiinteitä jätemateriaaleja, jotka koetaan maailmanlaajuisesti ongelmalliseksi uudelleenkäytön näkökulmasta. Jyväskylän ammattikorkeakoulun koordinoima ja yrityselämän kanssa yhteistyössä toteutettu KBB-hanke keskittyi metsäteollisuuden jätteiden hyödyntämiseen betonin ympäristöystävällisyyden parantamisessa. Lisäksi edistettiin metsä- ja betoniteollisuusalojen välistä yhteistyötä.
Soodasakka on selluteollisuuden jätevirta, joka tällä hetkellä päätyy lähes kokonaan kaatopaikoille. Soodasakan koostumus vaihtelee tehtaittain ja vaihtelua on myös saman tehtaan sisällä. Muuttuvia ominaisuuksia on niin koostumus, palakoko, kuiva-ainepitoisuus kuin värikin.
KBB-hankkeessa testattiin soodasakan käyttöä betonin kaltaisen tuotteen raaka-aineena. Hankkeessa oli aktiivisesti mukana kolme eri metsäteollisuuden toimijaa, joilta saatiin soodasakkaa materiaalitesteihin. Soodasakkojen vaihteleva koostumus niin tehtaittain kuin toimituserittäin osoittautui niin suureksi, että hankesuunnitelman mukainen biotuhkan testaaminen sivuutettiin ja keskityttiin soodasakkaan. Hankkeessa saatiin lupaavia tuloksia soodasakan käytöstä betonituotteissa, joten tulevaisuudessa soodasakan kuljettaminen kaatopaikalle varmastikin tulee vähentymään.
Hankkeen tavoitteena oli vähentää betonissa käytettävän sementin määrää ja vähentää siten betonin valmistuksen aiheuttamia hiilidioksidipäästöjä, mikä tukee kansallista ja EU:n laajuista vähähiilisyysstrategiaa. Hankkeessa valmistettiin KBB-kappaleita kokonaan ilman sementtiä, käyttäen soodasakkaa ja masuunikuonaa. Betonin kaltaista materiaalia (geopolymeeri) voidaan valmistaa ilman sementtiä. Haasteena kuitenkin on rakennusteollisuuden asettamat normit ja vaatimukset rakennustuotteille; rakennustuotteissa käytettynä soodasakka vaatii CE-hyväksynnän, kuten muutkin rakennusaineet ja -tuotteet.
Hankkeen aikana valmistettiin lukuisia testikappaleita, jotka sisälsivät soodasakkaa, masuunikuonaa, ja/tai sementtiä sekä kiviainesta. Näistä kappaleista on määritetty taivutus- ja puristuslujuutta, huokosjakoa, pakkasenkestävyyttä sekä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC). Lisäksi on selvitetty kokein, kuinka mikrobit kasvavat ja käyttäytyvät soodasakkaa sisältävien kappaleiden pinnalla.
Soveltuvuustestaukset materiaaleille tehtiin JAMKin laboratorioissa ja niissä tutkittiin kolmen pohjoismaisen sellutehtaan viherlipeäsakkaa (soodasakkaa) osana betonin raaka-aineita. Testattaviin resepteihin kuului myös soodasakan ja masuunikuonan sekoitukset erilaisilla aineosuuksilla. Tulokset osoittavat, että pieniä määriä sementtiä voidaan korvata soodasakalla lujuuden merkittävästi heikkenemättä. Yksi merkittävä löydös tuloksissa on se, että betoninkaltaisia massoja voidaan valmistaa kokonaan ilman sementtiä.
Pakkaskestävyys vaatii lisäaineiden käyttöä, kuten tavallinenkin betoni. Betonin pakkaskestävyyteen vaikuttavaa huokoisuutta on tarkasteltu myös matemaattisin mallein.
Soodasakan laatuvaihtelut monimutkaistavat reseptiikkaa ja laajempaa käyttöä ajatellen soodasakkaa on tasalaatuistettava. Hankkeessa selvitettiin soodasakan ominaisuuksia ja esikäsittelyä. Hankkeessa käytettiin kuivattua soodasakkaa, mikä aiheuttaa energiakustannuksia. Lisäksi hankkeessa tarkasteltiin soodasakan kuljetuskustannuksia.
Hanketta rahoittivat AMPPC Finland Oy, Ecolan Oy, Betolar Oy, Laukaan Betoni Oy, Metsä Fibre Oy, Stora Enso Oyj ja UPM-Kymmene Oyj. Kappaleiden puristuslujuusmäärityksiä tehtiin JAMKin akkreditoidussa betonintestauslaboratoriossa.