|
|
|
Hankekoodi: A76631
Hankkeen nimi: SOMA - rakennusmateriaalin 3D-tulostaminen
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2021 ja päättyy 31.8.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Jyväskylän Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 1006550-2
Jakeluosoite: Rajakatu 35
Puhelinnumero: 0406312199
Postinumero: 40200
Postitoimipaikka: Jyväskylä
WWW-osoite: http://www.jamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Leena Turunen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Laboratorioinsinööri
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: leena.turunen(at)jamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0406312199
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
SOMA-hankkeessa perehdytään betonin ja betonin kaltaisen materiaalin (geopolymeeri) 3D-tulostamiseen. Perinteisen betonin raaka-aineiden lisäksi hankkeessa tutkittava tulostettava materiaali sisältää erilaisia teollisuuden sivuvirta- ja jätejakeita, kuten biotuhkaa, masuunikuonaa ja soodasakkaa. Hankkeessa testataan ja kokeillaan erilaisten materiaalien tulostamista sekä tuodaan tutuksi 3D-tulostamisen mahdollisuuksia rakennusteollisuudessa. Hankkeessa tuotetaan tietoa, jota hyödynnetään osana alueen yritysten toiminnan ja kilpailukyvyn vahvistamista, uusien työpaikkojen luomista sekä uusien tuotteiden ja palveluiden mahdollisuuksien havainnointia ja tunnistamista.
Hankkeessa tuodaan esille betonin ja geopolymeerin 3D-tulostamisen tarjoamia mahdollisuuksia rakennusteollisuudessa. Yleisesti 3D-tulostus on maailmalla vahvasti nouseva trendi ja sen merkityksen huomioiminen on välttämättömyys myös uusilla markkinoilla, kuten 3D-rakentamisessa ja 3D-tulostettujen rakennusmateriaalien valmistuksessa. Nyt tavoitellaan komposiittimateriaalin laajamittaista hyödyntämistä rakentamisen alalla käyttäen hyväksi uusia menetelmiä ja tekniikoita ja samalla korostetaan ympäristötietoisuuden lisäämistä geopolymeerien avulla myös rakentamisessa.
Hankkeen tuloksena syntyy resurssiviisas tapa hyödyntää teollisuuden sivu- ja jätevirtoja rakentamisessa huomioiden näin vähähiilisyystavoitteet sekä ympäristön kuormituksen väheneminen. Samalla tuodaan uutta tutkimustietoa betonirakentamiseen ja Suomen betoniteollisuudelle muuttaen sitä osaltaan geopolymeerirakentamiseksi materiaalin optimaalisen hyödyntämisen kannalta. Hankkeessa esitellään uusimpia tutkimustietoja sekä innovatiivisia keksintöjä, kuten betonin ja geopolymeerin 3D-tulostamista.
Hankkeen tuloksena yritykset saavat tietoa sekä innovatiivisia menetelmiä tuotteiden valmistamiseksi betonista ja geopolymeeristä 3D-tulostamalla. Tämän toteuttamiseksi hankkeessa esitellään betonin ja geopolymeeriseoksen 3D-tulostamista.
Hankkeen varsinaisina kohderyhminä ovat Keski-Suomen maakunnan rakennusmateriaaleja valmistavat pk-yritykset. Kohderyhmänä on myös Jyväskylän ammattikorkeakoulu, erityisesti sen TKI-toiminta. Suurten yritysten mukana olemisesta hyötyvät erityisesti pk-yritykset.
Hankkeen välillisinä kohderyhminä ovat Keski-Suomen maakunnan yritysten tuotteita ja palveluita hyödyntävät muut pk-yritykset sekä JAMKin verkostot. Hankkeen tuloksista hyötyvät yritykset luovat uudistetulla osaamisella ja kehittyneellä yhteistyöllä uutta liiketoimintaa myös omaan yhteistyöverkostoonsa.
Suuryritykset, jotka tuottavat soodasakkaa, biotuhkaa ja muita hyödynnettäväksi kelpaavia jätejakeita, ja haluavat päästä niistä eroon kestävällä ja ympäristöystävällisellä tavalla. Hankkeesta kiinnostuneet suuryritykset tuovat elinvoimaa ja suoria kontakteja SV-alueen pk-yrityksiin.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 224 796
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 224 796
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 323 065
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 323 065
Maakunnat: Keski-Suomi
Seutukunnat: Saarijärven-Viitasaaren, Jyväskylän
Kunnat: Kannonkoski, Kyyjärvi, Viitasaari, Karstula, Kinnula, Pihtipudas, Jyväskylä, Saarijärvi, Kivijärvi
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 | 0 | 10 |
| Teollisuuden jäte-/sivuvirtojen (mm. soodasakka, biotuhka, masuunikuona) käyttö geopolymeerina vähentää tarvittavan sementin määrää ja betonin valmistuksen kokonaisenergian ja raaka-aineiden tarvetta sekä tuottaa uusia kestävämpiä tuotteita kulutukseen. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 9 |
| Teollisuuden jäte-/sivuvirtojen (mm. soodasakka, biotuhka, masuunikuona) käyttö sementin korvikkeena vähentää betonin valmistuksen kokonaisenergian tarvetta. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 2 |
| Tehokas infrastruktuuri ja logistiikan parantaminen vähentää materiaalien kuljetusta, jolloin ympäristölle aiheutuva kuormitus pienenee alentuneen kuljetustarpeen myötä. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 10 |
| Sementin valmistuksesta aiheutuu huomattavia hiilidioksidipäästöjä niin energiantuotannosta kuin valmistusprosessista. Sementin korvaminen geopolymeerillä 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 hiilidioksipäästöinä kuin vesistöjen ja maaperän rasituksen alentumisena. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Sivuvirtojen tehokas jalostaminen ja hyödyntäminen lähellä muodostumispaikkaa vähentää kuljetustarvetta ja edistää vähähiilistä kiertotaloutta | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 10 |
| Hankkeessa hyödynnetään metsäteollisuuden jätemateriaalia, jolloin kaatopaikalle sijoitettavan jätteen määrä vähenee, materiaalien hyötykäyttö ja materiaalitehokkuus paranevat. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 9 |
| Perinteisen sementin valmistus kuluttaa fossiisia energialähteitä. Korvaamalla sementtiä teollisuuden jäte-/sivuvirtojen komoponenteillä, uusiutuvien energialähteiden käytön määrä lisääntyy. Geopolymeeri on vähähiilinen vaihtoehto perinteiselle betonille sopivissa paikossa käytettynä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 9 |
| Suurien materiaalivirtojen käsittely ja jatkojalostus paikallisesti lisää paikallisen elinkeinorakenteen kestävää kehittymistä. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 8 |
| Yhteistyöverkostojen ja mallien syntyminen. Hankkeen tuloksena mahdollisesti syntyvät immateriaalioikeudet | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 7 |
| Tehokas infrastruktuuri ja logistiikan parantaminen vähentää materiaalien kuljetusta, jolloin kuljetustarve vähenee. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 2 | 7 |
| 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 | 0 |
| Hankkeessa ei käsitellä edellä mainittuja aiheita edes välillisesti. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeessa ei käsitellä edellä mainittua aihetta edes välillisesti | ||
| Ympäristöosaaminen | 5 | 8 |
| Olemassa olevia käsittelymenetelmiä sovelletaan jätejäkeiden biotuhkan, soodasakan ja masuunikuonan käsittelyyn, jolloin ympäristöteknonologian käyttö laajenee ja monipuolistuu. Hankkeessa hyödynnettävät teollisuuden jäte-/sivuvirrat parantavat materiaalitehokkuutta ja vähentää loppusijoitettavan jätteen määrää. Yleinen ympäristötietoisuus rakennusteollisuudessa vahvistuu ja geopolymeerien oikeanlainen hyödyntäminen lisääntyy. | ||
SOMA – Rakennusmateriaalin 3D-tulostaminen -hankkeessa syvennyttiin betonin ja betonin kaltaisen materiaalin (geopolymeerin) 3D-tulostamiseen.
Betonin valmistuksessa käytettävä sementti tuottaa runsaasti hiilidioksidipäästöjä, joten hankkeessa haluttiin selvittää ympäristöystävällisempiä ja kiertotalouteen pohjautuvia ratkaisuja.
Perinteisen betonin raaka-aineiden lisäksi hankkeessa tulostettu materiaali sisälsi erilaisia teollisuuden sivuvirta- ja jätejakeita, kuten biotuhkaa, masuunikuonaa ja soodasakkaa. Erilaisista raaka-aineista valmistettiin useita erilaisia seoksia, joista valmistetuista koekappaleista määritettiin puristuslujuus. Puristuslujuus on yksi betonin tärkeimmistä ominaisuuksista. Eri massojen puristuslujuudet vaihtelivat suuresti ja saatiin myös lupaavia tuloksia. 3D-tulostettujen kappaleiden testaus jäi vähäiseksi. Lisäksi hankkeen aikana kehitettiin kokonaan sementitön 3D-tulostukseen soveltuva massa.
Betonia ja geopolymeeria 3D-tulostettin projektin puitteissa hankitulla tulostusrobotilla. Laitekokonaisuus koostui Verticon toimittamasta ABB 1600 -robotista, pumppausyksiköstä sekä viipalointiohjelmasta, jolla luotiin CAD-mallista tulostusohjelma robotin ohjaamiseen.
Hankkeessa selvitettiin 3D-tulostamisen etuja ja mahdollisuuksia Suomen olosuhteissa sekä valmiuksia ottaa kyseinen valmistusmenetelmä käyttöön rakennusteollisuudessa. Valmistusmenetelmänä 3D-tulostaminen herätti runsaasti mielenkiintoa, ja siinä nähdään positiivista lisäarvoa betonirakentamiseen, mm. työturvallisuuden ja työergonomian näkökulmasta sekä monimutkaisten ja geometristen rakenteiden valmistamisessa. Menetelmän käyttöönottoa hidastaa teknologian kalleus. Kokemukset betonin 3D-tulostamisesta ovat yleisesti vielä vähäiset ja menetelmä onkin vasta kehityskaarensa alussa.
Hankkeen tuloksena havaittiin, kuinka teollisuuden sivu- ja jätevirtoja voidaan hyödyntää rakentamisessa huomioiden vähähiilisyystavoitteet sekä ympäristön kuormituksen väheneminen.