Vähähiilisen betonikerrostalon tuotannolliset haasteet ja hiilijalanjälki

Abstract

Betoni aiheuttaa merkittävän osan betonirunkoisen kerrostalon hiilidioksidipäästöistä, joten myös päästövähennystoimet kannattaa kohdentaa näihin rakenteisiin. Betonin päästöjä voidaan pienentää monilla eri tavoilla, kuten vähentämällä betonissa käytettävän sementin määrää tai korvaamalla osa sementistä vaihtoehtoisilla seosaineilla. Kuonan ja muiden seosaineiden lisääminen betoniin kuitenkin muokkaa sen ominaisuuksia monin tavoin. Tarkoin annosteltuina seosaineet pääasiassa parantavat betonin ominaisuuksia, mutta tavoiteltaessa vähähiilisyyttä seosaineiden määrät nousevat niin merkittävästi, että betonin tekniset ominaisuudet alkavat muuttua käyttötarkoituksesta riippuen heikompaan suuntaan.

Tällä hetkellä vähähiilistä betonia valmistetaan pääsääntöisesti käyttämällä seosaineena masuunikuonaa. Kuonan käyttö muun muassa hidastaa betonin lujuudenkehitystä, muuttaa kuivumisaikaa sekä lisää betonin karbonatisoitumista. Tutkimuksessa havaitut haasteet työmaan näkökulmasta liittyvät pääosin vähähiilisempien betonien hitaampaan lujuudenkehitykseen, josta aiheutuu ajallisia sekä rahallisia vaikutuksia. Vähähiilisen betonin käyttöön liittyvien haasteiden selvittämisen lisäksi työssä lasketaan tilaajayrityksen rakentaman kerrostalon hiilidioksidipäästöt nykytilassa sekä teoreettisessa vähähiilisemmässä versiossa. Laskennoissa on huomioitu talven ja kylmien ulkolämpötilojen vaikutus käytettävään betoniin.

Diplomityössä käytettyä tietoa on haettu alan kirjallisuudesta, haastattelemalla materiaali- ja tuotetoimittajia sekä tilaajayrityksen työnjohtajia. Vihreiden betonien käytöstä aiheutuvista vaikutuksista tehty analyysi on täysin teoreettinen ja työssä viitattu esimerkkihanke toteutettiin normaalilla betonilla.

Concrete causes a significant part of the carbon dioxide emissions of a concrete-framed apartment building, so the emission reduction efforts should also be allocated to these structures. Emissions from concrete can be reduced in a number of ways, such as by reducing the amount of cement used in the concrete or by replacing some of the cement with alternative admixtures. Adding slag and other admixtures to concrete modifies its properties in many ways. When carefully dosed, the admixtures mainly improve the properties of the concrete, but in the pursuit for very low carbon emissions, the amounts of the admixtures increase so significantly that the technical properties of concrete begin to change in a worse direction depending on the application.

At present, low-carbon concrete is mainly prepared using blast furnace slag as an admixture. The use of slag slows down the strength development of concrete, changes the drying time and increases the carbonation of concrete. The challenges identified in the study from the site's point of view are mainly related to the slower strength development of lower-carbon concretes, which has temporal and monetary impacts. In addition to identifying the challenges associated with the use of low-carbon concrete, the work calculates the carbon dioxide emissions of an apartment building built by a client company in its current state and in a theoretical, lower-carbon version. The effect of winter and cold outdoor temperatures on the concrete used has been taken into account in the calculations.

The information used in the thesis has been retrieved from the literature in the field, by interviewing material and product suppliers and the foremen of the client company.