ɫɫ��

Rakennettu ympäristömme on ylivoimaisesti suurin kasvihuonekaasupäästöjen lähde maailmanlaajuisesti ja aiheuttaa myös Suomessa noin kolmanneksen kaikista päästöistä. Suurin osa syntyy rakennusten energiankulutuksesta, mutta myös rakentamisen päästöt ovat merkittävät: reilu viisi miljoonaa hiilidioksidiekvivalenttitonnia eli yli kolmasosa kaiken rakennetun ympäristön kokonaispäästöistä. 

Uudet kaupunginosat, esimerkkeinä Helsingin Kalasatama tai Jätkäsaari, näyttävät konkreettisesti, mistä päästöissä on kyse: harmaasta betonista. Betonin tärkein raaka-aine taas on sementti, jonka valmistus on suurin yksittäinen ihmisen aiheuttamien hiilidioksidipäästöjen lähde. 

Päästöjä syntyy kuitenkin jo ennen ensimmäisenkään kaupunkikorttelin rakentamista, sillä suuri osa Suomen geologisesta maaperästä on heikkoa ja pehmeää savea. Pehmeän maan vahvistaminen ja savijätteen kuljettaminen on kallista – ja myös ilmaston kannalta raskasta. &�Բ�����;

Yksi yleisimmistä pohjanvahvistusmenetelmistä on syvästabilointi, jossa savi-, lieju- tai turvekerros lujitetaan kantavaksi sideaineella. Paineilmalla maahan ruiskutettu sideaine muodostaa pilarimaisia rakenteita, jotka tekevät maasta rakennuskelpoista. Perinteisesti pohjanvahvistuksessa sideaineena on käytetty kalkin ja sementin seosta, eli kalkkisementtiä, jonka valmistus taas aiheuttaa 95 % syvästabiloinnin päästöistä. 

Pohjanvahvistuksen, samoin kuin muun infrastruktuurin, kuten teiden, siltojen ja pihojen rakentamisen aiheuttamien päästöjen määrää on toistaiseksi tutkittu varsin vähän. Määrä on arviolta reilu kaksi miljoonaa hiilidioksidiekvivalenttitonnia – joka vastaa yli 200 000 suomalaisen vuotuista hiilijalanjälkeä. 

Entä jos hiiltä sidottaisiinkin rakenteisiin? 

Samaan aikaan kun kaupungistuminen kiihtyy ja lisää rakentamista entistä pehmeämmille alueille – savikoille ja turvemaille – päästöjen pitäisi kuitenkin painua lähelle nollaa. Kansallinen hiilineutraaliustavoite on asetettu vuoteen 2035 ja esimerkiksi Helsingin kaupungin jo vuoteen 2030. Lisäksi Suomen tuore rakentamislaki ja EU:n hiilirajamekanismi vaativat myös rakennusalaa vähentämään päästöjään. 

Entä jos hiilidioksidi voitaisiinkin sitoa jalkojemme alle; teihin, jalkakäytäviin ja muihin betonirakenteisiin? Entä jos rakentaminen ei olisikaan pelkkä päästöongelma, vaan myös osa ratkaisua? 

”Näimme tässä mahdollisuutemme: rakennusala tarvitsee kipeästi vähäpäästöisiä materiaaleja, ja samalla saatavilla on runsaasti käyttökelvottomaksi luokiteltua savea. Näiden kahden ongelman yhdistäminen voi synnyttää täysin uudenlaisen, kestävämmän ratkaisun”, uskoo geotekniikan apulaisprofessori Sanandam Bordoloi. 

Bordoloin vetämä tutkimusryhmä on ensimmäisenä maailmassa kehittänyt biohiileen pohjaavan sideaineen, joka pystyy sitomaan hiilidioksidia pysyvästi kiinteään muotoon pehmeässä savessa. Laboratoriokokeissa on havaittu jopa negatiivisia päästöarvoja. 

”Biohiiltä syntyy biopolttoaineteollisuuden sivutuotteena – ja Suomessa sitä riittää, kiitos laajojen metsävarojen ja biomassojen. Biohiilen käyttö sideaineena maaperän vahvistamisessa sementin sijaan voi leikata sideainetuotannon päästöjä jopa 75 prosenttia – ilman, että rakenteiden kestävyydestä tarvitsee tinkiä”, Bordoloi sanoo. 

”Ja biohiilellä on vielä yksi tärkeä ominaisuus: se pystyy sitomaan hiilidioksidia ilmasta”, jatkaa ryhmään kuuluva tutkijatohtori Mohamad Hanafi. &�Բ�����;

Savijäte työmaalla suoraan rakennusmateriaaliksi 

Bordoloi ja Hanafi kertovat kehittämänsä teknologian olevan paitsi vähäpäästöinen, myös yksinkertainen: sen avulla on mahdollista muuntaa savijäte rakennusmateriaaliksi – ilman raskaita teollisia prosesseja tai kuljetuksia. Savijätettä kuljetetaan yksin Helsingissä 340 000 kuutiota vuosittain. 

”Me teemme savesta rakennusmateriaalia suoraan paikan päällä – lisäämällä siihen mahdollisimman vähän sideainetta ja biohiiltä. Näin vältetään kuljetuskustannukset, säästetään päästöissä ja vastataan rakennusalan tarpeeseen vähentää ilmastovaikutuksia”, Hanafi sanoo. 

Tällaisten nykymaailman ongelmien ratkaisu vaatii monialaista ja -tieteistä lähestymistapaa, ja siitä syystä niin Bordoloi kuin Hanafikin ovat löytäneet tiensä Aalto-yliopistoon. Bordoloi on kotoisin Intiasta, mutta työskennellyt tutkijana Hongkongin tiede- ja teknologiayliopistossa sekä Illinois’n yliopistossa – molemmat huippuyliopistoja insinööritieteissä. 

”Olen aina ollut hyvin utelias, ja minua kiinnostavat globaalit haasteet, joihin voimme tutkijoina tarttua. Vaikka monialaisuus ei ole muillekaan yliopistoille vierasta, Aalto on rakennettu tämän idean pohjalle. Juuri se luo turvallisen ympäristön uudenlaisen ja kokeellisen tutkimuksen tekemiselle”, Bordoloi sanoo. &�Բ�����;

Samoilla linjoilla on Mohamad Hanafi. Hän on valmistunut tohtoriksi Turkissa, mutta Aallon tutkimuksen painottuminen ympäristökysymyksiin houkutteli hänet tänne. 

Ilmaston lisäksi tutkijoiden innovaatio tuo helpotusta myös yritysten kustannuksiin – kunhan keksinnölle löytyy rahoitusta ja kumppaneita. 

Carbonaide kivettää hiilidioksidin suoraan betoniin 

Miten hiilineutraali tai hiiltä sitova innovaatio sitten lyö itsensä läpi ja pääsee laajaan tuotantoon? Siitä on hyvin hajulla Carbonaide-yrityksen toimitusjohtaja Tapio Vehmas. Hän työskenteli pitkään betonialan tutkijana VTT:llä ja sitä ennen betoniteollisuudessa eri tehtävissä. 

”Olen betonimies alusta loppuun, eli tehnyt koko työurani betonin parissa”, Vehmas sanoo. 

Carbonaiden menetelmässä talteenotettu hiilidioksidi sitoutetaan betoniin kovetusvaiheessa. Eli kun betoni on valettu, sen täytyy antaa vain olla jonkin aikaa, että se kovettuu. Sinä aikana hiilidioksidia ikään kuin ”tungetaan” betonin sisään, jolloin hiilidioksidi muuttaa sementin kalkkikiveksi ja silikaksi. Silika eli piidioksidi vielä tiivistää betonin mikrorakennetta, jolloin betoni muuttuu prosessissa entistä kovemmaksi. Näin sementtiäkin tarvitaan valmistuksessa vähemmän. 

Ja käsiteltyä tuotetta voidaan käyttää missä vain betonia tarvitaan: esimerkiksi Pohjois-Karjalan Osuuskaupan uuden kauppapaikan pihakivetykset ja pysäköintialue tehtiin Carbonaiden teknologialla valmistetusta betonista – suoraan jalkojemme alle. 

Ehkä yllättäen tällaista 2020-luvun teknologiaa on testattu jo vuosikymmeniä aiemmin. Sitä ei kuitenkaan kaivettu esiin pöytälaatikosta, vaan pyörä keksittiin ikään kuin uudelleen, Vehmas toteaa. 

Ilmastotavoitteet vaativat tutkimusta ja uskallusta 

Apulaisprofessori Sanandam Bordoloi muistuttaa tutkimusryhmän työn olevan vasta alkuvaiheessa. Rakennusala on konservatiivinen – ja hyvästä syystä, hän jatkaa. Rakenteiden pitää kestää vähintään 50–70 vuotta, joten uusien materiaalien käyttöön suhtaudutaan epäilevästi. Tarvitaan tutkimusta, jotta nähdään kuinka toimivia ja turvallisia nämä materiaalit ovat. 

”Stabiloinnin lisäksi realistisia käyttökohteita voisivat olla esimerkiksi jalkakäytävät, pihakiveykset ja parkkipaikat – kohteet, joissa kantavuusvaatimukset eivät ole yhtä suuret kuin rakennuksissa, ja joiden elinkaari voi olla 5–30 vuotta”, Bordoloi sanoo. 

�۳�ٱ𾱲��ٲ�ökumppani Mirva Koskinen on luottavainen, vaikka edessä on vielä vuosien työ ennen kuin tutkimusryhmän innovaatio päätyy kaupalliseksi tuotteeksi asti. 

”Monet yritykset ovat jo olleet tästä kiinnostuneita. Mutta nyt pitää ensin tutkimuksella ja testauksella hankkia lähtötietoja, jotta kaupalliset valmistajat pystyisivät tuottamaan valmiita sideaineseoksia markkinoille”, Koskinen sanoo. 

Siitä kaikki ovat yhtä mieltä, että muutokseen tarvitaan tutkimusta. Mirva Koskista myös tuskastuttaa, ettei rakennusalaa juuri arvosteta muutoksen ajurina, eikä sen tutkimusta pidetä tieteenä. Kyseessä on iso sektori, ja ratkaistavat asiat ovat koko maailman mittakaavassa valtavia, Koskinen huomauttaa. &�Բ�����;

”Päästövähennyksiin ja myös kustannussäästöihin tarvitaan innovaatioita. Eikä niitä synny ilman yliopistojen panosta ja tutkimusta, se on fakta”, Koskinen toteaa. 

Muutoksen aikaansaamiseksi tarvitaan siis tutkimusta, rahoitusta ja myös hippunen radikaalia luovuutta. 

”On aivan loogista suhtautua epäillen ja kieltävästi uuteen – mutta silloin olisi myös kyettävä tarjoamaan tilalle jokin parempi ratkaisu. Jos todella haluamme saavuttaa kunnianhimoiset ilmastotavoitteet, se vaatii radikaalia ajattelua. On uskallettava tehdä jotain totutusta poikkeavaa”, Sanandam Bordoloi sanoo. 

Artikkeli on julkaistu (issuu.com) syyskuussa 2025.