Betoni rakennusmateriaalina: Betonin uudet muodot - osa 2

Betonin uudet innovaatiot ja ratkaisut suunnittelussa

Rakentajan toimitus

Julkaistu 11.03.2020Päivitetty 15.11.2022

Betoni muuttaa muotoaan siitä perinteisestä harmaasta sementin, kiven ja veden yhdistelmästä kohti monimuotoisempaa rakennusmateriaalia. Betonilla lienee tylsähkö, mutta tehokas ja turvallinen maine rakennusmateriaalina. Tehokkuus on ollut pitkään kilpailuvaltti, mutta ekologisuus ja edustavuus on vallannut alaa. Betonin kohdalla se tarkoittaa pienempää hiilijalanjälkeä, mutta myös painetta betonin muokkautuvuuteen rakennusmateriaalina. Katsahdamme tässä artikkelissa betonin uusiin muotoihin suunnittelussa vaikuttaviin betonin innovaatioihin ja ratkaisuihin.

Betonin vahva asema rakennusmateriaalina näkyy ympäristössämme

Betonin tuotekehitystä kirii paine muiden rakennusmateriaalien yhä enemmän vallatessa alaa, esimerkiksi laajemmalle puun käytölle on jo Suomessa valtionkin taholta laadittu ohjelma. Kaikille rakennusmateriaaleille on kuitenkin käyttöä kohteessa kuin kohteessa, jopa yhdessä. Kummankaan materiaalin käyttö ei sulje toista pois, jos tahtotilaa löytyy aina hankesuunnittelusta alkaen.

Betonilla on kuitenkin vahva ja ansaittu asema rakentamisessa. Onhan esimerkiksi kaupunkiemme infrastruktuuri, joka mahdollistaa paljon nykypäivän toimintojamme, pääosin betonia.

Tuotekehitys betonin kohdalla koskee myös betonin monipuolisempaa käyttöä ja imagoa – ei enää välttämättä harmaasta legopalikasta kerrostaloja ja infrastruktuuria, kuitenkin ekologinen näkökulma huomioiden.

Mitä uusia muotoja, tapoja rakentaa ja ratkaisuja betonirakenteiden suunnittelu voisi tulevaisuus pitää sisällään?

Suurin osa infrastruktuuristamme on rakennettu betonista.

Taipuva betoni

Taipuvan betonin pohjaideana on synteettisien polymeerien ja lentotuhkan käyttö sementin sijasta. Hiilidioksidipäästöt ovat myös huomattavasti alhaisemmat sementin käytön poistuessa. Taipuva betoni ei ole ideana uusi, mutta vielä toistaiseksi erittäin kallis johtuen materiaalin saatavuudesta.

Polymeerit pitävät rakenteen koossa, joten taipuminen ei riko rakennetta. Tuoreimmissa tutkimuksissa yhdistelmällä on saavutettu n. 400 kertaa normaalia joustavampaa betonia. Parhaimmillaan taipuva betoni voisi toimia esimerkiksi maanjäristysalueilla, joissa rakenteet ovat herkkiä muutoksille.

Vettä läpäisevä betoni

Sään ääri-ilmiöiden kasvaessa myös Suomessa, aiheuttaa hetkellinen vesiryöpsähdys valtavan paineen vedenohjaukselle ja mitoitukselle. Infrastruktuurissa monet pinnat ovat vettä ohjaavaa betonia ja hetkellinen ryöpsähdys voi näin aiheuttaa veden ohjautumisen liikaa esimerkiksi yhteen kohteeseen. Tavoitehan on betonipinnoilla vedenohjaus, mutta myös läpäisevyyttä tarvitaan enemmän jatkossa. Esimerkiksi hulevesien hallintaan saadaan helpotusta, kun pinnat suunnitellaan läpäiseviksi ja vedenohjaus tapahtuu myös maanpinnan alapuolella.

Vettä läpäisevällä betonilla voisi olla käyttöä esimerkiksi puistoissa

Vettä läpäisevässä betonissa on huokoinen pintabetonikerros, joka päästää veden läpi.Läpäisevän betonin etuna on myös pintojen säilyminen kuivempina talvellakin, mikä vähentää liukkautta ja näin vältetään myös liukastumisista johtuvia vammoja. Käyttökohteita löytyy esimerkiksi julkisista alueista kuten pihoista, toreista, puistoista tai aukioista.

Graafinen betoni

Elämisen laatu kasvaa kasvamistaan samalla ihmisten muuttaessa kaupunkeihin ja asumisen tiivistyessä. Tämä aiheuttaa myös vaatimuksia asutulle ympäristölle esimerkiksi viihtyvyyden suhteen. Enää ei riitä harmaa betonielementtikerrostalo, vaan asutun ympäristön pitää olla myös viihtyisä.

Graafinen betoni tuo virkistävyyttä ja esteettisyyttä kaupunkiympäristöön. Graafinen betoni luodaan betonin valun yhteydessä alle laitettavalla kalvolla, jolla luodaan kuvio.Kuvioinnit tarjoavat julkisivuihin uusia mielenkiintoisia vaihtoehtoja tasaisen värisen pinnan sijaan. Kyseessä on suomalaista alkuperää oleva innovaatio

Kuva: kivifaktaa.fi / Kuvaaja: Samuli Naamanka/Graphic Concrete Ltd

Kuitubetoni

Kuitubetoni on yksi innovaatio muiden joukossa, mikä lisää betonin käytön monipuolisuutta. Betoniin lisätään teräs- ja muovikuituja, jotka lisäävät betonin taipuisuutta ja lujuutta. Pinnoista voidaan saada näin eri muotoisia sekä kevyitä ja harsomaisia rakenteita.

Kuitujen lisääminen betoniin luo myös kustannustehokkuutta, esimerkiksi teräskuitubetonin kohdalla. Teräskuitubetonia voi käyttää ilman perinteistä teräsraudoitusta, jolloin kustannussäästöjä tulee teräsverkkojen kuljettamisesta, varastoimisesta ja asentamisesta.

Hamppubetoni

Hamppu sanana voidaan helposti yhdistää päihteisiin, mutta yhä yleistyvä hampun – niin sanotun teollisuushampun – käyttäminen ulottuu moniin eri käyttökohteisiin. Suomessa hamppua on pitkälti käytetty vain putkieristeinä, missä hyvä höyrynläpäisevyys ja eristävyys ovat tärkeässä roolissa.

Sanana hamppubetoni vähän harhaanjohtava, mutta sama periaate kuin betonissa. Kolme raaka-ainetta muodostavat rakenteen eli hamppupäistäre (kuituosa), kalkkikivijauhe liimana ja vesi yhdistävänä tekijänä muistuttavat betonin rakennetta. Veden kuivuessa pois jäljelle jää ajan myötä kovettuva ja vahvistuva rakenne. Tosin hamppubetoni ei itsessään ole kantava rakenne vaan enemmänkin eristeenä muiden runkorakenteiden yhteydessä.

Hamppubetonin käyttö ei ole vielä tätä päivää, mutta hyödyt voivat nostaa käyttöastetta tulevaisuudessa. Hyvä eristävyys, höyrynläpäisevyys, antibakteerinen materiaali ja yhdessä kalkkiseoksen kanssa palonkestävä – listaa voi vielä jatkaa muun muassa koko elinkaaren kestävällä ekologisella ratkaisulla, onhan hamppu itsessään hiilidioksidia sitovaa jo kasvuaikana. Huonoina puolina on heikko kulutuksen kestävyys eli hamppubetonin käyttökohteena seinärakenteena toimii paremmin kuin esimerkiksi lattiarakenteena.

"Hempcrete" eli hamppubetoni on vielä kehitysasteella, mutta voi olla tulevaisuudessa varteenotettava kilpailija muille rakennusmateriaaleille.

Ratkaisut toteuttaa betonirakenteita muuttuvat, perusperiaate ei

Betonin muuttaessa muotoaan, perusperiaate ei muutu paljoa. Ainesosat muokkautuvat ja käyttökohteet muuttuvat ja lisääntyvät. Edellä mainitut betoniin liittyvät kehitysaskeleet ja ratkaisut voivat olla vielä tuoreita ratkaisuja, mutta voivat mahdollistaa suunnittelussa eri toteutuksia. Pidemmälle kehittyminen voi vaatia useita käytännön toteutuksia, testaamista ja kehitystä, jotta ratkaisut alkavat yleistyä.

Info

Artikkeli on osa artikkelisarjaa "Betonin uudet muodot":

Osa 1: Betonin tulevaisuus ekologisesta näkökulmasta >>

Osa 2: Betonin uudet innovaatiot ja ratkaisut suunnittelussa >>

Osa 3: Betonin uudet innovaatiot ja ratkaisut työmaalla >>

Lähteet:
https://www.engadget.com/2020/03/04/swinburne-university-bendable-concrete/
https://betoni.com/wp-content/uploads/2015/09/BET1402_42-45.pdf
https://kivifaktaa.fi/huomisen-suomi/graafinenbetoni/
https://kivifaktaa.fi/huomisen-suomi/kuitubetoni/
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/77665/Antti_Lahtinen.pdf?sequence=1

Kiinnostuitko? Tilaa RakentajaPRO-uutiskirje

Alan uutisia, tutkimuksia, tuotetietoa, asiantuntijahaastatteluja, keskusteluja – RakentajaPRO:n uutiskirjeessä saat kerran viikossa sähköpostiisi koosteen rakentamisen ammattilaiselle ajankohtaisista aiheista. Uutiskirje on maksuton.

Aiheeseen liittyvää

LVI

Vedenkulutuksen mittaaminen muuttaa maailmaa

Vesitehokkuusyhtiö Smartvatten auttaa kiinteistöjä lisäämään ymmärrystä vedenkulutuksesta, säästämään satoja miljoonia litroja vettä ja suojelemaan sinistä planeettaamme.

Rakentaminen

Vähähiiliset rakennuslevyt – kohti kestävää tulevaisuutta

Norjan Fredrikstadissa sijaitsee täysin sähköistetty tehdas, aivan ensimmäinen laatuaan maailmassa. Ja juuri tässä tehtaassa valmistetaan Gyprocin kaikkien aikojen vähähiilisimmät rakennuslevyt.Rakennusteollisuus tuottaa paljon hiilipäästöjä paitsi rakennusmateriaalien tuotannossa, mutta myös logistiikassa sekä varsinaisessa rakentamisessa. Jotta tulevaisuus olisi kestävämpi, on tämä teollisuudenala ottamassa merkittäviä ja innovatiivisia tekoja kohti vähähiilisempiä ratkaisuja.Mitä nämä vähähiiliset levyt tarkoittavat rakentajalle?

Rakentaminen

Tiili osana vähähiilistä rakentamista

Tiili on perinteinen, jo vuosituhansia käytetty rakennusmateriaali. Sen kestävyys niin runko- kuin julkisivurakentamisessa on todettavissa kauniisti patinoituneissa vahoissa tiilirakennuksissa ympäri maailmaa. Ekologisesti kestävässä rakentamisessa rakenteilta vaaditaan pitkäikäisyyttä, elinkaaritaloudellisuutta ja kierrätettävyyttä - ominaisuuksia, jotka voidaan kaikki saavuttaa keraamisilla tiiliratkaisuilla.

Suomalaiset vedenkäyttäjät pystyvät merkittäviin muutoksiin vedenkulutustottumuksissaan.

LVI

Valitse tulevaisuuden tarpeet täyttävä vedenmittausjärjestelmä

Vedenkulutusta on tarpeen vähentää, ja suomalaisilla siihen on varaa hyvinvoinnista tinkimättä. Veden säästämiseen kannustava mittausjärjestelmä antaa muutokseen tarvittavan sysäyksen ja edistää samalla ESG-tavoitteisiin pääsyä.

Rakentaminen

Miten saavutetaan hiilineutraali huomen? Mitkä ovat vaikutukset rakennusalalle?

Suomen pitäisi olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä ja hiilinegatiivinen 2040-luvulla. Nämä aiheet siivittävät monia keskusteluja, joita käydään mm. erilaisissa paneeleissa, eduskunnassa, ympäristöministeriössä, kunnissa sekä eri toimialoilla. Jopa hallitusohjelmaan on kirjattu oma osa-alueensa asian puolesta; "Osallistava ja osaava Suomi".