Rakennus- ja purkujätteen mekaanisessa käsittelyssä noin kolmannes materiaalista päätyy sekaisin hienoaineeksi seulojen pohjalle mujuksi, josta puhutaan alitteena. Päijät-Hämeen liiton rahoittamassa (EAKR Europaan aluekehitysrahasto) RAPA-hankkeessa (Rakennus- ja purkujätealitteen vähähiiliset tuotteet) on tutkittu alitteen syntymääriä ja laatua sekä kehitetty tuoteratkaisuja materiaalin hyödyntämiseksi raaka-aineena.

Kirjoittaja: Ville Puhakka

Uusiokäyttökohteen kehittäminen alitteelle on todettu keskeiseksi tarpeeksi rakennuskierrätystavoitteiden saavuttamisen kannalta. (Salmenperä et al. 2016; Hyvärinen et al. 2020b Puhakka). RAPA-hankkeessa tutkittiin useita erilaisia alitenäytteitä, jotka syntyivät Purkupihan ja Kuusakoski recyclingin rakennusjätteen käsittelyprosessissa. Hankkeessa optimoitiin valmistusreseptiikkaa alitteen hyödyntämiseksi uusissa kevyemmissä valutuotteissa kiviaineksen korvikkeena. Ja kehitetyn reseptin mukaisesti valmistettiin koekappaleita, joista testattiin muun muassa suolan- ja pakkasenkestävyys, puristuslujuus ja metallien liukoisuus. Reseptin kehityksestä ja demotuotteista voi lukea tarkemmin LAB Pro -verkkolehdestä (Puhakka 2022b).

Lisäksi hankkeessa selvitettiin Päijät-Hämeen alueella vuosittain syntyvän alitteen määrä sekä kulkureitit ja yleisimmät loppusijoituskohteet. Rakennus- ja purkujätteen alitevirtojen selvittämiseksi Päijät-Hämeen alueella tehtiin tietopoiminta YLVAsta (Ympäristönsuojelun valvonnan sähköinen asiointijärjestelmä) alueella toimivien yritysten jätemäärätiedoista. Jätemäärät on luokiteltu EWC-jäteluokan ja RD-koodien avulla, joiden perusteella voitiin tunnistaa eri jätejakeet, joihin alitetta päätyy. Päijät-Hämeen alueella YLVA-tietopoimintojen data tutkittiin ja lisätietoja alitevirroista haettiin ympäristöluvista, raporteista ja yritysten välisistä keskusteluista. Raportti on julkaistu LAB-ammattikorkeakoulun RDI Journalissa (Puhakka 2022a).

Koekappaleiden suunnittelu, valmistus ja analysointi toteutettiin LUT-yliopiston kuitukomposiittilabotoriossa. Alitteelle tehtiin Työterveyslaitoksella emissiokokeita, joita käytetään rakennusmateriaalien päästöluokitusten määrittämiseen. Kyseessä on ympäristömerkki, joka kattaa vaatimukset työ- ja asuntiloissa käytettäville materiaaleille sisäilman laadun takaamiseksi. (Rakennustietosäätiö 2022). Hankkeessa kehitetyt tuotteet on suunniteltu ulkokäyttöön, mutta emissiokokeiden tuloksia verrattiin kuitenkin sisätiloissa vaadittaviin kelpoisuuksiin. Tulokset on esitetty taulukossa 1. Mallihuonepitoisuuksien perusteella tutkitut parametrit täyttivät sisätiloihin riittävät vaatimukset.

 MittaustuloksetMittaustulokset
AnalyysiSER*
[mg/(m2h)]
Mallihuone-pitoisuus
[µg/m3]
Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaisemissio (TVOC)0,02722
Ammoniakki (CAS 7664-41-7)0,15120
CMR-yhdisteet < 0,002< 1
Yksittäiset VOC-yhdisteet-< EU-LCI

*Specifc emission rate (Päästöjen määrä kappaleen pinta-alaa kohti tunnissa)

Taulukko 1. Rakennus- ja purkujätteen käsittelystä syntyvästä alitteesta tehtiin koekappaleita, joille tehtiin emissiokokeita sisätiloihin kelpaavan rakennusmateriaalin päästöluokituksen varmistamiseksi.

Tuotteiden loppusijoituksen kannalta todettiin olennaiseksi tutkia metallien liukoisuutta näytekappaleista. Metalleista ainoastaan kalsium ylitti standardin mukaiset raja-arvot. Jatkossa tuotekehityksessä tulisi mitata myös muiden haitallisten yhdisteiden, kuten kipsilevyistä alitteeseen päätyvän sulfaatin liukoisuus. Metallien liukoisuudet on esitetty taulukossa 2.

Metallien liukoisuus kuuden tunnin jälkeen (ppb): Na 16 400, Mg 127, Al 210, K 20 200, Ca 35 800, V 3.1, Cr 31.6, Mn 5.8, Fe 80.5, Co 2.1, Ni 19, Cu 46.9, As 0.51, Se 0.35, Mo 11.83, Sn 0.06, Sb 0.21 Pb 0.86 ja kahdeksantoista tunnin jälkeen (ppb): Na 9 560, Mg 63.4, Al 268, K 13 800, Ca 44 700, V 2.8, Cr 25.9, Mn 2.0, Fe 172, Co 0.8, Ni 15.1, Cu 28.3, As 0.31, Se 0.19, Mo 7.12, Sn - , Sb 0.18, Pb 0.47

Taulukko 2. Metallien liukoisuus alitenäytteistä kuuden ja 18 tunnin jälkeen. (CEN/TS 16637-2)

Ensimmäisistä alitenäytteistä tehtiin koevedoksina betonikuutioita, joiden puristuslujuutta testattiin. Hankkeessa keskityttiin pääasiassa sekalaiseen alitteeseen, jolle puristuslujuus oli esikokeiden perusteella hyväksyttävällä tasolla suunniteltuihin tuotteisiin. Kiinnostaviksi alitetuotteiksi pilot-testaukseen valikoitui helposti siirreltävät valutuotteet, kuten betoniporsaat ja rakennuslegot, joita paikalliset yritykset olivat kiinnostuneita hyödyntämään omilla alueillaan. Betoniporsaita ja rakennuslego valmistettiin koekappaleina testattavaksi yrityskäytössä ulkokohteissa. Rakennuslego lähetettiin Kuusakoskelle Heinolaan ja kolme liikenne-estettä Kreatelle Mäntsälään koekäyttöön. Kappaleet olivat ulkokohteissa lokakuusta 2021 kesäkuuhun 2022. Kokeen aikana ne altistuivat sään, pakkasen ja siirtelyn aiheuttamille rasituksille. Legon lujuutta kokeiltiin myös nostamalla se ilmaan pudottamalla asfaltille. Tuotteet kestivät molemmat kokeet hyvin tuloksin.

Alitteen soveltuvuutta tutkittiin myös raaka-aineena 3D-tulostuksessa. Tämän osalta tutkittiin reseptiikkaa, tulostusparametreja, esikäsittelyvaatimuksia sekä suuremman mittakaavan prosessin taloudellisia vaatimuksia. Tutkimustulokset on julkaistu vertaisarvioiduissa tieteellisissä julkaisuissa. Muihin kierrätysjätevirtoihin sekoittamalla alite soveltuisi myös tulostusmateriaaliksi, mutta se tulisi murskata hienommaksi kuin nykyisissä rakennus- ja purkujätteen käsittelyprosesseissa. (Munir et al. 2021; Munir & Kärki 2021).

Toistaiseksi hankkeen aikana tehdyt kokeet näyttävät vihreää valoa alitteen hyötykäytön kannalta, mutta jatkotutkimuksia vaaditaan. Seuraavana askeleena keskitytään alitepohjaisten valutuotteiden valmistuksen skaalaamiseen, huomioiden samalla taloudelliset ja ympäristönäkökulmat suuremman mittakaavan toiminnassa. Hankkeen aikana koekappaleet on valmistettu käsintehtyihin muotteihin ja reseptiikan kehityksessä on pyritty pitämään raaka-ainekustannukset kilpailukykyisinä. Ominaisuuksiensa puolesta tuotteet vaikuttavat lupaavilta, joten kehitystyötä jatketaan.

Lähteet

CEN/TS 16637-2:en – Rakennustuotteet. 2014. Vaarallisten aineiden päästöjen arviointi. Osa 2. Yleinen dynaaminen pintaliukenemistesti aineiden liukenemisen määrittämiseen monoliittisista tai levymäisistä rakennustuotteista.

Hyvärinen, M., Ronkanen, M. & Kärki T. 2020. Sorting efficiency in mechanical sorting of construction and demolition waste. Waste Management & Research. Vol. 38(7), 812-816. Viitattu 8.7.2022. Saatavissa http://dx.doi.org/10.1177/0734242X20914750

Munir, Q., Peltonen, R. & Kärki, T. 2021. Printing Parameter Requirements for 3D Printable Geopolymer Materials Prepared from Industrial Side Streams. Materials 2021. Vol. 14(16), 4758. Viitattu 15.8. Saatavissa https://doi.org/10.3390/ma14164758

Munir, Q. & Kärki, T. 2021. Cost Analysis of Various Factors for Geopolymer 3D Printing of Construction Products in Factories and on Construction Sites. Recycling 2021. Vol. 6(3), 60. Viitattu 15.8.2022. Saatavissa https://doi.org/10.3390/recycling6030060

Puhakka, V. 2022a. Rakennus- ja purkujätteen mekaanisen käsittelyn rejektit Päijät-Hämeen alueella. LAB RDI Journal. Viitattu 7.8.2022. Saatavissa https://www.labopen.fi/lab-pro/rakennus-ja-purkujatteen-lajittelussa-syntyvasta-mujusta-tehtiin-pilot-tuotteita-koekayttoon/

Rakennustietosäätiö. 2022. Rakennusmateriaalien päästöluokitus M1. Viitattu: 8.7.2022. Saatavissa https://cer.rts.fi/rakennusmateriaalien-paastoluokitus-m1/

Salmenperä, H., Sahimaa, O., Kautto, P., Vahvelainen, S., Walström, M., Bachér J., Dahlbo H., Espo J., Haavisto, T. & Laine-Ylijoki J. 2016. Kohdennetut keinot kierrätyksen kasvuun. Valtioneuvoston selvitys ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 53/2016. Viitattu: 8.7.2022. Saatavissa https://tietokayttoon.fi/documents/10616/2009122/53_2016+Kohdennetut+keinot+kierr%C3%A4tyksen+kasvuun.pdf/e883402b-13dc-4d69-8126-953c80cc1b8f?version=1.0

Kirjoittaja

Ville Puhakka on kiertotalouden TKI-asiantuntija ja RAPA – Rakennus- ja purkujätteen vähähiiliset tuotteet -hankkeen projektipäällikkö.

Artikkelikuva: https://pxhere.com/en/photo/142033 (CC0)

Julkaistu 16.8.2022

Viittausohje

Puhakka, V. 2022. Rakennusjätteen käsittelyn muju jalostuu raaka-aineeksi. LAB Pro. Viitattu pvm. Saatavissa https://www.labopen.fi/lab-pro/rakennusjatteen-kasittelyn-muju-jalostuu-raaka-aineeksi/