Tutkimusyhteistyöllä etsitään uusia käyttökohteita viherlipeäsakalle

​Metsä Fibre selvittää yhteistyössä Oulun yliopiston kanssa viherlipeäsakan soveltuvuutta betonia korvaavan rakennusmateriaalin ja keinokivien valmistukseen.

9/2021

​Metsä Fibre etsii aktiivisesti selluntuotannossa syntyvälle viherlipeäsakalle eli soodasakalle uusia käyttömahdollisuuksia.

Kehitystyön taustalla on yhtiön kestävän kehityksen tavoite hyödyntää kaikki tuotannon yhteydessä syntyvät sivuvirrat 100-prosenttisesti vuoteen 2030 mennessä.

Yksi potentiaalinen käyttökohde viherlipeäsakalle ovat geopolymeerit. Ne ovat materiaaleja, joilla voidaan korvata esimerkiksi betonia ja joita valmistetaan teollisuuden sivuvirroista. Viherlipeäsakkaa voidaan käyttää valmistusprosessissa tarvittavana alkaliaktivaattorina.

Lupaavia tuloksia

Metsä Fibre tekee tutkimusyhteistyötä muun muassa Oulun yliopiston kanssa. Parhaillaan käynnissä on MIMEPRO-hanke, jossa tutkitaan teollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttöä ja kaupallistamista sekä geopolymeereja. Hanke käynnistyi vuonna 2020. 

Tutkimustyö jatkuu yhä, mutta viherlipeäsakan käytöstä on saatu lupaavia tuloksia.

”Geopolymeerireseptin kaupallista aktivaattoria korvattiin eri määriä viherlipeäsakalla. Huomasimme, että 40 prosenttia alkuperäisestä aktivaattorista pystytään korvaamaan viherlipeäsakalla”, kertoo tutkimusta johtava professori Mirja Illikainen Oulun yliopistolta.

Metsä Fibrellä on Oulun yliopiston kanssa käynnissä myös yhteistyö, jossa viherlipeäsakkaa hyödynnetään keinokiviaineksen valmistuksessa. Se on Illikaisen mukaan betonin korvaamista yksinkertaisempi sovelluskohde. Viherlipeäsakka toimii tässäkin valmistusprosessissa sideaineena ja aktivaattorina.

”Rakeistuksessa viherlipeäsakasta tehdään yhdessä muiden sivuvirtojen kanssa pientä keinokiviainesta eli pieniä rakeita.”

Näitä rakeita voidaan käyttää esimerkiksi kiviaineksena maarakentamisessa tai soran korvikkeena betonissa. 

Yhteistyö jatkuu

Kehityspäällikkö Outi Poukka Metsä Fibreltä kertoo, että osana tutkimusyhteistyötä keinokiviaineksen valmistusta pilotoitiin kesällä 2021 JTP-Industria Oy:n kanssa Pohjanmaalla. Pilotissa valmistettiin isompi määrä geopolymeerirakeita. 

”Tutkimus ei ole valmis, mutta Ilmajoella selvisi, että granulointi eli rakeistus onnistuu myös isommassa mittakaavassa”, Poukka kertoo.

Laboratoriossa alkunsa saanut valmistusresepti voi siis soveltua myös teolliseen valmistukseen. Näin ollen keinokiviaines voisi tarjota potentiaalisen käyttökohteen viherlipeäsakalle. Toistaiseksi valtaosa sellutehtailla syntyvästä sakasta on viety kaatopaikalle. Tarvitaan kuitenkin vielä lisää kehitystyötä ennen kuin itse tuote on valmis.

Metsä Fibre tekeekin nyt aktiivisesti tutkimus- ja kehitystyötä monella rintamalla – ja yhteistyö kumppaneiden kanssa jatkuu myös tulevina vuosina.

”Oulun yliopiston Kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikön tutkimusryhmä on huippuhyvä, ja heillä on paljon osaamista geopolymeereista. Olemme löytäneet hyvän kumppanin hankkeille”, Poukka sanoo.

Kiertotalousinnostus vauhdittaa kehitystä

Professori IIlikainen Oulun yliopistolta kertoo, että geopolymeerien kehitystä vauhdittaa nyt kiinnostus kiertotalouteen ja luonnonvarojen säästämiseen. Merkittävää on myös se, että geopolymeerien hiilidioksidipäästöt ovat betonia pienemmät, ja niiden valmistus kuormittaa luontoa jopa 80 prosenttia vähemmän. 

Markkinoilla on jo yksinkertaisia geopolymeereista valmistettuja tuotteita, kuten pihakiviä, ja kehitystyö jatkuu koko ajan.

Lainsäädännölle uusiomateriaalit ovat kuitenkin melko uusi asia. Illikainen nostaa esiin, että niiden käytön yleistyminen rakentamisessa vaatii vielä standardointia ja sääntelyn kirkastamista.

Myös Poukan mukaan uusiomateriaalien käyttö vaatii nykyisellään enemmän suunnitelmallisuutta kuin neitseellisten materiaalien käyttö. Hän on kuitenkin luottavainen sen suhteen, että geopolymeerien käyttö yleistyy. Samaa arvioi Illikainen:

”Ei ole esteitä sille, etteikö lähivuosina saada tuotteita markkinoille. Geopolymeerien osalta olemme kaupallistamisen kynnyksellä tai jopa kaupallistamisessa.”

Mikä geopolymeeri?

  • Geopolymeerit ovat materiaaleja, joilla voidaan korvata esimerkiksi betonia. Ne ovat myös yksi käytännön esimerkki kiertotaloudesta
  • Geopolymeerien sideaineena voidaan käyttää metallinjalostuksen, kaivosteollisuuden ja energiateollisuuden mineraalisia sivuvirtoja. Niitä syntyy Suomessa vuosittain miljoonia tonneja
  • Viherlipeäsakkaaa voidaan hyödyntää sideaineen lujittamiseen tarvittavana alkaliaktivaattorina. Sen etuna verrattuna kaupalliseen alkaliaktivaattoriin on halvempi hinta ja pienemmät hiilidioksidipäästöt. 

Lue lisääartikkeleja