Tiede

Valikko
Tiede

Silittämällä siistiä asfalttia ja itseään korjaavaa bakteeri­betonia testataan Hollannissa

Uudenlaista pinnoitetta kokeillaan kymmenellä tienpätkällä. Kehittäjän mukaan tie kannattaa silittää keväällä.

Jos hollantilaiselta insinööriltä Erik Schlangenilta kysytään, niin kohta voisi olla aika silittää asfaltti talven jäljiltä. Tai lisätä bakteereja betonin halkeamiin.

Delftin teknillisen yliopiston professori Schlangen esitteli itsestään korjautuvia rakennusmateriaaleja vastikään Yhdysvaltain tiedeviikolla Washingtonissa.

Delftin tutkijoiden kokeilema asfaltti sisältää normaaliin tapaan kiviä ja bitumia, joka sitoo kivet toisiinsa.

Pulmana asfaltissa on Schlangenin mukaan yleensä se, että bitumilla on taipumus kovettua ja kutistua. Kun niin käy, kiviä irtoilee ja pinnoite heikkenee.

Delftiläisten oivallus on lisätä bitumiin teräslangan palasia. Kun korkeakoulun tekemä induktiokuumennin ajaa pinnoitteen päällä, teräslangat kuumenevat ja sulattavat bitumia. Kun bitumi sulaa, asfaltti tiivistyy uudelleen.

Induktio on tuttu esimerkiksi nykyaikaisista induktioliesistä. Se perustuu voimakkaseen magneettikenttään, joka tuottaa teräkseen sähkövirran.

Keinoa käytetään yleisesti teollisuudessa romuraudan sulattamiseen, tehoelektroniikan professori Jorma Kyyrä muistuttaa. Hollantilaisten keino kuulostaa tältä osin toimivalta, jos he saavat teräslangat bitumiin järkevästi.

Terästä on asfaltissa varsin vähän. Bitumia on asfaltin painosta noin neljä prosenttia, ja bitumin painosta on vuorostaan terästä noin viisi prosenttia.

Teräslankojen ei pitäisi ruostua, koska ne ovat kokonaan bitumin sisässä.

Schlangenin ryhmä teki ensimmäisen koepätkän vuosikymmenen alussa. Neljän vuoden jälkeen tutkijat kuumensivat tien, josta ei vielä irronnut kiviä mutta johon oli ilmaantunut mikroskooppisia halkeamia. Schlangenin mukaan koepätkä on yhä kunnossa.

Bitumin pitää kuumentua 80–95 asteeseen. Kokeissa hollantilaiset ovat havainneet, että bitumi kuumenee odotetusti, mutta kiviaines ei. Se auttaa asfalttia viilentymään kuumentamisen jälkeen.

”Pystymme korjaamaan suurimmillaan noin millimetrin levyiset raot”, Schlangen lupaa.

Korjaaminen pitäisi tehdä hänen mukaansa heti talven jälkeen, jotta syntyneet raot eivät alkaisi levitä.

Hollannissakin tiet ovat kovilla, kun lämpötila sahaa talvisin pakkasen ja plusasteiden välillä. Nastarenkaiden aiheuttamasta kulutuksesta siellä ei ole kokemusta.

Kokeita on tehty Hollannissa käytettävällä huokoisella asfaltilla, joka vähentää veden kertymistä tielle. Silitettäväksi sopii Schlangenin mukaan myös tavallinen asfaltti.

Silittämällä siistiä asfalttia on Hollannissa nyt kymmenellä tienpätkällä. Odotukset ovat kovat.

”Voimme ainakin kaksinkertaistaa pinnoitteen iän”, Schlangen lupaa.

Itsestään korjautuva betoni tarvitsee vielä vähemmän huoltoa kuin asfaltti. Siinä työn tekevät bakteerit. Ne tukkivat pienet halkeamat kalsiumkarbonaatilla.

Delftin itsestään korjautuva betoni on osa Euroopan unionin hanketta, jossa on mukana Teknologian tutkimuskeskus VTT.

Itsekorjautuvuus olisi betonille hyödyllinen ominaisuus, johtava tutkija Markku Leivo VTT:ltä kirjoittaa Nordic Concrete Researchissa. Delftin ja Gentin yliopistojen bakteerimenetelmä on hänestä hyvin kiinnostava keino.

Vahvistetussa betonissa on aina pieniä halkeamia. Alle 0,4 millimetrin halkeamat eivät heikennä rakenteen kestävyyttä, mutta ne päästävät läpi vettä. Pienetkin halkeamat pitäisi Schlangenin mukaan korjata heti, jottei vesi pääse ruostuttamaan tukiteräksiä.

Bakteerit pannaan betoniin pienissä rakeissa. Ne eivät tee mitään niin kauan kuin betoni on ehjää.

”Bakteerit nukkuvat ja alkavat toimia vasta kun saavat vettä ja happea. Sitten ne alkavat kasvattaa kalsiumkarbonaattia, joka muutamassa päivässä tukkii mikroraot”, Schlangen selittää.

Bakteereja on kokeiltavina useita. Ne tarvitsevat emäksisen ympäristön kasvattaakseen kalsiumkarbonaattia, joten happamuusasteen (pH) pitää olla vähintään kymmenen.

Betonin happamuusaste on 12–13, jossa teräskin viihtyy ruostumatta.

Bakteerien lisäksi betoniin voi lisätä vedessä turpoavia polymeerejä. Bakteerit ja polymeerit täydentävät toisiaan.

”Jos betonin rakoon päätyy vettä, polymeeri tukkii sen minuuteissa. Bakteerit täyttävät ­raon muutamissa päivissä lopullisesti rakentamalla kalsiumkarbonaattia.”

Delftin hankkeista silittämällä siisti asfaltti voisi Schlangenin arvion mukaan päästä laajaan koekäyttöön nopeammin kuin bakteeribetoni.

Asfaltin kokeileminen oikeassa käytössä on näet helpompaa ja riskittömämpää kuin esimerkiksi bakteeribetonista tehdyn sillankannen.

”Rakennusyhtiöt eivät ehkä innostu itseään korjaavista materiaaleista”, Schlangen epäilee.

Bredan kuntaakaan ei kiinnostanut panna bakteereja betoniseen paviljonkiin, johon tuli Schlangenin mukaan pian hal­keamia.

”Suihkutimme bakteereja pinnalle, ja bakteerit sulkivat raot. Parempi olisi ollut panna niitä betoniin sekaan.”

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • materiaalitekniikka
  • Matti Mielonen

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää

    Luetuimmat

    1. 1

      HS seurasi pikkujoulujen viettoa Tallinnan-laivalla: ”Mennään hyttiin pussailemaan?” – ”Mennään vaan”

    2. 2

      Satavuotiaan Suomen juhlalikööriksi valittiin virolainen Vana Tallinn – Alkon hallintoneuvoston johto parahti: ”Ei voi olla totta”

    3. 3

      Tutkijat vertaavat Sipilän johtamistapaa Trumpiin ja Berlusconiin – johtajuutta on kunnioitettava kyseenalaistamatta

    4. 4

      Viisikymppinen mies ryhtyi kasvissyöjäksi – hän huomasi olevansa hyvin trendikäs ja alkoi myös lihoa

    5. 5

      Iran aikoo teloittaa miljardöörin – korkein oikeus piti kuolemantuomion voimassa

    6. 6

      Vanha SS-sotilas jätti perintönsä ”kiltille” skotlantilaiskylälle, jossa oli sotavankina

    7. 7

      Ylen päätoimittajan mukaan ohjaaja Susanna Kuparinen loukkasi Sipilän vaimoa – Kuparinen: ”Järkytyin ihan hirveästi”

    8. 8

      Toimittaja Ilkka Malmberg on kuollut

    9. 9

      Nainen meni kauneusklinikalle Helsingissä – päätyi öisen autokyydin jälkeen leikattavaksi omakotitaloon Viron Pärnussa

    10. 10

      Lontoolaiskaupan vartijasta tuli 22 vuotta hallinneen itsevaltiaan syrjäyttäjä ja Afrikan muutoksen keulakuva – ”Tämä on uusi Gambia”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ylen päätoimittajan mukaan ohjaaja Susanna Kuparinen loukkasi Sipilän vaimoa – Kuparinen: ”Järkytyin ihan hirveästi”

    2. 2

      Viisikymppinen mies ryhtyi kasvissyöjäksi – hän huomasi olevansa hyvin trendikäs ja alkoi myös lihoa

    3. 3

      Satavuotiaan Suomen juhlalikööriksi valittiin virolainen Vana Tallinn – Alkon hallintoneuvoston johto parahti: ”Ei voi olla totta”

    4. 4

      Toimittaja Ilkka Malmberg on kuollut

    5. 5

      Nainen meni kauneusklinikalle Helsingissä – päätyi öisen autokyydin jälkeen leikattavaksi omakotitaloon Viron Pärnussa

    6. 6

      Teillä kulkee kymmeniätuhansia kolariautoja – näin tunnistat kolarikorjatun auton

    7. 7

      Ylen päätoimittaja Atte Jääskeläinen myönsi tehneensä virheen Sipilä-asiassa – Ruben Stiller: ”Ylessä on paljon pelkoa”

    8. 8

      HS seurasi pikkujoulujen viettoa Tallinnan-laivalla: ”Mennään hyttiin pussailemaan?” – ”Mennään vaan”

    9. 9

      Lapsiperheen arki kuihdutti seksielämän ja vei läheisyyden – pelkään parisuhteeni puolesta

    10. 10

      Eläkekeskustelussa kytee sukupolvien sota – Katso HS:n laskurista, paljonko kukin ikäpolvi on säästänyt eläkettä ja paljonko sitä on luvassa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nainen meni kauneusklinikalle Helsingissä – päätyi öisen autokyydin jälkeen leikattavaksi omakotitaloon Viron Pärnussa

    2. 2

      Susanne Päivärinta ja Jan Andersson kiistävät päätoimittaja Atte Jääskeläisen väitteet: Ylen linjausta perusteltiin ”muilla syillä”, juontajat sanovat

    3. 3

      Kymmenien suomalaisten kauneusleikkaukset ovat menneet pieleen – Cheyenne Järvisen rintoihin jäi rujot jäljet

    4. 4

      Sanna-Mari Paakki aloitti kampanjan tissien puolesta ja joutui Ylilaudalta nousseen vihakampanjan kohteeksi – ja se kertoo siitä, mikä internetiä nyt riivaa kaikkialla

    5. 5

      Ylen päätoimittajan mukaan ohjaaja Susanna Kuparinen loukkasi Sipilän vaimoa – Kuparinen: ”Järkytyin ihan hirveästi”

    6. 6

      Ruben Stiller kertoo HS:lle saamastaan varoituksesta ja Ylen kovista vaatimuksista Sipilä-asiassa: ”Olen hiiri ja minua pelotti”

    7. 7

      Ylen juontaja tenttasi päätoimittajaa suorassa lähetyksessä – ja hukkuu nyt kiittävään palautteeseen

    8. 8

      Miten elämäsi sujuu muihin verrattuna? Lue sinulle räätälöity juttu perheestä, terveydestä, työstä ja onnesta

    9. 9

      Pidimme kaksi viikkoa uutta päiväkirjamaista kalenteria, jota hehkutetaan maailmalla – näin se toimii

    10. 10

      Helsingin kaupunginvaltuusto hylkäsi Guggenheimin taidemuseon äänin 53–32

    11. Näytä lisää