Betonitehtaat ovat kohdanneet uusien haasteiden aallon, kun painetta tulee kasvavista energiakustannuksista sekä muuttuvista ympäristö- ja päästövaatimuksista. Tutkitaanpa hiukan mikä on tehnyt betonin tuotannosta viime aikoina haasteellisempaa – ja mitä ratkaisuja tähän on saatavilla.
Useat tekijät vaikuttavat betonitehtaisiin maailmanlaajuisesti vaatien merkittäviä muutoksia niiden toimintaan. Pöly-, melu- ja hiilidioksidipäästösäädökset tiukentuvat ja kiristyneiden vaatimusten myötä uusille vähähiilibetonilaaduille on kysyntää. Tekoäly on tullut mukaan vauhdilla, jota myös betoniala pystyy hyödyntämään tehokkaasti.
Vaikka muutos on aina haasteellista ja aiheuttaa ylimääräisiä kustannuksia, ratkaisut betonitehtaiden kilpailukyvyn ylläpitämiseen ovat olemassa. Tarkastellaanpa betonin tuottajien kohtaamia haasteita ja mahdollisia ratkaisuja yksi kerrallaan.
1. Ympäristöstandardien täytäntöönpano
Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtäävät ympäristösäädökset vaikuttavat betonin tuotantoon yhä laajemmin. Hallitukset ympäri maailman ponnistelevat torjuakseen ilmastonmuutosta ja betonitehtaat ovat kasvavien paineiden alla saavuttaakseen nämä kiristyvät standardit.
Tavallisesti yksi ensimmäisistä toimista on siirtyminen ympäristöystävällisempiin raaka-aineisiin. Näistä yleisimpiä ovat vähähiilinen sementti sekä sementtiä korvaavat aineet, kuten lentotuhka ja masuunikuona. Näillä korvaavilla sideaineilla voi hiilidioksidipäästöjä vähentää merkittävästi.
Uudet seosmateriaalit vaativat kuitenkin betonin valmistusteknologialta enemmän. Korvattaessa sementtiä muilla sideaineilla on tarkempi materiaalien punnitseminen ja sekoittaminen sekä tuotantoprosessin hallinta entistä tärkeämpää.
Tiukentuneiden pöly- ja meluvaatimusten asettamat haasteet eivät estä uusien asemien perustamista sillä nykyaikaisella betoniasemalla on monia ympäristöhyötyjä. Pölyä ja melua syntyy vähemmän ja tontille kulkevaa liikennettä voidaan optimoida, jolloin asemalle on helpompi saada rakennuslupa.
KUVA: Siirrettävä COBRA betoniasema Espoossa, joka soveltuu hyvin kaupunkiympäristöön.
2. Uudet vähähiilibetonireseptit ja niiden tuomat vaatimukset
Rakennusmateriaalien tehokkaan käytön ja kestävän kehityksen inspiroimina betoniseokset kehittyvät jatkuvasti. Korkealujuus- ja vähähiilibetonien sekä muiden erikoisbetonien kysyntä on kasvussa.
Betonitehtaille tämä muutos tarkoittaa uusien sementtien ja sementtiseosten integroimista prosesseihin. Esimerkiksi vähähiilisementti sisältää tyypillisesti vähemmän sementtiä ja enemmän lentotuhkaa ja masuunikuonaa. Käyttötarkoituksesta riippuen uusia sideaineseoksia voi olla useita erilaisia. Uusien raaka-aineiden myötä tarve uusille varastosiiloille ja annostelulaitteille kasvaa.
KUVA: Sementti, silika, lentotuhka ja masuunikuona ovat tyypillisiä sideaineita.
Jotta uusia materiaaleja voidaan punnita ja sekoittaa tarkasti, voi se edellyttää päivityksiä ohjausjärjestelmään tai sen uusimista kokonaan. Myös lisäaineiden valmistajilta on tullut uusia "aktivaattoreita", joilla saadaan tehostettua vähähiilisementin ominaisuuksia. Lisäaineiden määrä on kasvanut, eikä ole harvinaista, että uudella betoniasemalla on kymmenen lisäainepumppua ja varastosäiliötä.
Myös kiviainesten kosteudenhallinnan merkitys on korostunut. Vähähiilisementti ja sitä aktivoivat lisäaineet vaativat betoniannokseen juuri oikean vesimäärän. Muutokset kosteudessa aiheuttavat vesi-sementtisuhteen (V/S) heittelyä, jos niitä ei pystytä hallitsemaan. Tarkka kiviainesten kosteudenmittaus ja sen tulosten huomioiminen veden annostelussa auttaa vesimäärän pitämisessä oikeana.
KUVA: Optinen kosteudenmittaus yhdistettynä lentävään punnitukseen.
3. Kiviainessiilojen määrä
Kasvava betoniseosten määrä ja monipuoliset raaka-aineet ovat lisänneet kiviainessiilojen määrää betonitehtailla. Mitä enemmän eri kiviainesmateriaaleja tuotannossa käytetään, sitä enemmän varastosiilojakin tarvitaan.
Useilla alueilla hiekka tuotetaan murskaamalla, koska luonnon hiekan käyttö voi olla rajoitettua tai se ei välttämättä täytä laatuvaatimuksia. Perus raekokojen lisäksi käytössä voi olla useita eri hiekkalaatuja samanaikaisesti, jolloin betoniasemat on tarpeen varustaa vähintään viidellä tai jopa seitsemällä kiviainessiilolla.
Sujuvan tuotannon edellytys on oikea kiviainessiilojen määrä ja optimoitu raaka-aineiden käsittelyprosessi.
KUVA: Helppokäyttöinen betoniaseman rivisiilo pyöräkonetäytöllä.
4. Tarkka annostelu ja tasainen sekoittuminen
Epätarkka materiaalien punnitseminen ja huono betonin sekoittaminen johtavat hajontaan betonin ominaisuuksissa, notkeus vaihteluihin tai jopa heikentyneeseen lujuuteen. Uusien materiaalien käyttöönoton myötä tämän ongelman ratkaisu on tullut entistä tärkeämmäksi.
Vaikka uudet vähähiilisementit ovat ympäristön kannalta hyödyllisempiä, ne yleensä pidentävät betonin kovettumisaikaa. Tämä edellyttää aktivointiaineiden (lisäaineiden) käyttöä kovettumisprosessin nopeuttamiseksi. Lisäaineet voivat puolestaan tuoda lisää monimutkaisuuksia tuotantoprosessiin. Lisäaine pitää punnita tarkasti, annostella oikeaan aikaan sekoittimeen ja saada sekoittumaan tasaisesti. Kun tälläistä betonia valmistetaan, on tärkeää, että materiaalien suhteutus, eli reseptin teko on hallussa.
Betoninormit sallivat yllättävän isoja heittoja punnitustarkkuudessa. Kiviaineksilla sallittu virhe voi olla 2-3 % riippuen maasta. Kun mietitään tarkemmin tuota virhettä ja vielä hyvin tyypillistä isoa hajontaa punnitustuloksissa, ei ole ihme että betonin valmistuksessa on haasteita. Hajonta punnitustuloksissa aiheuttaa jatkuvaa heittelyä ei pelkästään kiviainesten määrässä, vaan myös veden määrässä, koska kivianes sisältää aina kosteutta.
Monta kertaa betonitehtaalla ihmetellään, "mistä noita halkeamia oikein tulee?" Vastaus on yleensä kiviainespunnitustulosten iso hajonta ja siihen liittyvä epätarkka kosteuden mittaus. Siksi tarkemman punnitus ja kosteuden hallintateknologian käyttöönottoa tulisi harkita.
Epätarkkaa prosessia kompensoidaan usein lisäämällä reseptiin sementtiä, mikä johtaa kustannusten kasvuun, lisää hiilidioksipäästöjä ja pienentää myyntikatetta.
KUVA: Nykyaikainen WillControl-ohjausjärjestelmä.
5. Sähkön ja polttoaineiden hinnan nousu
Polttaineiden ja sähkön hintojen nousu on vaikuttanut merkittävästi betonitehtaiden tuotantokustannuksiin. Energiankulutus on suuri kustannustekijä betonin tuotannossa, ja tehtaat ovat paineen alla löytääkseen tapoja vähentää energian käyttöä pysyäkseen kilpailukykyisinä markkinoilla.
Vanhat tehottomat ja väärin mitoitetut tuotantolaitteet kuluttavat paljon sähköä. Huonosti eristetty tehdasrakennus tai betoniasema laskee lämmön harkoille, ja sitä kautta lämmityslasku kasvaa. Näiden haasteiden ratkaisemiseksi betonitehtaiden tulisi harkita vanhojen tuotantolaitostensa korvaamista energiatehokkaammilla, jotka kuluttavat vähemmän sählöenergiaa ja polttoainetta.
Nykyaikainen sähköjärjestelmä optimoi itseään niin, ettei se aiheuta turhia sähkönkulutus piikkejä sähköverkkoon. Esim. isot moottorit käynnistetään aina eri aikaan ja ne voi olla varustettu taajuusmuuttajalla. Taajuusmuuttaja optimoi kuljettimen tai annostelulaitteen nopeuden, eikä moottoria tarvitse pyörittää koko ajan täysillä.
Myös lämmitysjärjestelmä pitää tarkistaa. Onko vanhan lämmitysjärjestelmän päivittäminen ajankohtaista?
6. Työturvallisuuden parantaminen
Teollisuuden turvallisuusstandardit muuttuvat jatkuvasti. Betonitehtailta edellytetään entistä parempia turvallisuusprotokollia onnettomuuksien ja vammojen estämiseksi.
Vanhat tehtaat vaativat rakenteellisia päivityksiä, jotta kulkutiet, huoltosillat, portaat ja nousutikkaat saadaan pysymään standardien kanssa ajan tasalla.
Joskus järkevin lähestymistapa on päivittää vanhentunut tuotantolaitos kokonaan uuteen.
KUVA, YBT:lle asennettiin hallin kylkeen kokonaan uusi elementtitehtaan betoniasema.
Mitä kannattaa tehdä?
Yhä useammat betoniyritykset ovat ryhtyneet toimiin vastatakseen nykypäivän vaatimuksiin. Vähähiilisideaineet ovat yleisesti käytössä. Kun halutaan parantaa tuotantoprosessia ja tehostaa toimintaa, vanhan tehtaan tai betoniaseman saneeraus on aina vaihtoehto.
Kilpailukyvyn säilyttämiseksi voi olla tarpeen uusia kokonaan vanha betoniasema. Esim. vanhalla elementtitehtaalla voi olla järkevämpää uusia betoniasema, kuin ruveta tekemään kalliita muutoksia vanhoihin rakenteisiin.
Tecwill ymmärtää modernien betonitehtaiden monimuotoiset tarpeet ja tarjoaa kattavan valikoiman tulevaisuuteen suuntautuvia ratkaisuja. Alan johtavaa prosessiteknologiaa aina huipputarkkaan materiaalin punnitukseen ja kosteuden hallintaan.
Modernit betoniasemamme ovat täydellinen ratkaisu nykyaikaiseen betonintuotantoon.
Kysy lisätietoja!
Katso mitä ratkaisuja Tecwill tarjoaa
