Janne Tuomikko 21.5.2024 11 min read

Tämän päivän haasteet betoni­tehtailla – ja ratkaisut kilpailuedun säilyttämiseksi

Betoni­tehtaat ovat kohdanneet uusien haasteiden aallon, painetta tulee kasvavista energiakustannuksista sekä muuttuvista ympäristö ja päästövaatimuksista. Tutkitaanpa hiukan mikä on tehnyt betonin tuotannosta viime aikoina haasteellisempaa – ja mitä ratkaisuja on saatavilla.

Useat tekijät vaikuttavat betoni­tehtaisiin maailmanlaajuisesti vaatien merkittäviä muutoksia niiden toimintaan. Näihin kuuluvat tiukentuvat pöly-, melu- ja hiilidioksidipäästösäädökset sekä vaatimukset ja kysyntä uusille vähiilibetonilaaduille. Tekoäly on tullut vauhdilla ja myös betoniala pystyy sitä hyödyntämään tehokkaasti.

Vaikka muutos on aina haastellista ja aiheuttaa ylimääräisiä kustannuksia, ratkaisut betonitehtaiden kilpailukyvyn ylläpitämiseen ovat olemassa. Katsotaanpa betonin tuottajien kohtaamia haasteita ja mahdollisia ratkaisuja yksi kerrallaan.

1. Ympäristö­standardien täytäntöönpano

Hiilidioksidipäästöjä vähentävät ympäristö­säädökset kohdistavat yhä tiukempia rajoituksia betonin tuotantoon. Hallitukset ympäri maailman tehostavat ponnistelujaan ilmastonmuutoksen torjumiseksi, ja betoni­tehtaat ovat kasvavien paineiden alla saavuttaakseen kiristyvät standardit.

Yleensä betonitehtaat aloittavat vaihtamalla uusiin ympäristöystävällisempiin materiaaleihin, esimerkiksi vähä­hiiliseen sementtiin, sementtiä korvaaviin sidosainesiin kuten lentotuhkaan ja masuunikuonaan. Näillä sidosaineilla voi leikata hiilidioksidipäästöjä merkittävästi.

Uudet seosmateriaalit vaativat kuitenkin betonin valmistus teknologialta enemmän. Kun sementtiä korvataan muilla sidosaineilla, on tarkempi materiaalien punnitseminen ja sekoittaminen sekä tuotantoprosessin hallinta entistä tärkeämpää.

Uusien betoniasemien tiukemmat pöly- ja melu­vaatimukset tekevät uusien asemien perustamisen erityisen vaikeaksi.

Nykyaikaisella betoniasemalla on monia ympäristö­hyötyjä. Se vähentää pölyn ja melun syntymistä, optimoi tontin liikenteen määrän ja sitä kautta sille on helpompi saada rakennuslupa. 

KUVA: Siirrettävä COBRA betoniasema Espoossa, soveltuu hyvin kaupinki ympäristöön.

Tecwill-cobra-c120-mobile-onsite-concrete-batch-plant-urban-area_1

2. Uudet vähähiili betoni reseptit ja niiden tuomat vaatimukset

Rakennusmateriaalien tehokkaan käytön ja kestävän kehityksen inspiroimana betoniseokset kehittyvät jatkuvasti. Tällä hetkellä on kasvava kysyntä korkealujuus betoneille, vähähiili betoniresepteille ja muille erikoisbetoneille.

Betonitehtaille tämä muutos tarkoittaa uusien sementtien ja sementtiseosten integroimista prosesseihinsa. Esimerkiksi vähä­hiilisementti sisältää tyypillisesti vähemmän sementtiä ja enemmän lentotuhkaa ja masuunikuonaa. Uusia sideaineseoksia voi olla useita riippuen käyttötarkoituksesta. Näiden uusien materiaalien käyttäminen vaatii uusien varastosiilojen ja annostelulaitteiden asentamista.

KUVA: Sementti, silica, lentotuhka, masuniikuona ovat typpillisiä sideaineita.

Tecwill-cobra-c80-mobile-concrete-batch-plant-cement-silos

Lisäksi uusien materiaalien käyttö voi edellyttää päivityksiä ohjausjärjestelmään tai sen kokonaan uusimista, jotta uusia materiaaleja voidaan punnita ja sekoittaa tarkasti. Myös lisäaineiden valmistajilta on tullut uusia "aktivaattoreita", joilla saadaan tehostettua vähähiilisementin ominaisuuksia. Lisäaineiden määrä onkin kasvanut, eikä ole harvinaista että uudella betoniasemalla on kymmennen lisäainepumppua ja varastosäiliötä.

Myös kiviainesten kosteuden hallinta on tullut entistä tärkemmäksi. Vähiilisementti ja sitä aktivoivat lisäaineet vaativat juuri oikean vesimäärän betoniannokseen. Muutokset kiviaineksen kosteudessa aiheuttavat vesi-sementti (W/C) suhteen heittelyä, jos niitä ei pystytä hallitsemaan. Tarkka kiviainesten kosteudenmittaus ja sen tuloston huomioiminen veden annostelussa auttaa pitämään vesimäärän oikeana.

KUVA: Optinen kosteudenmittaus yhdistettynä lentävään punnitukseen. 

Tecwill-tecmoist-aggregate-moisture-probe_1

 

3. Kiviainessiilojen määrä

Betoniseosten kasvava määrä yhdessä tarpeen kanssa käyttää monipuolisempia materiaaleja on johtanut tarpeeseen lisätä kiviainessiilojen määrää betonitehtailla. Mitä enemmän kiviainesmateriaaleja käytetään yhtäaikaa tuotannossa, sitä enemmän varastosiiloja tarvitaan.

Useilla alueilla hiekka tuotetaan murskaamalla, koska luonnon hiekan käyttö voi olla rajoitettua tai se ei välttämättä täytä laatuvaatimuksia. Perus raekokojen lisäksi, voi olla käytössä useita eri hiekkalaatuja samanaikaisesti, mikä tekee tarpeelliseksi varustaa betoniasemat vähintään viidellä tai jopa seitsemällä kiviainessiilolla.

Betoniaseman on lisättävä kiviainessiilojen määrää ja optimoitava materiaalinkäsittelyprosessinsa varmistaakseen sujuvan tuotannon ja vastatakseen näihin haasteisiin.

KUVA: Helppokäyttöinen betoniaseman rivisiilo pyöräkonetäytöllä.

Tecwill-arcamix-modular-batch-plant_20

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.

Tecwill-precast-plant-order-delivery system_2

 

5. Sähkön ja polttoaineden 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 tehdas rakennus 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 annostellulaitteen nopeuden, eikä moottoria tarvitse pyörittää koko ajan täysillä.  

Myös lämmitysjärjestelmä pitää tarkistaa. Onko vanhan lämmitysjärjestelmän päivittäminen ajankohtaista?

6. Työpaikan turvallisuuden parantaminen

Teollisuuden turvallisuusstandardit jatkavat kehittymistään. Tämä edellyttää betonitehtailta entistä vahvempia turvallisuusprotokollia onnettomuuksien ja vammojen vähentämiseksi betoniasemilla.

Vanhoilla tehtailla saattaa olla edessä pakko investointeja rakenteellisiin päivityksiin, kuten kulku- ja huoltosillat, portaat ja nousutikkaat pysyäkseen ajan tasalla viimeisimpien standardien kanssa.

Joskus järkevin lähestymistapa on päivittää vanhentunut tuotantolaitos kokonaan uudella.

KUVA, YBT:lle asennettiin kokonaan uusi elementtitehtaan betoniasema hallin kylkeen.

P303_Arcamix-precast-factory-concreteplant

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

avatar

Janne Tuomikko

VP Business development and Sales

+358 10 830 2911