Vähähiilisen betonin käytön kustannukset ja vaikutukset työmaatoimintaan

Abstract

Ilmastonmuutoksen hillitseminen edellyttää merkittäviä päästövähennyksiä eri toimialoilla, joista kiinteistö- ja rakentamisala on keskeisessä roolissa. Rakennusalan päästöjen vähentämiseksi on kehitetty vähähiilisiä materiaaliratkaisuja, joista yksi keskeisimmistä on vähähiilinen betoni. Rakennusalan vähähiilisyystavoitteet ovat lisänneet vähähiilisten betonituotteiden käyttöä rakennushankkeissa.

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää vähähiilisten betonituotteiden käytön vaikutuksia työmaatoimintaan sekä tunnistaa erot perinteisen ja vähähiilisen betonin välillä. Lisäksi tarkasteltiin vähähiilisen betonin ominaisuuksia, käyttökohteita ja saatavuutta.

Tutkimus toteutettiin yhdistämällä kirjallisuuskatsaus ja teemahaastattelut. Kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin kestävää rakentamista sekä vähähiilisen betonin valmistusta, ominaisuuksia ja käyttöä. Empiirinen aineisto kerättiin haastattelemalla kohdeyrityksen työntekijöitä neljältä eri rakennushankkeelta sekä kahdelta betonitoimittajan edustajalta.

Tulosten perusteella vähähiilisten valmisbetonien keskeisin ero perinteisiin valmisbetoneihin nähden on hitaampi lujuuden kehitys, joka korostuu erityisesti alhaisissa lämpötiloissa ja matalammilla GWP-luokilla. GWP.85-luokan betonit käyttäytyvät pääosin perinteisen betonin tavoin, kun taas GWP.70- ja erityisesti GWP.55-luokan betonien lujuuden kehitys on hitaampaa. Tämä vaikuttaa työmaatoiminnassa muun muassa muottikiertoon, aikataulutukseen ja jälkihoidon toteutukseen. Tulosten mukaan betonirakenteiden riittävä lämmittäminen ja suojaaminen ovat keskeisiä tekijöitä lujuuden kehityksen varmistamisessa, erityisesti kylmissä olosuhteissa.

Vähähiilisten betonielementtien osalta merkittäviä eroja perinteisiin elementteihin ei havaittu työmaan toteutuksen näkökulmasta. Sen sijaan paikallavalurakenteissa vähähiilisten valmisbetonien vaikutukset korostuvat. Lisäksi vähähiilisten betonituotteiden saatavuus todettiin hyväksi ja kustannusvaikutusten suhteellisen maltillisiksi koko hankkeen näkökulmasta.

Tulokset osoittavat, että vähähiiliset betonituotteet soveltuvat hyvin käytännön rakentamiseen, mutta niiden käyttö edellyttää tarkempaa suunnittelua, olosuhteiden hallintaa sekä yhteistyötä eri osapuolten kanssa. Käytännön kokemuksen ja tutkimustiedon lisääntyessä vähähiilisten betonien hyödyntäminen työmailla todennäköisesti tehostuu ja yleistyy entisestään.

Mitigating climate change requires significant emission reductions across various sectors, with the real estate and construction sector playing a central role. To reduce emissions in the construction industry, low-carbon material solutions have been developed, among which low-carbon concrete is one of the most significant. The increasing emphasis on low-carbon targets in the construction sector has led to a growing use of low-carbon concrete products in construction projects.

The objective of this Master’s thesis was to examine the impacts of using low-carbon concrete products on construction site operations and to identify the key differences between conventional and low-carbon concrete. In addition, the properties, applications, and availability of low-carbon concrete were investigated.

The study was conducted using a combination of a literature review and semi-structured interviews. The literature review covered sustainable construction as well as the production, properties, and applications of low-carbon concrete. The empirical data were collected by interviewing employees of the case company from four different construction projects, as well as two representatives of a concrete supplier.

The results indicate that the most significant difference between low-carbon and conventional ready-mix concrete is the slower strength development of low-carbon concrete, particularly at low temperatures and in lower GWP classes. Concrete with a GWP class of 85 behaves largely similarly to conventional concrete, whereas GWP.70 and especially GWP.55 concretes exhibit slower strength development. This affects construction site operations, including formwork cycles, scheduling, and curing practices. According to the findings, sufficient heating and protection of concrete structures are critical factors in ensuring proper strength development, especially in cold conditions.

No significant differences were observed between low-carbon and conventional precast concrete elements from a construction site execution perspective. However, in cast-in-place structures, the impacts of low-carbon ready-mix concrete are more pronounced. In addition, the availability of low-carbon concrete products was found to be good, and the cost impacts relatively moderate at the project level.

The results suggest that low-carbon concrete products are well suited for practical construction, but their use requires more detailed planning, effective control of site conditions, and close collaboration between project stakeholders. As practical experience and research knowledge increase, the use of low-carbon concrete in construction projects is expected to become more efficient and widespread.