{"id":525,"date":"2018-06-12T00:00:00","date_gmt":"2018-06-12T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/08-06-2018-tartu-ulikooli-teadlased-tahavad-teha-freesturbast-ja-polevkivituhast-3d-printeriga-maju\/"},"modified":"2018-06-12T00:00:00","modified_gmt":"2018-06-12T00:00:00","slug":"08-06-2018-tartu-ulikooli-teadlased-tahavad-teha-freesturbast-ja-polevkivituhast-3d-printeriga-maju","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/08-06-2018-tartu-ulikooli-teadlased-tahavad-teha-freesturbast-ja-polevkivituhast-3d-printeriga-maju\/","title":{"rendered":"08.06.2018 Tartu \u00dclikooli teadlased tahavad teha freesturbast ja p\u00f5levkivituhast 3D-printeriga maju"},"content":{"rendered":"\n\n\n
\n

Teadusportaal Novaator kirjutab, et Tartu \u00fclikooli teadlased on t\u00f6\u00f6tanud v\u00e4lja materjali, mis v\u00f5imaldaks freesturbas ja p\u00f5levkivituhast printida 3D-printeriga energiat\u00f5husaid maju. Avaldame ideed tutvustava artikli ka meie siseveebis.<\/strong><\/p>\n

L\u00f5igatud turbaplokkidest ehitati maju juba aastatuhandeid tagasi. N\u00fc\u00fcd on Tartu \u00dclikooli teadlased t\u00f6\u00f6tanud v\u00e4lja materjali, mis v\u00f5imaldaks freesturbast ja p\u00f5levkivituhast printida 3D-printeriga energiat\u00f5husaid maju.<\/p>\n

Keemiadoktor J\u00fcri Liiv leiutas paar aastat tagasi turbast, linnus\u00f5nnikust ja puutuhast orgaanilise humaatmullaparandaja TURPS-i, mis paneb taimed kiiremini kasvama ja suurendab mulla viljakust. Katsetades, millised graanulid on sobiva k\u00f5vadusega, l\u00e4ksid ta m\u00f5tted sellele, kas turbast saaks valmistada ka isep\u00fcsiva ehitusmaterjali. Praegu saab J\u00fcri Liiv kindlalt \u00f6elda, et see on v\u00f5imalik, kirjutab Tartu \u00dclikooli ajakiri Universitas Tartuensis.<\/p>\n

Koos Tartu \u00dclikooli ja Eesti Maa\u00fclikooli teadlastega on ta loonud peamiselt turbast ja p\u00f5levkivituhast ehitusmaterjal, mis v\u00f5ib v\u00e4hendada eramaja ehituskulu umbes k\u00fcmme korda. Eesm\u00e4rgiks seati sellise kohalikel loodusvaradel ja j\u00e4\u00e4tmetel p\u00f5hineva isekandva ehitusmaterjali loomine, millega saaks otse ehitusplatsil 3D-printida kuni kahekorruselisi maju. Keskkonnainvesteeringute Keskus rahastas teadlaste projekti ligikaudu 200 000 euroga.<\/p>\n

Parem varakasutus<\/strong><\/p>\n

Eesti M\u00e4rgalade \u00dchingu andmetel katavad sood Eesti pindalast peaaegu 22% ja ainult kolmandik sellest on arvel turbamaardlatena. Uuritud turbavarust on v\u00e4hem kui kolmandik loetud kasutatavaks varuks, ja sellest umbes 2% kohta on kaevandamisluba. See t\u00e4hendab, et kuigi turvast Eestis jagub, kasutatakse seda \u00e4\u00e4rmiselt v\u00e4he. Seni on kasutusk\u00f5lblikuks peetud \u00fcksnes turbakihi \u00fclemist kuivemat osa. Suuremate soode turbakihi paksus on keskmiselt 3\u20135 meetrit, harva 7\u20138 v\u00f5i isegi kuni 18 meetrit. Kasutamata osa j\u00e4etakse k\u00f5dunema.<\/p>\n

T\u00dc keemia doktorant Ergo Rikmannile selline raiskamine ei meeldi. “Ka seda turvast on v\u00f5imalik rakendada majanduslikult kasulikult. Turbast saab eraldada palju fraktsioone \u2013 n\u00e4iteks humiinaineid ja vahasid \u2013 ning l\u00f5ppj\u00e4\u00e4ki kasutada kas v\u00f5i tselluloosi tootmiseks,” \u00fctleb Rikmann. Praegused kuivendatud j\u00e4\u00e4ksood toovad peale varude raiskamise kaasa veel \u00fche suure probleemi: s\u00fcsihappegaasi sidumise asemel hakkavad need seda hoopis ise tootma. Paraku ei ole see kogus v\u00e4ike. \u00a0“Rahvusvaheliste andmete p\u00f5hjal v\u00f5ib \u00f6elda, et Eesti pooleldi kasutatud turbav\u00e4ljad eraldavad aastas rohkem s\u00fcsihappegaasi kui Narva elektrijaamad,” toob Liiv ehmatava v\u00f5rdluse.<\/p>\n

V\u00e4hem s\u00fcsihappegaasi!<\/strong><\/p>\n

Levinuim turba kaevandamise meetod on freesimine. Selle k\u00e4igus l\u00f5igatakse turbalasundi pealmisest kihist lahti 10\u201320 mm paksune kiht ja j\u00e4etakse see freesv\u00e4ljale kuivama. Kui v\u00e4ljal\u00f5igatud osa on piisavalt kuiv, t\u00f5stetakse see hunnikutesse ja l\u00f5igatakse lahti j\u00e4rgmine kiht. Et selline t\u00f6\u00f6meetod end \u00e4ra tasuks, on enamik freesv\u00e4lju suuremad kui 100 hektarit.<\/p>\n

Kui turbalasundi pealmine kiht eemaldada, j\u00e4\u00e4b alles v\u00e4ga happeline lagunev turvas, mille peal ei kasva isegi turbasammal. Rootsis tehtud m\u00f5\u00f5tmised n\u00e4itavad, et freesv\u00e4ljal mineraliseerub turvas \u00fclikiiresti. See t\u00e4hendab, et Eesti k\u00f5dusood saadavad igal aastal atmosf\u00e4\u00e4ri arvatavasti kuni 10 miljonit tonni s\u00fcsihappegaasi. Kasvav turvas seevastu seob s\u00fcsihappegaasi. Et turvas uuesti kasvama saada, tuleks kaevandamise k\u00e4igus v\u00e4lja v\u00f5tta kogu varu. Soomes, kus kasutatakse turvast v\u00e4ga palju, taastatakse turbav\u00e4lju aktiivselt: p\u00e4rast turba v\u00e4ljav\u00f5tmist k\u00fclvatakse samasse kohta turbasammal.<\/p>\n

Liivi s\u00f5nul on Eestis turbamaardlad \u00fcldjuhul paksemad kui Soomes ja n\u00f5uaksid taastamiseks rohkem t\u00f6\u00f6d. Samas oleks meie turbaalade ulatuslikkust arvestades nende m\u00f5istliku kasutamise korral juurdekasv suurem, kui j\u00f5uaksime \u00e4ra tarvitada. “Seni pole keegi valmistanud ehitusmaterjaliks turbakomposiiti, sest turvas takistab paljude materjalide kivistumist. Oma projektis saime sellest probleemist jagu,” r\u00f5\u00f5mustab Liiv.<\/p>\n

Harjumusp\u00e4rase tsemendi asemel kasutavad Tartu teadlased oma segus turba k\u00f5rval sideainena p\u00f5levkivituhka, sest seda leidub Eestis k\u00f5ige rohkem. Tegelikult v\u00f5ivat materjali printimisel kasutada igasugust tuhka.<\/p>\n

J\u00e4\u00e4tmete v\u00e4\u00e4rindamine<\/strong><\/p>\n

P\u00f5levkivituhk on tunnistatud ohtlikuks j\u00e4\u00e4tmeks, sest veega kokku puutudes muutub see v\u00e4ga aluseliseks. Joogivee pH on 7, aga p\u00f5levkivituhal v\u00f5ib see n\u00e4itaja olla ligi 13, mis muudab selle keskkonnale kahjulikuks. Samas sobib sellise pH-ga tuhk ehitusmaterjali jaoks k\u00f5ige paremini.<\/p>\n

Kui poorilahuse pH on alla 9, ei k\u00f5vastu see \u00fcldse. Selle mure saab lahendada v\u00e4ga k\u00f5rge pH juures, kasutades p\u00f5levkivituhas leiduvat kaaliumoksiidi ja leelismetallide sidumist mittelahustuvateks \u00fchenditeks. Turba sees reageerib p\u00f5levkivituhk humiinhapetega ja neelab s\u00fcsihappegaasi. See t\u00e4hendab, et keemiliste reaktsioonide tulemusena muutub sideaine tavaliseks betooniks ja lubjakiviks. Tartu teadlased tegid uudset ehitusmaterjali v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tades ohtrasti anal\u00fc\u00fcse, millest selgus, et materjal on tervisele ja keskkonnale t\u00e4iesti ohutu. Lisaks leiti katsete k\u00e4igus lahendus, kuidas v\u00e4hendada tardumisaega umbes 30 p\u00e4evalt \u00fche p\u00e4evani.<\/p>\n

Eestis tekib aastas hinnanguliselt 7 miljonit tonni p\u00f5levkivituhka, millest taaskasutatakse 5% (tsemendi tootmiseks ja p\u00f5ldude lupjamiseks). \u00dclej\u00e4\u00e4nu ladustatakse tuham\u00e4gedesse ja see tekitab m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rse keskkonnareostuse. Turbamaterjali kasutamine aitaks kindlasti kaasa sellele, et uut tuhka ladustataks v\u00e4hem. Projekti vastutava t\u00e4itja, T\u00dc kolloid- ja keskkonnakeemia \u00f5ppetooli professori Toomas Tenno s\u00f5nul lisatakse turbale ja p\u00f5levkivituhale omaduste parandamiseks nanom\u00f5\u00f5tmetes lisaaineid, n\u00e4iteks nanor\u00e4nidioksiidi ehk r\u00e4nisuitsu. “Kuna osakesed on v\u00e4ga v\u00e4ikesed, lahustuvad need h\u00e4sti ja jaotuvad materjalis \u00fchtlaselt. R\u00e4nisuits parandab tunduvalt selle materjali kvaliteeti,” \u00fctleb Tenno.<\/p>\n

Algul plaaniti turbamajade ehituses kasutada ka taaskasutusplasti, et panna kogu materjali sisse tugevdav s\u00f5restik. Loodud materjal sai aga nii hea, et seisab p\u00fcsti ka ilma s\u00f5restikuta. Armatuuri on vaja ainult akna- ja ukseavade, kaarte ning muude erilisemate arhitektuuriliste lahenduste jaoks.<\/p>\n

Head omadused<\/strong><\/p>\n

V\u00e4ljat\u00f6\u00f6tatud turbamaterjal saavutab esialgse tahkuse 24 tunni jooksul, kuid j\u00e4\u00e4b veel pikaks ajaks elastseks. Seet\u00f5ttu ei l\u00e4he vaja soojustust ega t\u00e4iteid ja kogu konstruktsioon muutub \u00f5hkupidavaks ilma tuulet\u00f5ket lisamata.<\/p>\n

“See on hingav materjal, mis ei vaja eraldi auru- ega tuulet\u00f5ket. Mingit hallitust tekkida ei tohiks. Lisaks peab see meeletult h\u00e4sti m\u00fcra. Soomes tehakse turbast akustilisi paneele ja meie materjal sobib selleks sama h\u00e4sti,” selgitab Liiv.<\/p>\n

Tenno lisab, et teadust\u00f6\u00f6le kulus umbes aasta, enne kui leiti materjali \u00f5ige segu, mis oleks samal ajal tugev ja v\u00e4ga hea soojusjuhtivusega. P\u00e4rast l\u00f5plikku k\u00f5vastumist on materjal tugev ja v\u00e4ga kerge, sooja- ja vastupidav. Kuigi turvast kasutatakse ka k\u00fcttematerjalina, on teadlaste v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tatud materjal tuleohutu.<\/p>\n

H\u00e4id omadusi on sel ehitusmaterjalil veel. Maamajades on tihti probleeme rottide, putukate ja hallitusega \u2013 uudne koostis ei sobi \u00fchelegi nimetatud kahjutekitajale. Selle komposiidi puhul ei pea kartma ka seintele rohu v\u00f5i puude kasvamist. Taimekasvatuses kasutatava turbasegu koostis on hoopis teine. Et turvas ja p\u00f5levkivituhk ei maksa kuigi palju, teeks majaehitajaid eriti \u00f5nnelikuks materjali hind. Liivi s\u00f5nul arvutasid teadlased, et sellest prinditud 100\u2013150 ruutmeetri suuruse p\u00f5randapinnaga majakarbi ehituskulude omahind v\u00f5iks olla umbes 5000 eurot (sama suure karkassmajakarbi ehitus maksaks ligikaudu k\u00fcmme korda rohkem).<\/p>\n

Seega saaks turbamaterjalist ehitada v\u00e4ga odava A-klassi energiamaja. Juba hoonet printides on v\u00f5imalik printida materjali k\u00fclge sise- v\u00f5i v\u00e4lisviimistlus. Materjali pind on rustikaalne ning seda saab soovi korral siledamaks pahteldada ja v\u00e4rvida.<\/p>\n

Printimine tulevikus<\/strong><\/p>\n

Praeguseks on tehtud nii teadust\u00f6\u00f6 kui ka hulk katseid. Materjalitehnoloogilised probleemid on lahendatud edukalt, kuid ebapiisava rahastuse t\u00f5ttu j\u00e4i printimata plaanitud 27 kuupmeetri suurune katsehoone. Turbamaterjal on p\u00f5him\u00f5tteliselt valmis tootmiseks detailidena, kuid 3D-printimiseks on vaja teha veel palju t\u00f6\u00f6d.<\/p>\n

“Meie materjalist maja ehitamine v\u00f5iks v\u00e4lja n\u00e4ha nii, et valatakse vundament ning \u00fcheks p\u00e4evaks s\u00f5idab kohale printeriga auto, kaasas paar-kolm puistekoormat turvast, p\u00f5levkivituhk ja muud lisandid. Kahekordse elumaja saaks neist valmis printida \u00fche-kahe p\u00e4evaga,” kirjeldab Liiv.<\/p>\n

N\u00fc\u00fcdisaegsed t\u00f6\u00f6stuslikud 3D-printerid prindivad kuni 15 mm materjalikihi korraga, t\u00e4nu sellele kulgeks t\u00f6\u00f6 kiiresti. Kohapeal oleks vaja lihtsalt paigaldada torustik ning panna hiljem \u00f5igetesse avaustesse k\u00e4sitsi ette uksed ja aknad. V\u00f5ib-olla ostab Eesti Maa\u00fclikool, kus T\u00f5nis Teppand aitas teha projekti ehitusmehaanilisi katseid, l\u00e4hitulevikus Venemaalt Vorone\u017eist\u00fche sellise printeri. Hea \u00f5nne korral saavad teadlased rakendusuuringuid sel juhul j\u00e4rgmisel aastal j\u00e4tkata. Praegu ootavad nad rahastustaotlusele vastust. Rahastust on tarvis ehitusmaterjali projekti j\u00e4tkamiseks ning teiste turbakasutust eeldavate suundade arendamiseks, mis on sellest v\u00e4lja kasvanud.<\/p>\n

Sama tehnoloogiaga, kuid teistsuguse koostisega iselagunevaid plokke saab kasutada istikute ettekasvatamiseks ja n\u00e4iteks linnahaljastuses kompositsioonide loomiseks. Veel loodavad teadlased arendada v\u00e4lja ohtlike j\u00e4\u00e4tmete utiliseerimise tehnoloogia. See kapseldaks k\u00f5ik kahjulikud ained graanulitesse ja muudaks need mittelahustuvaks v\u00f5i t\u00f6\u00f6tleks need kasulikeks aineteks. Tenno lisab, et nad on pakkunud v\u00e4lja ka turbast aktiivs\u00f6e tootmise. Esialgsete katsete tulemused on v\u00e4ga paljut\u00f5otavad, ent rahastust sellel suunal pole.<\/p>\n

Kas teadsid, et t\u00e4nu turbamaterjali 3D-printimisele<\/p>\n

\u2022v\u00e4\u00e4rindataks kohalikku toorainet turvast ja loodaks lisandv\u00e4\u00e4rtust; kasutataks ohtlikke tootmisj\u00e4\u00e4ke (p\u00f5levkivituhka) ja taaskasutatavat toorainet (pandiplasti);<\/p>\n

\u2022v\u00e4hendataks s\u00fcsinikdioksiidi heitmeid;<\/p>\n

\u2022suureneks tunduvalt t\u00f6\u00f6viljakus nendel ehitust\u00f6\u00f6del, kus tuleb praegu teha palju k\u00e4sitsit\u00f6\u00f6d;<\/p>\n

\u2022kasvaks m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt ehituskiirus;<\/p>\n

\u2022tekiks selle uue tehnoloogia piiramatud ekspordiv\u00f5imalused;<\/p>\n

\u2022arendataks \u00f6koloogilist ehitamist;<\/p>\n

\u2022teeks valdkonna\u00fclene p\u00e4devus suure arenguh\u00fcppe.\u00a0<\/p>\n

Katre Tatrik, Tartu \u00dclikool<\/em><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Teadusportaal Novaator kirjutab, et Tartu \u00fclikooli teadlased on t\u00f6\u00f6tanud v\u00e4lja materjali, mis v\u00f5imaldaks freesturbas ja p\u00f5levkivituhast printida 3D-printeriga energiat\u00f5husaid maju. Avaldame ideed tutvustava artikli ka meie siseveebis. L\u00f5igatud turbaplokkidest ehitati …<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-525","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-pressiteated"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/525","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=525"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/525\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=525"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=525"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektriliit.ee\/et\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=525"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}