Teadlased püüavad saastast saia teha

Päärn Paiste uurib, kuidas saastast saia teha ehk on kohe-kohe jõudmas lahenduseni, mis võimaldab valmistada Ida-Virumaa tuhamägedest tuhatelliseid. Foto: Kristjan Teedema

Naljaga pooleks võiks öelda, et järgnev lugu räägib sellest, kuidas saastast saia teha. Tõsiasi on aga see, et teadlased on leidnud lahenduse, kuidas muuta põlevkivijäätmed väärt ehitusmaterjaliks.

Ühe tonni põlevkivi põletamisest tekib 450 kilogrammi tuhka, millega pole peaaegu midagi peale hakata. Eestis tekib aastas umbes seitse kuni kaheksa miljonit tonni põlevkivituhka, millest taaskasutusse läheb umbes viis protsenti. Põlevkivituha- ehk lihtsalt öeldes saastamäed ootavad juba pikka aega head rakendust.

Tartu Ülikooli esimese aasta geoloogiadoktorant Päärn Paiste kuulub uurimisrühma, kes on viimased aastad murdnud pead selle üle, kuidas leida kasutust ülejäänud 95 protsendile tuhajäätmetele. Ja tundub, et lahendus paistab.

Selle nimi on geopolümeer ning seda saab kasutada ehitusmaterjalina tsemendi asemel. Seda saab toota näiteks tuhast või mõnedest muudest tööstusjäätmetest. Materjali tootmisega on võimalik vähendada CO2 emissiooni kuni 90 protsenti ja energiakulu kuni 60 protsenti. Ka toote hind oleks madalam kui tavatsemendil.

Päärn Paiste rääkis, et mõnel pool maailmas juba rakendatakse sellist tehnoloogiat. Indias on valminud ja valmimas keskused, kus elektri tootmisel ja raua töötlemisel tekkivatest jäätmetest valmistatakse sillutuskive. Sellisel moel on võimalik taaskasutada kogu elektri tootmisel tekkivat tuhka.

Täpselt samasuguse mineraloogilise koostisega põlevkivituhka nagu Eestis mujal maailmas ei ole, seetõttu tuleb Eesti tuha tarvis välja töötada oma tehnoloogia.

Esimene saastaja

Kuna maailmas hakkab nafta ja kivisüsi otsa saama, otsitakse järjepidevalt muid küttematerjale, mille hulka kuulub ka põlevkivi. Eesti on aga endiselt põlevkivitootja number üks maailmas, paraku ka esimesel kohal inimese kohta tekkivate ohtlike jäätmete hulga poolest.  

See võiks tähendada, et tuhajäätmed, mis siin seni keskkonnareostusena ja tarbetuna hunnikus vedelesid, muutuksid ühtäkki kuldaväärt toormaterjaliks. «Meil on kohe võimalus härjal sarvist haarata ja toota midagi, millest oleks mitte ainult Eestis, vaid üle maailma kasu,» selgitas Paiste.   

Kui tahta materjalist midagi ehitada, on oluline, et see oleks tugev. Katsetama asuti erisuguste segudega, millest osa puhul saavutati märkimisväärne tugevus. Tugevad materjalid nägid mikroskoobi all välja ühtlased ning struktuurilt ja koostiselt väga sarnased tavatsemendiga, mis on betooni sideaine ja tugevuse andja.

Betooni vähim nõutav survetugevus on 17 megapaskalit (MPa). Suurimad tugevused, mis geopolümeeride katsetustel maailmas on saadud, ületavad 130 MPa, mis on võrreldavad tugevaimate betoonide omaga. Betooni ees on teisigi eeliseid. «See on palju vastupidavam ka happe ja aluse rünnakule ning tulele,» ütles Paiste.

Praeguseks on Tartu teadlased leidnud viisi, kuidas saada tugevat segu. Sellega kaasneb sootuks teine mure – tugev segu kivistub väga kiiresti. Päärn Paiste kirjeldas, kuidas esmaseid katseid tehes segasid nad segu kokku ja see kivistus juba viie sekundiga. «See on küll probleem, aga meil on lahendusi,» rääkis Paiste.

Lõputult materjali

Esmasel kujul ei saaks sellest materjalist küll midagi valmistada, kuid potentsiaali on palju. Seega usub Päärn Paiste, et kui erasektor materjalist huvitub ja õla alla paneb, saaks seda tõenäoliselt päriselt kasutada juba lähitulevikus.

Paiste usub, et kui tehnoloogia võimaldaks alustada geopolümeeri masstootmist, poleks toormaterjali lõppemist nii pea tarvis karta, sest seni kuni Ida-Virumaal põleb põlevkivi, tuleb ka tuhka.

«Võib-olla just tänu sellele tehnoloogiale pole Ida-Virumaa tulevikus tuntud mitte niivõrd tuhamägede, kuivõrd tuhakivide poolest,» sedastas Päärn Paiste.

Geopolümeerid

• Geopolümeerid on anorgaanilised polümeerid, mida tavaliselt sünteesitakse leelise lahuse reaktsioonil.

• Geopolümeerid on tulekindlad ning peavad vastu suurele survele, samuti hapetele ja alustele.

• Geopolümeeri tootmine on odavam ja «rohelisem» kui tavatsemendi tootmine.