Blogiartikkelit Henrik Heräjärvi Martti Venäläinen Veikko Möttönen Metsä

Puutuotteilla on ainutlaatuinen vahvuus hiilineutraaliutta tavoittelevan maailman kannalta: raaka-aineen valmistus ei vapauta fossiilista hiiltä. Päinvastoin, kasvava puu imee ilmasta sinne tupruteltua hiiltä ja puusta tehty tuote varastoi hiilen itseensä elinkaarensa ajaksi.

Kuiva puu säilyy lähes ikuisesti, mutta kosteana puu on biohajoavaa: puussa olevat hajottajaorganismit alkavat toimia, kun ne saavat vettä. Näin ollen puun käyttöiän optimoinnista syntyy haaste, kun puu joutuu tekemisiin veden tai kostean maan kanssa. Maakosketukseen joutuvien tolppien käyttöiän pidentämiseen on monia konsteja, joista yksi on mäntyöljykyllästys.

Mäntyöljy on pääasiassa hartsihapoista ja rasvahapoista koostuva yhdiste, jota saadaan sulfaattiselluloosan valmistusprosessin sivutuotteena. Sitä käytetään useiden kemianteollisuuden jatkojalosteiden raaka-aineena kuten maaleissa, liimoissa, voiteluaineissa ja ravintolisissä.

Mäntyöljy sellaisenaan tai modifioituna puunsuoja-aineena on vanha keksintö, mutta mäntyöljykyllästyksen kehittäminen teolliseen tuotantoon aloitettiin vasta 1990-luvun lopulla. Metsäntutkimuslaitos (nykyisin Luke) ja Ekopine Oy käynnistivät vuonna 2008 Punkaharjulla maalahotuskokeen, jossa tarkasteltiin mäntyöljyn puunsuojausvaikutuksia erilaisissa tuotteissa ja käyttökohteissa.

Maalahotuskokeen keskeiset tulokset:

Yhdeksän vuoden maalahotuskoe oli suurimmalle osalle kyllästämättömistä koekappaleista liikaa. Mäntyöljykyllästetyistä tolpista vain seitsemän prosenttia lahosi maakosketuksessa niin pahoin, ettei niistä valmistettu tiheys- tai puristusnäytteitä. Kaikki kuparisuolakyllästetyt tolpat kelpuutettiin näytteiden valmistukseen. Tuloksia tarkasteltaessa on siis huomattava, että testeihin päätyi käsittelemättömistä tolpista vain joka viides, mutta kuparisuolakyllästetyistä tolpista kaikki ja mäntyöljykyllästetyistäkin lähes kaikki.

Kaikkien tolppien pinnan kovuutta kuvaava Pilodyn-tunkeumavastus aleni maalahotuskokeen aikana. Pyöreissä mäntyöljykyllästetyissä tolpissa pinta pehmeni lahotuskokeen aikana vähemmän kuin neliskanttisissa.

Yllättäen puuaineen tiheys ei vaihdellut näytteen korkeussijainnin (maan alta, maan tasalta, maan päältä) suhteen. Kyllästämättömien tolppien tiheys oli maalahotuskokeen jälkeen alhaisin ja mäntyöljykyllästettyjen tolppien tiheys korkein. Sama tiheysjärjestys oli myös maalahottamattomilla verrokkitolpilla. Maalahotuskokeessa olleiden kuparikyllästettyjen tolppien tiheys ei poikennut kuivassa säilytettyjen verrokkitolppien tiheydestä, mutta mäntyöljykyllästettyjen tolppien tiheys aleni maalahotuskokeen aikana osin alkavan lahoamisprosessin ja osin mäntyöljyn pois huuhtoutumisen seurauksena.

Kaikkien tolppien maanpinnan yläpuolisesta osasta valmistetut tiheys- ja puristuskoekiekot puristuivat kuormituskokeessa vähemmän kuin alempaa valmistetut kiekot. Lahotuskoetolpissa mäntyöljykyllästettyjen kiekkojen suhteellinen puristuma oli vähäisempi kuin kuparikyllästettyjen tai kyllästämättömien kiekkojen

Mäntyöljykyllästyksellä saadaan sahatun puun lapepinnat lähes vedenpitäviksi

Tutkimus osoitti, että mäntyöljykyllästyksellä saadaan sahatun puun lapepinnat lähes vedenpitäviksi: kuusi viikkoa jatkuneessa vesiupotuksessa mäntyöljykyllästettyjen koekappaleiden kosteus jäi noin kolmasosaan kuparisuolakyllästettyjen ja käsittelemättömien koekappaleiden kosteudesta. Upotuksen jälkeisessä huoneilmakuivatuksessa mäntyöljykyllästettyjen kappaleiden kosteus laski jo parin päivän jälkeen alle 20 prosenttiin, kun muissa käsittelyryhmissä kuivuminen samalle tasolle kesti neljästä kuuteen viikkoa (Heräjärvi ym. 2014).

Vesiupotuksen lisäksi hankkeen tavoitteena oli tuottaa tietoa mäntyöljykyllästyksen soveltuvuudesta puunsuojaukseen tilanteissa, joissa puutuote altistuu pitkäaikaiseen maakosketukseen.

Tulokset osoittavat, että verrattuna kyllästämättömään puuhun sekä kuparisuola- että mäntyöljykyllästys paransivat olennaisesti mäntytolppien lahonkestoa lähes vuosikymmenen kestäneessä maalahotuskokeessa. Mäntyöljykyllästys on kuparisuolakyllästykseen verrattavissa oleva suojakäsittely männystä valmistetuille aitatolpille tai muille maakosketukseen tarkoitetuille ei-kantaville rakenteille.

Mäntyöljykyllästys jatkaa puisen tolpan käyttö- ja hiilensitomisikää merkittävästi. Hyvä niin, koska samalla tulos lupaa arvonlisää selluteollisuuden sivuvirralle. Ilmeistä on, että mäntyöljy ei kuitenkaan tee puusta täysin lahoamatonta. Hyvä sekin, koska luonnossa lopulta hajoava tuote on hyvä tuote. Mikäli hajoamista halutaan nopeuttaa sen jälkeen, kun käyttö on päättynyt, laitetaan tolppa uuniin palamaan. Sen voi tehdä myrkyttömälle tuotteelle huolettomin mielin.

Blogin kirjoittajat: Henrik Heräjärvi, Manish Pakhrin, Martti Venäläinen ja Veikko Möttönen

Blogi perustuu Manish Pakhrinin pro gradu -työhön. Pakhrin, M. 2020. Properties of crude tall oil impregnated Scots pine (Pinus sylvestris L.) posts after a nine-year ground contact test. MSc thesis in Wood Materials Science. University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry. 60 s.

Aiheesta lisää myös:

Heräjärvi, H., Möttönen, V., Reinikkala, M. & Stöd, R. 2014. Absorption-desorption behaviour and dimensional stability of untreated, CC impregnated and pine oil treated glulam made of Scots pine and Norway spruce. International Biodeterioration and Biodegradation 86: 66–70.

Vastaa

Moderaattori tarkastaa kommentit ennen niiden julkaisemista mahdollisten roskapostien tai muiden epäasiallisten viestin estämiseksi. Viive julkaisemiseen on enintään vuorokausi viikonloppuja tai juhlapyhiä lukuun ottamatta

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *