Tutkimustulokset

Teknillinen korkeakoulu

Hivenmineraaleina esiintyvät rautasulfidit eli kiisut vapauttavat kiuaskivistä rapautuessaan ilmaan rikkidioksidia ja rikkihappoa. Näin ei tapahdu käytettäessä Oliviini-kiuaskiviä. Asia on tieteellisesti tutkittu Teknillisen korkeakoulun taloudellisen geologian laboratoriossa.

Oulun aluetyöterveyslaitos:

Oulun aluetyöterveyslaitoksessa tehdyn mittausanalyysin mukaan Oliviini-kiuaskivistä ei irtoa asbestia kylpemisen aikana. Lue lisää analyysilausunnosta.

 

 

Terveellisen löylykiven ominaisuuksia

Professori Heikki Niini ja tekn. lis., fil.maist. Runar Blomqvist Teknillinen korkeakoulu, taloudellisen geologian laboratorio, Espoo.


Saunan ydinsisältö – löyly – saadaan kuumennetuista luonnonkivistä veden avulla. Luonnonkiviä on hyvin erilaisia riippuen siitä, miten eri kivilajit koostuvat rakenneosasiltaan ja ominaisuuksiltaan erilaisista mineraaleista. Kuten kaikessa kiviaineksen hyödyntämisessä niin saunomisessakin toiminnan tavoite, muodot ja olosuhteet asettavat kivien ominaisuuksille tiettyjä vaatimuksia, joitten suhteen maamme eri kivilajit ovat hyvin erilaisia.

Hyvälle löyly- eli kiuaskivelle on syytä asettaa paitsi kestävyys- myös terveydellisyysvaikutuksia. Oheisessa taulukossa 1 on lueteltu vaatimuksia, jotka koskevat kivien mineraalikoostumuksesta riippuvia ominaisuuksia.

Taulukko 1. Hyvien löylykiven laatukriteereitä
Edullinen ominaisuus Vastaavat kivilaadut
saasteettomuus (kivet eivät muodosta haitallisia kaasuja eivätkä pölyjä) sulfidittomat (kiisuttomat) ja asbestittomat, silikaateista ja oksideista koostuvat kivet
suuri lämpökapasiteetti (erityisesti kertalämmitteisissä kiukaissa) tummat ja painavat kivet (etenkin oliviinista ja pyrokseeneista sekä rauta- ja kromioksideista koostuvat kivet)
hyvä lämmönjohtavuus (erityisesti jatkuvalämmitteisissä kiukaissa) tiiviit kivet (eivät huokoisia eivätkä löyhiä)
pieni ja tasainen lämpölaajeneminen ei suuria eroja kivillä, tasaväriset yleensä parhaita
vähäinen mekaaninen murenevuus (rapautumattomuus) hienorakenteisia, sitkeistä ja sälöisistä tai pehmeistä mineraaleista koostuvat kivet
kemiallinen kestävyys (rapautumattomuus ts. mineraalit eivät hajoa kemiallisesti) sulfidittomat ja karbonaatittomat, varsinkin OH-pitoisista silikaateista (kuten amfiboleista) ja oksideista koostuvat kivet

Yleisimmät Suomessa tavattavat kivilajit kuuluvat niin sanottuihin vaaleisiin syväkiviin tai metamorfisiin kivilajeihin eli kiteisiin liuskeisiin, jotka molemmat ovat yleensä löylyominaisuuksiltaan enintään kohtalaisia. Ne murenevat kuumennuksessa ja löylynheitossa suhteellisen helposti – vähitellen aina hienoksi kivipölyksi asti. Löylykivenä näitä parempia – varsinkin lämpökapasiteettinsa puolesta ovat tummat syväkivet, jotka kuitenkin ovat huomattavasti harvinaisempia.

Vaaleat suuntautumattomat kivet
Vaaleisiin syväkiviin luetaan kivilajit, jotka sisältävät runsaasti kvartsia ja maasälpää (maasälpä usein punertava), väriltään yleensä vaaleita mineraaleja, jotka lujuudeltaan ovat kovia mutta hauraita hieman lasin tapaan. Nämä kivilajit ovat alun perin kiteytyneet syvälle ja hitaasti; siksi ne ovat jokseenkin tasarakeisia ja suuntauksettomia tai enintään heikosti suuntautuneita. Esimerkiksi graniitti, pegmatiitti, grano- ja kvartsidioriitti ovat tällaisia vaaleita suuntautumattomia kivilajeja. Harjuissa ja rantakivissä ne ovat yleisiä ja ilmenevät niissä useimmiten lähes pallomaisiksi mukuloiksi hioutuneina. 

Suuntautuneet kiteiset liuskeet
Kiteisiin liuskeisiin luetaan mineraalikoostumukseltaan vaihtelevia ja sen mukaan hyvin erivärisiä kiviä, jotka ovat muinoin maankuoren mullistuksissa voimakkaasti suuntautuneet. Ne lohkeavat yleensä helposti suuntauksensa mukaisesti ohuehkoiksi levymäisiksi kappaleiksi. Harjuissa ja rantakivikoissa nämä kivet ovat useimmiten lohkoutuneet litteiksi ja pitkulaisiksi, osittain kulmikkaiksi, pieniksi siruiksi. Esimerkkejä kiteisistä liuskeista ovat gneissit, kvartsiitti, fylliitti, amfiboliitti, kloriittiliuske, serpentiinikivi, vuolukivi, dolomiitti ja marmori. Poikkeuksena mainitusta huonohkosta soveltuvuudesta kiuaskiveksi ovat joskus (esiintyessään heikommin suuntautuneena) amfiboliitti ja vuolukivi.

Tummat suuntautumattomat kivet
Parhaita saunakiviä ovat tummat syväkivet, toisin sanoen lähinnä tummista mineraaleista sarvivälkkeestä (amfibolaji), pyrokseeneista ja oliviinista koostuvat kivilajit jotka alunperin syvällä kiteytyneinä ovat jokseenkin suuntautumattomia ja tasarakenteisia. Ne kuuluvat niin sanottuun peridotiittiluokkaan tai sitä lähellä olevaan gabroluokkaan. Niissäkään eivät ole yleensä kaikki keskeiset ominaisuudet samalla kertaa hyviä. Monet tummat syväkivet ovat luonnossa usein rapautuneita ja rapautumisalttiita taikka runsaasti rakoilleita, toisin sanoen helposti särkyviä. Hyvin usein niissä on myös haitallista rikkiä.

Tummia syväkiviä ovat muitten muassa peridotiitti, pyrokseniitti, hornblendiitti, perkniitti, oliviinikivi, kromimalmi, diabaasi eli doleriitti (Satakunnassa usein madekiveksi kutsuttu), noriitti ja gabro. Mineraalikoostumukseltaan tummien ja vaaleitten syväkivien välissä on mainittava melko yleinen dioriitti, joka myös kiuaskivenä on ominaisuuksiltaan niitten väliltä, joskus kuitenkin pehmeän ja helposti rapautuvan kiilteen runsauden vuoksi jopa vaaleita syväkiviä huonompikin.

Kartettavat ominaisuudet
Kiuaskiviksi erityisen huonoja ovat sangen useat yleiset kivet, mikäli ne ovat:
  • rapautuneita (rapautuvat helposti lisää)
  • kevyitä (yleensä mitätön lämpökapasiteetti)
  • pehmeitä, runsaasti kiillemäisiä mineraaleja sisältäviä, jollaiset murenevat helposti
  • kirjavia (koostuvat lämpöominaisuuksiltaan erilaisista osista mikä edistää niiden murenemista)
  • isorakeisia (lohkeilevat helposti teräväkulmaisiksi siruiksi)
  • sulfidipitoisia (kiisu- ja välke- tai hohdepitoisia) kuten malmikivet ja mustaliuske, joitten sulfidit kuumennuksessa ja löylynheitossa vapauttavat ilmaan rikkiyhdisteitä aikaansaaden paitsi epämiellyttävää katkua myös hengitysilman epäterveellisyyttä ja puuosien syöpymistä.
Kiisupitoisuus on yleistä tummissa syväkivissä, joten juuri niitten suhteen tulee olla tarkkana rikin haittavaikutuksista.

Kivistä lähtevä radioaktiivinen radonmäärä vaihtelee paljon varsinkin vaaleissa kivissä. Yleensä ja varsinkin tummissa kivissä radioaktiivisuus on niin vähäistä, ettei sillä ole mitään välitöntä terveydellistä vaikutusta. Samoin vain harvoin kvartsi, joka on kivissä yleistä, pääsee kiuaskivien edestakaisissa lämpöliikkeissä hankautumaan ja jauhautumaan pölyksi, jolla saattaa olla aikaa myöden haitallista vaikutusta silikoosisairautta edistävänä seikkana. Pahempi on kuituisten asbestimineraalien vaikutus, mutta nämä ovat luonnonkivissä varsin harvinaisia. 

Helposti murenevat kivet – vaikka ne eivät olisikaan myrkyllisiä – ovat kiukaan toimivuudelle epäedullisia, sillä ne aiheuttavat nopeasti kiukaan pohjalle lämmityksessä eristävän ja muutoinkin kosteutta keräävän jauhekerroksen tai suorastaan tukkivat ilman taikka savukaasujen kierronkiukaassa, niin että ne on tiheästi vaihdettava. Jotta löylykivien mineraaliominaisuudet tulisivat parhaiten otetuiksi huomioon, kannattaa muutenkin noudattaa eräitä yksinkertaisia ohjeita (taulukko 2).

Taulukko 2. Kiuaskiviohjeita
Asennuksessa on varmistettava, että kivet pesty puhtaiksi
Kertalämmitteiseen kiukaaseen:

Tasaisen lämpiämisen saamiseksi isot kivet alle, pienet päälle
Jatkuvalämmitteiseen kiukaaseen:

Hyvän lämmönsiirron ja ilmankierron saamiseksi mahdollisimman samankokoiset kivet (vastusten väliin silti mahduttava ahtaamatta)
Lämpötilan varovainen nosto säästää sekä kiviä että energiaa. Hyvätkin kivet rapautuvat käytössä: tarkistus vähintään vuosittain ja vaihto tarpeeksi usein.


Oliviinikivi – terveellinen löylykivi
Kaupoista on saatavissa erilaisia kiuaskiviä, jotka useimmiten kuuluvat lähinnä peridotiittiluokkaan. Geologinen tutkimuskeskus (nykyinen Geologian tutkimuskeskus) on löytänyt ja tarkkaan tutkinut Mäntyharjulta geologisesti varsin ainutlaatuisen oliviiniesiintymän, jota se raportissaan pitää varsin sopivana materiaalina kiuaskiveksi. Tämän kivilajin päämateriaalina on kova ja luja, erittäin hyvin kuumuutta kestävä – toisaalla jalokivenäkin käytetty – oliviini (sulamislämpötila 1350°C), jonka rautapitoisuus on Suomessa poikkeuksellisen alhainen. Kiisuja (rikkipitoisuutta), kvartsia ja asbestimineraaleja ei tarkoissa tutkimuksissa ole löytynyt lainkaan tämän oliviiniesiintymän ydinosasta. Teknillisessä korkeakoulussa perustetun teollisuusmineraalitiedoston mukaan yhtä puhdasta oliviinikiveä ei tunneta muualta Suomesta.

Oliviinikiven poikkeuksellisen suuren ominaispainon (n.3,7; tavallisilla kivillä yleensä alle 3) ja suuren ominaislämmön (yli 3000 kJ/m³K) ansiosta kiukaan lämpökapasiteetti saadaan erittäin suureksi. Tämä on keskeistä kertalämmitteisissä saunoissa, sillä yhden lämmityskerran ajallinen riittävyys riippuu jokseenkin suoraan kiukaan lämpökapasiteetista. Siksi on kuitenkin muistettava, että korkean lämpötilakestävyyden omaavaa kiveä ei tule kertalämmitteisissä saunoissa lämmittää itse kiukaan rakenteille liian kuumaksi eikä liian äkkiä, jolloin kivetkin voivat särkyä!

Jatkuvalämmitteisten kiukaiden – varsinkin sähkökiukaiden – vaatimaan pienempään lohkarekokoon Mäntyharjun oliviinikivi on luonnostaan soveliasta ja edullista siksi, että siinä saadaan oliviinikivelle ominaisen suorapintaisen murskautumistavan johdosta runsaasti kivipintaa kosketukseen tulipesän metalliosien taikka sähkövastusten kanssa, ilman että näille aiheutettaisiin syöpymisvaaraa yleisten epäpuhtauksien takia.

Kiuaskivien mineraaliominaisuuksien vaikutukset eivät yksittäisessä saunassa ehkä merkitse paljoa muitten saunan terveellisyyteen ja taloudellisuuteen vaikuttavien seikkojen ohella. Koska saunoja on kuitenkin yhteensä paljon (luku lasketaan miljoonissa), merkitsevät saunakivien pienetkin terveydelliset ja energiavaikutukset tilastollisesti paljon. Siksi lienee syytä tehostaa sekä kiuaskivien ominaisuuksien selvitystä että saatujen tulosten osalta myös ”suuren yleisön” valistamista.