Beton voor de toekomst: Groener, sterker en zuiniger

De CO₂-uitstoot van beton kan 25 tot 65% naar beneden. Dat concludeert Maarten Meek in zijn master thesis aan de TU Delft. De CO₂-uitstoot kan zelfs op meerdere manieren naar beneden worden gebracht. Het is de kunst om de beste samenstelling te vinden voor het constructieve, milieuvriendelijke geopolymeerbeton.

Toen Maarten Meek, constructeur bij Van Rossum Raadgevende Ingenieurs, in 2019 zijn master thesis aan de TU Delft schreef, was de zoektocht naar duurzaam beton al in volle gang. Men was ervan overtuigd dat met name het milieubelastende onderdeel – cement – vervangen moest worden door een milieuvriendelijke variant. Opvallend is dat Meek tijdens zijn literatuurstudie tot de ontdekking kwam dat er – behalve de CO₂-reductie – nog meer winst te behalen valt. Zo zou het ‘groene’ geopolymeerbeton zomaar gunstiger kunnen zijn, waardoor minder beton en minder wapening nodig is. “Dan sla je drie vliegen in één klap.”

Meten van de schudmaat, waarmee de consistentie van de betonspecie wordt bepaald.

Traditioneel versus groen beton

Voor de leken onder ons geeft Meek een korte uitleg: “Traditioneel beton ontstaat door een mengsel van zand en grind te vermengen met water en cement, waarbij het milieubelastende cement de benodigde bestanddelen bindt en verhardt. Stoffen die de taak van cement kunnen overnemen – ook wel precursors genoemd – zijn bijvoorbeeld vlieggas en hoogovenslakken. Deze bijproducten uit andere industrieën worden in Nederland ook veelvuldig ingezet voor de vervaardiging van beton. Bij geopolymeerbeton wordt in plaats van cement een precursor ingezet die bij vermenging met een alkalische activator zorgt voor de binding en verharding. De alkalische activatoren zijn ook milieubelastend, maar laten in de eindafrekening toch een flinke CO₂-reductie zien.”

Een geopoylmeerbeton kubus die in de drukbank is getoetst.

Lange levensduur

Tijdens zijn onderzoek kwam Meek erachter dat geopolymeerbeton in Rusland al ruim 70 jaar wordt toegepast. Vanwege het tekort aan Portlandcement werden betonnen kunstwerken als fonteinen hier vervaardigd van een betonsoort, die nagenoeg hetzelfde is als geopolymeerbeton en over uitstekende eigenschappen beschikt. “Omdat deze betonsoort hier al 70 jaar wordt toegepast, kon relatief eenvoudig onderzoek worden gedaan naar de duurzaamheid”, vertelt Meek. “Kunstwerken van geopolymeerbeton bleken er – in vergelijking met objecten van cementbeton en dezelfde leeftijd – nog uitstekend uit te zien, terwijl het beton van andere objecten al aftakelde.”

ir. M.E. (Maarten) Meek.

Normering

In Australië is de zoektocht naar duurzame betonsoorten een hot topic. De Australiërs maken al gebruik van een constructief geopolymeerbeton, genaamd Earth Friendly Concrete. Meek: “Australië is een voorloper op dit gebied. Zij ziet cement als een echte boosdoener. Om deze reden worden hier nu de normen vastgelegd voor nieuwe betonsoorten. Dat is een grote stap vooruit.”

Alternatief met potentie

In zijn onderzoek concludeert Meek dat er veel mogelijk is. Er zijn immers veel verschillende precursors en alkalische activators en deze kunnen in een nagenoeg onbeperkt aantal verhoudingen worden toegepast. “De samenstellingen zullen resulteren in meer en minder gunstige eigenschappen. De CO₂-uitstoot kunnen we helaas niet ongedaan maken, maar er zijn zeker alternatieven voor Portlandcement en geopolymeerbeton is er één met potentie. Het beste alternatief zullen we door veel onderzoek moeten achterhalen.”