Tagarchief: Geopolymeerbeton

Milieuvriendelijker beton is klaar voor de markt

Lees het gehele artikel

maar is de markt er klaar voor?

De recepturen voor geopolymeerbeton met tot wel 90% CO2-profielreductie liggen klaar. Maar daarmee zijn we er blijkbaar nog niet. Ontwerpers en opdrachtgevers hebben nog veel vragen over het langetermijngedrag. 

Een bedrijf dat zich toelegt op innovaties en vergroening van de betonwereld is Sustainable Concrete Solutions, kortweg SCS. Zij heeft de ambitie om de CO2-uitstoot van cement en beton drastisch te verlagen door de ontwikkeling en productie van alternatieve bindmiddelsystemen voor beton en deze zelf proactief ter hand te nemen. Dit vraagt een gezonde portie doorzettingsvermogen, want Nederland mag dan de naam hebben innovatief te zijn, het verwerven van een sterke marktpositie met dubbel-duurzaam geopolymeerbeton in de bouwsector is een uitdaging.

Koudwatervrees

Dit heeft deels te maken met koudwatervrees, signaleert Jos Kronemeijer, materiaaltechnoloog en directeur Technische Marketing van SCS. “Geopolymeerbeton is voor veel opdrachtgevers en aannemers in Nederland een nieuw product. Hoewel het in andere Europese landen soms al acht decennia bekend is, maakt dit de introductie niet eenvoudiger. Als opdrachtgevers er al voor openstaan, tasten zij in het duister over de verschillen in regelgeving en zekerheden rond verantwoord, veilig en duurzaam bouwen.” 

Centraal vertrekpunt bij SCS blijft materiaalkennis

Kronemeijer startte in 2015 een betontechnologisch adviesbureau. Van hieruit adviseerde hij grondstofleveranciers, betonproducenten, architecten, constructeurs en aannemers op terreinen zoals specificaties, regelgeving, scheurrisicoberekeningen en productieprocessen. Steeds vaker gaf hij ook support bij de ontwikkeling van duurzame betonsoorten. Kronemeijer: “Op dit gebied hebben we veel expertise. We kunnen óók constructeurs tot in detail vertellen hoe je hun ontwerpen durable en sustainable maakt.”

De recepturen voor geopolymeerbeton zijn er.

Overzicht en doorzicht

De SCS-medewerkers verwierven kennis en ervaring gedurende drie decennia in meer dan vijftien landen; ze hebben zitting in internationale comités, onderhouden nauw contact met regelgevende-, ontwerpende- en uitvoerende partijen en toetsen of ervaringen elders tot lokale verbeteringen kunnen leiden. Deze meervoudige verbondenheid bezorgde haar overzicht en doorzicht, waardoor SCS kon doorgroeien tot ontwikkelaar en producent van geopolymeercement voor ‘dubbel-duurzaam beton’.

Materiaalfreaks

“De nieuwe betonsoorten openen verrassende mogelijkheden voor lokaal onbekende grondstoffen”, vertelt Kronemeijer. “We ontdekken bijna maandelijks nieuwe varianten, die we geschikt maken voor certificatietrajecten. Het kan bijvoorbeeld havenslib zijn, maar ook CO2 zèlf, zoals dat in het Carbon-capture proces van Green Minerals leidde tot een negatieve footprint! In dit kader worden we nog wel eens ‘materiaalfreaks’ genoemd. Een geuzennaam waar we trots op zijn.”

Een eerlijke vergelijking

“Constructiematerialen zoals beton, hout en staal worden te gemakkelijk met elkaar vergeleken”, vervolgt Kronemeijer dan. “Beter beschouw je deze op hun afzonderlijke merites via Life Cycle Analyses (LCA). Hiermee worden materialen op hun milieu-impact beschouwd van de wieg (grondstofselectie en winning) tot het graf (sloop, recycling en circulariteit). Dan wordt ook duidelijk dat de term ‘dubbel-duurzaam’ pas correct kan worden ingevuld als durability (de technische duurzaamheid in termen van ontwerplevensduur) en sustainability (het milieuprofiel) in een plaatje worden samengevoegd.”

Kennisoverdracht

Volgens Kronemeijer zouden ontwerpers en opdrachtgevers dit samengevoegde plaatje samen moeten afwegen, terwijl ontwerpers in de praktijk nog vaak gaan voor gewoontekeuzes. Verandering vereist dan kennis. “Om die reden is kennisoverdracht een van onze speerpunten. Wie vanuit LCA naar geopolymeerbeton kijkt, kan alleen maar concluderen dat geopolymeer dé tool is om beton dubbel-duurzaam en toekomstbestendiger te maken.”   

Fietsbrug van geopolymeerbeton N69 is 75% schoner dan traditioneel beton

Foto-3—Jansen-Beton
Lees het gehele artikel

Als onderdeel van de N69, de nieuwe verbindingsweg tussen Eindhoven, de A67 en de Belgische grens, werd jongstleden juli nabij Westerhoven een nieuwe fiets- en voetgangersbrug geplaatst. Voor zowel het brugdek, de brughoofden en de stootplaten van de hypermoderne brug leverde Jansen Beton geopolymeer beton, een betonmengsel met 100% gerecyclede grondstoffen. Daarmee zijn deze grondstoffen een uiterst duurzaam alternatief voor primair zand en primair grind. De gecertificeerde gerecyclede grondstoffen komen beschikbaar nadat bij Jansen Recycling BV in Son teerhoudend asfaltgranulaat thermisch is gereinigd.

De combinatie van geopolymeer als bindmiddel en gerecyclede grondstoffen leidt tot een zeer lage milieu-impact. “Wanneer je de MKI-waardes van traditioneel portlandcementbeton vergelijkt met het toegepaste geopolymeerbeton, dan liggen deze voor de landhoofden en de stootplaten maar liefst 70 procent lager”, zegt Han Heijsters, binnen Jansen Beton medeverantwoordelijk voor het duurzaamheidsbeleid in brede zin. “Maar ook in het geval van het nagespannen brugdek, met een overspanning van 16 meter en een veel hogere druksterkte, is de reductie met 60 procent fors.” 

De belangstelling tijdens de plaatsing was groot.

Innovaties

Met de aanleg van de N69 streeft opdrachtgever Provincie Brabant ernaar om de groenste weg van Noord-Brabant uit te rollen. Om dit te bereiken, zijn verschillende innovaties toegepast. De uit geopolymeerbeton opgebouwde en binnen twaalf maanden ontwikkelde brug is er één van. Naast Jansen Beton BV bestond het bouwteam uit hoofdaannemer Boskalis en SQAPE, verantwoordelijk voor de geopolymeertechnologie. “Onder toeziend oog van afgevaardigden van de Provincie Noord-Brabant, de bouwteamleden en andere belangstellenden is het ter plaatse gestorte brugdek van nagespannen beton op 6 juli op zijn plaats gehesen”, blikt Heijsters terug. 

Veiligheidsrisico

Projecten die binnen Nederland met behulp van geopolymeerbeton worden uitgevoerd, beantwoorden aan de groeiende duurzaamheidsbehoefte. Tegelijk kenmerken deze werken zich door een steeds hoger oplopend veiligheidsrisico. De aanleg van de revolu-tionaire fiets- en voetgangersbrug was hierbij koploper en maakte dan ook een breed scala aan testen noodzakelijk. “Op 20 januari heeft een proefstort plaatsgevonden”, vervolgt Heijsters. “Daarbij zijn behalve de bekende proefkubussen ook balken en stootplaten gestort. Deze zijn aansluitend getest bij Jansen Beton BV, de laboratoria van SQAPE en de TU in Delft. Om de risico’s zoveel mogelijk te beperken, is het gehele proces extern door SKG-IKOB gevolgd en geverifieerd. Hierna is door de Provincie Noord-Brabant en Witteveen en Bos groen licht gegeven voor de definitieve uitvoering. Tevens werden de MKI-berekeningen door een erkende LCA-expert extern geverifieerd.”

De fiets- en voetgangersbrug werd op 6 juli op zijn plaats gehesen.

Oplossing

Doordat er steeds meer bekend wordt over de prestaties van de verschillende toegepaste duurzame betonmengsels en ook het aantal pilots spectaculair toeneemt, verlaat geopolymeerbeton volgens Heijsters definitief de kinderschoenen. Er staat dan ook niets meer in de weg om bredere toepassingen met grotere volumes te realiseren. 

“Als we de klimaatdoelstellingen en de in het Betonakkoord gemaakte afspraken willen halen, dan is dit één van de oplossingen. Opdrachtgevers die de milieu-impact willen verlagen, dienen grotere projecten dan ook specifiek voor het toe te passen beton op MKI-waardes uit te vragen. Wanneer we in de pilotfase van geopolymeerbeton blijven steken, missen we een geweldig mooie kans. Uiteraard dienen risico’s bij innovatieve producten goed te worden ingeschat en geminimaliseerd, zodat ze aanvaardbaar worden. Op de oude voet verdergaan is echter geen optie.”   

Meesterproef met geopolymeerbeton bij spoorwegonderdoorgang in Heiloo

geobeton2-kopieren
Lees het gehele artikel

Bij een in aanbouw zijnde spoorwegonderdoorgang in Heiloo zijn voor het eerst in West-Europa tussenwanden in gewapende geopolymeerbeton gerealiseerd. Eén van de grote voordelen van dit beton is dat de CO2-footprint aanmerkelijk lager is dan bij traditioneel cementbeton. Bij het project in Heiloo wordt een reductie van vijftig procent bereikt.

Mobilis is daarmee de eerste civiele aannemer in Nederland die een onderdeel van een spooronderdoorgang in gewapende geopolymeerbeton bouwt. “De tussenwand in Heiloo is onze eerste ‘meesterproef’, om de wereld te tonen dat Geo-beton™ gewoon prima maakbaar, prima transporteerbaar en prima verwerkbaar is tot wel 3 uur na fabricage bij een betonmortelcentrale”, stelt initiatiefnemer Herman van den Noort van Mobilis.

geobeton3-kopieren

Na een kleine aanpassing in de receptuur zijn nu zes secties, elk met een lengte van circa twintig meter, van de tussenwand gestort.

 

Volkomen gelijkwaardig

Het traditionele beton op basis van cement, zand, grind en water is verantwoordelijk voor ten minste 8 procent van alle door de mens wereldwijd veroorzaakte CO2-uitstoot. Die uitstoot komt vooral tot stand bij de productie van het bindmiddel cement, waarvoor veel energie voor de ovens nodig is. Van den Noort: “In geopolymeerbeton zit helemaal géén cement, maar een combinatie van cementvervangende minerale stoffen afkomstig uit bekende industriële reststoffen als hoogovenslak en vliegas en uit natuurlijke bronnen zoals biomassa-assen of sedimenten als rivierslib. Deze stoffen worden ‘alkalisch geactiveerd’ met behulp van stoffen als waterglas en natronloog.”

Het door Mobilis in samenwerking met Delta Concrete Consult ontwikkelde type geopolymeerbeton is volgens Van den Noort volkomen gelijkwaardig aan traditioneel beton. “We hoeven er géén primaire grondstoffen uit een ver buitenland bij in te zetten en het verhard beton blijft circulair inzetbaar en recyclebaar – en dat alles tegen vergelijkbare productie- en realisatiekosten.” Mobilis was met deze nieuwe betonsoort één van de drie finalisten van de TBI Innovatieprijs 2018.

Succesvolle praktijktesten

Mobilis heeft eerst succesvolle praktijktesten gehouden met het eigen Geo-beton™ in gewapende constructiedelen. Op eigen initiatief is het daarna voorgedragen voor overheidsprojecten en is er contact gezocht met Rijkswaterstaat en ProRail. Van den Noort: “Grote publieke opdrachtgevers als Rijkswaterstaat en ProRail zijn zeer geïnteresseerd in het initiatief van Mobilis. In Nederland zijn, na de ondertekening van het internationale Milieuakkoord in Parijs en het nationale Betonakkoord – dat ook door Mobilis is ondertekend – grote marktpartijen steeds nadrukkelijker op zoek naar duurzame alternatieven voor gangbare grondstoffen en producten.”

geobeton1-kopieren

Een onderdeel van de spooronderdoorgang wordt gebouwd met gewapend geopolymeerbeton

 

In oktober 2019 is in Heiloo voor de spooronderdoorgang in de Vennewatersweg een proefstort gedaan van een wand in gewapende Geo-beton™. Van den Noort: “Het gaat om een nieuw product en dat vraagt gewenning bij alle betrokkenen in alle fasen.” Na een kleine aanpassing in de receptuur zijn nu zes secties, elk met een lengte van circa twintig meter, van de tussenwand gestort. De tussenwand vormt bij dit tunnelproject een onderdeel met een verlaagd risicoprofiel, de secties zijn indien nodig in principe eenvoudig te vervangen. Dankzij de in twee secties aangebrachte sensoren kan de komende tien jaar worden gemonitord hoe het geopolymeerbeton zich gedraagt.

Gevalideerd product

Mobilis is inmiddels met diverse opdrachtgevers in gesprek over een project. Van den Noort: “De constructieve veiligheid van Geo-beton™ is geborgd; het gaat om een gevalideerd product. We gaan het nog volop verder ontwikkelen en testen, maar we willen nu onze schouders er onder zetten en de toepassing van geopolymeerbeton versnellen.”   

Beton voor de toekomst: Groener, sterker en zuiniger

foto-1-kopieren
Lees het gehele artikel

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.”

foto-2-kopieren

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.”

foto-3-kopieren

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.”

foto-4-kopieren

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.”

Betonnen keerwanden op termijn 100% circulair

Lees het gehele artikel

Het streven naar een 100% circulaire economie brengt de nodige uitdagingen met zich mee, zeker in de wereld van beton. De huidige normen rechtvaardigen het gebruik van hernieuwbare grondstoffen tot maar 20% als het gaat om constructieve toepassingen. Toch heeft Bosch Beton een belangrijke stap gezet met de realisatie van een compleet nieuwe fabriek die op termijn in staat is om de productie van keerwanden 100% circulair te kunnen uitvoeren.

“We zien steeds meer mogelijkheden voor verduurzaming van beton, zowel in samenstelling als in productie”, begint Brechtje van den Beuken-van den Bosch van Bosch Beton. “Onze nieuwe betonfabriek in Barneveld is sinds 1 juni van dit jaar in bedrijf en helemaal geënt op een duurzaam proces. Uniek voor Nederlandse begrippen.” Het energieverbruik wordt gecompenseerd met ruim 18.000 zonnepanelen op het dak, maar ook het productiewater is een gesloten systeem. Dit wordt opgevangen, gefilterd en opnieuw ingezet. De fabriek is Breeam Outstanding ontworpen. Maar de keerwandproducent gaat nog een stap verder.

Hogesterktebeton

Een product een tweede leven kunnen geven, vereist een hoge kwaliteit. Bosch Beton geeft dan ook de voorkeur aan hogesterktebeton. “Keerwanden in een C60/75-betonkwaliteit kennen een zeer fijne poriënstructuur en zijn beter bestand tegen het indringen van zuren, vorst en dooizouten. Dat speelt in Nederland misschien iets minder, maar is een belangrijk aspect in de omringende landen. Hoe hoger de kwaliteit, hoe langer het product meegaat. Met een levensduur van vijftig tot zelfs honderd jaar kan een keerwand bijvoorbeeld heel eenvoudig een tweede leven krijgen.

Een tweede voordeel van hoge­sterktebeton is dat het slanker bouwen mogelijk maakt tot wel 40%. De Deutsche Bundesbahn bijvoorbeeld schrijft een betonkwaliteit voor van C30/40 met een wanddikte van 25 centimeter om de beoogde levensduur te garanderen. Wij weten diezelfde levensduur te garanderen met een slechts 15 centimeter dikke wand. De initiële investering is misschien hoger, maar het levert uiteindelijk aanzienlijke besparingen op.”

Geopolymeerbeton

Om uiteindelijk tot een circulaire economie te komen, zal men volgens Van den Beuken – van den Bosch op een andere manier moeten omgaan met investeringen. “De initiële investering moet niet leidend zijn. Bekijk het over de lange termijn en gun producten een tweede leven. Innovaties gaan heel snel, er vinden mooie ontwikkelingen plaats. Zo hebben we hoge verwachtingen van geopolymeerbeton die op termijn het cementbeton kan vervangen. Daarnaast verwachten we een verschuiving naar custom made producten, waarbij we ook met restmaterialen van de opdrachtgever zelf werken. Onze nieuwe fabriek is hierop al ingericht. De weg naar een 100% circulaire economie zullen we immers samen met onze opdrachtgevers en aannemers moeten bewandelen.”   


Bosch Beton

Grote Bosweg 1, 3771 LJ  Barneveld

T 0342 44 1050

E keerwand@boschbeton.com

www.keerwand.nl