Circulaire betontechnologie in de praktijk

Circulariteit wordt in de bouwsector steeds hoger in het vaandel gedragen. Het Buildwise heeft verschillende circulaire ambities voor 2025 (ambities2025.buildwise.be) en met de Green Deal Circulair Bouwen wil men de theoretische en praktische kennis verhogen (lees er hier meer over). In de overgang naar een circulaire bouwsector wordt ook beton onder de loep genomen. De opportuniteiten, aandachtspunten en richtlijnen van circulair beton werden onderzocht in het project Circular.Concrete. Dat project heeft nu geleid tot een overzichtelijk State of the Art rapport en een ondersteunende praktijkgids.

Opportuniteiten van circulair beton

Beton is een materiaal dat veelvuldig wordt gebruikt in de bouwsector en dat heeft uiteraard zo zijn gevolgen. Onder de nodige grondstoffen dreigt een schaarste – o.a. zandschaarste – en het materiaal brengt veel vervuiling en hoge CO₂-emissies met zich mee. Er wordt dan ook actie ondernomen: verschillende bedrijven zetten in op circulair beton en kennisentiteiten doen er alles aan om daar­over nog meer kennis te vergaren. Maar er moeten nog enkele uitdagingen worden overwonnen. Er ontbreekt immers nog een duidelijk technisch kader, waardoor ook kennis uit de praktijk ontbreekt.

Er ontbreekt nog een duidelijk technisch kader, waardoor ook kennis uit de praktijk ontbreekt

Buildwise wilde reeds een eerste stap zetten om dat euvel op te lossen. Daartoe werden in het VIS-project Circular.Concrete (tussen 2018 en 2020) in samenwerking met verschillende partijen enkele belangrijke stappen ondernomen. De reeds gekende innovaties werden meer toegepast in de praktijk en tegelijkertijd werden bijkomende innovatieve producten en technologieën onderzocht. Dat heeft uiteindelijk geleid tot meer kennis, meerdere voorbeeldcases en een (nog aan te vullen) praktijkgids.

 

Circulaire technologieën onder de loep

Binnen Circular.Concrete werd onderzocht welke technologieën bestaan om beton circulair te maken. De bevindingen van dat onderzoek werden samengebracht in het State of the Art rapport. Dat rapport geeft een beoordeling aan verschillende technologieën die de circulariteit van beton kunnen verbeteren of verhogen. In het onderzoek werden vijf proefprogramma’s onder de loep genomen.

Alternatieve cementen en toevoegsels

In het eerste proefprogramma werd bekeken wat het effect is van alternatieve cementen en toe­voegsels. Daaruit is gebleken dat alternatieve CSA cementen (calcium sulfo-aluminaatcementen) een 25% lagere klinkertemperatuur en een 20% lagere CO₂-voetafdruk hebben ten opzichte van CEM I (d.i. portlandcement met maximaal 5% andere stoffen). Bovendien beschikt die cementsoort over een snelle binding en een zeer snelle sterkteontwikkeling (sterkteklasse 42,5).

Voor het onderzoek naar toevoegsels werd gefocust op ‘Belgische’ alternatieve en secundaire toevoegsels. Deze waren zowel inert – type I: Fillinox, Carbinox, koperslakken en CalciTec – als reactief – type II: gecalcineerde klei en hoogovenslak (EcoCem - LMA).

 

Alkali geactiveerde materialen (AAM’s)

Ten tweede werd onderzocht wat de mogelijkheden zijn van beton met alkali geactiveerde materialen (AAM’s). Daaruit bleek dat de verwerkbaarheid van AA-specie soortgelijk is aan die van traditioneel beton. Ook de mechanische eigenschappen van het verharde AA-beton zijn gelijkaardig aan of zelfs beter dan die van de referenties (EE2 en EE4). Een belangrijk voordeel van AA-beton is dat het een hoge duurzaamheid geniet (bijvoorbeeld: zuurbestendigheid), waardoor het uitermate geschikt is voor agressieve omgevingen. Voor een wijd gebruik van AA-beton is het echter nog wachten op opvolgstudies, die moeten resulteren in een normenkader en een verdere opschaling van het product.

Maximaal inert skelet

Het derde proefprogramma bekeek het inert skelet van beton, waarvoor werd ingezoomd op het gebruik van gerecycleerde en secundaire granulaten. Beton met gerecycleerde granulaten (90-100% vervanging) beschikt over verminderde mechanische eigenschappen en moet wat inboeten op het vlak van duurzaamheid. Beton met kunstmatige granulaten, daarentegen, heeft gelijkaardige tot verbeterde mechanische eigenschappen en is duurzaam.

 

Recyclagetechnologie: ‘slimme breker’

Ten vierde werd een specifieke (piloot)machine voor het breken van betonpuin getest. Het gebruik van die ‘slimme breker’ (of SmartCrusher) bleek te zorgen voor een continue korrelverdeling met relatief fijn materiaal. Desondanks genoten de gerecycleerde granulaten slechts een beperkte opwaardering. Het beton (EE2) met 100% behandelde, gerecycleerde granulaten bleek echter wel goed verwerkbaar, met een laag luchtgehalte.

Recyclagetechnologie: carbonatatie van gerecycleerde granulaten

Ten slotte werd nog een tweede recyclagetechnologie onderzocht, meer bepaald carbonatatie van gerecycleerde granulaten. Die behandeling heeft als doel om de porositeit en de permeabiliteit van de gerecycleerde granulaten te verlagen. Carbonatatie zorgt wel degelijk voor een waarneembare verbetering van de fysische eigenschappen, maar dit blijft toch beperkt.

Klik hier om het volledige ‘State of the Art’ rapport te raadplegen.

 

Praktijkgids

Binnen Circular.Concrete werd ook gewerkt aan een praktijkgids om de toepassing van circulair beton zowel te vergemakkelijken als te verhogen. Er zijn immers heel wat redenen om te opteren voor circulair beton – bijvoorbeeld schaarste aan grondstoffen, milieu-impact, kosten en baten, enz. – en zoals het State of the Art rapport heeft bewezen bestaan er ook al heel wat technologieën. Toch kan het gebruik van circulair beton nog een duwtje in de rug gebruiken. Daarom biedt de praktijkgids een houvast voor het gebruik van circulaire betontoepassingen, gericht aan bouwheren, architecten, studiebureaus, aannemers, leveranciers, producten, enz.

Ontwerp

Indien men in een project gebruik wil maken van circulair beton, moeten daarvoor doordachte keuzes worden gemaakt, zowel binnen als buiten het bestaande kader (en alles daartussen). Zo moet rekening worden gehouden met:

• De beschikbaarheid van circulair beton (voorlopig nog erg beperkt in Vlaanderen);
• Het uitzicht dat het beton moet hebben in een project (is dat de bekomen met groen beton?);
• Het mechanisch gedrag van het beton;
• De extra kosten die het gebruik van circulair beton met zich meebrengt;
• Enz.

Om circulair beton te bekomen via het bestek, zal dit moeten worden opgenomen in de offertevraag

Vervolgens moet het ontwerp worden doorvertaald in een lastenboek of bestek. Momenteel zijn er echter slechts beperkte standaardteksten beschikbaar die het voorschrijven van circulair beton vereenvoudigen. Om circulair beton te bekomen via het bestek, zal dat dus concreet moeten worden uitgeschreven en mee worden opgenomen in de offertevraag. Daar komen bovendien nog een aantal aspecten bij kijken:

• Technische prestaties omschrijven en garanderen;
• Praktische organisatie van de markt en de marktvraag;
• Stimuleren van de markt;
• Andere markten die belang kunnen hebben voor resultaat (sloop).

In het ontwerp worden idealiter ook de milieuwinsten en extra kosten van circulair beton in kaart gebracht. Die aspecten zullen verder worden uitgewerkt in een volgende editie van de praktijkgids.

 

Voorbereiding

Een goeie voorbereiding garandeert dat een project met circulair beton een technisch succes wordt. Daarvoor moet in het bestek de mogelijkheid (of verplichting) voor het gebruik van circulaire technologieën worden beschreven, rekening houdend met verschillende toepassingsvoorwaarden en de nodige technische prestaties. Om garanties te geven van de conformiteit, is beton met een kwaliteitsmerk aangewezen. Denk daarbij aan de verplichte CE-markering, het BENOR-merk, ATG, enz. Voor projecten op kleinere schaal volstaan gelijkwaardige alternatieven, zoals een praktijkkeuring of projectbeton. 

Uitvoering en opvolging

Aangezien circulair beton fundamenteel verschilt van klassiek beton, moet tijdens de uitvoering met enkele specifieke aandachtspunten rekening worden gehouden, namelijk:

• verwerkbaarheid en behoud in de tijd;
• uitzicht (kleur, vlottende deeltjes …);
• (chemisch) agressief karakter;
• bindingssnelheid;
• uithardingssnelheid, sterkte-evolutie;
• nabehandeling.

Meer informatie over die aandachtspunten is te lezen in de praktijkgids.

Een belangrijk knelpunt in het gebruik van circulair beton is dat de toepassing slechts beperkt onderbouwd is in concrete praktijkervaringen en dat de werkelijke duurzaamheid op lange termijn daardoor onvoldoende bewezen is. Het is dan ook cruciaal om bij de uitvoering goed te documenteren in welke toepassingen en op welke plaatsen het circulair beton is toegepast, en wat de exacte specificaties ervan waren. Eventueel kan daarbij ook gebruik worden gemaakt van een materialen- en/of gebouwenpaspoort.
 

Klik hier om de volledige praktijkgids te bekijken. Let wel, de praktijkgids die nu werd uitgegeven is slechts een eerste aanzet. Er zijn verschillende zaken die nog verder zullen worden uitgewerkt in volgende uitgaves van de gids.

 

VOORBEELDCASES CIRCULAIR BETON

Het Circular.Concrete project kon ook enkele voorbeeldcases voorleggen:
• ResourceFull (ontwikkeling van nieuwe bindmiddelen);
• De Brabandere Wegenbouw (voorloper in het gebruik van circulair beton);
• Biostoom Beringen.