Verduurzaming van de betonsector: blijvend werken aan imago

Met alle kwalitatieve eigenschappen die we terugvinden in beton, spreekt het voor zich dat beton veelvuldig wordt toegepast in infrastructuurwerken tot hoogbouw. Maar daar wringt soms het schoentje… Ditzelfde beton heeft een vrij grote impact op ons milieu.
Bouwen met beton
Cijfers leren ons dat stortklaar beton tot op vandaag zorgt voor 4 a 5% van de CO2-uitstoot wereldwijd. Deze impact is niet langer houdbaar en daardoor zoekt elke actor die betrokken is bij het productieproces van beton naar oplossingen.
Zowel leveranciers van bindmiddelen en granulaten zijn actief bezig om het beton ‘groener’ te maken, maar ook de aanbieders van stortbeton blijven niet bij de pakken zitten.

Alternatieve bindmiddelen
Vanwege de stijgende cementprijzen en het tegengaan van klimaatverandering, worden aanbieders van bindmiddelen vindingrijk in het aanbieden van alternatieven. De focus van deze alternatieven is het beton duurzamer te maken en de CO2-impact positief te beïnvloeden.
Elke aannemer die al enige jaren actief is, kent uiteraard portlandcement (CEMI). Portlandcement bestaat al sinds het begin van de 19de eeuw en wordt verkregen door het vermalen van de (portland)klinker (min. 90% aanwezig in portlandcement). Echter, dit proces kent een hoge CO2-uitstoot omwille van zijn productie van klinker, waardoor het 80% van de CO2-afdruk van beton uitmaakt. Vanwege deze CO2-impact zijn er tegenwoordig al enkele alternatieven op de markt. We sommen ze even voor u op.

CEM II / CEM III/A
Een voordeel van dit cement is de lagere CO2-uitstoot (20 tot 50% reductie in vergelijking met portlandcement). Het is vrij gemakkelijk binnen het productieproces portlandcement te vervangen door dit type cement en het kan voor middelmatige tot hoge sterkteklassen gebruikt worden. Een bijkomend voordeel is de ultrahoge vorst-dooi-zoutbestendigheid.
CEM III/B
Een voordeel van dit cement is de lagere CO2-uitstoot (40 tot 60% reductie ten opzichte van portlandcement). Het is vrij gemakkelijk binnen het productieproces portlandcement te vervangen door dit type cement. Het heeft een hoge vorst-dooibestendigheid en is geschikt ter voorkoming van alkali-silica-reactie of sulfaataantasting. Een negatieve eigenschap is dat CEM III/B moeilijk toepasbaar is wanneer er eisen zijn gesteld aan de aanvangssterkte.
CEM III/C of Geopolymeer
Dit cement heeft een erg lage CO2-uitstoot in vergelijking met portlandcement. Hier is een reductie mogelijk van 60 tot 85%. CEM III/C is geschikt voor zelfverdichtende toepassingen, maar vertoont verschillend krimp-, kruip- en scheurgedrag. Een nadeel hiervan is dat het minder vorstbestendig is.
Hulpstoffen
Hulpstoffen kunnen dienen als 'vervangers' voor een deel van het cement en dragen bij aan de sterkteontwikkeling van ons beton. Zo worden vliegassen, metallurgische metaalslakken en geopolymeren (= AAM, Alkali geActiveerde Materialen) al frequent toegepast. Geopolymeren zijn bindmiddelen die steunen op chemische reacties van alkali-aluminosilicaat met een alkali-bron.
Ook zwavelbeton maakt zijn intrede. In deze toepassing wordt elementair zwavel in gesmolten toestand gebruikt als bindmiddel voor de granulaten en treedt verharding op door afkoeling en stolling. Opkomende alternatieven maar minder in gebruik zijn gecalcineerde klei, magnesiumsilicaatcement of belietcement.
Alternatieve wapening
De grote CO2-uitstoot van regulier beton is een feit; we mogen hierbij de wapening niet uit het oog verliezen. 20% van deze CO2-uitstoot is te wijten aan klassieke wapening. Wanneer we alternatieven gaan bekijken en toepassen, kan dit leiden tot een reductie van de CO2-uitstoot tot wel 50% van het wapeningsaandeel.
Een bijkomend voordeel is dat constructies hierdoor dunner kunnen worden ontworpen, wat resulteert in een minder noodzakelijke hoeveelheid beton. We gaan graag dieper in op de voor- en nadelen van alternatieve wapening.

Basaltvezel of glasvezel
Alternatieve wapening die we op vandaag op de markt vinden, zijn hoofdzakelijk de basaltvezel (Basalt fiber-reinforced polymer of kortweg BFRP) en de glasvezel (GFRP of glasvezelversterkte kunststof afgekort GVK). Beide kunnen zowel als constructieve (macro)vezel worden toegepast, vergelijkbaar met de staalvezels, maar ook als staven, een alternatief voor de traditionele bewapening. Gevolg is dat constructies hierdoor ook hybride gewapend kunnen worden.

Voordelen
Een voordeel van de alternatieve wapening is dat de treksterkte ongeveer het dubbele van staal is. Bij brand heeft deze vezel tot ca. 400 graden goede sterkte-eigenschappen. De vezels roesten niet, wat de levensduur verlengt en ook positieve invloeden heeft op de scheurwijdte-eis en de dekkingseis.
Deze alternatieve wapening weegt een vierde ten opzichte van stalen wapening, wat voordelig is tijdens het plaatsen en het transport. Hybride constructies zijn bijgevolg goed realiseerbaar, met als gevolg dat we tot lichtere en dunnere constructies kunnen komen met dezelfde kwaliteiten. Dit vereist minder wapening maar ook minder beton. Tot slot zijn de vezels steenachtig en bijgevolg recyclebaar.
Nadelen
Helaas zijn er ook enkele nadelen verbonden aan basalt- en glasvezel. De elasticiteitsmodulus bijvoorbeeld is met circa 50.000 N/mm² een stuk lager dan die van staal, wat tot wijdere scheuren kan leiden, met negatieve invloed op sterkte en duurzaamheid. Ook maakt de alternatieve wapening (nog) geen onderdeel uit van de Eurocode.
De lijm tussen de vezels verliest zijn samenhang bij een temperatuur rond 100 °C. De prijs voor dit alternatief kan tot 2 keer zo hoog zijn als stalen wapening. Echter, aangezien alternatieve wapening lichter is en vaak minder aanvulling vereist, kan de effectieve prijs van het eindproduct in specifieke gevallen vergelijkbaar zijn.
Gerecycleerde betongranulaten
Toepassingen van beton met gerecycleerde betongranulaten komen we meer en meer tegen op werven. De opwaardering naar hoogwaardige betongranulaten als basis voor circulair beton zorgt voor vertrouwen binnen diverse toepassingen. Dit circulaire beton is ook beschikbaar onder het officiële Belgische kwaliteitsmerk BENOR voor constructieve toepassingen. Doordat het vertrouwen in deze nieuwe trend stijgt, wordt dit beton steeds meer voorgeschreven.

Door het gebruik van dit circulaire beton, sparen we steeds meer natuurlijke granulaten uit, wat een impact heeft op de CO2-uitstoot van ontginning en transport van deze granulaten. Dit is uiteraard ook een positieve evolutie op lange termijn, aangezien deze primaire granulaten wereldwijd steeds schaarser worden. Op deze manier boeken we vandaag al een winst van 20 tot 30% op de CO2-uitstoot van het deel granulaten.
In geval van alternatieve bindmiddelen, alternatieve wapening en gerecycleerde granulaten, kunnen we de CO2-impact gemakkelijk reduceren tot onder de 50%
Omdat we dit circulaire beton steeds meer op industriële schaal gaan gebruiken, zien we de voordelen op het vlak van stabiliteit, gebruiksgemak en materiële duurzaamheid. Het ecologisch duurzaam bouwen blijft in opmars, waardoor de samenstelling van dit soort beton steeds verder wordt ontwikkeld.
Europese norm
De Europese norm NBN EN 206 en zijn nationale bijlage NBN EN 15-001 schrijven voor dat gerecycleerde granulaten (betongranulaat type A+ en menggranulaat type B+) en kunstmatige granulaten mogen gebruikt worden mits ze voldoen aan de norm NBN EN 12620 en aan bijkomende eisen, waaronder het kaliber, de samenstelling, de volumieke massa en de waterabsorptie.
Specifiek voor kunstmatige granulaten zijn enkel luchtgekoelde hoogovenslakken, gegranuleerde of kristallijne ruwijzerhoogovenslakken, ferro-staalslakken (BOF, EAF en RVS) en non-ferro metaalslakken (Pb) normatief toegestaan. De toepassing van deze granulaten in beton wordt echter beperkt tot welbepaalde sterkteklassen, omgevingsklassen en vervangingspercentages van de natuurlijke granulaten.
Indien men hiervan afwijkt, dient de gebruiksgeschiktheid aangetoond te worden voor de beoogde betonsamenstelling en het beoogde gebruik.

(maart 2024)
Voorschrijven
Wanneer we alternatieve grondstoffen binnen beton willen voorschrijven, doen we dit primair vanuit de motivatie om de wereldwijde milieu-impact te reduceren. Kiezen voor dit ‘nieuwe’ beton maakt deel uit van ‘verantwoord’ bouwen en draagt bij tot een positief imago. Wanneer we voor alternatieven kiezen, verkleinen we de milieu-impact en verhogen we de maatschappelijke bewustwording. Hoe meer van dit type beton wordt voorgeschreven, hoe meer toepassingen, en bijgevolg vertrouwen, we hebben in deze betontypes.
Als we tot een beton of constructie kunnen komen op basis van alternatief bindmiddel, alternatieve wapening en op basis van gerecycleerde granulaten, dan kunnen we gemakkelijk de CO2-impact reduceren vlot onder de 50%. Naast de positieve milieu-impact, kiezen we eveneens voor duurzaamheid. Waar wachten we op?