VITO onderzoekt hoe gerecupereerde mineralen uit bouwafvalstromen gebruikt kunnen worden als cementvervangers. Dat onderzoek gebeurt in het eigen geavanceerde betonlabo. “Het kan zelfs een betonmix opleveren met betere eigenschappen dan met gewoon cement.”
Betonproductie is, voornamelijk door de fabricage van cement, verantwoordelijk voor 5 tot 8 procent van de wereldwijde broeikasgasemissies. Om die uitstoot te verminderen zijn er nieuwe betonmixen nodig op basis van alternatieve grondstoffen. Dat kunnen bijvoorbeeld gerecupereerde (‘secundaire’) mineralen zijn uit afvalstromen. VITO beschikt sinds eind 2021 over een labo om die alternatieve betonmixen te testen.
Circulariteit cruciaal
In de verduurzaming van de bouwsector is circulariteit een cruciaal begrip. Door bouwafval van gesloopte of gerestaureerde gebouwen zoveel mogelijk te gaan recycleren en hergebruiken, kan de milieu-impact van de sector worden verkleind. Meer nog, bouwmaterialen kunnen afvalstromen uit andere sectoren absorberen, zoals slakken uit de metallurgie of mijnafval.
Door onderdelen van die afvalstromen opnieuw te valoriseren kan ook de behoefte aan primaire grondstoffen worden ingeperkt. Gerecupereerde grondstoffen kunnen bijvoorbeeld deels aggregaten en cement vervangen, de twee belangrijkste componenten van beton. Vooral cement is een lastige component door zijn immense klimaatimpact: bij de productie wordt niet alleen veel fossiele energie gebruikt maar komt ook rechtstreeks CO2 vrij.
Secundaire mineralen
Gerecupereerde mineralen uit bouwafvalstromen gebruiken als cementvervangers, zogeheten supplementary cementitious materials (SCM’s), dat is een piste die VITO onderzoekt. “We zoeken naar een bestemming voor deze zogenoemde secundaire mineralen, en het ligt voor de hand dat we daarvoor in de eerste plaats naar beton kijken”, zegt Arne Peys van VITO.
Hij en zijn team beschikken sinds eind 2021 over een uitgebreid labo om beton te testen, in-house bij VITO ontworpen en samengesteld. Het beton kan hier uitgebreid bestudeerd worden: van mechanische eigenschappen, zoals stevigheid en duurzaamheid, tot praktische eigenschappen zoals toepasbaarheid. De resultaten van de tests worden dan vergeleken met conventionele betonsoorten.
Toplabo
Het hoofdgedeelte van het betonlabo huist in een ruimte van 150 vierkante meter. Daar staat de grootste apparatuur om het testbeton te mixen, te gieten of persen en te laten uitharden, waarbij het continu wordt bestudeerd. Meer gespecialiseerde tests worden uitgevoerd in twee aanpalende labo’s.
“Het labo is eigenlijk niet nieuw”, zegt Warre Van Dun van VITO. “We hadden al testapparatuur maar die was eerder klein en beperkt, en bovendien waren de toestellen verspreid over verschillende locaties binnen VITO. Dat werkte niet erg efficiënt. Nu beschikken we over grote en gespecialiseerde apparatuur waarmee we ons kunnen meten met de toplabo’s.”
Minstens 28 dagen
Een testcyclus in het betonlabo duurt minimaal 28 dagen, de tijd die beton nodig heeft om voldoende uit te harden en zijn optimale eigenschappen te bekomen. Tijdens die periode wordt het beton getest, bijvoorbeeld twee dagen en zeven dagen nadat het is gegoten. “Dat is respectievelijk de tijd waarna je erop kunt gaan staan en erop kunt rijden”, aldus Peys.
De toevoeging van SCM’s kan een grote invloed hebben op een betonmix, al bestaat die nog voor een deel uit conventioneel cement. “Sommige cementvervangers zijn chemisch inert of zeer beperkt reactief, andere reageren heel sterk met het cement en de aggregaten”, zegt Hadi Kazemi Kamyab van VITO. “Het kan zelfs gebeuren dat SCM’s een betonmix opleveren met betere eigenschappen dan met gewoon cement. Dat is dan natuurlijk helemaal geweldig als je focus ligt op duurzaam beton.”
Alternatieve aggregaten
“We voeren tests uit voor zowel interne VITO-onderzoeksgroepen als voor externe klanten, zegt Peys. “Doorgaans komen ze naar ons voor meer specifieke, gespecialiseerde vragen. Een bedrijf wil bijvoorbeeld onderzoeken of een bepaald residu uit zijn productieprocessen zou kunnen worden gebruikt als SCM. Of een betonproducent is op zoek naar alternatieve grondstoffen omdat hij vreest dat de beschikbaarheid van de huidige straks in het gedrang komt.” Wat dat laatste betreft: de prijs van cement is de afgelopen tijd bijvoorbeeld flink gestegen.
Ook voor tests op alternatieve aggregaten – bijvoorbeeld in de plaats van zand, dat nu vaak wordt gebruikt – kunnen bedrijven bij het betonlabo terecht. Het werkt al samen met de industrie in een project rond hergebruik van aggregaten, opnieuw afkomstig uit bouwafval. Ook hiervoor zijn steeds meer bedrijven op zoek naar alternatieven. Van Dun: “Door de huidige grondstoffenschaarste zien we zelfs dat secundaire grondstoffen soms al goedkoper zijn dan primaire.”
