Gebouwen, bruggen, tunnels… Veel constructies zijn gemaakt van beton. Beton is sterk en gaat lang mee, maar het heeft ook nadelen. De productie van beton stoot heel veel CO2 uit.
Beton wordt gemaakt van zand, grind, water en cement. Cement is het bindmiddel van beton en is op zich zelf al verantwoordelijk voor ongeveer 8% van de wereldwijde CO2-emissies. “Als we één ton cement produceren, wordt er bijna één ton CO2 uitgestoten”, zegt Guang Ye. Hij is professor geavanceerde bouwmaterialen aan de Technische Universiteit van Delft en doet al 25 jaar onderzoek naar cement en beton. “De Europese commissie stelt zich ten doel om klimaatneutraal te zijn in 2050. Dit stelt onder andere de bouwsector voor een grote uitdaging.” Daarom onderzoekt Ye duurzame alternatieven voor cement, op basis van afval.
Ye denkt dat de aanvoer van grondstoffen ook een probleem kan vormen. We hebben in Nederland weinig grondstoffen om zelf cement te produceren. Aan cement worden nu ook vaak restproducten uit de staalindustrie of elektriciteitscentrales toegevoegd. De vergroening van de staalindustrie en het vervangen van fossiele brandstoffen zorgt ervoor dat deze restproducten minder beschikbaar zullen zijn. Ye onderzoekt duurzamere manieren om beton te maken, met grondstoffen die ruim beschikbaar zijn. “Nederland heeft zelf onvoldoende grondstoffen om cement te maken. Aan de andere kant hebben we in Nederland heel veel afval waar we niet efficiënt mee omgaan. Daarom doen we onderzoek naar alternatieve bindmiddelen voor beton, gemaakt van afval.”
— Guang YeAls we één ton cement produceren, wordt er bijna één ton CO2 uitgestoten
Ye onderzoekt of as uit afvalverbranders of biomassaverbranders geschikt zijn als bindmiddel voor beton. Hiervoor werkt hij bijvoorbeeld samen met Renewi, een Nederlands afvalbedrijf. Ook gesloopte oude gebouwen kunnen een bron zijn voor nieuw cement. Als je met afvalstoffen een bindmiddel wilt maken voor beton, is er een extra verwerkingsstap nodig. Het is volgens Ye nog een uitdaging om dit goed te laten verlopen. “We moeten een voorbewerking uitvoeren om de reactiviteit te verhogen. Hier doen we onderzoek naar.”
Beton wassen
Vaak zijn de afvalstromen vervuild met zware metalen, die een risico vormen voor milieu en gezondheid. Het afval moet worden schoongemaakt om het vervolgens te kunnen gebruiken in de productie van nieuw beton, vertelt Ye. “Eerst vermalen we het afval. Met water kunnen we vervolgens een groot deel van de vervuiling wegspoelen. Als het dan nog niet schoon genoeg is, kunnen we andere chemicaliën gebruiken om het te bewerken.” Maar ondanks het wassen en de chemische behandeling, kan het beton nog steeds vervuild zijn. “De overheid zal moeten evalueren of dit problemen oplevert”, aldus Ye.
Het ‘nieuwe’ beton heeft ook andere fysieke eigenschappen dan het oude beton. Volgens Ye weten we nog maar weinig over de levensduur van duurzaam beton. “Er is nu geen standaard voor het nieuwe soort beton; hier hebben we regels voor nodig. Niemand kan echt garanderen dat over 20 of 30 jaar geen problemen ontstaan met dit nieuwe beton, terwijl er met normaal beton al meer dan 100 jaar ervaring is.” Onderzoekers gebruiken nu computersimulaties om te voorspellen hoe goed het nieuwe beton op de lange termijn presteert.
Ye is de afgelopen jaren betrokken geweest bij verschillende bouwprojecten. In Slaghaam, Rotterdam, heeft hij meegewerkt aan de bouw van een 100% cementvrije brug. De brug is gemaakt met hoogovenslak en gerecycled aggregaat. Gerecycled aggregaat is vermalen beton of steen van gesloopte gebouwen. “De CO2-uitstoot van dit beton is verminderd met 52% ten opzichte van traditioneel beton.” Ye werkt ook aan de ontwikkeling van een duurzame verkeersbrug in Friesland, samen met de provincie en het bedrijf Haitsma Beton. Ook hier gebruiken ze hoogovenslak als alternatief bindmiddel. Hij hoopt dat de bouw van deze brug snel kan beginnen. “We hebben alle materiaal- en structuurtesten gedaan, we wachten nu alleen nog op het besluit van de provincie Friesland.”
Dit filmpje toont de constructie van de cementloze brug in Rotterdam.
Om duurzaam beton op grotere schaal te kunnen inzetten, is er samenwerking nodig met de maatschappij en de overheid, vindt Ye. “In het lab kunnen we alleen onderzoek doen op hele kleine schaal. Als we willen dat het daadwerkelijk gebruikt wordt in de maatschappij, hebben we geld en draagvlak nodig van de overheid en van de industrie.” Alleen door samenwerking met verschillende partijen kunnen we duurzaam bruggen bouwen.
Groen maken
Je huis, auto, elektrische apparaten, kleding of plastic verpakkingen; het wordt allemaal gemaakt van materialen die eigenlijk niet zo duurzaam zijn. Tegelijkertijd gooien we, vaak zonder er lang bij stil te staan, spullen weg als we ze niet meer nodig hebben. Steeds meer wordt duidelijk dat we anders moeten gaan produceren en consumeren. In deze serie onderzoeken we aan de hand van een aantal concrete voorbeelden hoe het beter kan.
