auteur ir. Edwin Vermeulen MBA Cement&BetonCentrum
Hoe zit het nu werkelijk met de CO 2-emissie en -opname door beton
Balans tussen
emissie en
opname CO
2
Ongeveer 7% van de CO 2 die wereldwijd door toedoen van
de mens in de atmosfeer komt, wordt veroorzaakt door de pro-
ductie van cement. In Nederland, wereldwijd koploper in het
gebruik van cementsoorten met een lage CO
2-footprint, is deze
bijdrage slechts 1%. Een deel van de bij de productie van
cement vrijgekomen CO
2 wordt weer opgenomen door carbo-
natatie van beton, mortels en betongranulaat. Naar schatting
bedraagt dit circa 25%. In dit artikel wordt de relatie tussen CO
2,
cement en beton met cijfers toegelicht en volgt een berekening
van de CO
2-emissie en -opname voor de Nederlandse situatie.
CO 2-emissie bij de productie
van cement
Bij de productie van zogeheten port-
landcementklinker, de belangrijkste
grondstof voor cement, komt veel CO
2
vrij. Het grootste gedeelte, circa 55%, is
het onvermijdelijke gevolg van de
chemische reactie bij de productie, de
zogeheten calcinatie van kalksteen.
Hierbij wordt kalksteen (CaCO
3) omge-
zet in vrije kalk (CaO) en CO
2. Het gaat
hierbij om ongeveer 510 kg CO
2 per
ton klinker. Daarnaast is circa 35% van
de CO
2-footprint afkomstig van de fos-
siele brandstoffen die voor de klinker-
oven worden gebruikt en circa 10% is CO
2 diverse cementsoorten
Portlandcement bestaat voor het groot-
ste gedeelte uit portlandcementklinker
en heeft van de reguliere cementsoorten
dan ook de hoogste CO
2-emissie: circa
880 kg CO
2 per ton cement voor een
CEM I 52,5 R. Bij andere cementsoorten
zoals hoogovencement en portland-
vliegascement wordt een deel van de
portlandcementklinker vervangen door
secundaire grondstoffen uit andere pro-
ductieprocessen (ijzer, elektriciteit). Hier-
door hebben deze cementen een veel
gunstiger CO
2-profiel. Zo heeft hoog-
ovencement CEM III/B een CO
2-emissie
van circa 280 kg per ton cement.
afkomstig van het elektriciteitsverbruik
voor de cementmaling (fig. 2).
Verlaging CO
2-emissie
Om deze emissie te verlagen, zoekt de
cementindustrie naar alternatieve klin-
kersoorten en wordt gekeken naar de
mogelijkheid de bij de calcinatie vrijko-
mende CO
2 af te vangen. De CO 2-emis-
sie als gevolg van de verbranding van
fossiele brandstoffen kan worden ver-
laagd door het gebruik van alternatieve
brandstoffen. In Nederland, België en
Duitsland is het gebruik van fossiele
brandstoffen hierdoor met meer dan
60% gereduceerd.
16 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 16 06-10-17 14:26
Eerder verschenen
artikelen over CO
2-
opname:
? CO 2-footprint beton veel lager
dan gedacht (29 november
2016, Betoniek.nl)
? Geclaimde CO
2-opname beton
onjuist (10 februari 2017,
Betoniek.nl)
Zie www.betoniek.nl/CO
2
1
Geluidswal A2
2
CO2-emissies bij de productie van portlandcement
Gemiddeld bedraagt de emissie in
Nederland 490 kg CO
2 per ton cement.
Emissie ten opzichte van totaal
Zoals aangegeven wordt ongeveer
7% van de CO
2 die wereldwijd door
toedoen van de mens in de atmosfeer
komt, veroorzaakt door de productie
van cement. In de westerse wereld ligt
het aandeel van de cementproductie in
de totale CO
2-emissie een stuk lager
dan 7%.
CO
2-emissie Europa
In Europa bedraagt de CO
2-emissie van
de cementindustrie circa 2,5% van de
55%
35% 10%
CO 2-emissies productie portlandcement
calcinatie
cementmaling
fossiele
brandstoffen
totale emissie en in de VS circa 1,5%.
Het wereldwijde gemiddelde wordt
vooral door China omhooggetrokken
? hier bedraagt de CO
2-emissie door
cementproductie zo'n 10%. Dat weegt
zwaar door want China neemt meer
dan 50% van de wereldwijde cement-
productie voor haar rekening.
CO 2-emissie Nederland
In Nederland bedroeg de totale CO 2-
emissie in 2015 circa 165 miljoen ton
[2]. In dat jaar werd 4,0 miljoen ton
cement verbruikt (dus inclusief geïm-
porteerd cement). Met een gemid-
delde emissie van 490 kg CO
2 per ton
17 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 17 06-10-17 14:26
cement bedroeg de CO 2-emissie dus
bijna 2,0 miljoen ton. Dit komt overeen
met 1,2% van de totale CO
2-emissie in
Nederland. Dit relatief lage percentage
is vooral het gevolg van de groot
-
schalige toepassing van hoogoven -
cement met een hoog slakpercentage
(CEM III/B).
Ter vergelijking: verkeer en vervoer
veroorzaakte in 2015 20% van de CO
2-
emissie en de gebouwde omgeving
15%. De landbouwsector (hoofdzakelijk
de glastuinbouw) droeg in 2015 4% bij
en de overige industrie en energiesector
droegen 60% bij. In figuur 4 worden
deze percentages weergegeven. Het
voor cement genoemde percentage is,
in tegenstelling tot de overige percenta-
ges, inclusief import waarbij de emissies
feitelijk in het buitenland plaatsvonden.
CO 2-opname door carbonatatie
Beton veroorzaakt niet alleen CO 2-emis-
sie. Gedurende de levensduur van
betonnen constructies en in de recy-
clingfase neemt het beton ook CO
2 op.
Dit proces, carbonatatie genaamd, com-
penseert een deel van de CO
2-emissie als
gevolg van de productie van cement.
Als alle calcium uit het beton reageert
met CO
2, zal er per ton portlandce-
ment 490 kg CO
2 worden gebonden.
Dit is eenvoudig te bepalen en terug te
vinden in de literatuur. Bij de CSH-gel
zal dat niet gebeuren; ook onder rela-
tief gunstige omstandigheden zoals
buiten beschut blijft de carbonatatie-
graad van de CSH-gel beperkt tot 50%.
Samen met de volledige carbonatatie
van calciumhydroxide en gedeeltelijke
carbonatatie van andere fasen in de
cementsteen wordt daardoor in de
gecarbonateerde zone van beton
buiten beschut 370 kg CO
2 per ton
portlandcement vastgelegd.
De mate waarin beton CO
2 opneemt, is
van zeer veel factoren afhankelijk. Van
invloed zijn onder andere de cement-
soort, de water-cementfactor, de dikte
van een constructie, de vochtcondities,
het gebruik van coatings, het cement-
gehalte, de levensduur van een con-
structie en in de recyclingfase de wijze
en duur van de opslag en de korrelver-
CO 2-emissie beton in Nederland
Bijna al het cement (circa 90%) wordt
toegepast in beton. Interessant is het dus
te weten wat de CO
2-emissie gerelateerd
aan de productie van betonmortel is (in-
clusief de productie en transport van de
grondstoffen). Deze wordt bij beton-
mortel voor meer dan driekwart bepaald
door het cement (2015: 78% [3]). Bij
betonproducten ligt dit aandeel nog
hoger, doordat het aandeel hoogoven-
cement hier lager is dan in de betonmor-
telindustrie. De CO
2-emissie gerelateerd
aan de betonproductie in Nederland
bedraagt daardoor (inclusief productie
en transport van al dan niet geïmpor-
teerde grondstoffen) minder dan 1,5%
van de totale CO
2-emissie in Nederland.
Betonstaal
Dit percentage is exclusief het in gewa-
pend beton toegepaste staal. Bij de pro-
ductie van 1 ton wapeningsstaal komt
1360 kg CO
2 vrij [4]. In Nederland werd
in 2015 naar schatting maximaal
455.000 ton wapenings- en voorspans-
taal gebruikt (cijfers in [5] gecorrigeerd
voor 2015) oftewel gemiddeld ruim
30 kg per m
3 beton (in 2015 werd circa
14 miljoen m
3 beton geproduceerd). Dit
komt overeen met 620.000 ton CO
2 per
jaar oftewel 0,4% van de totale CO
2-
emissie in Nederland. Ondanks het rela-
tief kleine volume staal in beton maakt
staal hierdoor circa 20% van het totale
CO
2-profiel van (gewapend) beton uit.
4
CO
2-emissie in
Nederland (o.a. [2])
3
Cementoven
5
Betonconstructie in de open lucht
1%
60%
4%
20%
15%
CO 2-emissie Ne
derland 2015
cement incl. import
overige industrie en
energiesector
landbouw
verkeer en vervoer
gebouwde omgeving
18 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 18 06-10-17 14:26
deling van het betongranulaat. De
relaties tussen deze factoren en de
CO
2-opname zijn goed bekend en vast-
gelegd in formules. Deze formules zijn
eenvoudig toe te passen op een beton-
element. Ook voor een complete beton -
constructie kan met deze formules een
goede inschatting worden verkregen
van de CO
2-opname, maar voor een
heel land en zeker voor de hele wereld
lijkt dat nauwelijks te doen. Toch is er
voor de gehele wereld een poging
gedaan. In november 2016 zijn de
resultaten hiervan gepubliceerd in een
artikel in Nature Geoscience [1]. Om een
inschatting te krijgen van de CO
2-
opname door beton in Nederland wor-
den er twee methoden gehanteerd.
Begonnen wordt met het vertalen van
de conclusies van het artikel in Nature
Geoscience naar de Nederlandse situa-
tie. Vervolgens wordt er zelf gerekend
op basis van de formules in de norm EN
16757 (Product Category Rules voor
beton en betonelementen).
Interpretatie artikel Nature
voor Nederland
In het artikel in Nature stellen de onder-
zoekers dat 43% van de CO
2 die vrij-
komt bij de calcinatie weer door het
beton wordt opgenomen, dus circa 220
kg CO
2 per ton portlandcement (43%
van 510 kg). Dit zou volgens hetzelfde
artikel overeenkomen met een CO
2-
opname ter grootte van 2,5% van de
wereldwijd door de mens veroorzaakte
CO
2-emissies. Voor de berekeningen is
per werelddeel en soms per land een
zeer uitvoerige inventarisatie gemaakt
van de benodigde gegevens. Het betreft
onder andere de cementproductie
vanaf 1930, het aandeel hiervan in mor-
tels vanaf 1980, de onderverdeling naar
toepassingsgebied (o.a. woningen, kan-
toren en civiele werken), de toegepaste
sterkteklassen vanaf 1980 per toepas-
singsgebied, de gemiddelde cementge-
halten vanaf 2001, de vochtcondities
(binnen, buiten beschut, buiten on-
beschut, nat en onder de grond), de
levensduur van constructies, de duur
van de opslag van betongranulaat, de
gemiddelde betondikte per toepassing, de korrelverdeling van betongranulaat
en de cementsoort.
Correctie voor Nederlandse situatie
De genoemde 2,5% is niet direct van
toepassing voor de Nederlandse situa-
tie, omdat wereldwijd hoofdzakelijk
met portlandcement wordt gewerkt.
De CO
2-emissie van beton met hoog-
ovencement is minder dan bij portland-
cement en dat geldt ook voor de CO
2-
opname. Beton met hoogovencement
carbonateert weliswaar sneller dan
beton met portlandcement, maar des-
ondanks wordt hierbij minder CO
2 vast-
gelegd. Verder wordt wereldwijd veel
meer cement in dunne, relatief poreuze
pleisterlagen toegepast dan in Neder-
land. En in die dunne lagen wordt meer
CO
2 opgenomen dan in beton. Tot slot
wijkt de verhouding beton/CO
2-emissie
per inwoner in Nederland af van het
wereldwijde gemiddelde. Voor deze
drie factoren moet de conclusie in
Nature worden gecorrigeerd.
Correctie voor slakgehalte
Het slakgehalte van beton in Nederland
bedroeg in 2015 gemiddeld circa 40%
van het totale bindmiddelgehalte. In [6]
wordt aangegeven dat portlandcement
47% van haar (totale) CO
2-emissies
vastlegt en cement met 80% slak
slechts 20%. Lineair interpoleren levert
voor 40% slak een CO
2-opname van
33,5% op. Ten opzichte van de 47%
voor portlandcement is dit een reductie
van 28,7%. Afgerond kan dus worden
aangenomen dat voor de Nederlandse
situatie de CO
2-opname ongeveer 30%
lager zal zijn dan het wereldwijde
gemiddelde. De correctiefactor voor
het hoge aandeel slak is dus 0,7.
Correctie voor mortel
In het artikel in Nature wordt gesteld
dat 30% van het geproduceerde
cement wordt toegepast in mortel, ter-
wijl de mortel verantwoordelijk is voor
70% van de CO
2-opname. Dit komt
door de over de hele wereld grootscha-
lige toepassing van mortels in dunne
pleisterlagen. In Nederland bedraagt
het aandeel mortel echter geen 30% maar grofweg 10% van het totale
cementvolume. Van die 70% CO
2-
opname door mortel blijft dan maar
23% (33% van 70%) over. Het aandeel
beton in de CO
2-opname van 30% kan
voor Nederland worden verhoogd naar
38% (90/70 ? 30). De correctiefactor
voor het lagere aandeel mortel wordt
hierdoor 0,61.
Correctie voor beton/CO
2-emissie
Tot slot moet worden gecorrigeerd voor
het verschil in de verhouding beton/
CO
2-emissie per inwoner in Nederland
en het wereldwijde gemiddelde. In
Nederland rijden we per inwoner meer
auto, vliegen meer, gebruiken meer gas
en elektriciteit, eten meer vlees en pro-
duceren meer goederen dan de gemid-
delde wereldburger. Hierdoor stoten we
per Nederlander bijna 10 ton CO
2 per
jaar uit terwijl dat voor de gemiddelde
wereldburger 5 ton is. In Nederland
wordt ongeveer 0,8 m
3 beton per inwo-
ner geproduceerd. Wereldwijd is dit
naar schatting 1,5 m
3 per inwoner
(berekend op basis van 7,35 miljard
mensen en een productie van 4,6 mil-
jard ton cement in 2015 waarvan 70%
in beton wordt toegepast met gemid-
6
Betongranulaat
19 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 19 06-10-17 14:26
deld 300 kg cement per m 3). In Neder-
land is dus de helft minder (jong) beton
om CO
2 op te nemen en wordt twee-
maal zoveel CO
2 uitgestoten. De hier-
voor benodigde correctiefactor op de in
Nature genoemde 2,5% wordt dus
0,27 (0,8/1,5)/(10/5).
Met deze drie correctiefactoren blijft
van de in Nature genoemde 2,5% voor
Nederland slechts 0,29% over
(2,5% ? 0,7 ? 0,61 ? 0,27). Fors lager
dus, maar daar staat natuurlijk tegen-
over dat de CO
2-emissie gerelateerd
aan het cementverbruik in Nederland
slechts 1,2% van de totale CO
2-emissie
in Nederland bedraagt in plaats van het
wereldwijde gemiddelde van circa 7%.
Op basis van deze berekening kan wor-
den geconcludeerd dat in Nederland
beton door carbonatatie bijna 25%
(0,29% t.o.v. van 1,2%) van de CO
2
die vrijkomt bij de productie van
cement weer opneemt.
Berekening CO 2-opname
volgens EN 16757
Om de opname van CO 2 te bepalen,
kan ook gebruik worden gemaakt van
regelgeving. De norm EN 15804 [7]
geeft basisregels voor het opstellen van
milieuverklaringen van bouwproducten
en dus voor het uitvoeren van LCA-ana-
lyses. In aanvulling daarop is er de norm
EN 16757 [8] die regels geeft voor
EPD's (Environmental Product Declarati-
ons) voor beton en betonproducten. In
bijlage BB van EN 16757 worden richt-
lijnen gegeven om de CO
2-opname
door carbonatatie te berekenen. Het
gaat hierbij om de opname gedurende
de gebruiksfase (module B in EN
15804) en gedurende de eindelevens-
duurfase (module C). Gebruiksfase
De basisformule voor de berekening
van de CO
2-opname in de gebruiksfase
is als volgt:
CO
2-opname (kg/m 2) =
k ? (? t/1000) ? Utcc ? C ? D
c (1)
waarin:
k
is
de k-factor voor de carbonatatie -
diepte (tabel 1)
t
is de levensduur in jaren
Utcc
is de maximale theoretische CO 2-
opname in kg per kg cement
(0,49 kg voor CEM I)
C
is het cementgehalte in kg per m 3
beton
D
c is de carbonatatiegraad (tabel 1)
Voor het aandeel slak, vliegas, kalksteen
en silica fume worden er vanwege de
sneller verlopende carbonatatie correc-
tiefactoren voor de k-factor gegeven.
Voor slak zijn deze factoren: 1,20 voor
30 tot 40% slak, 1,25 voor 40 tot 60%
slak en 1,30 voor 60 tot 80% slak.
De Utcc moet ook worden gecorrigeerd
voor de cementsoort. Voor het aandeel
slak zou volgens EN 16757 geen CO
2-
opname moeten worden gerekend.
Deze conservatieve benadering is geko-
zen omdat er onvoldoende bronnen
zijn om in een norm een waarde vast te
leggen voor de CO
2-opname door
carbonatatie van hoogovencement. In
andere bronnen worden voor slak waar-
den tot 0,24 kg genoemd. Op basis van
de eerdergenoemde literatuur lijkt een
waarde van 0,14 kg CO
2/kg slak realis-
tisch om mee verder te rekenen.
Berekeningen
Voor een enkel betonelement is het met bovenstaande formules eenvoudig om
de CO
2-opname in de gebruiksfase te
berekenen (zie kader 'Voorbeeldbereke-
ning'). Om dit voor een heel land te
berekenen, is het noodzakelijk veel aan-
namen en forse vereenvoudigingen toe
te passen. Hiervoor is een spreadsheet
gemaakt met vijf categorieën toepas-
singen: woningbouw, utiliteitsbouw,
civiele constructies, mortels en beton-
waren. Voor deze categorieën zijn apart
voor betonmortel en betonproducten
het volume, de gemiddelde sterkte-
klasse, het gemiddelde slakgehalte, het
gemiddelde cementgehalte en de
gemiddelde dikte ingevuld. De vijf toe-
passingsgebieden zijn weer onderver-
deeld naar de in tabel 1 genoemde vijf
vochtcondities. Formule (1) is daarmee
vijftigmaal toegepast. Uitgegaan is van
14 miljoen m
3 beton in 2015 en een
levensduur van 60 jaar. Berekend wordt
wat deze 14 miljoen m
3 gedurende de
levensduur aan CO
2 zal opnemen.
Omdat beton vooral in de eerste jaren
veel CO
2 opneemt, het volume aan
beton al decennia in orde van grootte
constant is en het gehalte aan slak in de
afgelopen decennia is gestegen, geeft
deze benadering een redelijke tot con-
servatieve inschatting van de jaarlijkse
opname van CO
2 door het in Neder-
land aanwezige beton. Verder kunnen
de parameters zoals gemiddelde sterk-
teklasse, cementgehalte en gemiddelde
constructiedikte conservatief worden
gekozen, zodat ook het eindresultaat
een conservatieve schatting is van de
totale CO
2-opname. Op deze wijze
berekend bedraagt de jaarlijkse CO
2-
opname door beton (minimaal)
365.000 ton.
Einde levensduur
In de eindelevensduurfase wordt het
beton gebroken tot betongranulaat,
waardoor het oppervlak sterk wordt ver-
groot en daarmee ook de CO
2-opname.
Deze CO
2-opname is eenvoudiger te
berekenen. Hoeveel CO
2 door betongra-
nulaat van 1 m
3 beton wordt opgeno-
men, is echter wel een punt van discus-
sie. EN 16757 noemt een conservatieve
waarde van 5 kg CO
2 per m 3, maar stelt
Tabel 1 k-factoren en carbonatatie als functie van sterkteklasse en vochtconditie\
s [8]
vochtconditie k-factor carbonatatiediepte CEM I (mm/?jaar) carbonatatie-
graad (D
c)
C15-C20 C25-C35 > C35
buiten onbeschut 2,71,61,1 0,85
buiten beschut 6,64,42,7 0,75
in de grond (boven grondwater) 1,10,80,5 0,85
binnen met coating 6,94,62,7 0,40
binnen zonder coating 9,96,63,8 0,40
20 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 20 06-10-17 14:26
Tabel 2 CO 2-emissies als percentage van de totale
CO
2-emissie in Nederland
vochtconditie CO
2-emissie CO 2-emissie
minus opname
cement 1,2%0,9%
beton 1,5%1,2%
beton inclusief
wapeningsstaal 1,9%
1,6%
dat op de langere termijn voor beton
met 300 kg CEM I zou kunnen worden
uitgegaan van 110 kg CO
2 per m 3. In
een concept CEN Technical Report
wordt hiervoor een waarde van 22 kg
CO
2 per m 3 voorgesteld. Als deze 22 kg
als uitgangspunt wordt genomen voor
portlandcementbeton en wordt gecorri-
geerd voor het aandeel slak, neemt de
jaarlijkse 12 miljoen ton betongranulaat
83.000 ton CO
2 per jaar op.
In totaal neemt beton in Nederland dus
jaarlijks 448.000 ton CO
2 op. Ten
opzichte van de totale CO
2-emissie in
Nederland gaat het om 0,27%.
Conclusies berekeningen CO
2-opname
De vertaling van de conclusies in Nature
naar de Nederlandse situatie resulteert
in een CO
2-opname van 0,29% van de
totale CO
2-emissie in Nederland. De op
EN 16757 gebaseerde berekening zit
hier met 0,27% opvallend dichtbij. De
basisuitgangspunten zijn natuurlijk wel
hetzelfde, maar de berekeningen zijn
geheel los van elkaar gemaakt en de
rekenmethodieken verschillen sterk.
Ondanks deze dicht bij elkaar liggende
uitkomsten moet worden bedacht dat
er in beide gevallen (inclusief de bereke-
ningen in Nature) zeer veel aannamen
en schattingen aan de berekeningen
ten grondslag liggen. De werkelijke
CO
2-opname zal vermoedelijk ergens
tussen de 0,2 en 0,4% liggen.
CO 2-emissie verder omlaag
Beton is na water het meest geprodu-
ceerde materiaal. Er wordt meer beton
geproduceerd, zowel in gewicht als in
volume, dan alle andere bouwmateria-
len bij elkaar. Een significante netto
-
bijdrage van 1,2% aan de totale CO 2-
emissie in Nederland (tabel 2) is dus
begrijpelijk, hoewel Nederland wereld-
wijd veruit koploper is in het gebruik
van CO
2-arme cementen. Desondanks
moet de CO
2-emissie uiteraard nog ver-
der omlaag. De cementindustrie werkt
daarom voortdurend aan nog verdere
verlaging van de CO
2-emissie, onder
andere door het gebruik van alterna-
tieve en hernieuwbare brandstoffen, het steeds verder vervangen van klinker
door andere componenten als slak en
vliegas, en het gebruik van groene
stroom voor cementmaling. Daarnaast
worden mogelijkheden voor het afvan-
gen van bij de klinkerproductie vrij
-
komend CO 2 onderzocht en worden
mogelijke alternatieven voor portland-
cementklinker ontwikkeld. Hopelijk kan
cement hierdoor op de zeer lange ter-
mijn, geholpen door de CO
2-opname
door carbonatatie, CO
2-neutraal
worden.
Literatuur
1 Nature Geoscience, Substantial global
carbon uptake by cement carbona-
tion, november 2016.
2
www.emissieregistratie.nl.
3
Resultaten keurmerk Beton Bewust,
VOBN, oktober 2016.
4
LCA Wapeningsstaal ? Branchestudie
VWN, Stichting Adviescentrum
metaal, juni 2015.
5
Update prioritering handelingsper-
spectieven verduurzaming betonke
-
ten 2016, CE Delft, november 2016.
Voorbeeldberekening
Als voorbeeld wordt een betonnen wand genomen
van 10 × 3 m
2, 300 mm dik en aan beide zijden
buiten beschut. De sterkteklasse is C30/37 en het
beton bevat 350 kg CEM III/A (50% slak) per m
3.
De ontwerplevensduur is 50 jaar. Uit tabel 1 en
de correctiefactor voor 50% slak volgt de k-factor
(4,4 ? 1,25 = 5,5) en de carbonatatiegraad D
c (0,75).
De maximale theoretische CO
2-opname in kg per
kg cement Utcc is 0,50 ? 0,49 + 0,50 ? 0,14 = 0,31.
Uit formule (1) volgt de CO
2-opname in de
gebruiksfase: 5,5 ? ?50/1000 ? 0,31 ? 330 ? 0,75 =
3,0 kg CO
2/m 2. Voor de gehele wand is dit 180 kg
CO
2, wat overeenkomt met
20 kg per m
3 beton. De car-
bonatatiediepte bedraagt na
50 jaar 5,5 ? ?50 = 39 mm.
Zoals gesteld kan worden
aangenomen dat na het bre-
ken in enkele maanden circa
22 kg CO
2 per m 3 beton
wordt opgenomen. In dit
voorbeeld wordt dus totaal
42 kg/m
3 opgenomen. Uit-
gaande van een CO
2-emissie van het cement van 440 kg/ton en dus 145 kg voor
het cement in 1 m
3 beton, wordt dus 29% van de
CO 2-emissie als gevolg van de productie van het
cement weer opgenomen.
Het totale verloop van de CO
2-opname wordt voor dit
voorbeeld weergegeven in figuur 7. Weergegeven
wordt de CO
2-opname als percentage van de oor-
spronkelijke CO
2-emissie van het toegepaste cement.
De sprong is het gevolg van het breken van het beton.
0 5
10
15 20
25 30
350
10 2030 405060 % CO
2-opname t.o.v. emissie cement
tijd (jaren)
CO 2-opname beton
7
CO
2-opname t.o.v. emissie
6 Life-cycle greenhouse gas emissions
of blended cement concrete inclu
-
ding carbonation and durability'
(Universidad Politecnica Valencia,
Yepes Piqueras, V.; Alcalá González, J.,
2014. International Journal of Life
Cycle Assessment. 19(1):3-12.
doi:10.1007/s11367-013-0614-0.
7
NEN-EN 15804:2012+A1:2013 en
'Duurzaamheid van bouwwerken
? Milieuverklaringen van producten ?
Basisregels voor de productgroep
bouwproducten'.
8
NEN-EN 16757:2017 en 'Duurzaam-
heid van bouwwerkzaamheden
? Milieuverklaringen van producten ?
Productcategorieregels voor vooraf
vervaardigde betonproducten'.
21 VAKBLAD I 3 2017
1_CO2opname_beton.indd 21 06-10-17 14:26
Reacties
Edwin Vermeulen - Cement&BetonCentrum 03 november 2017 14:27
De in het artikel beschreven uitgangspunten zijn vastgelegd in bijlage BB.2 van de Europese norm NEN-EN 16757. In deze bijlage is ook een zeer uitgebreide literatuurlijst opgenomen.
Koos Schenk - SmartCrusher 03 november 2017 09:41
Geachte redactie, Tegen enkele aannames in deze Betoniek wil ik met klem ageren. Het betreft voornamelijk de onderstaande alinea: " Als alle calcium uit het beton reageert met CO2, zal er per ton portlandcement 490 kg CO2 worden gebonden. Dit is eenvoudig te bepalen en terug te vinden in de literatuur. Bij de CSH-gel zal dat niet gebeuren; ook onder relatief gunstige omstandigheden zoals buiten beschut blijft de carbonatatiegraad van de CSH-gel beperkt tot 50%. Samen met de volledige carbonatatie van calciumhydroxide en gedeeltelijke carbonatatie van andere fasen in de cementsteen wordt daardoor in de gecarbonateerde zone van beton buiten beschut 370 kg CO2 per ton portlandcement vastgelegd." Het is jammer dat de verwijzing naar literatuur waar de redacteur op doelt niet is opgenomen.. Zelf kan ik niets in voor mij bekende literatuur informatie vinden die deze stellingen, de enorme hoeveelheid CO2 die herbonden kan worden, onderbouwen. Wel is in diverse literatuur te lezen hoeveel Ca(OH)2, welke nodig is om CO2 te kunnen binden, er uit de diverse cementmineralen vrij kan komen na uitharding. (onder andere: Czernin, W., Cement chemistry and physics for civil engineering. Chemical Publishing Company, 1962. En vertaald door Ir.K.L.A. van der Leeuw Cement voor de bouwwereld, uitgave Verkoop organisatie Nederlands Cement 1968) In Betoniek : https://www.betoniek.nl/geclaimde-co2-opname-beton-onjuist is al eerder vanuit de cementchemie geconcludeerd: "Tussentijdse conclusie: als al het portlandcement (100%) hydrateert, reageert met water, zal in het gunstige geval maar 13% CO2 worden afgevangen van de ongeveer 100% die bij de productie werd uitgestoten (uitgaande van CO2 -uitstoot versus massa cement van 1:1)." Dit komt overeen met zo'n 130 kg voor een "mondiaal" CEM I. Bij carbonateren zal de voor gewapend beton zo belangrijke pasiverende (beschermende) werking van de hoge pH teniet worden gedaan. Dus als daadwerkelijk al het cement in welke toepassing dan ook zou zijn gecarbonateerd,al is het maar voor de buitenste paar cm (13% CO2 terug opname) dan zou er waarschijnlijk geen enkele gewapende betonconstructie nog overeind staan. In: M.R. de Rooij, Cementsteen: Basis voor beton. Aeneas Media, 2010. (ISBN 9789075365993) Valt de conclusie te lezen: "Overigens kan bij verdergaande carbonatatie van het beton ook de C-S-H-matrix carbonateren. Deze reactie vindt uitsluitend plaats in de buitenste schil bij calciumarme cementen zoals hoogovencement. Bij portlandcement komt deze vorm van carbonatatie eigenlijk nooit voor [6]." (Ik mag iedereen deze speciale uitgave van Betoniek van harte aanbevelen.) Dit Betoniek artikel (3-2017) is aan de ene kant (onnodig) onheil voorspellend; om ons heen kijkende zien we dat verreweg de overgrote meerderheid van gewapend betonconstructies er gezond en wel bijstaan (en daar zijn nou net de beste plaatsen "Buiten beschut" voor CO2 te vinden). Aan de andere kant, hoe jammer dat dat voor het klimaat is, zal beton, maar ook betonpuin (welke buiten opgeslagen behoorlijk vocht verzadigd erbij liggen) of welke cementtoepassing dan ook, die vaak weer volledig uitgedroogd zijn, geen serieuze hoeveelheden CO2 op nieuwe kunnen binden. De in https://slimbreker.nl/downloads/2017-02-10%20-%20CementOnline%20-%20Geclaimde%20CO2-opname%20beton%20onjuist.pdf genoemde 1% mag al als erg veel gezien worden. Omdat dit betoniek artikel begint met aantoonbaar verkeerde aannamen, 25% CO2 her opname ipv max. 1% CO2 , mag dan ook geen enkele waarde aan de vervolg conclusies worden verbonden.! Overigens is de foto van de geluidswal langs de A2 een school voorbeeld van beton dat nooit enige noemenswaardige hoeveelheid CO2 zal opnemen. Cement is een schitterend bouwmateriaal dat je niet moet verprutsen in dergelijke laagwaardige toepassingen. Geluidwallen zijn ook prima te realiseren met CO2 vrije of zelfs opnemende constructies. Koos Schenk, SmartCrusher bv