VERENIGING NEDERLANDSE CEMENTINDUSTRIEPOSTBUS 30115203 DA 's HERTOGENBOSCHBeton zonderafvalHet is zeer wel mogelijk beton te produceren zonder datdaarbij afval- of reststoffen overblijven. Daarmee ontstaateen volledig gesloten produktieproces waarin grondstoffenvoor 100%worden benut en waarbij totaal geen afvaloverblijft, zelfs geen spoelwater. In deze aflevering vanBETONlEKzijn de mogelijkheden om reststoffen terecyclen tot weer bruikbare grondstoffen alsook debetontechnologische consequenties op een rij gezet.Het produktieproces van betonkent verschillende momenten enplaatsen waar reststoffen kunnenontstaan. Bij de aanvoer en overslagvan grondstoffen isde situatiedoorgaans vollediggecontroleerd.Toeslagmaterialen veroorzaken indeze fase geen stofoverlast of afval.Ook de transportmiddelen voorbindmiddelen en vulstoffen (cementen vliegas)zijn berekend op hetvoorkomen van stofoverlast. Hettransport vindt plaats met geslotenschepen ofbulkauto's die hun ladingmet behulp van lucht door geslotenleidingsystemen in de silo's bijdebetonmenginstallaties blazen.De silo's zijn bovendien voorzienvan ontstoffingsinstallaties.elrestenVervolgens de produktie van beton-specie. Inde meng- en transport-apparatuur blijvenspecieresten alseen filmop de trommelwandachter. Om aangroei en verhardendaarvan te voorkomen wordenmeng- en transportmiddelen één-of tweemaal per daggespoeld metwater. Het spoelresidu bevatvooral cernentslib. eventueelvulstof, en fijntoeslagmateriaal.In de betonmortelindustrie leverthet reinigen van truckmixers eenwezenlijke bijdrage aan de hoeveel-heid reststoffen. Bij het spoelen vaneen 'lege' truckmixertrommel naafloop van een werkdag blijkt hierinnog tussen de 150en 400 kgmate-riaalte zijn achtergebleven. Deprecieze hoeveelheid wordt beïn-vloed door het type betonspecie ende vorm en afmetingen van detrommel.Bij zeer snel verhardende mengsel-typen zoals die in de betonwarenin-dustrie vaak worden toegepast ismen extra beducht voor aangroeivan specieresten; er wordt danfrequentgespoeld.De speciefilm (men spreekt ookwel van 'vertinning') die achterblijftop de wand van de menger bestaatdoorgaans uit 20 tot 40% cement,10tot 20%water en voor de restuit fijnmateriaal, kleiner dan circa2 mmo Zo komt bijhet spoelen vaneen truckmixer gemiddeld bijnaI00 kgcement en 200 kgfijnmate-riaal vrij. Op jaarbasis is dit voor deNederlandse betonmortelindustrie50000 à 75 000 ton materiaal.mei 1992nspeclerestenBetonspecieresten ontstaan depraktijk vooral inde vorm van 'rest-beton'; dit is betonspecie die,bijvoorbeeld door verkeerde bere-keningvan benodigde hoeveel-heden, overblijft op de bouwplaats.Tijdens een produktiedag kan dezebetonspecie door afnemer ofproducent meestal nog eldersworden ingezet. Wanneer dat nietmogelijkisgaat de specie terug naarde producent, om daar te wordengerecyceld.Het probleem van restbeton ofoverbeton ligtin principe bij deafnemer op de bouwplaats. Daarblijktop een gegeven moment datniet alle bestelde en afgeleverdebetonspecie kan worden verwerkt.Op een andere manier gebruiken ofstorten op de bouwplaats is meestalonmogelijk. Afvoeren naar eenafvalstortplaats geeft steeds hogerwordende stortkosten en ismaat-schappelijk ongewenst.Hoewel hetvoor de hand ligtdat deproducenten van betonspecie voor-zieningen treffen voor de verwer-kingvan restbeton, ishet ook reëelde daarmee gemoeide kostengeheel of gedeeltelijk aan deafnemer door te berekenen.De omvang van het aanbod vanrestbeton is moeilijkinte schatten.De hoeveelheid varieert sterk,zowel per produktiebedrijfals perdag. Uit enquêtes onder betonmor-telproducenten blijktdat op jaar-basisgemiddeld I tot 1,5% van degeproduceerde beton als restbetonmoet worden verwerkt. Voor degemiddelde betoncentrale komt ditneer op enkele honderden kubiekemeters per jaar.Bij heel grote produktiepunten kandeze hoeveelheid oplopen totboven del 000 m3per jaar!Intotaal spreken we dan over bijna100000 m3ofwel ruim 200000 tonmateriaal per jaar.hard betonBij de produktie van betonwaren en-elementen kent men nog eenderde bron van reststoffen: reedsverhard beton afkomstig vanafgekeurde elementen, aanloop- enuitloopverliezen bijlangebank-systemen, zaagverliezen enz.Soms gaat het dan om enkeleprocenten van de totale produktie.Op jaarbasis ook weer enkelehonderdduizenden tonnen.stoffen als grondstofAlswe de hiervoor genoemdehoeveelheden optellen komen We(heel grof benaderd) tot een totaalvan circa 500000 ton materiaal datals reststofontstaat bij deproduktie van betonmortel enbetonprodukten.Eenzo grote hoeveelheid magnatuurlijk niet worden verspild.Hergebruik levert niet alleen eenvermindering van de hoeveelheid afte voeren reststoffen maar boven-dien een zinvolle besparing van debenodigde primaire grondstoffen.De technische voorzieningen zijnmomenteel beschikbaar om vrijwelallespoelresten en betonafvalopnieuw in het produktieproces inte zetten. Dat is nog niet overalverwezenlijkt, maar veel produ-centen investeren thans ingeavan-ceerderecycllngsinstallaties,waardoor het percentage her-gebruik insnel tempo groeit.erkingsmethodenInhet navolgende kijkenwe eerstnaar de mogelijkheden om rest-stoffen vanhet produktieprocesvoor hergebruik geschikt te maken.Daarna naar de technologischemogelijkheden en consequentiesvan dat hergebruik.Op dit moment worden zeerverschillende methoden toegepastvoor de verwerking van spoelresi-duen, restbetonspecie en verhardebetonresten.Opslaan vanspoelresiduen ineenspoe/- enlofbezinkputDit iseen van de oudste en thansminder gangbare verwerkings-methoden voor spoelresten. Bijdeze methode bezinkt hetcementslib en fijn toeslagmateriaalen vormt een min of meer stevigemassa.Ineen aantal gevallen wordt na hetbezinken van cementslib en fijnzandhet spoelwater opnieuwgebruikt.Inandere gevallen wordt het over-gebleven water, nabezinken van devaste delen, geloosd op oppervlak-tewater.Het mengsel van cementslib en fijnzand wordt van tijdtot tijd uit debezinkput verwijderd en afgevoerdnaar een stortplaats of ineen enkelgevaltoegepast voor ophoging ofverharding van terreinen.Verwerking vanspoelresidu enrest-betonineenrecycling-installatieDeze verwerkingsmethode maakthet mogelijkom toeslagmaterlaal,cementslib en eventueel spoel-water te scheiden. Het toeslag-materiaal wordt gescheiden ineenfijneen grove fractie welke directweer inhet produktieproces zijntegebruiken.Uit het cementslib wordt soms nogeen gedeelte van het wateronttrokken. Ook dit cementslib, ennatuurlijk het water, kan opnieuw inhet produktieproces wordenSchema vaneenrecyclingsinstallatie. Betonspecie wordt ineendraaiende trommel volgens tegenstroomprincipe uitgespoeld.Ontleend aan: brochure Stettergebruikt. Uiteraard dient daarbijeen aantal betontechnologischerandvoorwaarden te wordengerespecteerd.Stabilisatie van spoelresidu met eenspoelmiddelDeze nieuwe mogelijkheid tothergebruik van spoelresidu isonlangs inCUR-Aanbeveling 28beschreven. Met deze methodekunnen spoelresten die ontstaan bijhet reinigen vantruckmixers op eenbetrekkelijk eenvoudige manierworden hergebruikt. De mixer-trommel wordt gespoeld met eenbeperkte hoeveelheid waterwaaraan een spoelmiddel istoe-gevoegd. Dit spoelmiddelstoptlvertraagt de reactie van cementmet water zodanig dat de spoel-resten inde mixertrommel kunnenblijven.Devolgende dag (oflndlennodig na het weekend) worden degestabiliseerde spoel resten met deeerste betonmortellading mee-gemengd. Alle materiaal wordt dushergebruikt.Uitgebreide proefnemingen dooronafhankelijke laboratoria hebbenaangetoond dat een juiste toepas-singvan deze spoelmethode geenrisico oplevert ten aanzien van dekwaliteitvan het ermee vervaar-digde beton.erkingsmethodenrestbetonspecieRestb'etonspecie kan op zeerverschillende manieren wordenverwerkt. Eenselectie van de voor-naamste in praktijk gehanteerdeandere methoden levert hetvolgende overzicht.Direagebruik opandere plaatsHierop behoeven we nauwelijks inte gaan. Verwerking van restbetonelders in het bouwwerk isinfeite demeest voor de hand liggendeoplos-sing. Echter langniet altijd mogelijk.Vervaardigen vanelementenIneen enkel gevalworden uit rest-betonspecie voor eigen gebruikeenvoudige betonelementenvervaardigd. Meestal blijkt dezemethode echter vrijsnelproblemen op te leveren door hetsterk wisselend en zeer onregel-matige aanbod van restbeton. Demallen staan óf ongebruikt óf er zijnmallen tekort. En na de normalewerktijd, op een tijdstip dat menmet restbeton echtgeen anderekant meer op kan,zijnergeenwerknemers om het te verwerken.Hergebruik als betongranulaatEeneenvoudige verwerkings-methode is het storten van rest-beton op het fabrieksterrein van debetonmortelproducent. Periodiekwordt na verharden het beton afge-voerd naar een steen- of puinbre-kerij waar er betongranulaat vanwordt gemaakt. Dit isdan weerbeschikbaarvoor de betonprodu-cent alsgroftoeslagmateriaal.en verhard betonOp dezelfde manier alszojuistDe foto's 2 tot enmet 9tonendewerkingvanderecyclingsinstallatie bijdevestigingin's-Hertogenbosch. Dezeisontworpen engebouwd door HeijmansMaterieel en Staalbouw. Rosmalen.Deinstallatie scheidt volautomatisch zand,grind en cementslurry. Decementslurrywordt ineengrotetank(50m3) opgeslagenengedoseerd inde produktie vannieuwebetonspecie.foto's: Bobde Ruiter/VNCDetruckmixer rijdtachteruit totbijdeontvangbak...... enlostderestbetonspeciegenoemd kunnen resten verhardbeton bij betonwarenproducentenworden gerecyceld. De beton-resten worden gebroken en opkorrelgrootte afgezeefd.Het betongranulaatdat zo wordtverkregen kan de grove toeslagfrac-ties in betonspecie (gedeeltelijk)vervangen. Deze toepassing isgere-geld in een CUR-Aanbeveling eneen aanvullingop de VoorschriftenBeton Technologie.Over enkele maanden zullen deresultaten van enkele grootschaligedemonstratieprojecten van detoepassing van betongranulaat inBETON/EKworden behandeld.oel- enrecyclingsinstallatiesDeze installaties zijn hiervoor al tersprake gekomen. De apparatuurwordt in een groot aantal variantenaangeboden. De verschillen hebbenzowel betrekking op de afmetingenen daarmee de capaciteit als op hetwerkingsprincipe.De verwerkingscapaciteit van deinstallaties hangt, behalve van deomvang, ookaf van de samenstellingvan het aangeboden mengsel. Bij hetscheiden van een mortel met eenhoog gehalte aan cement en fijnzand kan de capaciteit teruglopentot wel van de capaciteit bij hetbehandelen van een normaalsamengesteld grindbeton.De capaciteit van installaties ligtinhet algemeen tussen circa 5 en20 m3betonspecie per uur.Voorhet scheiden van zand, grinden cementslurry zijn drie werkings-principes te onderscheiden. Intweegevallen wordt eerst een ruimehoeveelheid spoelwater aan despecie toegevoegd (1-2 m3waterper m3betonspecie).Bij de eerste categorie apparatenwordt de specie door een draai-ende trommel gevoerdstalen linten, aangebracht op detrommelwand, het grove materiaaluit de trommel 'schroeven' envervolgens op een zeef brengenwaar fijn(zand) van grof(grind)wordt gescheiden (fig. /).Bij de andere categorie wordt derestbetonspecie in een langwerpigontvangbassin gebracht waarkettingen of schrapers over debodem bewegen en het toeslag-materiaal afscheiden.De derde categorie is recentontwikkeld (foto's 2-9). Kenmer-kend principe is dat nauwelijksspoelwater wordt toegevoegd.De installatie verwerkt het aanbodrestspecie geheel automatisch.Scheidingvan de materialen (zand,grind en cementslurry) ontstaatdoor zeven en wassen. De deeltjes-opdeeerstezeefworden grove enfijne materialen gescheidenUitworp vanschoon grindgrootte in de slurry is niet groterdanNa de gebruikelijke periode vankinderziekten en 'trial and error'zijnnu van verschillende systemenen fabrikanten betrouwbaarfunc-tionerende apparaten verkrijgbaar.Problemen liggenvaak op een andervlak. Bij een (te) ruim aanbod vanspoel residu en vooral restbetonwordt soms meer cementslibverkregen dan binnen de huidigeregelgeving direct in nieuwe beton-specie kan worden verwerkt.Een andere kwestie is de eventueleinvloed van hulpstoffen uit rest-beton of uitgewassen mortels op debetonspecie waarin dit cementslibwordt verwerkt.Daarmee zijnwe beland bij debetontechnologische aspecten bijhergebruik van spoel- en restbeton.Igeving en technologieOver het hergebruik van uit rest-beton en/of spoel residu terugge-wonnen zand en grind valt weinig tezeggen. Hetspreekt voor zich datdeze grondstoffen moeten voldoenaan de normen voor toeslagmate-rialen. Daartoe kan het nodig zijnhet fijnezand met grover zand temengen ofin kleine hoeveelhedenbijte mengen.Hetzelfde geldt voor eventueelopnieuw te gebruiken betongranu-laten. De Voorschriften BetonTechnologie (VBT 1986)en CUR-Aanbeveling 4 geven hiervoor dekeuringseisen en overige rand-voorwaarden.gebruik cementslibHergebruik vancementslib enspoelwater is nog niet in de beton-voorschriften geregeld. Wel zijn deconsequenties van het gebruik vancementslib uitgebreid onderzochten beschreven in CUR-rapporten(nr. 93 en I48).Bij dit onderzoek isvastgesteld dat hergebruik vancementslib en spoelwater intech-nologisch opzicht op een verant-woorde manier mogelijkis.De verschillende certificerendeinstanties hebben het hergebruikvan cementslib dan ook in hunreglementen verwerkt.Alswe echter alle voorschriften enaanbevelingen wat nader bestu-deren valt toch een zekere twee-slachtigheid op. Moet cementslib nuworden behandeld als vulstof voorbeton of zijn de eisen vooraanmaakwatervan kracht als wespoelwaterresidu (dus cementslibinclusiefspoelwater) combinerenmet het aanmaakwater?Bij het verwerken van cementslib inbetonspecie wordt binnen dehuidige regelgeving maximaal0,5%Uitworp vanschoon zandZandafscheiding vanbovenafgezienslibtoegestaan, berekend als vastestoften opzichte van hettoeslag-materiaal. De Europese ontwerp-normen gaan watverder. namelijkmaximaalEendoorsnee betonsamenstellingbevat circa 1900kgtoeslagmate-riaal;maximaal magdus 9,5 kgslibalsvaste stofper m3wordenverwerkt. Uit het CUR-onderzoekblijktdat deze toevoeging de eigen-schappen van betonspecie enverhard beton slechts marginaalbeïnvloed.Overigens bevat het CUR-rapporteen pleidooi om in het totaal toe telaten slib-gehalte ook het slib-gehalte te betrekken dat reeds inhet toeslagmateriaal aanwezig is.Uitgaande van deze hoeveelhedenishet normaliter ruimschootsmogelijkalle spoelresidu opnieuwin produktie te gebruiken. Indienechter aanmerkelijke hoeveelhedencementslib uit restbeton moetenworden hergebruikt kan datbinnende huidige regelgevingtotproblemen leiden.Wellicht kan een differentiatie vande toegestane hoeveelheid slib naarsterkte- en duurzaamheidsklassevan het te vervaardigen beton, hierruimte bieden.ebruik van spoelwaterHergebruik van spoelwater alsaanmaakwater inbeton blijktopbasis van uitgebreid laboratorium-en praktijkonderzoek probleem-loos mogelijk.Zelfs hergebruikvanspoelresiduvan natte metsel-mortel, dat als meest kritisch wordtbeschouwd, blijktde betoneigen-schappen niet noemenswaardig tebeïnvloeden.slotHet ismogelijk bijde produktie vanbetonmortel en betonwaren allereststoffen door recyclingopnieuwinhet produktieproces inte zetten.Daarmee ontstaat een vollediggesloten produktieproces waaringrondstoffen voor 100%wordenbenut. Dat ismet recht schoonproduceren van beton.Aanheteindvandeproduktiedagwordtvanalle trud