16 VAKBLAD I 2 2015auteurs ir. Ronald Wenting, ing. Theo van Wolfswinkel ABT bvHoge ambities carbon footprint van betonmengsels bij Saxion Stadscampus in EnschedeSturen opSturen opSturen opmilieuprofielmilieuprofielmilieuprofielGroen schoonbetonIn het project Saxion Enschede is bijna al hetbeton uitgevoerd als schoonbeton. In deprojectspecificatie werd onder meer opge-nomen dat hoogovencement moest wor-den toegepast. De gewenste oppervlakte-klasse volgens CUR-Aanbeveling 100 was B2voor het prefab beton en klasse B1 voor dein het werk gestorte wanden. Uitgangspuntwas grijstint III, conform de CUR100-grijs-schaal. Daarbij mocht het maximale verschiltussen het prefab en het in het werk gestortebeton ??n grijstint zijn.De eerste horde die moest worden geno-men, bestond uit de afstemming van demengsels van het in het werk gestorte enhet prefab beton. De korte ontkistingstijdvan het prefab beton vroeg om een lagerehoeveelheid hoogovenslak. Dit leidde toteen iets donkerder oppervlak dat tevensgevoeliger is voor vlekvorming.Om de juiste kleur en maximale kleurverschil-len vast te stellen, zijn proeftegels gemaakt.Na het bepalen van de mengsels is een aantalwanden in de kelder gebruikt als proefwandom ook de uitvoeringswijze `schoonbeton-proof' te maken.In het werk gestorte wandenOm het voorgeschreven plaatnadenpatroonmogelijk te maken, werden op de systeem-bekisting nieuwe bekistingsplaten van exactgelijke dikte toegepast en werd een gewenstcenterpenpatroon vastgesteld. Naar aanlei-ding van de proefstorts zijn de bekistings-elementen verstijfd, waarmee lekkendecenterpennen en plaatnaden werden voor-komen. Daarnaast zijn de omkanten en cen-terpengaten behandeld. Ook de invloed vanhet tijdstip van ontkisten op de oppervlakte-kwaliteit is meegenomen in de planning.17VAKBLAD I 2 2015Hogeschool Saxion had een belangrijke ambitie ten aanzienvan de duurzaamheid van de nieuwe Stadscampus inEnschede. Dit heeft onder meer geresulteerd in flexibiliteitin het ontwerp, thermische betonactivering in de vloeren,toepassing van 40% betonpuingranulaat in de fundering eneen lage score op het milieuprofiel van het toegepaste beton.In de zomer van 2014 is Saxion inhet stadshart van Enschede gestartmet nieuwbouw van een ambitieusonderwijsgebouw, de Stadscampus.Het gebouw bestaat uit vier delen(A t.m. D) die elk bestaan uit drie totvijf lagen, met een totale oppervlaktevan circa 8500 m2. De vier gebouwenzijn bovengronds met elkaar verbon-den via loopbruggen en ondergrondsvia een U-vormig souterrain. Demetselwerkgevel bestaat uit prefabpanelen waarop steenstrippen ver-lijmd zijn aangebracht. Daarbij isgezocht naar een metselwerkpatroondat aansluit bij het metselwerkverle-den van Enschede en bij de omrin-gende gebouwen (foto 1).Om aan het gewenste duurzaamheids-niveau Excellent volgens de BREEAM-methodiek te voldoen, is veel aandachtbesteed aan de betonsamenstelling.Dit artikel gaat specifiek in op de maat-regelen die zijn genomen om te sturenop de carbon footprint van het beton.Milieuprofiel hoogoven-cement is de latOm een lage carbon footprint te realise-ren, werd in het bestek voor zowel hetin situ als het prefab beton expliciethoogovencement (CEM III) voorge-schreven. Extra reden hiervoor was datmet dit cement betere resultaten kun-nen worden gehaald op het gebied vanschoonbeton (zie kader `Groen schoon-beton'). Echter om de productiesnel-heid te halen, wilden de leveranciersattestbeton toepassen. Dat werd toege-staan, onder voorwaarde dat de gemid-delde CO2-emissie van alle betonmeng-sels niet hoger zou worden dan bijtoepassing van hoogovencement:100 kg CO2/m3 betonspecie (tabel 1).Balans tussen planning enmilieuprofielDe CO2-emissies van de mengsels zijn inde uitvoeringsfasen nauwkeurig gemoni-tord (tabel 2). Daarbij is alleen gekekennaar de bijdrage van de CO2-emissie vanhet beton zelf. De invloed van transport,productie, verwerking en wapening isbuiten beschouwing gelaten.Een complicerende factor bij het bepa-len van het betonmengsel was de ont-kistingstijd van het beton. Een snelleontkisting vraagt juist om hoge aan-vangssterkten en dat bereik je met toe-passing van portlandcement (CEM I).Echter dit cement heeft een veelongunstiger milieuprofiel dan hoog-ovencement. Het werd dus balancerentussen planning en milieuprofiel.Tijdens de proefstorts is het mengsel aange-past naar aanleiding van luchtbellen aan hetoppervlak. De consistentieklasse is aangepastvan S3 naar S4. Uit het patroon van de lucht-bellen bleek dat de wijze van storten (met depomp) en verdichten moest worden aange-past. Door de slang vaker over korte afstandte verplaatsen, werd de horizontale verplaat-sing van het beton in de bekisting beperkt.Prefab betonDe basiskwaliteit van het prefab betonkwam op niveau door het frequent bijwer-ken ofwel herstellen van de mallen en debinnenopslag van de elementen gedu-rende de eerste dagen na ontkisten. Bijgrote elementen met relatief zware wape-ning werd de wapening opgehangen,zodat de aftekening van afstandhouderswerd voorkomen. Ook de stortvolgordevan de aan de wand bevestigde oplegneu-zen werd aangepast naar aanleiding van deeerste storts. Door de oplegneuzen naenkele uren direct op de wand te storten,hoefden de wanden niet meteen na stort teworden ontkist. Daarmee werd aftekening >>Tabel 1 Opbouw carbon footprint betonspecie op basis van hoogovencement exclusief transport, productie, verwerking en wapeninggrondstof kg kg/m3 liters kg CO2/ton kg CO2/m3 bronCEM III 320 2950 108 296 94,7 MRPI-bladzand 780 2650 294 2,7 2,1 betondatabase 3.1grind 1100 2650 415 2,7 3 betondatabase 3.1water 170 1000 170 0,3 0,5 CUR-publicatie 251lucht 1% 10totaal 2380 997 100,3 1De nieuwe Stadscam-pus van Saxion inEnschede in aanbouw2Hoge kolommen wer-den in verband met debeschikbare hoogte inde hal buiten gestort18 VAKBLAD I 2 2015Ook het weer speelde een belangrijkerol. De sterkteontwikkeling hangtimmers nauw samen met de buiten-temperaturen. Hoe hoger de tempera-turen, hoe sneller de ontkistingssterktewordt bereikt. Wat in tabel 2 goedzichtbaar is, is dat het milieuprofielvoor de in situ betonspecies oploopt alnaar gelang de bouw vordert. Dit komtdoordat de keldervloer is gestort in dezomer en dat naarmate de bouw vor-derde, de gemiddelde buitentempera-tuur lager werd. De dakvloeren zijnmidden in de winter gestort, bij eentemperatuur rond het vriespunt.Om de sterkteontwikkeling een boostte geven, maar vooral ook om deze opgang te houden, is bij deze betonspe-van oplegblokjes in het relatief jonge betonvoorkomen.De kolommen zijn staand gestort in eenstalen mal. De verdiepingshoge kolommenkonden binnen worden gestort, hogerekolommen (foto 2) werden buiten gestortin verband met de beschikbare hoogte inde hal. De hoogte en slankheid van dekolommen in combinatie met de aanwe-zigheid van de gains en wapening onder inde kolommen (foto 3) vroegen om eenzorgvuldige opbouw tijdens het storten.Dit om grote luchtbellen aan het oppervlakte voorkomen, zelfs met de toepassing vanzelfverdichtend beton. Bij de kolommendie buiten zijn gestort, speelden ook deweersomstandigheden een rol. Bij het stor-ten in een relatief koude periode (oktober2014) bleef de sterkteontwikkeling in hetbuitenoppervlak achter. Dat leidde tot af-wijkingen in het oppervlak (kleurverschilen loslaten cementhuid) bij het ontkisten.Door het minimaliseren van de valhoogteen het verwarmen van de bekisting tijdenshet storten, kon de gevraagde kwaliteitworden bereikt.Meer lezen in CementDit artikel is een samenvatting van eenreeks van drie artikelen over de SaxionStadscampus die zijn verschenen inCement 2015/3. Deze artikelen zijn teraadplegen op www.betoniek.nl.Voor Betoniek-leden zijn ze gratis.Tabel 2 Verkorte weergave van de resultaten m.b.t. monitoring van de carbon footprint (excl. transport, productie, verwerkingen wapening) van toegepaste betonspeciesconstructiedeel beton[m3]carbon footprintbetonspecie [kg CO2/m3]CO2-emissie betonspecie[kg CO2]betonsterkte betonmengselfundering/keldervloer 1550 77,1 119505 C30/37 XF3 ECO2CEM 80/20-mengsel60 140,4 8424 C30/37 XF3 Cg S3 incl. 25% CEM Ikelderwanden 357 71,7 25597 C30/37 XF3 ECO2CEM 80/20-mengselprefab-betonconstructie 1397 196,5 274511 C53/65 XC1 25(CEM I)/42(CEM III)/32(kalkstml)schil bollenplaatvloer 474 127 60198 C45/55 XA3druklaag bollenplaatbeganegrondvloer 384 74,5 28608 C30/37 80/20-mengselniveau-1-vloer 384 96 36864 C30/37 70/30-mengselniveau-2-vloer 384 145 55680 C30/37 50/50-mengselniveau-3-vloer 160 145 23200 C30/37 50/50-mengselniveau-4-vloer 90 145 13050 C30/37 50/50-mengseldakvloeren 234 145 33930 C30/37 50/50-mengseltotaal 5474 124,2 679567cies meer portlandcement toegevoegd.Verder zijn maatregelen genomen omde warmte zo lang mogelijk vast tehouden in de vloer, door deze af tedekken met isolatiedekens en de onder-gelegen ruimte te verwarmen.Wat verder opvalt, is dat de carbonfootprint van de prefab-betonmengselshoger ligt dan de in situ betonmeng-sels. Dit heeft te maken met de strakkeplanning bij de productie van deprefab-betonelementen.ResultatenHet gemiddelde van de carbon foot-print van alle toegepaste betonmengselsbedroeg uiteindelijk 124,2 kg CO2/m3(tabel 2). Dit ligt iets hoger dan hetafgesproken niveau van hoogoven-cement (100 kg CO2/m3). Desondanksis het een goed resultaat, zeker geziende winterse omstandigheden waarineen deel van het werk is gerealiseerden in verhouding met de carbon foot-print van een betonspecie gebaseerdop uitsluitend portlandcement, circa280 kg CO2/m3.3Kistdetail van deschoonbetonnen ellips-vormige kolommen