ONDERZOEK NA AR MOGELIJKHEDEN EN GEVOLGEN Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren 1 Monoliet afgewerkte druklaag op een kanaalplaatvloer 14 VAKBL AD 4 2023 Auteur Daphne Sijtsma, Van de Beeten Grondstoff en en Recycling 1 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 414-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 4 08-12-23 15:2608-12-23 15:26 In een bureaustudie, in het kader van de opleiding Betontechnologisch adviseur (BTA) van de Betonvereniging, is het gebruik van thermisch gereinigde recyclematerialen als duurzaam alternatief voor toepassing in monolietvloeren onderzocht. De studie heeft één duidelijk doel: advies geven over het gebruik van deze materialen en hun impact op de prestaties van monolietvloeren 2. En daarmee een weg vinden naar duurzame en circulaire monolietvloeren zonder concessies te doen aan kwaliteit. R APPORT Dit is een artikel in een serie naar aanleiding van de opleiding Beton- technologisch Adviseur van de Betonvereniging (BTA). Het artikel is gebaseerd op het adviesrapport 'Monolietvloeren ? Wat zijn de gevol- gen van het gebruik van thermisch gereinigde materialen in monoliet- vloeren?', dat Daphne Sijtsma heeft opgesteld als eindopdracht voor deze opleiding. Geïnteresseerden kunnen het rapport opvragen via Betoniek . Scan de QR code voor meer informatie over de cursus BTA M et thermische reiniging kan teer- houdend asfalt worden gerecycled en geüpgraded, waarna het geschikt wordt voor gebruik in beton. De zogenoemde Thermisch Gereinigde Recycle- materialen (TGR) komen voort uit een proces in speciale installaties, bekend als Thermische Reinigingsinstallaties (TRI). Het proces begint met het verzamelen van teerhoudend asfaltafval, dat vaak veront- reinigingen en ongewenste materialen bevat. Dit asfalt wordt naar de TRI-faciliteit getrans- porteerd, waar het onder gecontroleerde omstandigheden wordt onderworpen aan hoge temperaturen. Tijdens dit thermische proces worden de onzuiverheden en teer- componenten door middel van verbranding verwijderd, waardoor zuiverdere en bruikbare materialen overblijven. De resulterende gereinigde recyclematerialen vertonen eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van primair zand en grind. Dit is te danken aan het feit dat zand en grind oor- spronkelijk de basismaterialen zijn van teerhoudend asfalt. Door die vergelijkbare eigenschappen kan het recyclemateriaal worden gebruikt als alternatieve grondstof in beton. Het gebruik van (lokale) TGR leidt tot een verlaging van de MKI-waarde, zo is de ver- wachting. Het thermische reinigingsproces heeft ook invloed op de milieuhygiënische kwaliteit van het granulaat, waardoor de Polycyclische Aromatische Koolwaterstoff en (PAK's) van het teer worden verwijderd totdat deze binnen de grenswaarden van het Besluit bodemkwaliteit (Bbk) vallen. Het thermische reinigingsproces kan ook invloed hebben op de materiaalkundige kwaliteit, waaronder de waterabsorptie. Hiermee kan het gedrag en samenstelling van de betonspecie verschillen van mengsels met natuurlijk zand en grind. Bij het samenstellen van een betonmengsel met TGR voor monolietvoeren moet met een aantal afwijkende eigenschappen rekening worden gehouden ten opzichte van zand en grind: ? TGR heeft een hogere waterbehoefte door een hoger aandeel fi jn materiaal en een variërende korrelvorm. ? TGR heeft een hogere waterabsorptie wat aandacht vraagt vooraf en/of tijdens het mengproces. ? De toplaag van beton met TGR heeft een lagere slijtvastheid en hardheid indien er geen instrooimateriaal wordt gebruikt. ? TGR heeft invloed op de keuze van het cement door het hogere alkaligehalte en langere bindtijd. ? Beton met TGR is enkele tinten donkerder van kleur. ALGEMENE SCHADE OORZAKEN MONOLIET VLOEREN Om de mogelijkheden van thermisch gereinigde recyclematerialen in te kunnen schatten is het belangrijk om na te gaan wat de invloed is op mogelijke schades. Schades kunnen optreden in verschillende fases, zoals bij de aanleg of het gebruik van de vloer. Zo kunnen door het gebruik DUURZAME MONOLIETVOEREN De duurzaamheid van een monoliet- vloer kan op verschillende manieren worden beïnvloed. De grootste winst voor de MKI-waarde is te behalen door reductie van de hoeveelheid cement en/ of de hoeveelheid klinker in het cement. Andere mogelijkheden zijn het elektri- fi ceren van transport en apparatuur, het reduceren van krimp en daardoor de krimpwapening, het verlengen van de levensduur, het dikker uitvoeren van de fundering (met als gevolg een dunnere vloer) en het gebruik van (lokale) recyclematerialen. 1) Tijdens de opleiding Betontechnologisch Adviseur en bij het schrijven van dit artikel was Daphne Sijtsma werkzaam als projectleider bij MILON. 2) In de studie en in dit artikel zijn een aantal conclusies gebaseerd op aannames en/of fi ctieve data. Delaminatie is een veel voorkomende schade 15 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 514-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 5 08-12-23 15:2708-12-23 15:27 slijtage en schade optreden door veel en/of zwaar transport en opslag maar ook door krimp, kruip of vorst. Schades in de gebruiksfase zijn in dit onderzoek echter buiten beschouwing gelaten. Schades tijdens de realisatiefase zijn te wijten aan bijvoorbeeld verminderde hydratatie of te veel water onder te toplaag. Dit kan onder meer leiden tot stofvorming of delaminatie. Met name delaminatie is een veel voorkomende schade, waarbij de oorzaak niet altijd even makkelijk te bepalen is. Meestal is de oorzaak dat tijdens de aanleg van een monolietvloer een zwakke zone kan worden gecreëerd, die horizontaal en parallel loopt met de toplaag. Delaminatie kan alleen ontstaan als aan de volgende drie condities wordt voldaan: ? monolit isch afgewerkte vloer ? s tijgende water- en/of luchtbellen in het beton door energie ? ondoor dringbare zeer dichte toplaag Een overzicht met informatie over delaminatie staat in het kader 'Meer informatie over dela- minatie'. In tabel 1 staat een overzicht van de schades en de oorzaken bij het gebruik van thermisch gereinigde recyclematerialen. Daarnaast is er bij toepassen van TGR mogelijk een verminderde kans op krimp (uitdrogings-, autogene- en chemische krimp). Dit komt doordat het absorptiewater uit en in de TGR kan worden gebruikt ter compensatie. PRESTATIE-EISEN Om garantie op prestaties te kunnen geven, wordt ten aanzien van onder meer de samen- stelling geadviseerd een aantal aanbevelingen in acht te houden bij (controle van) inkoop en acceptatie van de grondstoffen. Deze aanbeve -lingen staan in tabel 2. Waar een verklaarde waarde is vereist, is deze waarde nodig voor de berekening of interpretatie voor het proces. PRODUCTIE Het is aan te bevelen om vooraf een geschikt - heidsonderzoek te doen naar mengsels met TGR (en bijbehorende aanpassingen in het mengsel en mengproces) en de betreffende installatie. Tabel 2. Eisen aan het beton voor garantie op prestaties PAR AMETER EIS Korrelgrootteverdeling EN 12620; G C 90/15 en G F85 Gehalte fijn < 5% TGR fijn Vochtgehalte ? waterabsorptie, met een maximum van 8% (m/m) Classificatie Ru90 XRg-1 Vreemde- en drijvende (bestand)delen Geen Korrelvorm Verklaarde waarde Vlakheidsindex FI 20 Dichtheid> 2,2 kg/m 3 HumusNegatief Waterabsorptie < 5% (m/m) L A-coëfficiënt LA 25 ASRCUR-Aanbeveling 89 Invloed bindtijd cement A 40 TOC< 1,0% TGR fijn; < 0,5% TGR grof Gloeiverlies < 2% TGR fijn; < 1% TGR grof Kleur Geen eis 2 Monolietvloer uitgevoerd met TGR Tabel 1. Schades, schademechanismen en oorzaken bij gebruik van TGR SCHADESCHADEMECHANISME OORZA AK Stofvorming Verminderde hydratatie of uitdroging van het oppervlak Een hogere waterabsorptie van TGR Slecht of ongwenst uiterlijk Niet goed geïntegreerde instrooilaag Kleur niet naar verwachting ? Een v erkeerde timing van het schuren door de onbekendheid van (de eigenschappen van) TGR ? Be ton met TGR is donkerder van kleur Zachte toplaag Vertraging of schuimvorming door hulpstof Onverwachte reactie van TGR met hulpstof Delaminatie (Te) veel stijgende water- of luchtbellen door vlinderen, verzameld tot flenzen onder de ondoordringbare dichte toplaag Door te weinig kennis en ervaring kan de technoloog en/of de verwerkers verrast worden door de andere eigenschappen van de betonspecie met TGR MEER INFORMATIE OVER DEL AMINATIE ? Stutech/Stufib rapport 25a ? Delaminatie (2006). ? Be toniek, 13/29 - Losliggende toplagen (2006). ? C ement 2009/6 ? Delaminatie in monoliet - vloeren (2009). ? Be toniek 2019/3 ? Delaminatie maakt nog steeds veel los. 16 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 614-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 6 08-12-23 15:2708-12-23 15:27 Zodoende kan er voldoende kennis en er varing worden opgedaan alvorens de betonspecie in monolietvloeren wordt gebruikt. Houd hierbij rekening met de volgende aandachtspunten: ? Meer en ander e hulpstof is bij TGR nodig door de hogere waterbehoefte en variërend toeslagmateriaal. ? V ooraf het toeslagmateriaal bevochtigen indien nodig. ? E en dwangmenger voor het mengproces. ? Be heersing proces en samenstelling/ betonspecie. ? Met en van de vloeibaarheid, stabiliteit en de wcf/wbf. UIT VOERING Toepassing van betonspecie met TGR brengt extra uitdagingen met zich mee ten aanzien van het gedrag tijdens de uitvoering. Er is immers minder kennis en er varing mee dan met primaire materialen. Het is aan te beve - len de verwerker en stortploeg in te lichten/ a dviseren over het gebruik van TGR in de betonspecie en de mogelijke gevolgen hier van. Communicatie tussen betoncentrale/beton - technoloog en het vloerenbedrijf/verwerkers is e ssentieel. Een mengsel is vaak stabieler met TGR door de hoeveelheid fijn, maar hierdoor heeft deze wel langer nodig om een bepaalde afstand te vloeien. Dit is vooral belangrijk om te weten voor de uitvoerende partij, maar ook bij het meten van de vloeibaarheid op de centrale of bij aankomst. Bij het gebruik van TGR is geen of minder bleeding te verwachten. Intermediate curing (tussen storten en schuren) is dan ook benodigd. Houd rekening met een langere monoliettijd (tijd tussen het moment van mengen en het moment waarop kan worden begonnen met de afwerking), schuurtijd en nabehandeling in het proces met TGR. Het gebruik van instrooimaterialen is aanbevolen en het beton is vaak donkerder van kleur. A ANBEVELINGEN EN ADVIES In het onderzoek zijn de gevolgen van het gebruik van TGR in monolietvloeren ten opzichte van primaire materialen in kaart gebracht. Tabel 3. Gevolgen gebruik TGR in monolietvloeren ONDERWERP GEVOLGEN MKI Positieve bijdrage bij lokale TGR producten Toeslagmaterialen ? T GR heeft een hogere waterbehoefte en waterabsorptie ? T GR is minder hard en slijtvast ? T GR heeft invloed op de keuze van het cement ? Z ie ook tabel 2 voor prestatie eisen en uitzonderingen Mengselsamenstelling en-proces ? Meer en ander e hulpstof benodigd bij TGR ? T GR vooraf bevochtigen indien nodig ? Be heersing van het proces ? Be ton met TGR is donkerder van kleur Uitvoering ? Stabieler mengsel ? Minder/geen bleeding ? Langere monoliettijd Schades ? K leine verhoogde kans op stofvorming ? K leine verhoogde kans op niet goed geïntegreerde instrooilaag ? Kleurverschil ? K leine verhoogde kans op zachte toplaag ? K leine verhoogde kans op delaminatie In tabel 3 is hier van een beknopt overzicht opgesteld per onderwerp bij gelijkblijvende prestaties voor een monolietvloer. Gesteld kan worden dat een monolietvloer met 100% ver vanging van het toeslagmateriaal door TGR kan worden uitgevoerd met verge - lijkbare prestaties. Echter de onbekendheid v an de prestaties en de werking van TGR bevorderen het gebruik niet. Het is aan te bevelen om voorlichting te geven aan ver - werkers maar ook aan potentiële opdracht - gevers. V oor potentiële opdrachtgevers kan met name de donkerdere kleur van het beton een drempel zijn. Het is dan ook aan te raden om bij eisen aan de esthetische kwaliteit van vloeren alleen primaire materialen te gebruiken. Voor de verwerkers betreft het met name de andere eigenschappen van de betonspecie bij het gebruik van TGR en bij potentiële klanten met name de positieve MKI voor het milieu en gunning van projecten. Vooraf goede afspraken maken, prestatie- eisen vastleggen en/of concrete meetpunten opnemen en communicatie tijdens het proces tussen betoncentrale en het vloerenbedrijf is aan te bevelen. De lijst in het kader 'Aandacht s - punten bij het gebruik van TGR is monoliet - vloeren' is hierop een aanvulling. Een monolietvloer met 100% TGR kan worden uitgevoerd met vergelijkbare prestaties A ANDACHTSPUNTEN BIJ HET GEBRUIK VAN TGR IN MONOLIETVLOEREN ? Hanteer de prestatie eisen van tabel 2 bij de inkoop van TGR, met name TOC, gloeiverlies en de hoeveelheid fijn hebben grote invloed. ? K ies voor een lokale TGR vanwege de MKI. ? Ext ra bunkers benodigd eventueel met sproei- installatie voor voorbevochtiging. ? Doe een v ooronderzoek. ? C ompenseer de waterabsorptie van TGR vooraf. ? G ebruik een dwangmenger, hanteer een langere mengtijd. ? C ompenseer de grotere waterbehoefte en de fluctuatie van de korrelvorm van TGR door middel van (een combinatie van) hulpstof(fen). ? Be heers (het proces van) de betonspecie; viscositeit, stabiliteit en het bleeding gedrag zijn belangrijke parameters. ? P as intermediate curing toe. ? Mee t op de bouwplaats de consistentie, wcf/wbf, soortelijke massa en luchtgehalte en acteer hierop indien nodig. ? W ees bewust van een afwijkende opstijftijd/ monoliettijd. ? Gebruik instrooimaterialen. ? A dviseer of geef voorlichting over de prestaties en esthetiek van monolietvloeren met TGR aan de opdrachtgever. ? A dviseer of geef voorlichting over de bijzonder- heden van betonspecie met TGR aan de verwerker. ? L eg het gehele proces vast voor evaluatie. 17 VAKBL AD 4 2023 14-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 714-17-Thermisch gereinigde recyclematerialen in monolietvloeren.indd 1\ 7 08-12-23 15:2708-12-23 15:27