1 Bij de hoogbouw voor EDGE Technologies in Berlijn is grootschalig gebruikgemaakt van een cement met een hoog ver vangingspercentage kalksteenmeel (foto: DOK A) 24 VAKBL AD 2 2024 Auteur Henk Wapperom, Betonvereniging 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2424-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 24 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20 BETON EN DUURZA AMHEID OVER DE GRENS Op 28 februari 2024 hield het European Concrete Societies Network (ECSN) voor een kleine zevenhonderd deelnemers uit heel Europa haar tweede webinar rond het thema ?beton en duurzaamheid?. In een vijf uur durend lezingenprogramma verzorgden wetenschappers en mensen uit de beroepspraktijk twaalf presentaties die de volle breedte van het duurzaamheidsspectrum voor het voetlicht brachten. Klimaatsceptici die nu nog durven te beweren dat wij in Nederland (te) ver voorop zouden lopen in het nemen van duurzaamheidsmaatregelen, doen er goed aan het volledige programma te bekijken via de website van de ECSN: www.ecsn.eu . ECSN-webinar Concrete and Sustainability D e ECSN organiseert jaarlijks een voor iedereen gratis toegankelijk webinar. Hierin worden er varingen en kennis gedeeld over goede betontoepassingen. Aan dit webinar kunnen alle vijftien lidverenigingen (zie kader ' Wie zijn er lid van ECSN?') hun er va ­ ringen bijdragen. Dit jaar werd het webinar aan elkaar gepraat door gastvrouw Cecilie Hagby van de Norsk Betonforening en gastheer Børge Johannes Wigum van Steinsteypufélag Islands. Behalve bijdragen over nieuwe bindmiddelen en secundaire toeslagmaterialen, waren er presentaties rond het belang van integraal construeren en het hergebruik van materialen, elementen en constructies. Dit artikel beschrijft de belangrijkste gedeelde inzichten. KLINKERVERVANGENDE GRONDSTOFFEN Zoals bekend komt de milieubelasting van beton voornamelijk door de hoeveelheid CO 2 die vrijkomt bij de productie van portland­ cementklinker, het hoofdbestanddeel van de meest voorkomende cementtypen. Een aantal sprekers ging in op manieren om de hoeveel ­ heid klinker in cement te reduceren. Christoph Müller (Verein Deutscher Zementwerke/ VDZ) benoemde alvast een aantal van de samenge ­ stelde bindmiddelen die deze exercitie tot nu toe heeft opgeleverd. Daarbij baseerde hij zich op de 2050 Roadmap for Net Zero Concrete van de Global Cement and Concrete A ssociation (GCCA). Deze roadmap wijkt niet af van de afspraken zoals zijn gemaakt in ons Beton­ akkoord in Nederland. Ook de GCCA kijkt namelijk naar maatregelen in de volle breedte van de betonbouwketen. Oftewel, alle bouw ­ partners hebben hun aandeel. Müller vertelde over nieuwe cementtypen zoals CEM II/C (portlandcomposietcement) en CEM VI (composietcement), die in de recent verschenen EN 197 ­5 zijn terug te vinden. Binnen deze cementtypen is veel klinker­ ver vanging mogelijk (> 50%) door bekende en algemeen geaccepteerde grondstoffen als hoogovenslak, poederkoolvliegas, gecalci ­ neerde klei, puzzolanen, silica fume en kalk ­ steenmeel. De laatste twee jaar zijn alleen al in Duitsland meer dan twintig zogenoemde tech- nical approvals afgegeven voor nieuwe bind ­ middelsamenstellingen. Wel zal er altijd een minimumpercentage portlandcementklinker nodig blijven, afhankelijk van de toepassing en omgevingscondities. Belangrijke vraag is telkens: welke prestatie is er nodig? Het motto 'one size fits all' zal niet meer opgaan. Elke toe ­ passing zal een aangepast cement kennen. Interessante casus is het zogenoemde CEM X project. In dit project wordt onderzocht tot hoever ver vanging door kalksteenmeel reikt. In eerste instantie zijn cementen onderzocht bestaande uit 50% klinker en 50% kalksteen ­ meel. In een volgende fase werd nog eens 30% klinker ver vangen door hoogovenslak (20% klinker, 30% hoogovenslak en 50% kalksteen ­ meel). Beide trajecten leverden prima resulta ­ ten op, waarbij in het laatste geval hoogstens de vries ­/dooiprestaties achteruit gingen. Een cement met 35% klinker, 30% hoogovenslak en 35% kalksteenmeel is in 2022 succesvol toe­ gepast in twee verdiepingsvloeren van een hoogbouw in Berlijn (foto 1). De CO 2­ reductie bedroeg ten opzichte van portlandcement meer dan 50%. Afgelopen jaar is een eerste technical approval voor dit cement gekregen, dat toepas ­ baar is in een brede variatie aan milieuklassen. Jaarlijks organiseert het ECSN een voor iedereen gratis toegankelijk webinar. Hierin worden ervaringen en kennis gedeeld over goede betontoepassingen. 25 VAKBL AD 2 2024 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2524-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 25 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20 OPKOMENDE EN TOEKOMSTIGE SCM?S Andere reactieve grondstoffen waar van de geschiktheid wordt onderzocht, zogenoemde supplementary cementitious materials (SCM's), zijn staalslakken en de assen die vrij ­ komen uit verbranding van biomassa. Ruben Snellings (KU Leuven) vertelde over een stu ­ die die is uitgevoerd samen met de universitei ­ ten van Miami (VS) en Aarhus (DK). De urgen ­ tie voor dit soort studies is alleen maar toegenomen, nu het ernaar uitziet dat vaak gebruikte grondstoffen als hoogovenslak en poederkoolvliegas op de middellange termijn op ons continent nauwelijks nog beschikbaar zullen zijn. Daarnaast zullen alle voorzienin ­gen die worden getroffen om de CO 2 die vrij ­ komt bij de cementproductie af te vangen en op te slaan, veel geld kosten en prijsverhogend werken. De onderzoekers startten hun werk door eerst maar eens alle wereldwijd beschikbare en geproduceerde materialen in kaart te brengen. Het aantal publicaties van de afgelopen jaren hierover bedraagt al gauw meer dan duizend. Opkomende materialen zijn gecalcineerde klei, recycled concrete fines, gerecycleerd glas, biomassa ­as en keramisch afval. Verder naar de toekomst zijn mogelijk kansrijk staal­ slakken, municipal solid waste incineration (MSWI ­)bodemassen, non ­ferro metallurgi ­ sche (NFM ­)slakken, baggerslib en bauxiet­ resten. Maar om tot daadwerkelijke toepassing te komen, zal eerst een omvangrijk en intensief onderzoekstraject moeten worden afgelegd. Dat traject zal voor elke fase ? van SCM via cement naar beton en uiteindelijk de construc ­ tie ? moeten worden uitgevoerd. In alle omstandigheden zullen deze materialen namelijk moeten voldoen aan strenge eisen. PUZZOL ANEN Urs Müller (Schwenk) gaf een toelichting op de verschillende soorten natuurlijke puzzolanen. In onze omgeving is lavameel inmiddels al zo'n tweeduizend jaar een bekende toevoeging aan cementen. Vindplaatsen op Europees gebied zijn er onder meer in Italië, Duitsland, IJsland, Griekenland en Turkije. Een ander al sinds de Romeinse tijd bekend natuurlijk puzzolaan is klei. Lange tijd werd dit materiaal in de vorm van gebroken baksteen gebruikt als toeslag ­ materiaal. Recent is ook de functie van klei als Veel onderzoek richt zich op klinkervervangende grondstoffen (zoals hoogovenslak, poederkoolvliegas, gecalcineerde klei, puzzolanen, silica fume en kalksteenmeel) en supplementary cementitious materials (staalslakken en de assen die vrijkomen uit verbranding van biomassa). 2 Groeve in Akmenes (Litouwen), waar in dagbouw het natuurlijke puzzolaan opoka wordt gewonnen 26 VAKBL AD 2 2024 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2624-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 26 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20 puzzolane vulstof ontdekt. Activeren kan mechanisch, maar minstens zo interessant is het calcineren er van. Centraal in deze presentatie stond een speci­ aal soort sedimentaire puzzolaan, genaamd opoka . De belangrijkste vindplaats is Litou ­ wen, maar er zijn ook steengroeven in Polen, Letland, Tsjechië, Duitsland en Frankrijk (foto 2a, 2b). Het puzzolaan bevat lage gehalten aan alkali, chloride en sulfaat, wat de technische levensduur ten goede komt. Met dit puzzolaan kan, vaak in combinatie met kalksteenmeel, al gauw tot 25% portlandcementklinker wor ­ den ver vangen bij gelijkblijvende prestaties (28 ­daagse sterkte: 52 tot 63 N/mm 2). Dit type cement valt binnen de categorie CEM II. CONSTRUCTIES Ontwerpers en constructeurs hebben een belangrijke rol in het terugdringen van de milieubelasting. Dat werd weer eens duidelijk in het ver volg van het webinar. We moeten ons niet blind staren op alleen het verminderen van de hoeveelheid portlandcementklinker. Con ­ structies met alternatieve bindmiddelen en secundaire toeslagmaterialen, moeten ook qua constructieve veiligheid en technische levens ­ duur de toets der kritiek kunnen doorstaan. Integraal ontwerpen (materiaal + ontwerp + uitvoering) is dus erg belangrijk. Dat was de boodschap van Rasmus Rempling van Chal ­ mers University of Technology in Gothenburg. Hij pleitte er voor te zorgen dat het aandeel dat het bouwmateriaal in het bouwproces heeft, in een veel vroeger stadium zichtbaar wordt gemaakt. De huidige praktijk is dat ontwerpers te weinig kennis hebben van bouwmaterialen om een goede afweging te kunnen maken. Bouwbedrijven zouden behalve de uitvoer ­ baarheid, kosten en economische haalbaar ­ heid vanaf nu ook het aandeel CO 2 in hun offertes moeten meenemen. (P)RECAST Katja Udbye Christensen van het Danish Tech ­ nological Institute verhaalde over het onder ­ zoekstraject (P)RECAST, dat gaat over herge ­ bruik van prefab ­betonelementen. Focus bij dit onderzoek ligt bij het ontwikkelen van alge ­ meen toepasbare en herhaalbare methoden van demonteren en remonteren. Juist de lange levensduur maakt dat beton bij uitstek geschikt is voor deze ontwerp ­ en bouwfilosofie. Groot voordeel in de Deense situatie is dat hier een jarenlange traditie is van bouwen met prefab ­ betonelementen. Haar belangrijkste bood ­ schap was dat de bouwindustrie haar invloed op het milieu drastisch moet verminderen. Zo veel mogelijk hergebruik in plaats van nieuw ­ bouw dus. Elementen die bij uitstek goed kunnen worden hergebruikt zijn kanaalplaten, T T ­platen en wanden. Bij het opnieuw inzetten van deze ele ­ menten moeten we ons realiseren dat normen en regelgeving in de loop der jaren zijn veran ­ derd, en niet zelden verzwaard. Een gemid ­ delde wand voor een woning bijvoorbeeld is vandaag een stuk dikker dan zestig jaar gele ­ den. 100% hergebruik lijkt dus nog ver weg. In het project is software ontwikkeld waarmee vrij snel de hergebruikpotentie kan worden bepaald. Gebouweigenaren en sloopbedrijven kunnen deze software heel eenvoudig toepas ­ sen voordat wordt overgegaan tot demontage. Sloopbedrijven hebben hun werkwijze al aan ­ gepast en nieuwe methoden ontwikkeld, waar ­ door geoogste elementen zo ongeschonden mogelijk blijven. Belangrijke actuele onder ­ zoeksvelden zijn het in kaart brengen van ver ­ bindingstypen, het 'losmaken' van elementen, hijsmethoden en opslag. Bovendien moet de WIE ZIJN ER LID VAN ECSN? Het European Concrete Societies Network (ECSN) is een netwerk waarin momenteel betonverenigin - gen uit vijftien voornamelijk Noord-Europese landen vertegenwoordigd zijn: België, Denemarken, Duitsland, Estland, Finland, Ierland, Italië, Letland, Litouwen, Nederland, Noorwegen, Oostenrijk, Tsjechië, IJsland en Zweden. Belangrijkste doelstelling van het netwerk is het delen van ervaringen en kennis over goede betontoepassingen. Zichtbare, recente uiting hiervan is het jaarlijks organiseren van een voor iedereen gratis toegankelijk webinar, waaraan alle lidverenigingen met hun ervaringen kunnen bijdragen. Alle drie de webinars zijn terug te kijken via de website van de ECSN (www.ecsn.eu): ? Concrete and Sustainability (november 2021) ? Binders and Concrete for the next decade (maart 2023) ? Concrete and Sustainability, part 2 (februari 2024) 3 Proefopstelling op het terrein van prefab ­betonfabrikant Consolis in het Finse Parma, waar de geoogste prefab ­betonelementen op hun herbruikbaarheid zijn onderzocht 27 VAKBL AD 2 2024 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2724-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 27 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20 actuele sterkte van de elementen worden gemeten. Ook hier voor zijn verschillende methoden beschikbaar. En tot slot zal er voor elk project een degelijke risicoanalyse op kos­ ten en relevante technische aspecten moeten worden uitgevoerd. RECREATE Een soortgelijk onderzoekstraject over herge ­ bruik van prefab ­betonelementen is ReCreate, een door de EU gesponsord onderzoek waarbij ook Nederland betrokken is. Het onderzoek wordt geleid vanuit Finland en verder werken nog partijen uit Duitsland en Zweden mee. In alle vier de landen zijn al voorbeelden bekend van donorgebouwen waarmee andere gebou ­ wen tot stand zijn gekomen. Satu Huuhka van de Tampere University vertelde over de stand van zaken. De elementen van een gebouw in Tampere die zijn teruggewonnen (foto 4, 5), zijn opgeslagen op de terreinen van Consolis in het Finse Parma. Hier zijn ook enkele elemen ­ ten op hun bruikbaarheid beproefd. De TU Eindhoven coördineert de Nederlandse bijdrage, waaraan verder VBI, IMd Raadge ­ vende Ingenieurs, TNO en Lagemaat meedoen. Als donorgebouw fungeert een kantoorge ­ bouw in Arnhem (Prinsenhof). Dit gebouw is inmiddels geheel gedemonteerd en de ele ­ menten liggen momenteel te wachten om bij een nieuw gebouw te worden toegepast. BIM speelt een belangrijke rol bij het vastleggen van data. Het ReCreate ­project zal verder richtlijnen opleveren voor onder meer het remonteren, testen, werkprocessen en 4 Prinsenhof Demontage. Foto Lagemaat 28 VAKBL AD 2 2024 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2824-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 28 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20 600 500 400 300 200 1000 15MPa 37MPa 50MPa 55MPa- lichtbeton 75MPa- HSB 150MPa-UHSB 40MPa- ZVB Global Warming Potential Total (A1-A3) (kg.CO 2.eq/m 3/MPa) Global Warming Potential Total (A1-A3) (kg.CO 2.eq/m 3) CO2-uitstoot per m 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 15MPa 37MPa 50MPa 55MPa- lichtbeton 75MPa-HSB150MPa- UHSB 40MPa-ZVB CO2-uitstoot per m 3 per MPa of Strenght ­methoden, kwaliteitsmanagement en kennis ­ overdracht. BIJZONDERE BETONSOORTEN In het laatste deel van het webinar waren er nog bijdragen vanuit de Britse eilanden. William Wilson (Roadstone, Ierland) hield een pleidooi om de milieuvoordelen van verschil ­ lende bijzondere betonsoorten als zelfverdich ­ tend beton, lichtgewicht beton, hogesterkte ­ beton en ultra ­hogesterktebeton verder te onderbouwen. In potentie leveren deze beton ­soorten milieuwinst op op diverse terreinen. Maar dat wordt niet altijd zichtbaar als de aan ­ dacht zich alleen richt op de extra hoeveelheid bindmiddel die vaak per m 3 beton nodig is. Ook nu weer is een integrale benadering gewenst over de gehele levenscyclus: van productie, transport en verwerking, gebruiksperiode tot einde levensduur en hergebruik in welke vorm dan ook. Uiteindelijk zou het niet moeten gaan om de CO 2­ uitstoot per m 3 beton, maar om de CO 2­ uitstoot per N/mm 2 of per jaar levensduur (fig. 5). Noushin Khosravi (MPA, the Concrete Centre) zette de duurzaamheidsstrategie uiteen die in het Verenigd Koninkrijk wordt gevolgd. Deze komt nauwgezet overeen met de 2050 Road ­ map van de GCCA. Ook in het Verenigd Konink ­ rijk wordt de gehele betonbouwketen aange ­ sproken. Interessante opmerking van Koshravi was dat we moeten omdenken van zo efficiënt mogelijk naar zo circulair mogelijk. TOT SLOT Ook dit derde webinar van het ECSN, het tweede over het onderwerp Concrete and Sustainability, gaf weer een interessant over ­ zicht van de inspanningen die overal in Europa worden verricht om de betonbouw duurzamer en circulairder te maken. Het initiatief van de ECSN laat misschien niet op alle terreinen de nieuwste ontwikkelingen zien, maar maakt wel duidelijk dat er op ons continent hard wordt gewerkt aan een betere toekomst. Ook ontwerpers en constructeurs hebben een belangrijke rol in het terugdringen van de milieubelasting door integraal ontwerp. Hierbij moeten constructieve veiligheid, levensduur en CO 2-uitstoot in een vroeg stadium op elkaar worden afgestemd. 5 Benadering op prestatie per m 3 laat de duurzaamheidsvoordelen zien van bijzondere betonsoorten 29 VAKBL AD 2 2024 24-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 2924-BV 02_2024_ECSN-webinar Concrete and Sustainability.indd 29 27-05-2024 09:2027-05-2024 09:20