K ANSEN VOOR ALTERNATIEVE CEMENTEN, ALK ALI-GEACTIVEERDE BINDMIDDELEN EN ALTERNATIEVE BENADERINGEN Hoewel de gemiddelde CO 2-uitstoot door cement in Nederland relatief laag is, is de roep om milieuvriendelijkere varianten groot. De industrie is volop in ontwikkeling en er dienen zich diverse mogelijkheden aan. In veel gevallen hangt de slagingskans daarvan samen met de beschikbaarheid van benodigde grondsto? en. In opdracht van Rijkswaterstaat deed SGS Intron onderzoek naar de ontwikkelingen en mogelijkheden van deze grondsto? en. Ontwikkelingen grondsto en in beton A ls bindmiddel in beton wordt wereld- wijd het meest gebruikgemaakt van portlandcement (CEM I). Bij de produc- tie hier van komt veel CO 2 vrij. Dit komt deels door de benodigde energie bij de productie van portlandcementklinker. De meeste CO 2 komt echter vrij bij de calcinatie van kalksteen. Een- voudig gezegd wordt daarbij kalksteen (calci- umcarbonaat, CaCO 3) bij hoge temperaturen omgezet in gebrande kalk (calciumoxide, CaO) en CO 2. De makkelijkste stap om het CO 2-profi el van cement te verlagen, is een deel van de port- landcementklinker te ver vangen door geschikte alternatieven zoals hoogovenslak, een latent-hydraulisch product dat vrijkomt bij de productie van ruwijzer. Het op gegranu- leerde slak gebaseerde hoogovencement (CEM III) is in Nederland verreweg het meest toegepaste bindmiddel. Een tweede alterna- tief voor portlandcement is portlandvliegas- cement (CEM II), gebaseerd op poederkool- vliegas dat vrijkomt uit kolengestookte elektriciteitscentrales. Nederland is al decennia koploper in de toe- passing van deze relatief milieuvriendelijke materialen: het in ons land toegepaste cement (inclusief import) heeft het laagste CO 2-profi el ter wereld: een bijdrage aan de totale CO 2- emissie in Nederland van circa 1,2% in plaats van 7% wereldwijd. De beschikbaarheid van de grondstoff en voor deze cementsoorten is echter onvoldoende om volledig aan de ambities uit het Betonakkoord te kunnen voldoen (zie kader). Het aanbod aan poederkoolvliegas is de afgelopen jaren al fors gedaald door het sluiten van kolengestookte elektriciteitscentrales. Naar verwachting zal ook het aanbod aan hoogovenslak de komende jaren gaan afnemen. VR A AG NA AR CEMENT Het verbruik van cement in Nederland bedraagt gemiddeld ongeveer 5 miljoen ton per jaar (fi g. 2). De verwachting is dat deze vraag tot 2050 op vergelijkbaar niveau zal blij- ven. De verdeling van de toegepaste cement- soorten is momenteel: ? CEM III 55-60% ? CEM I 30-35% ? CEM II en CEM V (composietcement) 5-10% (samen). Het gemiddelde klinkergehalte van cement dat in Nederland wordt gebruikt, is naar schatting 50%. PORTL ANDCEMENTKLINKER Mede als gevolg van sluiting van de klinkerpro- ductie bij ENCI in Maastricht wordt portlandce- mentklinker momenteel geïmporteerd uit onder andere België, Duitsland en Portugal. Het transport van die portlandcementklinker verhoogt de CO2-uitstoot enigszins en dus ook de MKI (MilieuKostenIndicator)-waarde van het cement. Vanwege het extra transport is er een gemiddelde verhoging van 3% in de CO 2- BETONAKKOORD Het Betonakkoord geeft invulling aan de doe- len en de ambities voor de betonketen. Enkele voorbeelden: ten minste 30% CO 2-reductie in 2030 ten opzichte van 1990 met een ambitie van > 49%, in 2030 100% hoogwaardig herge- bruik van vrijkomend beton en circulair ont- werpen als leidend principe. Recent is de ambitie nog wat verder opgeschroefd. De eer- ste maatregelen zullen al in 2023 leiden tot een reductie van 15%-20% CO 2-uitstoot ten opzichte van 2021. Ook ligt een pakket aan maatregelen klaar om daarna verder te versnellen. 1 In de constructief gewapende tussenwanden in de spooronderdoorgang in de Vennewatersweg in Heiloo is geopolymeerbeton toegepast (foto: Jane van Raaphorst) 12 VAKBL AD 1 2022 Auteur Jacques Linssen, Betoniek / Aeneas ? Gert van der Wegen en Natalie Muehleisen, SGS Intron BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 12BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 12 26-04-22 10:1626-04-22 10:16 uitstoot in vergelijking met CEM l dat werd gemaakt met in Nederland geproduceerde klinker (tabel 1). GEGR ANULEERDE HOOGOVENSL AK Wereldwijd werd in 2014 naar schatting 480- 560 miljoen ton hoogovenslak geproduceerd, die nagenoeg volledig in cement of beton is toegepast (tabel 2). Dit kom overeen met circa 8% van de totale wereldproductie aan cement. Een verdere reductie aan CO 2-uitstoot van cement of beton door verhoogde inzet van gegranuleerde hoogovenslak is dus beperkt. Het aanbod aan hoogovenslak is bovendien afhankelijk van de ijzerproductie. In de Neder- landse staalsector worden technologieën ver- kend om het productieproces van staal duur- zamer te maken, zoals CO 2-afvang en -opslag en een smeltreductieproces. Dit kan bijvoor- beeld door over te schakelen op waterstof- reductie. In dat geval kan de productie van gegranuleerde hoogovenslak worden voort- gezet. Het is echter nog niet aangetoond dat de gegranuleerde hoogovenslak die met deze methode wordt geproduceerd, dezelfde latent- hydraulische eigenschappen heeft als de slak uit het traditionele proces. Bovendien is het niet duidelijk of dezelfde hoeveelheden slak zullen worden geproduceerd. Er is meer onderzoek nodig voordat voorspellingen over de stabiliteit en de prijs van deze materiaal- stroom kunnen worden gedaan. De situatie wordt zeker anders wanneer voor de productie van ruwijzer wordt overgestapt op elektro-ovens. Nu worden in de hoogovens grote hoeveelheden kalksteen toegevoegd om de tem- peratuur te kunnen beheersen. Die kalk speelt een belangrijke rol bij de hydrauliciteit van hoog- ovenslak. In een elektro-oven wordt die kalk- steen niet meer toegepast en wordt de chemi- sche samenstelling van de slak totaal anders. Als de staalindustrie in de EU geen nieuwe tech- nologieën introduceert om de CO 2-uitstoot te verminderen, zal de staalproductie naar alle waarschijnlijkheid uit de EU verdwijnen en ver- huizen naar landen waar producenten niet wor- den geconfronteerd met hoge CO 2-heffi ngen. Nederland zal dus wellicht meer gegranuleerde hoogovenslak moeten importeren. Dit zal de CO 2-uitstoot van CEM III verhogen. POEDERKOOLVLIEGAS In 2014 werd wereldwijd naar schatting 675 mil- joen ton poederkoolvliegas geproduceerd (tabel 2). In 2018 bedroeg het gebruik in cement of beton wereldwijd circa 250 miljoen ton. Dit is circa 5% van de totale cementproductie. Om de CO 2-uitstoot te verminderen, zal de energiepro- ductie in kolengestookte centrales afnemen ? Nederland plant de sluiting van alle kolenge- stookte centrales in 2030; er zijn inmiddels al enkele centrales gesloten. Ook andere landen in de EU plannen de sluiting of vermindering van hun kolengestookte centrales. Er is daardoor een daling te verwachten van de capaciteit van kolengestookte centrales van meer dan 60% in 2030. De verwachting is dat het aanbod zal wor- den aangevuld door import, waarschijnlijk uit landen buiten de EU, zoals India. Hierdoor zal de CO 2-uitstoot van CEM II/B-V toenemen met ongeveer 10%, in vergelijking met CEM II/B-V dat voorheen werd geproduceerd met Neder- landse poederkoolvliegas (+8% CO 2) en port- Tabel 1. Toename in de CO 2-uitstoot voor portlandcementklinker, geïmporteerd uit België (vrachtwagen), Duitsland (vrachtwagen) en Portugal (schip), in vergelijking met in Nederland geproduceerde klinker [%] (indicatieve berekeningen van SGS Intron) A ARDOPWARMINGSVERMOGEN (GWP) België +2% Duitsland +4% Portugal +4% Tabel 2. Wereldwijde productie en gebruik van gegranuleerde hoogovenslak en poederkoolvliegas GEGR ANULEERDE HOOGOVENSL AK POEDERKOOLVLIEGAS Wereldwijde productie in 2014 [miljoen ton] 480675 Wereldwijd gebruik in cement of beton [miljoen ton] ca. 400 ca. 250 Percentage van cementproductie [%] 8%5% 1 In de constructief gewapende tussenwanden in de spooronderdoorgang in de Vennewatersweg in Heiloo is geopolymeerbeton toegepast (foto: Jane van Raaphorst) 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 cement in m ton / jaar 2 Cementgebruik in Nederland in miljoen ton per jaar volgens Euroconstruct Mogelijke alternatieve cementen zijn belietrijk portlandcement, calciumsulfoaluminaatcement (CSA), beliet-CSA-ternesiet (BCT), hydrothermisch vervaardigd cement, door carbonatatie verhard cement en kalksteen-gecalcineerd klei-cement (LC3) 3 Ongemalen portlandcementklinker 13 VAKBL AD 1 2022 BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 13BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 13 26-04-22 10:1626-04-22 10:16 landcementklinker (+2% CO 2). Naast nieuw geproduceerd poederkoolvliegas is er overigens een groeiende belangstelling en research naar de kwaliteit en het gebruik van oud poederkoolvliegas dat wereldwijd is gestort of opgeslagen. ALTERNATIEVEN Om aan de vraag naar cement te kunnen blijven voldoen en tegelijkertijd de ambities ten aan- zien van de reductie van CO 2-reductie waar te maken, wordt momenteel intensief gezocht naar andere mogelijkheden dan toepassing van hoogovencement en portlandvliegascement. Voorbeelden zijn: ? alternatieve cementen; ? alt ernatieve supplementaire cementeuze materialen (SCM); ? alkali-geactiveerde bindmiddelen. In het navolgende worden deze mogelijkheden beschreven. ALTERNATIEVE CEMENTEN Er worden flinke stappen gezet in de ontwik - kelingen van alternatieven voor zowel cement als k linker. Kansrijk zijn belietrijk portlandce - ment, calciumsulfoaluminaatcement (CSA), be liet-CSA-ternesiet (BCT), hydrothermisch ver vaardigd cement, door carbonatatie ver - hard cement en kalksteen-gecalcineerd klei- c ement (LC3). Meer achtergrondinformatie over deze alternatieven staat in het Betoniek- artikel 'CO 2-reductie: opties voor cement'. Een overzicht van de potentiële vermindering van de CO 2-uitstoot, het TRL niveau (TRL = Tech- nology Readiness Level) en de mogelijkheden v an toepassing op grote schaal in 2030 staan in tabel 3. Belietrijk portlandcement Belietrijk portlandcement bestaat, zoals de naam al aangeeft, vooral uit beliet (C2S) in plaats van aliet (C3S). Waar reguliere portland- cementklinker voor zo'n 65% bestaat uit C3S en voor 15% uit C2S, is bij belietcement het aandeel C2S meer dan 50%. Dit cement wordt op een vergelijkbare wijze geproduceerd als normaal portlandcement. Verschil is dat er minder kalk wordt gebruikt en dat de brandtemperatuur met circa 1350 °C wat lager ligt. Gemiddeld heeft dit cement daardoor een ongeveer 10% lagere CO 2-uitstoot. Omdat het een trage sterkteont - wikkeling en een bijbehorende lage hydratatie - warmte vertoont, is het vooral geschikt voor toepassing in massabeton. Calciumsulfoaluminaatcement Calciumsulfoaluminaatcement (CSA) wordt ook op een vergelijkbare manier geproduceerd als normaal portlandcement, maar de grond- stofmix bestaat uit meer aluminiumbronnen en minder kalksteen. Dit resulteert in calciumsul- foaluminaat ye'elimite (C4A3$). Hiermee wordt de trage sterkteontwikkeling van beliet gecompenseerd. Hoe hoger de concentratie ye'elimite in CSA, hoe lager de CO 2-uitstoot, maar des te hoger de productiekosten. Beliet-CSA-ternesiet Om de productiekosten te verlagen, kan de fer - riet-fase (C4AF) worden geïntroduceerd om een beliet-calciumsulfoaluminaat-ternesiet (BCT) te creëren. BCT-cement wordt door Hei- delberg Cement als ' Ternocem' en door Lafarge als 'Aether ' op de markt gebracht. In vergelijking met portlandcement is de CO2- uitstoot van Ternocem 30% lager en van Aether 25-30% lager dan CEM I. Hydrothermisch ver vaardigd cement Als alternatief kan een belietachtig hydraulisch bindmiddel worden geproduceerd met een hydrothermisch proces. Dit heeft een verge - lijkbare samenstelling als belietrijk portland- cement, maar is veel reactiever en heeft daar - door een hogere sterkteontwikkeling. Het productieproces is veel complexer dan nor - maal portlandcement en er zijn extra pro- 4 Van links naar rechts: cement, gemalen gegranuleerde hoogovenslak, kalksteenmeel, poederkoolvliegas (op de achtergrond een betonprisma) Tabel 3. V ermindering van CO 2-uitstoot, TRL-niveau en indicatie grootschalige toepassing in 2030 alternatieve bindmiddelen VERMINDERING VAN DE CO 2- UITSTOOT* TRL MOGELIJKHEID VAN GEBRUIK OP GROTE SCHA AL TEGEN 2030 Belietrijk portlandcement 10%TRL 7Laag/middelmatig Calciumsulfoaluminaatcement (CSA) 25-30% TRL 5-6Laag/middelmatig Beliet-CSA-ternesiet (BCT) 25-30%TRL 6-7Middelmatig/hoog Hydrothermisch vervaardigd cement 10% TRL 3Laag Carbonatatie verhard cement 60%TRL 9**Middelmatig/hoog Kalksteen-gecalcineerd klei- cement (LC3) 30% TRL 7Middelmatig/hoog Alkali-geactiveerde bindmiddelen 40-80%TRL 5-7Middelmatig/hoog * Vermindering ten opzichte van CEM I CO 2-uitstoot ** V oor kleine, niet-gewapende betonelementen Toepassing van alkali-geactiveerde bindmiddelen wordt belemmerd door ontbrekende regelgeving, hogere kosten en de beperkte beschikbaarheid van activatoren en grondstoffen die al in cement worden toegepast 14 VAKBL AD 1 2022 BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 14BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 14 26-04-22 10:1626-04-22 10:16 cesstappen voor nodig, waardoor het erg kost- baar is. Deze methode is vooralsnog niet erg kansrijk, te meer omdat het bindmiddel niet geschikt is voor constructief beton. Het wordt momenteel enkel in laboratoria getest. Ther - modynamische berekeningen suggereren dat CO 2-reducties vergelijkbaar zijn met die van belietrijk portlandcement. Door carbonatatie verhard cement Er is een cementsoort dat deels door carbona- tatie verhardt. Het gaat om cement dat is samengesteld uit calciumsilicaat-mineralen met een laag kalksteengehalte. Deze klinkers kunnen worden ver vaardigd in bestaande cementovens met traditionele grondstoffen in verschillende verhoudingen. Ze hebben door het lagere kalksteengehalte, de lagere brand- temperatuur en de binding van CO 2 bij verhar - den een ongeveer 60% lagere CO 2-uitstoot in vergelijking met CEM l. Een voorbeeld is Soli- dia cement dat al wordt toegepast bij de fabri- cage van niet-gewapend prefab beton en in de Verenigde Staten ook in ter plaatse gestort beton. Solidia beton kan tot 25% sterker zijn dan CEM I, is beter vorst-dooibestand en vergt een kortere nabehandeling. Maar het biedt geen bescherming tegen staalcorrosie. Het bedrijf CarbonCure heeft een systeem ont - wikkeld om vloeibare CO 2 tijdens het mengen in nat beton te injecteren. De CO 2 gaat een chemi- sche reactie aan met Ca(OH) 2, een reactiepro- duct van portlandcementklinker en vormt calci- umcarbonaat. CarbonCure is beschikbaar voor zowel ter plaatse gestort beton als voor prefab beton. De vermindering van de CO2-uitstoot hangt af van het betreffende product. Over het algemeen vertoont het een verhoging van de druksterkte in de ordegrootte van 10-20% in vergelijking met CEM I (bron: CarbonCure). Kalksteen-gecalcineerd klei-cement Kalksteen-gecalcineerd klei-cement (LC3) is een ander opkomend alternatief voor cement, dat een hoge mate van klinker ver vanging mogelijk maakt. LC3-50 bestaat uit 50% port - landcementklinker, 30% gecalcineerde klei, 15% kalksteen en 5% gips. Wanneer de gecal- cineerde klei voldoende kaoliniet bevat, zijn de mechanische eigenschappen vergelijkbaar met die van portlandcement (CEM I). LC3-50 maakt een vermindering van de CO 2-uitstoot met 30% mogelijk ten opzichte van portlandce - ment (CEM I). ALTERNATIEVE SUPPLEMENTAIRE CEMENTEUZE MATERIALEN Cement op basis van portlandcementklinker zal tot zeker 2030 een dominante factor blijven. Daarom is het cruciaal de portlandcementklin- ker gedeeltelijk te blijven ver vangen door geschikte puzzolane of latent-hydraulische materialen (Supplementar y Cementitious Materials, SCM). Naast de genoemde gegra- nuleerde hoogovenslak en poederkoolvliegas zijn er alternatieve SCM's. Voorbeelden zijn gemalen kalksteen, gecalcineerde klei, bio- massa-vliegas, glasafval, bewerkte bodemas van verbrandingsovens en lava. Kalksteen Wereldwijd is kalksteen een van de meest gebruikte SCM's, hoewel het bijna volledig inert is. Het effect van kalksteen is zowel fysisch als chemisch, en deze zullen het verlies aan druksterkte beperken. De ver vanging van portlandcementklinker met 35 tot 50% aan bestanddelen naast klinker met maximaal 20% kalksteen, is mogelijk als CEM ll/C-M. Dit cement kan eenvoudig worden toegepast vóór 2030 en kan de CO 2-uitstoot in vergelijking met CEM I tot 50% verminderen. Gecalcineerde klei Ook gecalcineerde klei kan als SCM worden gebruikt. De best functionerende kleisoorten zijn gecalcineerde kleisoorten die kaoliniet bevatten. Die zijn doorgaans te vinden in tropi- sche en subtropische omgevingen. De klei die in Nederland wordt gevonden is minder geschikt, omdat het kaolinietgehalte te laag is. Maar de klei kan wel worden verrijkt. Gecalcineerde klei kan worden gebruikt om tot 30% portlandcementklinker te ver vangen, zonder nadelige effecten voor de sterkteont - wikkeling of duurzaamheid (levensduur) op lange termijn van het beton. Het gebruik van gecalcineerde klei kan in Nederland vóór 2030 worden geïmplementeerd. Er is wel een oven nodig om de klei de calcineren (verhitten tot 800 °C). Biomassa-vliegas Ook vliegas afkomstig van biomassaverbran- ding kan worden gebruikt als SCM of als alter - natieve grondstof voor de productie van port - landcementklinker. De potentiële hoeveelheid biomassa-vliegas die jaarlijks in Nederland kan worden geproduceerd, bedraagt meer dan 2,7 miljoen ton (54% van het jaarlijkse cement - verbruik in Nederland). Hoewel dit enorm veel lijkt, zijn er aanzienlijke ontwikkelingen nodig om dit op grote schaal te implementeren. Het is daarom niet waarschijnlijk dat biomassa- vliegas vóór 2030 substantieel zal bijdragen. Glasafval Als mogelijke SCM is glasafval voorgesteld, vanwege de over vloedige beschikbaarheid, de chemische compatibiliteit met cement, en de lage kosten. Glasafval kan puzzolane eigen- 5 Gegranuleerde hoogovenslak 15 VAKBL AD 1 2022 BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 15BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 15 26-04-22 10:1626-04-22 10:16 schappen vertonen wanneer het zeer fijn wordt gemalen. In vergelijking met poederkoolvliegas heeft gemalen glas een betere reactiviteit en een vergelijkbare sterkte op lange termijn. Het gebruik van gemalen glasafval als een gedeel- telijke ver vanging voor portlandcement kan in Nederland ? mits voldoende gestimuleerd ? al vóór 2030 worden geïmplementeerd. Gemalen bewerkte bodemas Gemalen bewerkte bodemas van verbran- dingsovens, waarin een grote hoeveelheid glasafval aanwezig is, geeft nu al goede resul- taten in betonproducten zoals betonnen straatstenen en tegels bij 25% ver vanging van CEM I. Momenteel wordt gewerkt aan regelge- ving voor diverse (reactieve) vulstoffen, zodat deze op korte termijn kunnen worden toege - past in beton. Zo is recentelijk CROW-CUR- Aanbeveling 128 'AEC-vulstof in ongewapend aardvochtig beton' verschenen. ALK ALI-GEACTIVEERDE BINDMIDDELEN Recent staat toepassing van alkali-geacti- veerde bindmiddelen, ofwel geopolymeren flink in de belangstelling. Ondanks decennia van onderzoek blijft het wereldwijde gebruik echter bijzonder klein, en beperkt tot nichetoe - passingen. Grootschalig gebruik wordt belem- merd door ontbrekende regelgeving, hogere kosten en de beperkte beschikbaarheid van grondstoffen die al in cement worden toege - past. Bovendien vraagt de verwerkbaarheid van alkali-geactiveerde bindmiddelen extra aandacht en vergen de sterk alkalische activa- toren extra veiligheidsmaatregelen. Alkali-geactiveerde bindmiddelen worden geproduceerd op basis van twee componenten: een aluminosilicaatbron (precursor) en een activerende alkalische vloeistof (activator). Als precursor wordt meestal gegranuleerde hoogovenslak, poederkoolvliegas of metakao- lien (gecalcineerde vorm van het kleimineraal kaoliniet) toegepast. Zoals gezegd is de toekomstige beschikbaar - heid van hoogovenslak en poederkoolvliegas in Nederland onzeker. Momenteel worden deze materialen hoofdzakelijk gebruikt als gedeeltelijke ver vanging van portlandcement - klinker in cement. Daarnaast kan de omscha- keling van het gebruik van slak naar alkali- activering leiden tot een algemene toename in de wereldwijde CO 2-uitstoot, aangezien niet alle alkali-geactiveerde bindmiddelen een lagere CO 2-uitstoot hebben dan CEM III. In vergelijking met gegranuleerde hoog- ovenslak of poederkoolvliegas is voor metaka- olien beduidend meer natriumsilicaat nodig voor de activering, waardoor het minder inte - ressant is. Als activator wordt momenteel voornamelijk natriumhydroxide in combinatie met natrium- silicaat gebruikt, of soms silica fume. Natrium- hydroxide is een agressieve chemische stof waar voor bijzondere veiligheidsmaatregelen zijn vereist. De wereldwijde vraag naar natri- umhydroxide is veel groter dan de jaarlijkse productie en de productiekosten zijn hoog, wat het gebruik er van beperkt. Ook natriumsilicaat en silica fume zijn slechts beperkt beschikbaar en tevens erg duur. En net als natriumhydroxide is natriumsilicaat ook agressief. Het gebrek aan geschikt materiaal (zowel pre - cursoren als activatoren) en de vereiste regel- geving zijn de grootste belemmeringen voor een w ereldwijd, grootschalig gebruik van alkali- geactiveerde bindmiddelen. Daarom zijn ze momenteel gerangschikt als TRL 5-7 (Techno - Om het lage CO 2-profiel te behouden of het verder te verlagen, moet de beschikbaarheid en het gebruik van nieuwe bindmiddelen met een lage CO 2-uitstoot worden gestimuleerd, uiteraard met een ten minste gelijkwaardige prestatie 6 Roterende klinkeroven met volledig droog proces (foto: JM BYL) 7 V loeibaar mengsel van slak en ijzer, net uit de hoogoven 16 VAKBL AD 1 2022 BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 16BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 16 26-04-22 10:1626-04-22 10:16 logy Readiness Level). Alkali-geactiveerde bindmiddelen hebben een CO 2-uitstoot die 40 tot 80% lager kan zijn dan die van CEM I (tabel 3). Daarbij wordt uitgegaan van slak- en vliegas- precursor. Omdat die momenteel al in cement worden toegepast, levert dit alleen een ver - schuiving op. Er is alleen echte milieuwinst wan - neer andere materialen worden gebruikt zoals g eactiveerde klei. Maar dan is de CO 2-winst fors lager dan genoemde 40 tot 80%. Toch is verdere ontwikkeling meer dan gerechtvaardigd. ALTERNATIEVE BENADERINGEN Als alternatief voor toepassing van andere cementen, SCM's en alkali-geactiveerde bind- middelen kan worden ingezet op een efficiën- ter materiaalgebruik en op recycling van cementsteen. Efficiënter materiaalgebruik Het noodzakelijke gehalte aan cement in beton kan worden gereduceerd door het optimalise - ren van het mengselontwerp of het gebruik van chemische dispergeermiddelen en minerale vulstoffen. In plaats van 'cement voor generieke toepassing' moet het bindmiddel worden gebruikt dat het meest geschikt is voor de betreffende toepassing en dat de laagste impact op het milieu heeft. Het materiaalverbruik kan worden gereduceerd door bijvoorbeeld meer geschikte toepassingen van hogesterktebeton. Normen (zoals EN 206/NEN 8005) zijn vaak een obstakel voor het verminderen van de CO 2- uitstoot van beton, omdat ze gebaseerd zijn op een minimaal cementgehalte. Beton zou niet uitsluitend mogen worden gedefinieerd op basis van de samenstelling, druksterkte of verwerkbaarheid, maar eerder op prestatie- eigenschappen als bestandheid tegen aantas - tingsmechanismen, duurzaamheid en circula- riteit. Voor regulier beton wordt dit opgenomen in de Eurocode. Normen op basis van prestaties (zoals CUR- Aanbeveling 48 in Nederland, ASTM C1157 in de VS en de Exposure Resistance Classes (weerstandsklassen) in de toekomstige norm EN 206) zijn een stap in de goede richting. Cementsteenrecycling De grote hoeveelheid bouw- en sloopafval uit beton die in de EU wordt gegenereerd, kan wor - den gebruikt voor recycling van de daarin aan- wezige cementsteen. De er varing leert dat zeer fijn materiaal uit gerecycled beton, eventueel na verdere bewerking, bruikbaar is als primaire grondstof voor de productie van portlandce - mentklinker. Daarnaast kan dit zeer fijne mate - riaal ook worden gebruikt als cementver van- ging in CEM ll cement of rechtstreeks als vulstof in beton. Er wordt al gewerkt aan een Europese norm hier voor (CEM ll/B-F in EN 197-6). TOT SLOT Toepassing van alternatieve cementen, SCM's en alkali-geactiveerde bindmiddelen biedt uit - eenlopende kansen om de CO 2-uitstoot te ver - minderen. Soms geldt dat echter alleen ten opzichte van CEM I en niet ten opzichte van het in Nederland veel toegepaste CEM III. De ver - wachting is bovendien dat de beschikbaarheid van nieuwe CO 2-arme bindmiddelen in 2030 beperkt zal zijn en het gebruik afhankelijk is van de marktacceptatie en de beschikbaarheid van de benodigde regelgeving. Grotere transportaf - standen van grondstoffen (portlandcement - klinker, gegranuleerde hoogovenslak en poe - derkoolvliegas) hebben een negatieve invloed op het CO 2-profiel van het Nederlandse cement (tabel 4). Hierdoor is het al een uitdaging om die op het huidige lage niveau te houden. Verwacht wordt dan ook dat de CO 2-uitstoot en dus ook de MKI van bindmiddelen voor beton niet aanzien- lijk zal dalen in de komende jaren. Om het lage CO 2-profiel te behouden of het verder te verlagen, moeten alternatieve bena- deringen worden overwogen en moet de beschikbaarheid en/of het gebruik van nieuwe cementsoorten met een lage CO 2-uitstoot worden gestimuleerd. R APPORT Meer over de ontwikkelingen van grondstoffen in beton staat in het rapport 'Ontwikkelingen betreffende hoofdbestanddelen voor klinker - gebaseerde cementen en geopolymeren' opgesteld door SGS Intron in opdracht van Rijkswaterstaat. Dit rapport is beschikbaar op www.betonakkoord.nl Tabel 4. Ber ekende toename van de CO2-uitstoot voor enkele cementen door grotere transportafstanden grondstoffen (gebaseerd op de indicatieve berekeningen van SGS Intron) CEMENTT YPE TOENAME VAN DE CO 2-UITSTOOT Portlandcementklinker uit België, Duitsland en Portugal Hoogovenslak uit Turkije Poederkoolvliegas uit India Totale toename CEM l 3% n.v.t.n.v.t. 3% CEM lll/A (50% slak) 1,5% +7%n.v.t. 8,5% CEM III/B (65% slak) 1% +12%n.v.t. 13% CEM II/B-V (30% vliegas) 2% n.v.t.+8% 10% 8 In de Drieklovendam in China (1994-2006; 2,7 miljoen m 3 beton) is belietrijk portlandcement toegepast (bron: Wikimedia Commons) 17 VAKBL AD 1 2022 BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 17BV 1-2022 4-grondstoffen.indd 17 26-04-22 10:1626-04-22 10:16