Hoe circulair is beton?

Tekst: ing. Frank de Groot, m.m.v. Betonhuis

Met het Rijksbrede programma Nederland Circulair in 2050 heeft het kabinet in september 2016 de inzet van de Rijksoverheid gepresenteerd. Om in 2050 daadwerkelijk een volledig circulaire economie te realiseren, is op 24 januari 2017 het Grondstoffenakkoord gelanceerd met bedrijven, vakbonden, overheden, natuur- en milieuorganisaties, kennisinstituten, financiële instellingen en vele andere maatschappelijke organisaties. Op dit moment staat de teller op meer dan 325 ondertekenaars. Er wordt nu gewerkt aan de uitwerking van het programma Nederland Circulair in 2050 en het Grondstoffenakkoord in vijf transitieagenda’s voor Biomassa & Voedsel, Kunststoffen, Maakindustrie, Bouw en Consumptiegoederen. Het eerste doel is ambitieus: 50% minder verbruik van primaire grondstoffen (mineraal, fossiel en metalen) in 2030.

Rol van beton

Beton is wereldwijd het meest gebruikte bouwmateriaal. Beton is betrouwbaar, goedkoop en onbrandbaar en betonnen constructies hebben een zeer lange, bijna onderhoudsvrije levensduur. De grondstoffen voor cement en beton zijn wereldwijd onbeperkt beschikbaar. Deze grondstoffen (kalksteen, klei, grind en zand) zijn ook in onze regio onbeperkt beschikbaar en vallen dus onder de categorie ‘algemeen beschikbaar’. De maatschappij legt wel beperkingen op aan de winning van deze grondstoffen. Winning wordt alleen toegestaan onder de voorwaarde van maatschappelijke meerwaarde. Voor zand en grind zijn dit het creëren van nieuwe natuur of recreatiemogelijkheden of meer ruimte voor een rivier om overstromingen te voorkomen. Dit leidt, ook in de voorzienbare toekomst, tot voldoende beschikbaarheid van zand en grind.

Lange levensduur

Kenmerkend voor beton is de zeer lange levensduur, zodat afdanken niet snel gebeurt. Indien een betonnen constructie toch wordt afgedankt, dan moet het volgens de publicatie ‘Nederland Circulair in 2050’ hoogwaardig worden hergebruikt of gercycled en ingezet om nieuwe producten te maken. Beton krijgt daardoor vaak een herbestemming. Bijvoorbeeld door een complete gebouwtransformatie, waarbij alleen het betonskelet opnieuw gebruikt wordt. Of door simpel hergebruik van betonklinkers of van betonelementen. En als er toch gesloopt wordt, dan wordt 100 % van het betonpuin nuttig hergebruikt. Het grootste gedeelte wordt toegepast als wegfundatiemateriaal (zie hierna) en een kleiner deel wordt toegepast als toeslagmateriaal in nieuw beton. En als er ooit geen vraag meer is naar fundatiemateriaal dan zal al het betonpuin probleemloos worden toegepast in nieuw beton. Doordat er meer wordt gebouwd dan gesloopt kan het vrijkomende betongranulaat nu nog maximaal 20 % van de vraag naar grind vervangen.

Betongranulaat

De belangrijkste toepassing van betongranulaat is, als onderdeel van menggranulaat, als fundatiemateriaal voor wegen en vloeren. Metselwerkgranulaat is meestal te zwak om zonder betongranulaat te kunnen worden toegepast als fundatiemateriaal. Menggranulaat moet daarom ook een minimum aandeel betongranulaat bevatten, zowel vanwege de sterkte van de korrel, als vanwege de hydraulische werking van het betongranulaat.

Schoon betongranulaat, althans de grove fractie, kan probleemloos in beton worden toegepast en daarmee een deel van het primaire grove toeslagmateriaal, zoals grind, vervangen. Het produceren van schoon betongranulaat vraagt echter een zorgvuldige sortering of reiniging of het zorgvuldig selectief slopen. Mede om deze reden wordt circa 95 % van het betongranulaat toegepast als fundatiemateriaal. Veel partijen noemen dit ‘downcycling’, ondanks dat uit LCA-berekeningen herhaaldelijk is gebleken dat deze toepassing milieutechnisch gezien ten minste gelijkwaardig is aan het hergebruik als toeslagmateriaal voor beton. Ook bij toepassing van betongranulaat als wegfunderingsmateriaal wordt het gebruik van primaire grondstoffen (vooral zand) vermeden. Wel moet worden voorkomen dat het granulaat over grote afstanden vervoerd moet worden, omdat anders de milieuvoordelen wegvallen.

Vraag en aanbod
Al vele jaren wordt verondersteld dat het aanbod van betongranulaat de vraag naar fundatiemateriaal binnen enkele jaren ruimschoots zal overstijgen. Als argumenten hiervoor worden gegeven dat het aandeel beton in het steenachtig bouw- en sloopafval zal stijgen door gewijzigd materiaalverbruik in het verleden en dat de vraag naar fundatiemateriaal voor nieuwe wegen zal dalen. Uit marktgegevens blijkt dat er jaarlijks 12 miljoen ton betonpuin beschikbaar komt, waarvan theoretisch circa 6 miljoen gescheiden kan worden ingezameld. Hiervan blijft 3 miljoen ton als grof toeslagmateriaal over, hetgeen circa 20 % is van de huidige totale vraag naar grof toeslagmateriaal voor beton (14 miljoen ton). Mocht er op termijn een overschot ontstaan aan betongranulaat, dan zal dit via marktwerking probleemloos door de betonindustrie worden toegepast. De betonindustrie is al in staat om al het vrijkomende betongranulaat weer in te nemen en toe te passen in nieuw beton.

Nieuwe ontwikkelingen?
Naast het ‘gewone’ hergebruik van betongranulaat zijn er meerdere technieken in ontwikkeling om betonpuin zodanig te behandelen dat het oorspronkelijke toeslagmateriaal weer vrijwel in zijn originele staat, dus vrij van cementsteen, teruggewonnen wordt. Deze technieken maken gebruik van het verschil in eigenschappen tussen de cementsteen en het toeslagmateriaal. Het (vrijwel volledig) gehydrateerde cement komt hierbij ook als separate fijne fractie vrij. Voorbeelden van deze technieken zijn:

• Thermisch behandelen: grof betonpuin opwarmen tot > 600 °C, waarna het makkelijk mechanisch te scheiden is.
• Breektechnieken, waarbij hoofdzakelijk het cementsteen breekt (‘slim breken’).
• Gebruik van een hoge elektrische puls: thermische expansie van de cementsteen op het grensvlak met het toeslagmateriaal c.q. drukgolven, waarbij de treksterkte wordt overschreden.

Deze technieken bevinden zich nog in het laboratoriumstadium, maar kunnen in theorie op termijn de traditionele brekers vervangen. Vooral het slim breken, waarvoor meerdere concurrerende technieken in ontwikkeling zijn, lijkt wat technologie betreft kansrijk. De andere technologieën zijn moeilijker op te schalen en/of verbruiken zeer veel energie.

Prefab elementen

In het kader van circulair bouwen neemt ook de belangstelling voor modulair bouwen toe. We zien, ook in de infrastructuur, ontwikkelingen naar modulaire/geprefabriceerde elementen. Deze zijn bij functieverandering te demonteren en elders weer op te bouwen. Dat is eigenlijk al heel gebruikelijk voor kleine verhardingselementen, zoals stenen, tegels en dergelijke.

Voor de betonindustrie kan in de ontwerpfase nog bewuster worden nagedacht over een tweede, mogelijk derde functie. We zien in de utiliteitsbouw al dat woningen worden ingericht in voormalige kantoorgebouwen. Die gebouwen worden gestript, het betonskelet blijft staan en het gebouw krijgt een compleet nieuwe functie. Dat heeft natuurlijk wel effect op de beschikbaarheid van betongranulaat, maar zoals eerder opgemerkt wordt er in de nabije toekomst een overschot verwacht, waardoor het effect dus zelfs positief is.

Al deze ontwikkelingen dragen bij aan het nog verder verduurzamen van beton, naast de ontwikkelingen om de CO2-emissie verder te verlagen. Maar zelfs zonder deze initiatieven is beton al vele jaren klaar voor 2050: beton is volledig circulair!

Literatuur

• Beton is volledig circulair!’, Edwin Vermeulen, Technical Marketing Engineer, Cement&BetonCentrum, Linkedin
• Betonrecyling…’, Edwin Vermeulen, Technical Marketing Engineer, Cement&BetonCentrum, Linkedin
• ‘Beton is bruikbaarder dan asfalt in de circulaire economie!, Wim Kramer, Technical Marketing Engineer, Cement&BetonCentrum, OTAR nummer 8, 2017

Betonhuis

Sinds 1 december 2017 zijn de drie grootste brancheorganisaties in de Nederlandse betonmarkt verenigd onder een nieuwe koepel. De Bond van Fabrikanten van Betonproducten in Nederland (BFBN), het Cement&BetonCentrum (C&BC) en de Vereniging van Ondernemingen van Betonmortelfabrikanten in Nederland (VOBN) gaan verder onder Betonhuis.

Betonhuis wordt het aanspreekpunt binnen de sector en zal fungeren als het kenniscentrum voor overheden en is expert op het gebied van duurzaam bouwen met beton. Betonhuis richt zich op acht kernactiviteiten, die alle tot doel hebben om de sector effectiever en slagvaardiger te maken. Betonhuis staat voor belangenbehartiging van aangesloten leden, voor kennisontwikkeling betontechniek en regelgeving en voor de promotie van een duurzaam imago van beton.

Verder faciliteert Betonhuis opleidingen en diverse leermiddelen, biedt men ondersteuning bij arbeidsvoorwaarden, adviseert men op het gebied van KAM en veiligheid en men kan er terecht voor statistiek en dienstverlening.

Betonhuis vertegenwoordigt 300 bedrijven in verschillende sectoren en is gevestigd in Woerden. Meer informatie www.betonhuis.nl.