ONDERZOEK LAAT POTENTIE ZIEN VAN CEM II/C-M, CEMENT MET HOOGOVENSLAK EN KALKSTEENMEEL De betonsector speelt een cruciale rol in de wereldwijde klimaatuitdaging. Beton is verantwoordelijk voor 7% van de mondiale CO!-uitstoot. Het goede nieuws is dat duurzame ontwikkelingen in de branche verhoudingsgewijs een grote impact kunnen hebben op de uitstoot van broeikasgassen. De materiaalgebonden CO!-emissies van beton kunnen nu al worden verminderd door het gebruik van klinkere"ciënte cementen, zoals CEM II/C-M. De mogelijkheden zijn onderzocht aan de hand van een pilotproject. Klinkere!ciënte CEMENTEN in de praktijk T al van landen hebben zich in de afgelo- pen jaren gecommitteerd aan het terug- dringen van broeikasgas in de betonsec- tor. Deze doelstellingen zijn door middel van zogeheten roadmaps geconcretiseerd, zoals de Roadmap van de Verein Deutscher Zement- werke e.V. (VDZ) in Duitsland, het Nederlandse Betonakkoord en de Roadmap CO! reductie van het Cement&BetonCentrum. Naar aanleiding daarvan zijn concepten ontwikkeld waarmee de industrie binnen enkele decennia klimaat- neutraal cement kan produceren. Een essenti- ele bouwsteen op weg naar klimaatneutraliteit zijn klinkere"ciënte cementen zoals CEM II/C- M [1], een portlandcomposietcement waarbij een aanzienlijk gedeelte van het klinker (36 tot 50%) is vervangen door een mengsel van twee of meer hoofdbestanddelen, zoals kalksteen, hoogovenslak of vliegas. Deze cementen com- bineren een lage CO!-voetafdruk met de beschikbaarheid van regionale grondsto#en. Voor zowel cement als beton bestaan inmid- dels CO!-klassen. Voor beton zijn deze vastge- legd via het CSC-systeem (tabel 1). Dit creëert stimulansen voor opdrachtgevers om de mate- riaalgebonden CO!-uitstoot binnen de techni - sche mogelijkheden van hun bouwwerken te reduceren. BETON MET CEM II/C-M De eisen aan de samenstelling en prestaties van cementen van het type$CEM II/C-M zijn vastgelegd in$EN 197-5. Deze norm maakt het mogelijk om cementen toe te passen die meer- dere hoofdcomponenten combineren ? zoals hoogovenslak (S) en kalksteenmeel (LL). De toepassingsmogelijkheden van dergelijke cementen worden in Nederland geregeld via$NEN-EN 206+A2$en de aanvullende Tabel 1. CO!-reductieklassen volgens CSC-certi?ceringssysteem [2] CO!-KLASSE BESCHRIJVING Level 1, 1 ster Reductie van de uitstoot van broeikasgassen met minimaal 30% ten opzichte van de branchegemiddelde referentiewaarde Level 2, 2 sterren Reductie met minimaal 40% t.o.v. referentiewaarde Level 3, 3 sterren Reductie met minimaal 50% t.o.v. referentiewaarde Level 4, 4 sterren Reductie met minimaal 60% t.o.v. referentiewaarde Dit artikel is gebaseerd op de paper "Nachhal- tige Betone für die Energiewende ? CEM II/C- M-Zemente in der praktischen Anwendung", geschreven door Julia Scheidt, Werner Remar- que, Alexander Boschmann, Andreas Kording, Maik Fritsch en Jens Kleiser uit het Duitse vak- tijdschrift beton, editie 4/2025. 14 VAKBLAD 1 2025 Auteur Werner Remarque BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 14BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 14 16-05-2025 12:4216-05-2025 12:42 bepalingen in$NEN 8005. Hierin is vastgelegd in welke$milieuklassen cementtypen mogen wor - den toegepast. CEM II/C-M-cementen zijn in Nederland op dit moment$nog niet generiek toegestaan voor alle milieuklassen, met name niet voor de vorst-dooi-klassen$XF2 en XF4. Tegelijk geldt dat deze vorst-dooi-klassen slechts een beperkt deel van het totale beton- volume betre#en. Naar schatting valt$minder dan 20%$van alle betonconstructies onder deze milieuklassen [3]. In de praktijk is ook al geble- ken dat sterktes tot C 40/50 mogelijk zijn. Dit betekent dat CEM II/C-M-cementen$in potentie inzetbaar zijn voor het overgrote deel van het in Nederland toegepast beton, mits aan de overige toepassingsvoorwaarden wordt voldaan. Om een indruk te geven van de eigenschappen van CEM II/C-M (S-LL) 42,5 N staan in tabel 2 en 3 essentiële kenmerken van het cement en daarmee gemaakte beton in het laboratorium. AANVULLENDE ONDERZOEKEN Cementen met meer dan twee hoofdbestand- delen kunnen de verwerkbaarheid en sterkte- ontwikkeling van beton anders beïnvloeden dan cementen met slechts een of twee hoofbe- standdelen, zoals portlandcement en hoog- ovencement. Naast de door de normen voorge- schreven onderzoeken zijn daarom in de praktijk ook aanvullende onderzoeken gebrui- kelijk, waarin de prestaties van het cement bin- Tabel 2. Kenmerken van het in een pilotproject toegepaste CEM II/C-M (S-LL) 42,5 N (bron: Dyckerho") MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN GEMIDDELDE WAARDE (2024) NORMEIS Druksterkte na 2 dagen (MPa) 18 >10 Druksterkte na 28 dagen 48 >42 FYSISCHE EIGENSCHAPPEN Waterbehoefte (%) 29,5 ? Begin van binding (minuten) 170 >60 Tabel 3. Eigenschappen van beton met CEM II/C-M (S-LL) op basis van laboratorium- onderzoek (bron: Dyckerho") EIGENSCHAP C 25/30 C 35/45 Cementgehalte [kg/m!] 300 340 Water-cementfactor (w/c)0,6 0,5 Druksterkte 2 dagen [MPa]16 22,1 Druksterkte 28 dagen [MPa]39,7 49,8 Druksterkte 56 dagen [MPa]43,4 54,1 1 Plaatfundering voor een hoogspanningsmast (foto: TenneT Duitsland) 15 VAKBLAD 1 2025 BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 15BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 15 16-05-2025 12:4216-05-2025 12:42 Tabel 5. Eisen en richtwaarden voor de betonsamenstelling 1 EIGENSCHAP BOORPALEN C30/37 ECO PLAATFUNDERING C35/45 ECO Sterkteklasse C 30/37, F5 C 35/45, F3 Milieuklasse XC4, XF1, XA1, XD1 XC4, XF1, XA1, XD1 Cement (kg/m!) 350 335 Vulstof (kg/m!) 70 75 Water (kg/m!) 195 166 Grind/zand (kg/m!) 1720 1765 Hulpstof (% van cement) 0,6 0,8 CO"-voetafdruk (GWP* kg/m!) 175 168 CSC-niveau 1 2 * Global Warming Potential 1 Voldoet aan milieuklassen volgens DIN 1045-2 Tabel 6. Druksterkte van C 30/37 betonmengsel in boorpalen na 28 dagen BOUWDEEL PRODUCTIE DRUKSTERKTE [MPA] C 30/37 Fabriek 46,5 C 30/37 Bouwplaats 39,9 Tabel 7. Druksterkte van C 35/45 betonmengsel voor fundering op staal na 28 dagen BOUWELEMENTPRODUCTIE VAN PROEFSTUKKEN DRUKSTERKTE [MPA] C 35/45 - Mast 1Fabriek 54,2 Bouwplaats 46,1 C 35/45 - Mast 2Fabriek 50,3 Bouwplaats 49,6 DUITSLAND LOOPT VOOROP In Duitsland is de situatie verder gevorderd. Sinds 2021 zijn CEM II/C-M-cementen beschikbaar. Deze cementen mogen volgens DIN 1045-2:08-2023 in alle milieuklassen toegepast worden, behalve XF2, XF3 en XF4. Maar inmiddels is voor meerdere cementen van het type CEM II/C-M via het bouw- technisch instituut#(DIBt)#een#algemene bouwtoelating#(Zulassung) afgegeven voor toepassing in álle XF-klassen. Deze is gekoppeld aan een aantal eisen die afwijken van de normgrenzen zoals die in Duitsland zijn vastgelegd in#DIN 1045-2. Zo gelden in het voorbeeld een lagere water-cementfactor, een hoger cementgehalte en andere eisen aan het toeslagmateriaal. Tabel 4. Bijzondere toelating van CEM II/C-M (S-LL) voor milieuklassen XF2, XF3 en XF4 [4] MILIEUKLASSE XF2 XF3 XF4 Maximaal toelaatbare w/c-waarde 0,45 0,45 0,45 Minimale druksterkteklasse C35/45 C35/45 C30/37 Minimale cementgehalte in kg/m! 350 350 350 Minimale cementgehalte bij verrekening van toevoegingen in kg/m! niet toegestaan Overige eisen Steenslagfracties voor de milieuklassen XF1 tot XF4 MS25 F2 MS18 nen speci?eke betonmengsels, onder uiteenlo- pende omstandigheden worden beoordeeld, voor toelating op project- of productniveau. Belangrijke aandachtspunten daarbij zijn onder meer de$verwerkbaarheid, de$bindtijd$en de$ontwikkeling van de druksterkte$over tijd. PILOTPROJECT TENNET DUITSLAND In het kader van de uitbreiding van het Duitse elektriciteitsnetwerk heeft transmissienetbe- heerder TenneT een pilotproject uitgevoerd om te onderzoeken of CO!-geoptimaliseerde betonsoorten op basis van CEM II/C-M-cement geschikt zijn voor hoogwaardige constructieve toepassingen. Het doel was om minimaal 30% CO!-reductie ten opzichte van de Duitse refe- rentiewaarde [2] te realiseren zonder het bouwproces nadelig te beïnvloeden. Er werden twee betonsoorten getest: C30/37 voor boorpalen en C35/45 voor fundering op staal (tabel 5). Beide mengsels gebruikten klin- kere"ciënt cement CEM II/C-M (S-LL) 42,5 N, aangevuld met een vulstof conform EN 450-1. Tijdens het project werden uitgebreide sterkte- onderzoeken, zowel door de betontechnoloog van de mortelcentrale als door de aannemer op het bouwplaats, uitgevoerd, met speciale aan- dacht voor sterkteontwikkeling onder wisse- lende weersomstandigheden. Per element wer- den regelmatig kubussen getest, die in de buitenlucht waren opgeslagen. Uit deze metin- gen bleek dat de benodigde minimumsterkte, ongeveer twee derde van de eindsterkte, con- sequent binnen 14 dagen werd bereikt. De uit- eindelijke druksterkte na 28 dagen voldeed aan de eisen: voor het C30/37-beton werd 46,5 MPa bereikt en voor het C35/45-beton lagen de waarden tussen 50,3 en 54,2 MPa op basis van de fabriekscontrole (Tabel 6 en 7). 2 Op de bouwplaats vervaardigde proefkubussen (foto: TenneT Duitsland) 16 VAKBLAD 1 2025 BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 16BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 16 16-05-2025 12:4216-05-2025 12:42 De betonstorts vonden plaats tussen februari (fundering op staal) en juli (boorpaal), waar- door het mogelijk was verschillende klimaat- omstandigheden mee te nemen in de beoorde- ling. Zelfs bij lage temperaturen (1 °C - 11 °C) bleef de sterkteontwikkeling van het beton goed. Dankzij de nauwkeurige afstemming van watergehalte en consistentie, konden de betonsoorten probleemloos worden verwerkt. Parallel aan het beschreven pilotproject von- den ook aanvullende proeven plaats voor toe- passingen binnen andere infrastructuurpro- jecten, waaronder windenergie-installaties, waarbij zelfs hogere sterkteklassen zoals C40/50 succesvol zijn getest. Dit bevestigt dat betonsoorten met CEM II/C-M-cementen breed inzetbaar zijn en aanzienlijke mogelijk- heden bieden voor verdere verduurzaming binnen de betonsector. VOORUITBLIK EN CONCLUSIE Om nog meer CO! te reduceren, is een cement met een nog lager gehalte aan portlandce- mentklinker nodig, bijvoorbeeld een cement van het type CEM III/B (65?80% hoog- ovenslak). Deze cementen worden in Neder- land veel toegepast, in Duitsland alleen voor speciale toepassingen. Maar door duurzame ontwikkelingen in de staalindustrie is de beschikbaarheid van dit hoogovenslak in de toekomst onzeker. Daarnaast hebben deze cementen door hun samenstelling een tragere sterkteontwikkeling. Vooral bij koudere weersomstandigheden zou dit de voortgang van de bouw kunnen vertragen. Momenteel is de ontwikkeling van een vol- gende generatie klinkere"ciënte cementen gaande, zoals CEM VI (50-65% klinkerreduc- tie). Deze zullen de regionale beschikbaarheid van cementen met een lage CO!-voetafdruk verder verbeteren. De marktacceptatie voor klinkere"ciënt cement met meerdere hoofdcomponenten is momenteel nog beperkt, vooral bij projecten in de publieke sector. In Duitsland is er tot nu toe goede ervaring mee, zelfs voor hoogwaardiger toepassingen, maar in Nederland nog niet. Dit komt vooral door de nog steeds grote beschik- baarheid van hoogovencementen , zoals CEM III/B. Om in de toekomst beton met een lage CO!-voetafdruk te kunnen blijven produceren, is de introductie van nieuwe klinkere"ciënte cementen met meer dan twee hoofdbestand- delen noodzakelijk. Dit is de enige manier om een zekere aanvoer van CO!-arm cement te garanderen en tegelijkertijd e"ciënt gebruik te maken van de regionaal beschikbare grond- sto#en. Literatuur 1 Müller, C.:$Klinkere"zienten Zemente ? ein wichtiger Baustein auf dem Weg zur Dekarbonisierung von Zement und Beton, Beton Heft 9/2022. 2 Concrete Sustainability Council ?$Technisches Handbuch CO2-Modul, Stand 10.01.2022. 3 Dyckerho# GmbH. 4 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-3.16-2171, Portlandkompositzement CEM II/C-M (S-LL) 42,5 N ?Amöneburg" bzw. Portlandkompositzement CEM II/C-M (S-LL) 42,5 N (na) ?Amöneburg". 3 Hoogovens in IJmuiden: de verduurzaming van de staalindustrie zet de beschikbaarheid van hoogovenslak als hoofbestanddeel voor cement onder druk (foto: Frank Magdelyns / Pixabay) 17 VAKBLAD 1 2025 BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 17BV 02-2025_Klinkerefficiente cementen in de praktijk.indd 17 16-05-2025 12:4216-05-2025 12:42