VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 1 2020 Goud voor Betoniek INNOVATIEF RECYCLEN  DIGITA AL BETON  ONDERWATERVLOER MET GFRP  KEURMERK VOOR BETONPRESTATIES BV1-2020-cover.indd 1 03-02-20 13:38 Omdat wij die partners zo belangrijk vinden, krijgen zij een aantal aantrekkelijke voordelen, zoals een aanzienlijke korting op de licenties, zichtbaarheid online en in het vakblad. Heb je ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Marjolein Heijmans via m.heijmans@aeneas.nl of 073-2051015. Kennisdeling via Betoniek, dankzij onze partners Met het delen van kennis draagt Betoniek al sinds 1970 bij aan een goede kwaliteit van de bouw in Nederland. Dit doen we met behulp van onze partners, die net als wij het belang van kennis inzien. 2 VAKBL AD 1 2020 Partnerpagina.indd 2 04-02-20 10:11 Dank je wel! Betoniek 50 jaar jong? wat een afgezaagde start van het voorwoord zou dat zijn. 50 jaar is helemaal niet jong? Misschien voor een Galapagos schild- pad ? die is dan net klaar met puberen ? maar zo'n vergelijk zou geen recht doen aan de snelheid van ons platform Ook beton van 50 jaar is eigenlijk behoorlijk oud. Sterker nog: veel van het betonwerk van 50 jaar of ouder is ontworpen voor een levensduur van? 50 jaar. Als je dan bedenkt dat bijna al dat beton- werk er nog staat, mogen wij als betonbouwers best blij zijn; blij met ons vak en een heel klein beetje met onszelf. We doen het dus beter dan ver- wacht en dat alleen al is een reden voor een feest. Deze speciale uitgave van ons Vakblad ? in een frisse nieuwe lay-out ? komt jullie als bezoeker van de speciale Betoniek- / Stutech- / Stubeco-studie- dag als eerste onder ogen. Naast een mooi over- zicht van al onze lessons learned en lessons for- gotten, behandelen we een aantal onderwerpen op het snijpunt van de vernieuwingen in ons vak. Dat blijft immers het doel van Betoniek: kennis delen over onderscheidende uitvoeringstechniek Een woord van dank is bij deze mijlpaal zeker op zijn plaats. In de eerste plaats voor iedereen die het de afgelopen halve eeuw mogelijk heeft gemaakt dat we samen snel leerden in ons vak en dat we die kennis hebben geborgd en ontwikkeld: auteurs, partners, sponsoren en iedereen die Betoniek een warm hart toedraagt. Een speciaal woord van dank gaat uit naar de sponsoren die met hun gulle gaven deze speciale studiedag mogelijk maakten en in het bijzonder naar onze gastheer Civilion , hét opleidingsinstituut voor waar vakpersoneel in de civiele bouw. Ik wens jullie een mooie en nuttige jubileumviering en ? ook voor wie onverhoopt niet aanwezig kon zijn ? veel leesplezier. Hans Kooijman Hoofdredacteur Betoniek Vakblad Voor reacties: hanskooijman@betoniek.nl GOUD VOOR BETONIEK Betoniek, een gouden jubileum. Vijftig jaar geleden is Betoniek begonnen als vakblad over cement en beton en in de afgelopen decennia is het geëvolueerd tot hét kennis- platform voor betontechnologie en de uitvoe- ring van betonwerken. 4 EEN OVERZICHT VAN INNOVATIEVE RECYCLINGSMETHODEN Uit betonpuin schoon zand en grind kunnen maken en van de resterende cementsteen nieuw bindmiddel, dat is het ideale plaatje. 12 WELKE PRESTATIES HEEFT MIJN BETON? Op weg naar een BRL voor een keurmerk voor betonconstructies. TNO en SKG-IKOB hebben samen de eerste stappen gezet in een verkennend traject in deze richting, getiteld 'Keurmerk Betonconstructies'. 18 DIGITA AL BETON; NIET OMDAT HET K AN, MA AR OMDAT HET MOET! Kansen en uitdagingen voor het printen van beton. Theo Salet schrijft over de kloof tussen ontwerp en uitvoering. Deze kan alleen worden gedicht door ook de uitvoering te digitaliseren en dus te robotiseren, een pad dat in andere indus- trieën al eerder met succes is bewandeld. 22 ONDERWATERBETONVLOER MET GFRP Voor twee onderdoorgangen in de herin- richting van de N348 is gebruikgemaakt van een permanente onderwaterbetonvloer die is versterkt met glasvezelpolymeer. Wat zijn de er varingen met een dergelijke noviteit? 28 FEBRUARI 2020 JA ARGANG 8 EN VERDER Partnerpagina 2 Terugblik Stubeco 50 jaar 17 Terugblik Stutech 45 jaar 33 Online en ser vice 35 VOOR TECHNOLOGIE EN UIT VOERING VAN BETON VAKBL AD 1 2020 Goud voor Betoniek INNOVATIEF RECYCLEN  DIGITA AL BETON  ONDERWATERVLOER MET GFRP  KEURMERK VOOR BETONPRESTATIES BV1-2020-cover.indd 1 03-02-20 13:38 3 VAKBL AD 1 2020 INHOUD Auteur ing. Peter de Vries FICT, ENCI BV Betoniek, een gouden jubileum. Vijftig jaar geleden is Betoniek begonnen als vakblad over cement en beton en in de afgelopen decennia is het geëvolueerd tot hét kennisplatform voor betontechnologie en de uitvoering van betonwerken. Een platform dat er niet alleen is voor de betontechnoloog, maar ook voor de aannemer, de toezichthouder, de adviseur en het onderwijs. Vijftig jaar, een mooi moment om terug te kijken en stil te staan bij de ontwikkelingen in ons vakgebied. HET ANTWOORD STA AT IN BETONIEK voor Betoniek 4 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 4 04-02-20 10:17 ONTWIKKELING EN ORGANISATIE KENNISPL ATFORM Hoe pak je dat nu aan, zo'n terugblik? Welke onderwerpen moeten aan bod komen? Neem alleen al de ontwikkeling van Betoniek zelf. Op initiatief van de Verkoop A ssociatie (VA) Nederlandse Cementindustrie verschijnt in januari 1970 de eerste editie van Betoniek ( g. 1). Het voornaamste doel was, en dat geldt nog steeds, het kennisniveau over het materiaal beton te verhogen van iedereen die daarmee in aanraking komt. De ambitie is om tienmaal per jaar een editie op de deurmat te laten vallen. Kenmerkend van dit nieuwe vakblad is dat per editie slechts één onderwerp wordt aangesne- den. Het betre ende onderwerp wordt ver vol- gens beschreven en beoordeeld aan de hand van de op dat moment beschikbare kennis. Een vier man sterke redactie, ieder een autoriteit op het vakgebied, begint aan een avontuur. Die vier man hebben niet kunnen bevroeden dat vijftig jaar na dato het vakblad nog steeds springlevend is. Maar het is inmiddels wel op een andere manier georganiseerd; Betoniek wordt tegenwoordig uitgegeven door een pro- fessionele uitgever Aeneas Media. Bovendien heeft Betoniek er in 2013 een zusje bij gekre- gen. En, zoals dat binnen een goede familie betaamt, met dezelfde naam: Betoniek. Het verschil? De originele verschijning van Beto- niek heet nu Betoniek Standaard en beperkt zich nog steeds tot één onderwerp, geschre- ven en unaniem gevalideerd door de redactie. Het zusje, Betoniek Vakblad, bevat per nummer meerdere artikelen, gaat vaker in op betonuit- voering en geeft meer ruimte aan opinies en discussie. Een deskundige redactie zorgt er voor dat de artikelen niet echt de bocht uit vliegen. En in de huidige tijd mogen een web- site ( g. 2) en nieuwsbrief natuurlijk ook niet ontbreken. Een schat aan beton(technologische) artikelen vormt het hart van dit kennisplatform. Maandelijks is er ruimte voor een blogger om een beschou- wende of prikkelende column te schrijven. Hierbij wordt de lezer uitgedaagd zijn mening te geven. Kortom, de oorspronkelijke redactie van vier man is geëvolueerd tot een team van ruim twintig betonexperts die met regelmaat de pen pakken om hun kennis aan het papier toe te vertrouwen en/of online hun kennis te delen. Jaren geleden ontstaat spontaan een stelling die tot op de dag van vandaag nog niet aan kracht heeft ingeboet. Zit je met een betontechnologische of betonuitvoeringstech- nische vraag, het antwoord staat in Betoniek. Tot zover de ontwikkeling en organisatie van het kennisplatform de voorbije decennia. Maar hoe zit het vakinhoudelijk, is het materiaal beton de afgelopen vijftig jaar veranderd? Beton is per de nitie een samenstel van steen- achtig toeslagmateriaal 'aan elkaar geplakt' door een bindmiddel. Is het bindmiddel bitu- men, dan spreken we van asfaltbeton, kortweg asfalt. Is het bindmiddel een mengsel van cement en water, dan spreken we van cement- beton, kortweg beton. Maar is het beton van toen nog wel vergelijkbaar met het beton van nu? Eén ding is zeker: het aanbod van grond- sto en is veranderd en ook de kennisontwik- keling heeft niet stilgestaan. Betoniek heeft het allemaal gevolgd. TOESL AGMATERIALEN Een steenachtig toeslagmateriaal vormt het korrelskelet als basis voor beton. Dat was al zo in de tijd van de Romeinen (het opus caementi- cium) en dat is nog steeds zo. In nog niet zo heel lang ver vlogen tijden maakten we één- twee-drie-beton. Ofwel: één schep cement, twee scheppen zand, drie scheppen grind en een beetje water voor de smeuïgheid en ver- werkbaarheid. In de begintijd van Betoniek kenden we als toeslagmateriaal alleen nog maar zand en grind opgebaggerd uit onze grote rivieren, een kwalitatief uiterst betrouwbaar materiaal. De belangrijke taak van de beton- technoloog is om de verhouding tussen zand en grind zodanig te kiezen dat een zo dicht mogelijke korrelstapeling wordt verkregen. Een pionier op dit gebied was de Amerikaan Fuller, die in de beginjaren van de vorige eeuw een 'ideale' korrelopbouw heeft ontwikkeld. " Begin jaren tachtig komt een alternatief in beeld: de inzet van gebroken betonpuin- en menggranulaat" 1 De eerste editie van Betoniek uit 1970 5 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 5 04-02-20 10:18 In Nederland zijn het de heren Lem en Theis- sing die deze benadering geschikt hebben gemaakt voor het Nederlandse zand en grind. Een andere methode is gebaseerd op het werk van, wederom een Amerikaan, Abrams, die de korrelverdeling karakteriseerde met één getal, de jnheidsmodulus (FM). Volgens Abrams is er voor elk cementgehalte één jnheidsmodu- lus van het toeslagmateriaal die de minste hoeveelheid water vraagt voor een bepaalde verwerkbaarheid. Kortom, het is zoeken naar die korrelverdeling die het minste water vraagt. In Nederland is door Rengers en Anto- nisse de methode van de jnheidsmodulus verder uitgewerkt voor het Nederlandse zand en grind. Hierbij worden ook het cement- gehalte en de verwerkbaarheid in de reken- methode meegenomen. Die ideale situatie verandert echter vanaf de jaren tachtig. De winning van zand en grind wordt, mede door maatschappelijke weer- stand, onderdeel van de politieke agenda. Door middel van diverse beleidsnota's wordt duide- lijk gemaakt dat na 2000 de winning van opper- vlaktedelfsto en aan banden zal worden gelegd. De behoefte aan grind en beton- en metselzand blijft echter onverminderd groot. Alternatieven worden gevonden in harde kalk- steen en por er uit België, graniet uit Schot- land en Noorwegen en in de Noordzee worden nieuwe winplaatsen voor zand en grind geëx- ploiteerd. Ze zijn wel wat zouter, maar kwalita- tief vergelijkbaar met het vertrouwde rivier-materiaal (foto 3). Op zoek naar alternatieven komt er begin jaren tachtig nog één in beeld: de inzet van gebroken betonpuin- en menggranu- laat. De toenmalige regelgeving voor de betontechnologie (VBT1986) is niet meer afdoende en nieuwe regelgeving moet worden ontwikkeld. De eerste CUR-aanbevelingen voor de alternatieve toeslagmaterialen ver- schijnen in 1984. CUR-Aanbeveling 4 en 5 voor de toepassing van respectievelijk betonpuin- granulaat en metselwerkpuingranulaat beschrijven de technische eisen en regels voor keuringen voor deze, voor betontoepassingen, nieuwe materialen. Met de inzet van deze alternatieven wordt ook de maatschappelijke druk op het storten van reststromen vermin- derd. Nu, 35 jaar later, staan deze secundaire materialen meer dan ooit in de belangstelling. Betonpuingranulaat heet nu betongranulaat en is een normale grondstof geworden. Urban mining en circulariteit zijn niet meer weg te denken begrippen en oude betonconstructies vormen aan het einde van hun technische of economische levensduur nieuwe winplaatsen voor toeslagmateriaal. Ook zijn de basale puin- brekers verder doorontwikkeld en zijn we steeds beter in staat om door de inzet van 'slimme' breektechnieken schonere granulaten en bruikbare jne fracties van elkaar te schei- den. Fijne fracties die als jne vulstof of zelfs als cementver vanger kunnen worden ingezet. Met al deze 'nieuwe' toeslagmaterialen ver- dwijnen de nu onbruikbare formules voor het ontwerpen van een ideale korrelverdeling onder in de la. Maar de noodzaak voor het ont- werpen van een dichte korrelpakking blijft onverminderd aanwezig. Nieuwe modellen en formules worden ontwikkeld. De 'ideale' kor- relgrootteverdeling wordt nu berekend met de gemodi ceerde formule van Andreasen en Andersen. In 'Op de korrel' (16/21) leren we dat een meer of minder hoog aandeel jne korrels, de korrelvorm en de verwerkbaarheid nu wor- den vertaald naar een distributiemodulus (q). Pakkingsdichtheid en particle size distribution (PSD) zijn nieuwe begrippen. De opbouw van korrelverdeling stopt niet meer, zoals in de tijd van Lem en Theissing, bij het jne zand maar wordt nu doorgetrokken tot in de vulsto ractie en het cement. De betontechnoloog van van- daag moet bijblijven met deze ontwikkelingen en Betoniek houdt hem hierbij op de hoogte. CEMENT EN VULSTOFFEN Zoals eerder al is gesteld wordt het steenach- tige korrelskelet aan elkaar geplakt met een mengsel van cement en water, feitelijk dus een tweecomponentenlijm. Heeft het cement in de afgelopen vijftig jaar net zo'n stormachtige ontwikkeling doorgemaakt als het toeslagma- teriaal? Het antwoord hierop is nee! De eerste editie van Betoniek (1/1) beschrijft de toenma- lig bekende en toegepaste cementsoorten portlandcement en hoogovencement. In die editie wordt de fabricage van cement, de rol van de basiscomponenten portlandcement- klinker en hoogovenslak en het e ect van de jnheid van maling besproken en uitgelegd. Vijftig jaar later wordt in Betoniek Vakblad (2019/3) in vrijwel gelijke bewoordingen uit de doeken gedaan hoe nog steeds en op dezelfde manier van kalksteen een portlandcementklin- ker wordt gebrand. Een technologie van bijna 200 jaar oud en die wereldwijd nog niets van haar waarde heeft verloren. Is er dan helemaal niets veranderd? De belangrijkste wijzigingen vinden we terug in " Hoe van kalksteen portland- cementklinker wordt gebrand is een technologie van bijna 200 jaar oud die wereldwijd nog niets van haar waarde heeft verloren" 2 Screenshot van Betoniek.nl 6 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 6 04-02-20 10:19 normbladen waarbij langzamerhand de invloed van Europa zichtbaar wordt. Begin jaren zeventig wordt nog gewerkt met twee aparte normen voor cement; N 481 voor port- landcement en N 484 voor hoogovencement, normbladen ontwikkeld in de jaren dertig. In 1975 verschijnt een nieuwe ontwerpnorm NEN 3550 Cement die pas vier jaar later als de nitief wordt gepubliceerd met daarin opgenomen de cementsoorten: portlandcement, port- landslakcement, hoogovencement, gesulfa- teerd cement, aluminiumcement en portland- trascement. Feitelijk niets nieuws onder de zon. NEN 3550 wordt in1986 door middel van een aanvullingsblad verder uitgebreid met de puzzolane stof poederkoolvliegas. In januari 1995 wordt een volledig vernieuwde NEN 3550 gepubliceerd. Deze rekent af met de van ouds- her in Nederland ingeburgerde sterkteklasse- aanduiding voor cement; sterkteklasse A, B of C. Aansluiting wordt gezocht bij de (voorlo- pige) Europese cementnorm ENV 197. Daarin wordt de sterkteklasse aangeduid met een getalswaarde voor de minimale sterkte-eis van respectievelijk 32,5, 42,5 en 52,5 N/mm 2. Pas in 2000 wordt de eerste o ciële geharmo- niseerde Europese cementnorm gepubliceerd, EN 197-1. Een cementnorm waarin 27 cement- soorten zijn opgenomen. Dat lijkt behoorlijk veel en onoverzichtelijk, maar het valt mee. Het cement is onder verdeeld in vijf hoofd- typen. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tus- sen de combinatie van hoofdcomponenten: portlandcementklinker, latent hydraulische hoogovenslak en puzzolane vulsto en, al dan niet kunstmatig of van natuurlijke afkomst. Een uitzondering vormt kalksteenmeel als hoofd- component. Dit moet als volledig inert worden gezien en kan dus maar in een beperkt percen- tage als hoofdcomponent worden toegepast. Deze 'gewone' cementsoorten hebben gemeen dat hun bindende werking is gebaseerd op de reactie met water tot een calciumsilicaat- hydraat en portlandiet, de alkalische compo- nent die er voor zorgt dat betonstaal niet gaat roesten in beton. Nu gaan we toch nog even terug naar begin jaren tachtig. De (beton)markt volgt nauwlet- tend welke cementsoorten door de cement- industrie op de markt worden gezet. Als ENCI in 1982 een portlandvliegascement introdu- ceert, zijn er al snel betonproducenten die ook poederkoolvliegas inzetten als extra bestand- deel van betonspecie. Daarbij kan de nadruk liggen op aanvulling van de jne zandfractie maar de belangrijkste motivatie komt toch van- uit de ver vanging van een gedeelte van het cement. Dit laatste gebeurt meestal met een duidelijke nanciële drijfveer. Het attestbeton is geboren. CUR-Aanbeveling 48, met geschiktheidsonderzoek van nieuwe cementen voor toepassing in beton, werd in eerste instantie 'misbruikt' om de gelijkwaardigheid van vulsto en in beton aan te tonen. In 2010 is CUR-Aanbeveling 48 herzien met daarin opge- nomen de procedure voor de toepassing van vulsto en en het aantonen van de gelijkwaar- dige prestatie in beton. Alternatieven De laatste vijf jaar is de publieke opinie ten opzichte van cement aan het veranderen. Meer en meer is de markt bewust dat bij de productie van een portlandcementklinker CO 2 wordt uit- gestoten (foto 4). Het CO 2-pro el van beton is laag in vergelijking met andere bouwmateria- len, maar door de enorme vraag naar beton, en daarmee naar cement, levert het totale beton- volume een forse bijdrage aan de totale CO 2- emissie. Met het Klimaatakkoord van Parijs op de achtergrond heeft Nederland het Beton- akkoord opgetuigd met als doel de bouw in 2050 CO 2 neutraal te maken. Een belangrijke rol dicht men, al dan niet terecht, toe aan beton, met als belangrijkste bron van CO 2, het cement. De makkelijkste stap om het CO 2-pro el van cement te verlagen, is door een deel van de portlandcementklinker te ver vangen door geschikte alternatieven zoals de bekende hoogovenslak en poederkoolvliegas. In Neder- land doen we dat al decennialang en het in Nederland toegepaste cement heeft gemiddeld dan ook het laagste CO 2-pro el ter wereld. Maar zijn er ook alternatieven ter ver vanging van de gewone cementsoorten? Ja, die zijn er. De afgelopen jaren hebben (cement)indus- trieën al veel geïnvesteerd in onderzoek naar alternatieve cementsoorten zonder de alom vertrouwde portlandcementklinker. Gepro- beerd wordt om voort te borduren op de bekende technologie en met slimme oplossin- gen toch een milieuvoordeel te creëren. De meest veelbelovende ontwikkeling zit in de Belite-achtige cementsoorten met een circa 30% lagere carbon footprint in vergelijking tot een traditioneel portlandcement. Maar de markt is op dit moment erg gecharmeerd van geopolymeren. De toepassing van geopoly- meren is een technologie die nog ouder is dan de overbekende 'weg naar Rome'. Voorbeelden "Afgelopen jaren hebben (cement)industrieën veel geïnvesteerd in onderzoek naar alternatieve cementsoorten" 3 Grindwinning, foto: Vincent van den Hoven fotogra e via Betonhuis 7 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 7 04-02-20 10:20 voeren zelfs terug naar het oude Egypte naar de tijd van de bouw van de eerste piramiden. Geopolymeren is een verzamelnaam voor alkaligeactiveerde aluminiumsilicaten. Het zijn anorganische bindmiddelen die over algemeen bestaan uit twee basiscomponen- ten:  reactieve aluminium- en siliciumhoudende hoofdbestanddelen als vliegas, hoog- ovenslak of metakaoline;  een sterke alkalische activator als waterglas of natriumhydroxide. De verhardingsreactie tussen de hoofdbe- standdelen en de activator kan op geen enkele manier vergeleken worden met de hydratatie van portlandcement met water. Afhankelijk van het gebruikte hoofdbestanddeel is er geen sprake van hydratatie maar van polymerisatie. Hierbij wordt een aluminiumsilicaatnetwerk gevormd en speelt water in de reactie verder geen rol. Toepassing van geopolymeren resul- teert in een enorme milieuwinst: de carbon footprint ligt 60 tot 70% lager in vergelijking met portlandcement. Maar is het morgen breed toepasbaar? Dat helaas niet. Constructeurs zullen vragen gaan stellen waarop het antwoord nog niet beschik- baar is: wat moet er worden gewijzigd aan de rekenregels? En hoe zit het met het bescher- mende milieu rondom de wapening? Ook zullen we eraan moeten wennen dat nieuwe cementsoorten wellicht niet meer generiek toepasbaar zijn maar ' t for purpose'. We bevinden ons dus momenteel in een uitdagend tijdperk en Betoniek volgt het op de voet. WATER, HULPSTOFFEN, VERWERKBA ARHEID EN ZELFVERDICHTEND Water is wellicht de meest ondergewaar- deerde component van beton(specie). Het is in ieder geval wel de goedkoopste component en dat is toch maar mooi meegenomen want gemiddeld 15% van het beton(specie)volume bestaat uit water. Het intrigerende van water in beton(specie) zit hem in de dubbelrol. Ener- zijds heeft beton(specie) water nodig voor het verkrijgen van de gewenste verwerkbaarheid, de waterbehoefte, en anderzijds is water de onmisbare schakel in de tweecomponenten- lijm voor de reactie met cement. De verhouding tussen water en cement (water- cementfactor, ofwel wcf) bepaalt voor een groot deel de eigenschappen van beton, daar komen we later nog even op terug. Belangrijk om hier te constateren is dat voor het ver vaar- digen van beton een wetmatigheid bestaat tus- sen de verschillende componenten: de korrel- verdeling van het toeslagmateriaal is bepalend voor de hoeveelheid aanmaakwater die beno- digd is voor de gewenste verwerkbaarheid. Vervolgens is de gevraagde kwaliteit van beton bepalend voor de verhouding tussen de hoe- veelheid water en cement (wcf). En aangezien de waterhoeveelheid vastligt, ligt nu ook de hoeveelheid cement per de nitie vast. Terug- dringen van de waterbehoefte resulteert meestal dan ook in het verlagen van de hoe- veelheid cement. Om de waterbehoefte te ver- lagen en toch de gewenste verwerkbaarheid te kunnen realiseren, maken we gebruik van waterreducerende (ofwel plasti cerende) hulpsto en. De Romeinen gebruiken al dierlijk bloed om de verwerkbaarheid van hun mortels te verbeteren. In september 1970 (Betoniek 1/8) wordt een overzicht gegeven van de diverse hulpsto en die aan beton(specie) kunnen worden toege- voegd om eigenschappen op een positieve manier te beïnvloeden. Heel voorzichtig wordt melding gemaakt van hulpsto en die de ver- werkbaarheid veranderen. Wel wordt voor het eerst de functie van de waterreducerende of plasti cerende hulpstof duidelijk beschreven: plasti cerende hulpsto en maken het mogelijk om bij een gelijkblijvende water-cementfactor de verwerkbaarheid te verbeteren of om bij een gelijkblijvende verwerkbaarheid de hoeveel- heid water te verminderen en daardoor de kwaliteit van het beton beter te maken. Toch wordt er in de beginjaren van Betoniek vrijwel niet over waterreducerende hulpsto en geschreven en wordt de verwerkbaarheid, vanwege de onbekendheid met de hulpsto en, hoofdzakelijk 'watergestuurd'. Pas in 1977 wordt een artikel in zijn geheel gewijd aan superplasti ceerders (4/9). De werking van deze waterreducerende hulpsto en is geba- seerd op het verlagen van de opper vlakte- spanning van het water waardoor de wrijving tussen de korrels onderling aanzienlijk wordt verminderd. Door adsorptie van de hulpsto en aan het opper vlak van de cementkorreltjes krijgen deze een negatieve elektrische lading waardoor de korreltjes elkaar onderling afsto- ten. De werkingsduur van de superplasti - ceerders is echter beperkt. De grote doorbraak komt eind jaren negentig met de introductie van de derde generatie waterreducerende hulpsto en, de polycarboxylaatethers, kort- weg PCE's. Deze hulpsto en zorgen voor een ware revolutie op het gebied van verwerkbaar- heid: de ontwikkeling van zelfverdichtend 4 Exterieur van een cementoven 8 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 8 04-02-20 10:20 beton. Door te spelen met molecuulgewichten, lengte van de hoofd- en zijketens (de driedi- mensionale hindering) kan het fysisch-che- misch gedrag van deze hulpsto en worden gestuurd. De stelling is gerechtvaardigd dat de ontwikkeling van zelfverdichtend beton wel- licht de grootste sprong voorwaarts is geweest in de afgelopen vijftig jaar. Het heeft het samenstellen en verwerken van beton(specie) uit de ambachtelijke hoek getrokken en naar een sterk geïndustrialiseerd niveau gebracht. Dat is echter niet zomaar gegaan. De ontwik- keling van zelfverdichtend beton vindt haar oorsprong in hogesterktebeton. Begin jaren negentig lijkt de ontwikkeling van hogesterk- tebeton een trendsetter te worden. Een van de belangrijkste randvoorwaarden bij de ontwik- keling van hogesterktebeton is de verwerk- baarheid op de bouwplaats. Het te behalen sterkteniveau mag niet ten koste gaan van de verwerkbaarheid. Sterker nog, de betonspecie zou relatief ongevoelig moeten zijn voor de tekortkomingen bij de verwerking, zogenoemd hufterproof. Constructies in hogesterktebeton zouden slanker kunnen zijn met hogere wape- ningsdichtheden. Een echte doorbraak heeft hogesterktebeton niet gekend maar de zelf- verdichtende eigenschappen van de betonspe- cie blijken een schot in de roos. Betonspecie die slechts onder invloed van de zwaartekracht in de bekisting loopt, de wapening volledig omhult en alle hoekjes en gaatjes vult. Een ontwikkeling die het werken met betonspecie drastisch verandert. Deze mengsels zijn zo vloeibaar dat hun vloeigedrag niet meer in een zet-of schudmaat is uit te drukken. Vloeimaat (foto 5) en trechtertijd worden nieuwe groot- heden. De grootste revolutie vindt plaats in de prefab industrie. Van oudsher een werkomge- ving die gedomineerd wordt door het lawaai van bekistingtrillers en waar gehoorkappen onontbeerlijk zijn. Sinds de introductie van het zelfverdichtend beton is er rust ingedaald met op de achtergrond de klanken van de radio. Behalve de enorme reductie in geluidsniveau heeft zelfverdichtend beton geleid tot nog een fantastisch bijvangst: de opper vlaktekwaliteit van beton. Soms is het uiterlijk van beton niet meer van kunststof te onderscheiden. DE LIJM De 'wet van de water-cementfactor ' is voor de betontechnoloog de heilige graal. Met de water-cementfactor wordt de kwaliteit van de lijm, de cementsteen gestuurd. De kwaliteit van de cementsteen is voor een belangrijk deel verantwoordelijk voor de sterkte en (techni- sche) duurzaamheid van het beton. Niet onlo- gisch dus dat de parameter water-cementfac- tor in vrijwel iedere editie van Betoniek minimaal één keer wordt genoemd. Veel aan- dacht wordt besteed aan de rol van de water- cementfactor in de mengselberekening. Hoe wordt de water-cementfactor bepaald, welke meetmethoden staan ons ter beschikking en wat moeten we doen met absorptiewater? Porositeit en permeabiliteit zijn kernbegrippen als het gaat om een lange levensduur van beton. Maar het is niet alleen de verhouding (aanmaak)water tot cement die hier een belangrijke rol speelt. Ook de invloed van het type cement en het e ect van het gebruik van hydraulische of puzzolane vulsto en bepalen de potentiële kwaliteit van beton. De schrijvers van Betoniek krijgen er geen genoeg van: 'De k-van vliegas' (9/1), 'Spelen met slak' (12/4), 'Kopje onder ' (14/21-22) zijn slechts voorbeel- den en nemen de lezer mee in een poging de diepste geheimen van de cementsteen te ont- rafelen. Een hoogtepunt wordt bereikt rondom het veertigjarig jubileum van Betoniek. De uit- gever en redactie besluiten een aantal edities te bundelen en over te gaan tot een eenmalige publicatie in boekvorm. Dr.ir. Mario de Rooij, onderzoeker bij TNO, en tevens redactielid, wordt gevraagd om op een toegankelijke manier de kennis over het meest toegepaste bindmiddel ter wereld te ontsluiten: 'Cement- steen ? Basis voor beton'. THEMA'S Al bladerend door de edities van Betoniek kun je, wellicht onbedoeld, verschillende thema's herkennen. Sommige onderwerpen doorlopen een (kennis)ontwikkeling en worden dus met enige regelmaat herhaald en opgepoetst. Andere thema's zijn meer tijdsgebonden. "Zelfverdichtend beton is een ontwikkeling die het werken met betonspecie drastisch heeft veranderd" 5 De vloeimaat wordt gemeten, foto: BAM Toeslagmateriaal Over geen onderwerp is zoveel geschreven als over toeslagmateriaal, en ook dit artikel begint ermee. Door de jaren heen zien we de her- komst van de natuurlijke materialen verande- ren, granulaten doen hun intrede, mogelijke ver vuilingen komen aan de orde net als het ontwerpen van de meest dichte korrelpakking. Vloeistofdichtheid Vloeistofdichtheid van beton is jarenlang een dankbaar onderwerp geweest. Begin jaren negentig krijgen onder andere de chemische industrie, garagebedrijven, tankstations en opslagplaatsen voor autowrakken te maken met strenge milieuregelgeving. Op initiatief van het ministerie van VROM worden krachten gebundeld om te komen tot objectieve techni- sche grondslagen, beoordelingsrichtlijnen en kennisdocumenten. Het Plan Bodembescher- mende Voorzieningen is het platform en Beto- niek beschrijft in meerdere edities de belang- rijke rol die het materiaal beton speelt bij de bescherming van het milieu. Schademechanismen Een ander belangrijk thema wordt gevormd door de diverse schademechanismen. Beton wordt gezien als robuust en onverwoestbaar, maar er zijn vele schademechanismen te benoemen waardoor beton, of de betoncon- structie, uiteindelijk kan bezwijken als geen 9 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 9 04-02-20 10:21 grondig onderhoud noodzakelijk is. Als het om de constructie gaat, is corrosie van wapening het belangrijkste mechanisme. De editie 'Carbonatie en corrosie' (8/22) beschrijft de belangrijke functie die de betondekking in de constructie ver vult. Betonrot, roestende wapening van beganegrondvloeren en galerij- platen werd zelfs een maatschappelijk thema, maar veel meer was er sprake van een gebrek- kige uitvoering en 'rot beton'. Toch zijn er wel degelijk schademechanismen waar in het (mengsel)ontwerp rekening mee moet worden gehouden: de alkali-silicareactie (ASR ( g. 6)), de inwerking van sulfaten en zuren en aan- tasting door vorst in combinatie met dooizou- ten. Betoniek heeft ze allemaal meerdere keren onder handen gehad. En niet onbelang- rijk, handvatten gegeven om schade aan de constructie te vermijden. Scheur vorming Nog een dankbaar thema dat regelmatig wordt behandeld: scheur vorming in beton. Er is geen onderwerp dat op de bouwplaats tot meer dis- cussie leidt dan een scheur in de betoncon- structie. (Alhoewel verwerkbaarheid is er ook zo één). Vaak draait het hier om een schuld- vraag; kortom, wie betaalt de rekening voor de reparatie? Maar is dat altijd wel nodig? Gewa- pend beton is per de nitie gescheurd, de ont- werper/constructeur rekent er zelfs mee. Maar hoe ontstaat een scheur en is reparatie wel altijd nodig? Een scheur ontstaat wanneer de trek- spanning groter is dan de aanwezige treksterkte in het beton. Vaak is het de verhinderde ver vor- ming van krimp die zorgt voor de spanning. Er zijn meerdere vormen van krimp te benoemen en vooral het tijdstip waarop de scheur vorming wordt waargenomen zegt veel over de oorzaak. Scheur vorming heeft ook geleid tot een iconi- sche Betoniek: de Scheurkalender (8/25). Deze editie, die frequent op de bouwplaats wordt gebruikt om het ontstaan van een scheur te ver- klaren, geeft een opsomming van mogelijke typen (krimp)scheuren: een sedimentatie of zettingsscheur, een plastische krimpscheur, een thermische krimpscheur, een scheur ten gevolge van temperatuurkrimp, een uitdro- gingsscheur. Veel opties dus. Betoniek schept helderheid en geeft ook preventieve aanbeve- lingen; 'Koelen en Knu elen' (11/18) is hier van een heel mooi voorbeeld. Delaminatie 'Het antwoord staat in Betoniek' is de al eerder gebruikte gevleugelde uitdrukking. Toch is er soms een fenomeen waar ook Betoniek moeilijk de vingers achter krijgt: delaminatie ofwel de losliggende toplaag. Meerdere malen is over de aanleg van monoliet afgewerkte vloeren gepu- bliceerd. In 'Dag- of nachtvlinders?' (11/27) wordt zelfs een aangepaste meetmethode geïntroduceerd. Het heeft het schadebeeld tot op heden niet kunnen voorkomen. 'Delaminatie maakt nog steeds veel los' is een zeer recent artikel in Betoniek Vakblad (2019/3). Door 'Forensic engineering' toe te passen is getracht de oorzaak van het loslaten boven water te krij- gen: een combinatie van betonspecie-eigen- schappen en de verwerking. Uitvoering Ver volgens is het een klein stapje naar de uit- voering van beton. Vanaf het begin is de redac- tie zich bewust dat alleen de mengselsamen- stelling niet zaligmakend is. Het samenspel tussen de uitvoerder en betontechnoloog is minstens zo belangrijk. Veel aandacht gaat dus uit naar de verwerking van de betonspecie, de verschillende verwerkingstechnieken en de verharding op de bouwplaats. Met Betoniek in de hand wordt de uitvoerder geleerd dat het ver vaardigen van een betonconstructie niet ophoudt bij het storten en verdichten van beton. Daarna begint misschien wel de meest ondergewaardeerde maar o zo belangrijke periode van nabehandeling. Nabehandeling gekoppeld aan sterkteontwikkeling kost tijd, kostbare tijd die een aannemer niet nodeloos wil laten verstrijken. We monitoren de sterkteontwikkeling in de constructie van uur tot uur. Dankzij de methode gewogen rijpheid, de digitalisering en het internet wordt de uitvoerder via zijn smart- phone geïnformeerd of de bekisting er af kan of dat de voorspanning mag worden aangebracht. En of het nu gaat om de ver vaardiging van diepwanden (9/13), het pompen van beton (9/14) van het spuiten van beton (14/1), het storten van betonspecie onder water (12/1) tot uiteindelijk het 3D-printen (Betoniek Vakblad 2018/2 en deze editie 2020/1), Betoniek pro- beert altijd vanuit zijn kennis over de verwer- king de prestatie van 'lab-crete' te vertalen naar 'real-crete'. Met de introductie van Betoniek Vakblad is weer een nieuw terugkerend hoofdstuk aan het platform toegevoegd: de bekisting, het nega- tief van de uiteindelijke weergave. Knappe staaltjes bekistingstechniek zijn de afgelopen jaren langsgekomen; de OV-Terminal in Arn- hem (2014/2), 12.000 m 2 dubbelgekromde bekisting (2014/3), uitdagende overstekken (2018/4) ( g. 7) zijn zomaar een paar voor- beelden van hoe het gedachtegoed van de architect uiteindelijk kan worden gerealiseerd door goed doordachte oplossingen en gebruik- makend van grensverleggende bekistings- en ondersteuningstechnieken. En wat te denken van de indrukwekkende hijsloods, toegepast bij de Zalmhaven (2019/4) voor de hoogste woontoren van de Benelux, leesvoer voor onder de kerstboom. Regelgeving Het is niet het spectaculairste onderwerp, maar wel onontbeerlijk: regelgeving. Niet alleen grondsto en en kennis ontwikkelen in de tijd, ook de regelgeving is in beweging. Nieuwe inzichten worden in regelgeving vastgelegd en met name de ontwikkeling van de Europese norm voor betontechnologie, EN 206, is aanlei- ding geweest voor meerdere verklarende edi- ties van Betoniek. 'Milieuklassen van 8 naar 18' 6 Een Alkali-silicareactie (ASR) " Het samen spel tussen uitvoerder en beton- technoloog is minstens zo belangrijk" 10 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 10 04-02-20 10:21 (13/3) en 'Geef me de vijf!'(13/22) helpen de betontechnoloog op weg door deze, toch wel, taaie kost. Een pluspunt is dat de redactie deze saaie onderwerpen visueel zichtbaar heeft weten te maken aan de hand van verklarende posters. Jarenlang hebben twee posters, met als onderwerp respectievelijk de Europese Cementnorm EN 197-1 en een toelichting op de 18 Exposure Classes vanuit de EN 206-1, de wanden van menig bouwkeet gesierd. Beton en milieu Nu we het toch over de Exposure Classes heb- ben, 'Beton en Milieu' (10/25) is ook een regel- matig terugkerend thema. De betontechnoloog weet niet anders dan dat hij zijn betonmeng- sels ontwerpt met het oog op het milieu. Aan de hand van de regelgeving zijn voor de ver- schillende expositieklassen randvoorwaarden voor de betonsamenstelling vastgelegd en is beton 'gewapend' tegen de milieu-invloeden van buitenaf. Tegelijkertijd wordt beton ook ingezet als beschermer van het milieu; beton beschermt ons tegen het wassende water, beton werkt als afscherming tegen straling, beton werkt als bodembescherming tegen koolwaterstofverbindingen en mest. Anno nu, met in het achterhoofd het tussen stakeholders afgesloten Betonakkoord, is de stemming volledig omgeslagen. Gedreven door dit Betonakkoord lijken opdrachtgevers steeds meer in de richting af te drijven dat het milieu moet worden beschermd tegen beton. Dat kan toch niet de bedoeling zijn? Beton mag natuurlijk nog wel, maar dan wel het liefst zonder (of zo weinig mogelijk) portland- cementklinker. Natuurlijk, opwarming van de aarde moeten we serieus nemen, maar momenteel lijken we wel erg door te draven; duurzaamheid mag nooit ten koste gaan van levensduur. Gelukkig raken de redactieleden de weg niet kwijt maar blijven zij geloven in het prachtige materiaal beton dat vooralsnog onver vangbaar is als constructiemateriaal voor welzijn en veiligheid. CURSUS BETONTECHNOLOGIE? Terugkijkend op dit artikel lijkt het wel op een verkorte cursus betontechnologie. Eigenlijk kan dat ook niet anders. Betoniek is een ken- nisplatform waarbij soms oude kennis wordt opgepoetst maar vooral ook nieuwe kennis 7 De overstekken van het Nhow Hotel in Amsterdam, bron: OMA Architects wordt uitgelegd en toegelicht. De aandachtige lezer van Betoniek weet dat hij bijblijft in de zich steeds maar weer ontwikkelende wereld van betontechnologie en uitvoering. En laten we dat met zijn allen nog jaren volhouden. Geraadpleegde bronnen Betoniek 1/1 ? Cement Betoniek 1/8 ? Hulpsto en Betoniek 1/10 ? Korrelverdeling van toeslagmateriaal Betoniek 3/11 ? Ontwerp Cementnorm NEN 3550 Betoniek 4/9 ? Superplasti ceerders Betoniek 5/2 ? NEN 3550:Cement ? De nities, eisen en keuring Betoniek 8/11 ? Grindver vangend toeslagmateriaal Betoniek 8/25 ? Scheurkalender Betoniek 9/13 ? Cement-bentoni et Betoniek 9/14 ? Pompen van beton Betoniek 10/25 ? Beton en Milieu Betoniek 11/13 ? Naar 100% granulaat? Betoniek 11/18 ? Koelen en Knu elen Betoniek 11/20 ? 2000 Jaar Beton Betoniek 11/27 ? Dag- of nachtvlinders? Betoniek 12/1 ? Onderwaterbeton boven water Betoniek 12/20 ? Hocuspocus Betoniek 13/3 ? Milieuklassen van 8 naar 18 Betoniek 13/22 ? Geef me de vijf! Betoniek 14/1 ? Spuiten van beton Betoniek Standaard 16/21 ? Op de korrel Betoniek Standaard 16/29 ? Witte rook Betoniek Vakblad 2014/2 ? Complexe vormen ter plaatse gestor t Betoniek Vakblad 2018/2 ? Betonprinten wordt volwassen Betoniek Vakblad 2019/3 ? CO 2-reductie: opties voor cement Betoniek Vakblad 2019/4 ? Zalmhaven, bouw- en sloopveiligheid 11 VAKBL AD 1 2020 1. 50 jaar Betoniek.indd 11 04-02-20 10:22 KUNNEN WE VAN BETONPUIN WEER NIEUW GRIND, ZAND EN BINDMIDDEL MAKEN? Een overzicht van innovatieve recyclingsmethoden 1 Gerecycled materiaal, foto: Betonhuis Auteur dr.ir. Gert van der Wegen SGS INTRON 12 VAKBL AD 1 2020 2. recycling beton.indd 12 04-02-20 10:23 OMVANG EN BELEID BOUW- EN SLOOPAFVAL Nederland heeft wereldwijd een vooraan­ staande positie wat betreft het recyclen van bouw­ en sloopafval. De circa 20 miljoen ton die jaarlijks vrijkomt in ons land, wordt al meer dan twintig jaar nagenoeg volledig hergebruikt, voornamelijk als funderingsmateriaal. In Europa is dat beeld anders. Jaarlijks wordt circa 900 miljoen ton bouw­ en sloopafval geprodu­ ceerd, waar van circa 500 miljoen ton in de EU. Het hergebruik in de EU is minder dan 50% en wereldwijd is dit percentage nog veel lager. Er wordt dus nog veel bouw­ en sloopafval gestort. De EU­ambitie om in 2020 ten minste 70% van het bouw­ en sloopafval nuttig her te gebruiken (Waste Framework Directive) wordt dus niet gehaald. Daar moet op Europees gebied nog een fl inke inhaalslag worden gemaakt, ter­ wijl Nederland al op een maximale score staat. Hergebruik van bewerkt betonpuin als toe­ slagmateriaal in beton is nog maar beperkt, ook in Nederland. Hier bedraagt dit momenteel circa 5% van de jaarlijks vrijkomende 12 mil­ joen ton betonpuin. Dit percentage willen we in Nederland het komend decennium fors gaan verhogen. De gezamenlijke ambitie om de betonketen verder te verduurzamen, is vastge­ legd in het Betonakkoord dat medio 2018 is gesloten. Een van de daarin gestelde doelen is 100% hoogwaardig hergebruik van vrijkomend In Nederland wordt betonpuin al meer dan twintig jaar volledig hergebruikt, maar wel voornamelijk als funderingsmateriaal in de GWW-sector en slechts beperkt als toeslagmateriaal in beton. Door het gehalte aan cementsteen in het betongranulaat substantieel te verlagen, worden de eigenschappen van het daarmee vervaardigde beton verbeterd, wat de toepassing ervan zal bevorderen. Het ideale plaatje zou zijn dat we uit betonpuin schoon zand en grind kunnen maken en van de resterende cementsteen nieuw bindmiddel. Met de huidige ontwikkelingen op het gebied van recyclingsmethoden komt dit ideale plaatje in zicht. beton en per direct minimaal 5% van het totale volume toeslagmaterialen ver vangen door betonreststromen. De verduurzaming van de betonketen mag echter niet ten koste gaan van de kwaliteit van het beton. Immers, een kortere levensduur komt de duurzaamheid van het beton niet ten goede. Cementsteen in betongranulaat, en met name in de fi jne fractie, heeft een nadelige invloed op de sterkte, E­modulus, krimp en kruip. Daarom zijn recyclingsmethoden waar­ bij de oude cementsteen gescheiden wordt van het oorspronkelijke toeslagmateriaal van groot belang. Zeker als we ook de zandfractie in nieuw beton willen hergebruiken. INDELING RECYCLINGSMETHODEN Om de kwaliteit van betongranulaat te verbe­ teren, zijn er twee soorten bewerkingen moge­ lijk: ? verwijderen van de aangehechte cement­ steen; ? verbeteren van de kwaliteit van de aange­ hechte cementsteen. Het verbeteren van de kwaliteit van de aange­ hechte cementsteen kan met behulp van poly­ meeremulsies (bijvoorbeeld van polyvinyl­ PRINCIPE SMARTCRUSHER In traditionele kaakbrekers beweegt een van de kaken min of meer in horizontale richting waardoor het betonpuin onder hoge drukkrachten wordt gebroken. Hierbij wordt niet alleen de zwakkere cementsteen verkleind, maar treedt ook veel breuk in het toeslagmateriaal op. Bij de SmartCrusher bewegen beide kaken tevens in verticale richting waardoor het betonpuin onder afschuifkrachten wordt verkleind ( g. 2). Omdat de afschuifsterkte van beton veel lager is dan de druksterkte vergt dit veel minder energie en vindt er ook veel minder breuk in het toeslagmateriaal plaats. Tevens wordt hierbij slim gebruikgemaakt van het feit dat door de poreuze grenslaag tussen toeslagmateriaal en cementsteen (de zogenoemde Interfacial Transition Zone) breuk veelal in deze zone plaatsvindt. Hierdoor blijft er slechts weinig cementsteen aan het toeslagmateriaal zitten. Door de beweging van het materiaal in de SmartCrusher treedt ook (autogeen) malen op, dat aanvullend op het breekproces cementsteen verwijdert en verpoedert. Voorgebroken betonpuin (0 ? 45 mm) wordt in de SmartCrusher verwerkt tot een grove fractie 4 ? 32 mm (afhankelijk van de oorspronkelijke afmeting van het grind) en een jne fractie 0 ? 4 mm (door zeving afgescheiden). Laatst- genoemde fractie wordt vervolgens in een soort cycloon gescheiden in een fractie 0,2 ? 4 mm en twee instelbare poe- derfracties tussen 0 ? 0,2 mm. 2 Prototype laboratorium Slimme breker en principe SmartCrusher, waarbij de onderste rol dient om de verblijftijd tussen de kaken te kunnen regelen [2] " Cementsteen in betongranulaat heeft een nadelige invloed op de eigenschappen" 13 VAKBL AD 1 2020 2. recycling beton.indd 13 04-02-20 10:23 alcohol of op basis van silaan), suspensies van puzzolanen (poederkoolvliegas, silica fume of vulkanische as), carbonatatie (bij verhoogd CO 2­gehalte), waterglas of biologische afzet­ ting van calciumcarbonaat (S. pasteurii­bacte­ rie) [1]. Deze methoden zijn veelal economisch onaantrekkelijk en/of moeilijk op praktijk­ schaal toe te passen. Daarom zullen we in dit artikel enkel de recyclingsmethoden nader beschouwen die de aangehechte cementsteen (grotendeels) kunnen verwijderen. Mechanische methoden Er bestaan meerdere mechanische recyclings­ methoden die enkel op een breekproces zijn gebaseerd. De in Nederland bekendste en verst ontwikkelde techniek is de SmartCru­ sher, ook wel de Slimme Breker of Smart Libe­ rator (bij het Nederlandse bedrijf Smart Circu­ lar Products) genoemd. Met deze techniek kan de aangehechte cementsteen door afschuif­ krachten grotendeels van het oorspronkelijke zand en grind worden verwijderd. De verpoe­ derde cementsteen komt als een aparte pro­ ductiestroom vrij en kan als vulstof in beton worden ingezet. Het principe van deze tech­ niek is aangegeven in het kader 'Principe SmartCrusher ' [2]. Een andere mechanische methode is de com­ binatie van breken en malen. Na het breken van het betonpuin tot de gewenste korrelgrootte wordt het verkregen betongranulaat in een afzonderlijke stap gemalen zonder (autogeen malen) of met (kogel­ of cilinder vormige) maallichamen om de aangehechte cement­ steen zo goed mogelijk te verwijderen. Met maalprocessen moet er wel voor worden gewaakt dat het oorspronkelijke toeslagmate­ riaal niet (te veel) wordt verkleind. Een in Nederland ontwikkelde en toegepaste mechanische scheidingstechniek is de Advan­ ced Dr y Recover y (ADR), waarbij de fi jne deel­ tjes (zelfs in vochtig materiaal) en deeltjes met een afwijkende korreldichtheid kunnen wor­ den afgescheiden van het betongranulaat. Het principe van deze techniek is beschreven in het kader 'Principe ADR' [3]. Thermische methoden De eerder beschreven mechanische methoden worden vaak gecombineerd met thermische technieken. Door het gebroken beton in korte tijd bloot te stellen aan hitte, ontstaan thermi­ sche spanningen. Hierdoor wordt de aange­ hechte cementsteen sterk verzwakt of komt zelfs volledig van het oorspronkelijk toeslag­ materiaal af. De benodigde thermische energie kan worden ingebracht door verhitte lucht of (selectiever) met elektromagnetische straling (microgolven). De temperatuur kan daarbij lig­ gen tussen 300 °C en 600 °C. Hogere temperaturen zijn meestal niet gewenst omdat het aanwezige calciumcarbonaat dan ontleedt, waarbij calciumoxide (CaO = ongebluste kalk) en gasvormig koolstofdioxide (CO 2) worden gevormd. Een voorbeeld van een techniek waarbij de mechanische en de thermische methode worden gecombineerd, is de C2CA­ recyclingsmethode (die door het Nederlandse bedrijf C2CA Technology (een gemeen­ schappelijke onderneming van GBN en TU Delft) wordt toegepast). Hierbij wordt betonpuin tot een korrelgrootte van circa 20 mm gebroken en wordt deze stroom ver volgens in een ADR gescheiden in een fractie 0 ? 1 mm, 0 ? 4 mm en 4 ? 20 mm. De fractie 4 ? 20 mm kan als grof toeslagmateriaal in beton worden toegepast. De fracties 0 ? 1 mm en 0 ? 4 mm onder vinden nog een thermische nabehandeling bij circa 600 °C in een zogenoemd Heating Air classifi cation System (HAS). Hierbij komen Tabel 1 Eigenschappen betongranulaat voor en na verschillende behandelingsmethoden [6] BEHANDELINGSMETHODE WATER- ABSORPTIE [%M/M] KORREL- DICHTHEID [KG/M 3] GEHALTE MORTEL [%M/M] onbehandeld 4,2 2370 47 enkel malen in kogelmolen 3,5 2410 34 enkel verhitten 2 uur 300 °C 4,1 2380 44 verhitten 2 uur 300 °C + malen in kogelmolen 3,3 2430 31 enkel microgolven 1 minuut 2,8 2460 24 microgolven 1 minuut + malen in kogelmolen 1,1 2550 7 oplossen in 1 molair zwavelzuur: 24 uur 3,5 2410 34 120 uur 1,6 2500 13 PRINCIPE ADR Met de Advanced Dry Recovery (ADR)-technologie kunnen korrels op basis van verschillen in afme- tingen en dichtheid (soortelijke massa) worden gescheiden, zelfs wanneer het ingangsmateriaal een hoog vochtgehalte heeft. Het principe van deze scheidingsmethode is afgebeeld in guur 3. De korrels in het tot circa 16 mm voorgebroken betonpuin worden door een rotor met hoge snelheid weggeslingerd. Door deze toegevoegde kinetische (bewegings-)energie komen de deeltjes ondanks het hogere vochtgehalte los van elkaar. De jnere en lichtere deeltjes (0 ? 1 mm) worden minder ver weggeslingerd en ? geholpen door de interne luchtcirculatie ? gescheiden van de grovere deel- tjes en als een aparte fractie afge- vangen. De resterende fractie wordt vervolgens door een wind- zifter gescheiden in een jne frac- tie 1 ? 4 mm, waarin ook grovere maar lichtere deeltjes zoals hout en plastic terechtkomen, en een grove fractie 4 ? 16 mm. 3 Schematische weergave ADR [3] " De verduurzaming van de betonketen mag ni et ten koste gaan van de kwaliteit van het beton" 14 VAKBL AD 1 2020 2. recycling beton.indd 14 04-02-20 10:23 een zandfractie (0,25 ? 4 mm) en een vulstoff ractie (0 ? 0,25 mm) vrij [4]. Door de hoge temperatuur is de (voormalige) cementsteen voor een belangrijk deel gedehydrateerd en is de verkregen vulstoff ractie daarmee reactief gemaakt. In het Vlaams­Nederlands Interreg­project ' Van beton naar hoogwaardig beton' [5] wordt de toegevoegde waarde van microgolven­ techniek onderzocht. Zowel voor het verzwak­ ken van de cementsteen voorafgaand aan het breekproces als voor de dehydratatie van de cementsteen in de vulstoff ractie. De tot dusver verkregen resultaten zijn perspectiefvol, ook voor het hergebruik van de vulstoff ractie. Het positieve eff ect van microgolven op de kwaliteit van het gerecyclede betongranulaat is al eerder aangetoond door Akbarnezhad et al. [6], die verschillende recyclingsmethoden hebben vergeleken. In tabel 1 zijn hun bevindingen weergegeven. De combinatie microgolven en malen levert een nagenoeg mortelvrij granulaat op met een lage waterabsorptie. Elektrische methoden Met ElectroDynamic Fragmentation (EDF) kan cementsteen worden verwijderd van het toeslagmateriaal door gebroken beton in een waterbad te onderwerpen aan een serie van korte pulsen (< 0,5 µs) bij een groot span­ ningsverschil (circa 100 kV). Het principe is getoond in kader 'Principe EDF' [7]. Electrody­ namic fragmentation is al in de jaren vijftig ont­ dekt in Rusland, maar is verder ontwikkeld en gepatenteerd door Fraunhofer IBP (Duitsland) en de fi rma Selfrag (Zwitserland). De techniek heeft zich bewezen als geschikte bewerkings­ methode voor mineralen en ertsen. Voor het verwijderen van cementsteen van het toeslag­ materiaal in betonpuin zijn perspectiefvolle resultaten in laboratoriumonderzoek ver­ kregen en is de ontwikkeling naar de praktijk­ schaal in volle gang. Het energieverbruik is ondanks de hoge span­ ning zeer gering (circa 1 kWh/ton betonpuin) en is substantieel lager dan die bij microgolf­ en mechanische recyclingsmethoden [7]. De geproduceerde materialen met EDF zijn nat, wat met name voor de verdere verwerking van de verkregen cementsteenfractie een nadeel is. Chemische methoden Indien het toeslagmateriaal in het betongranu­ laat onoplosbaar is in zuur (zoals het Neder­ landse rivierzand en ­grind), kan de aange­ hechte cementsteen worden verwijderd door die op te lossen in zuren zoals zoutzuur, zwavelzuur of fosforzuur. Onderzoek [1] heeft aangetoond dat zoutzuur het meest eff ectief is. Deze chemische methoden zijn kostbaar en hebben ongewenste neveneff ecten. Ze worden daarom nauwelijks toegepast in de praktijk. TOEPASSINGSMOGELIJKHEDEN GERECYCLEDE CEMENTSTEEN De bij eerder beschreven methoden, met uit­ zondering van de chemische methoden, verwijderde cementsteen komt als zeer fi jn materiaal vrij. Afhankelijk van het specifi eke bewerkingsproces kan dit materiaal reactivi­ teit (cementerende eigenschappen) vertonen. In principe komen de volgende toepassingen in beeld: ? Als grondstof voor de klinkerproductie, waarbij vanwege het in de cementsteen aan­ wezige calcium minder kalksteen hoeft te worden gebrand en dus een reductie van de CO 2­emissie plaatsvindt. ? Als grondstof voor mengcementen, al dan niet na volledige carbonatatie (= verhogen reactiviteit + vastleggen extra CO 2), waarbij het schaars wordende componenten (zoals poederkoolvliegas) kan ver vangen. ? Als inerte vulstof (type l) rechtstreeks in beton. ? Als reactieve vulstof (type ll) rechtstreeks in beton, waarbij het gedeeltelijk cement kan ver vangen. De ontwikkelingen van deze toepassingsmo­ gelijkheden zijn in volle gang. REGELGEVING Betongranulaten mogen volgens NEN­EN 206/ NEN 8005 in milieuklasse X0 al tot 50% en in de overige milieuklassen tot 30% het grove natuurlijke toeslagmateriaal in beton ver van­ gen. CUR­Aanbeveling 112 staat onder voor­ waarden zelfs 100% ver vanging van het grove toeslagmateriaal toe. Echter, bij meer dan 50% ver vanging moeten voor de constructieve eigenschappen correctiefactoren worden toe­ gepast. Dit blijkt in de praktijk voor de con­ structeur niet altijd goed werkbaar te zijn. Daarom is recentelijk een CROW­commissie opgestart die de invloed onderzoekt van het gehalte cementsteen in het fi jne en grove gerecyclede toeslagmateriaal op de construc­ tieve en duurzaamheidseigenschappen van daarmee ver vaardigd beton. In dit onderzoek wordt tussen 25% en 100% van het traditionele fi jne en grove toeslagmateriaal ver vangen door de fi jne en grove fracties verkregen uit de innovatieve recyclingsprocessen van de Smart Liberator en de ADR/HAS­installatie (C2CA Technology). Op basis van de verkregen resul­ taten zal een CROW CUR­aanbeveling worden opgesteld met een klassenindeling waarin afhankelijk van het percentage cementsteen in het gerecyclede toeslagmateriaal een maxi­ PRINCIPE EDF Met ElectroDynamic Fragmentation (EDF) worden ultrakorte (circa 0,2 µs) elektrische pulsen onder hoge spanningsverschillen (circa 100 kV) door een vaste stof (bijvoor- beeld betonpuin) in een waterbad gestuurd. De elektrische ontladingen die daarbij plaats- vinden, volgen bij voorkeur de grensvlakken van de verschillende bestanddelen (voor beton: toeslagmateriaal en cementsteen) en veroorzaken plaatselijk krachtige schokgol- ven. Met als gevolg het uiteenvallen van het materiaal in zijn bestanddelen. Dit is schema- tisch aangegeven in guur 4. 4 Schematische weergave principe EDF 5 Resultaat bij betonpuin, foto: FHNW Zwitserland " Cementsteen komt als zeer jn materiaal vrij en kan reactiviteit vertonen" 15 VAKBL AD 1 2020 2. recycling beton.indd 15 04-02-20 10:23 maal ver vangingspercentage aan fijne en grove fractie wordt vastgelegd. Dit wordt zodanig gedaan dat de constructieve reken­ regels niet hoeven te worden aangepast en de duurzaamheid (levensduur) van het beton nog steeds is gewaarborgd. Hoe minder cement­ steen des te hoger het toegestane ver van­ gingspercentage. Voor de toepassing van de gerecyclede vul­ stoffractie zou de beoordelingsrichtlijn 1804 ' Vulstof voor toepassing in beton en mortel' een geschikte basis kunnen zijn. Dit traject is al in gang gezet. SAMENVAT TEND Met de innovaties die momenteel op het gebied van recycling van betonpuin plaatsvinden, kunnen we steeds beter het oorspronkelijk toegepaste fijne en grove toeslagmateriaal scheiden van de aangehechte cementsteen. Hierdoor kunnen we uit het betonpuin weer schoon zand en grind halen en tevens van de resterende cementsteen een nieuwe vulstof en/of bindmiddel maken. Het ideale beeld van een gesloten kringloop. VERSCHILLENDE RECYCLINGGR ANUL ATEN 6 Voorbeeld van korrels in fractie 4 ­ 22 mm: grind (6a), SmartCrusher/SCP (6b) en ADR/GBN (6c). N.B.: sommige korrels bevatten restanten aangehechte cementsteen of zijn agglomeraten van zandkorrels gebonden door cementsteen 7 V oorbeeld fractie 0 ­ 4 mm: SmartCrusher/SCP (7a) en ADR+HAS/GBN (7b) Literatuur 1 S hi et al., 'Performance enhancement of recycled concrete aggregate ? A review', Journal of Cleaner Production, 112 (2016) p. 466 ­ 472. 2 F lorea et al., 'Smart crushing of concrete and activation of liberated concrete fines', report TU/e, (2014). 3 L otfi et al., ' The influence of parent concrete and milling intensity on the properties of recycled aggregates', International HISER Conference on Advances in Recycling and Management of Construction and Demolition Waste, 21 ­ 23 June 2017, Delft University of Technology, p. 210 ­ 219. 4 L otfi and Rem, 'Recycling of End of Life Concrete Fines into Hardened Cement and Clean Sand', Journal of Environmental Protection, 7 (2016) p. 934 ­ 950. 5 https://upconcrete.vito.be/nl 6 Ak barnezhad et al., 'Microwave ­a ssisted benification of recycled concrete aggregates', Construction and Building Materials, 25 (2011) p. 3469 ­ 3479. 7 Menar d et al., 'Innovative process routes for a high ­ q uality concrete recycling', Waste Management, 33 (2013) p. 1561 ­ 1565. A A C B B 16 VAKBL AD 1 2020 2. recycling beton.indd 16 04-02-20 10:23 O p 5 februari 1969 vond op in initiatief van Betonvereniging in Utrecht een Studiedag Bekistingen plaats, bezocht door maar liefst 325 belangstellen- den. 50 van hen waren zó enthousiast dat ze besloten tot de oprichting van een studiever- eniging bekistingen. Nauwelijks 1,5 maand later, op 25 maart 1969s, was de 'Studiever- eniging tot ontwikkeling van bekistingscon- structies' een feit. Binnen een jaar telde de vereniging 69 leden en al in 1971 ontstonden de eerste plannen tot het maken van een Handboek voor bekis- tingen. Om dat handboek en ander studie- werk van de grond te krijgen, werd de Coör- dinatie Commissie Studiewerk opgericht, beter bekend als de KoKo. In 1977 telde Stu- beco maar liefst 13 actieve studiecellen. In maart 1980 was het dan zover: het eerste Handboek Bekistingen werd gepubliceerd. Dit dankzij de inzet van diverse studiecellen, onderzoeksbedrijven, subsidies en in het bij- zonder de bijdrage van Theo Paap. De belangstelling voor het boek was groot en tot op vandaag ? inmiddels is het handboek digi- taal ? is het een belangrijk kennisdocument in de betonbouw. In 1982 werd het werkgebied van Stubeco uitgebreid van bekistingen alleen naar de brede betonbouw en ook wapening. De naam kon hetzelfde blijven, alleen de betekenis van de afkorting werd gewijzigd. Voortaan stond StuBeCo voor 'Studievereniging voor de Uit- voering van BEtonCOntructies.STUBECO ANNO 2020 Stubeco telt inmiddels circa 220 leden. De verenging is gefundeerd op meerdere pijlers. Belangrijk doel is onverminderd het netwerk. Dit komt tot uiting tijdens de excursies en lezingen. Voor velen vormen de traditionele buitenlandreizen al jarenlang het hoogtepunt. Eens in de twee jaar trekt een groep enthousi- aste leden erop uit naar een bijzondere plek in Europa om daar interessante bouwwerken en productielocaties te bezoeken. Veel herinneringen werden opgehaald tijdens de lustrumviering op 21 november 2019 op de SS Rotterdam. Met trots werd teruggekeken op al het nuttige studiewerk, de vele rapporten en de interessante en gezellige bijeenkomsten van de afgelopen 50 jaar. Maar Stubeco denkt ook na over de toekomst. De vereniging zoekt steeds nadrukkelijke samenwerking met andere verenigingen op, zo ook met Betoniek. In een beleidsplan, gericht op innovaties, wor- den als belangrijke thema's genoemd 3D-betonprinten, duurzaam bouwen, circulair bouwen en out-of-the-box denken en leren. Stubeco is een levendige vereniging die het nuttige met het aangename goed weet te combineren en klaar is voor de toekomst! 50 jaar Stubeco In 1969, een klein jaar voordat Betoniek het levenslicht ziet, wordt Stubeco opgericht. De studievereniging heeft zich in de afgelopen 50 jaar ontwikkeld tot een hechte, trotse club professionals die zich inzet voor het delen van praktische kennis over uitvoering van betonconstructies. LID WORDEN? Meer informatie over Stubeco en het lidmaatschap staat op www.stubeco.nl. Studievereniging uitvoering betonconstructies 17 VAKBL AD 1 2020 7. Stubeco.indd 17 03-02-20 14:51 OP WEG NA AR EEN BRL VOOR EEN KEURMERK VOOR BETONCONSTRUCTIES Welke prestaties heeft mijn beton? Auteurs dr.ir. Ton van Beek, SKG-IKOB ? dr.ir. Mario de Rooij, TNO ? dr. Penny Pipilikaki, TNO 1 Het storten van beton 18 VAKBL AD 1 2020 3. keurmerk beton.indd 18 04-02-20 10:25 Welke prestaties heeft mijn beton? Met goede betonmortel heb je nog niet meteen een goede betonconstructie. Daarom bestaan er vele regels, voorschriften, richtlijnen en normen. Wanneer deze netjes worden gevolgd, is de impliciete veronderstelling dat het allemaal wel goed komt met het beton en de constructie die daarvan is gemaakt. Maar wat nu als er moet worden aangetoond dat het beton in de constructie ook daadwerkelijk de prestaties heeft die impliciet worden verondersteld? Welke mogelijkheden zijn er dan en waar moet op worden gelet? TNO en SKG-IKOB hebben samen de eerste stappen gezet in een verkennend traject in deze richting, getiteld 'Keurmerk Betonconstructies'. OMVANG EN BELEID BOUW- EN SLOOPAFVAL Beton is bijna letterlijk (minstens) zo oud als de weg naar Rome. Als trots voorbeeld wordt vaak gewezen naar het Pantheon in Rome. Er is al vele eeuwen er varing met het maken van goed beton. Die er varing, samen met het toe- genomen inzicht in het materiaal zelf, is vast- gelegd in vele voorschriften, beoordelings- richtlijnen, regels en normen. Tot op vandaag vormt dit alles de kern van het rotsvaste ver- trouwen in het materiaal beton. Maar een goede kwaliteit betonmortel wil nog niet vanzelf zeggen dat het uiteindelijke beton of de constructie ook van goede kwaliteit is. Veel hangt af van een deugdelijke uitvoering. Daar komt bij dat de grondstoff en en ingredi- enten waarmee beton wordt gemaakt in de loop der jaren zijn veranderd. Door het gebruik van deze nieuwe materialen is echter ook het referentiekader weggevallen dat is opge- bouwd door de er varingen van vele jaren. Bovendien gaan we naar een situatie waarin niet de kwaliteit van het materiaal moet wor- den aangetoond maar de prestaties van een geleverd product of constructie. De invoering van de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen is een nadrukkelijke stap in deze richting. Als verkenning voor de toekomst hebben TNO en SKG-IKOB het voortouw genomen om te bekijken wat nodig zou zijn om prestaties van betonconstructies te meten en hoe dit aan te tonen met een keurmerk. In dit artikel worden de resultaten van het verkennende deel van het onderzoek gepresenteerd. Het artikel gaat specifi ek in op ter plaatse gestort beton, omdat daar veel activiteiten voor het maken van de constructie op de bouwplaats plaatsvinden. Natuurlijk kunnen een aantal zaken die worden voorgesteld eventueel ook van nut zijn bij gebruik van prefab beton. " Een goede kwaliteit beton-mortel wil nog niet zeggen dat de uiteindelijke constructie ook van goede kwaliteit is" 19 VAKBL AD 1 2020 3. keurmerk beton.indd 19 04-02-20 10:25 BRL 1518 BETONSTORTEN Voor het verkrijgen van een keurmerk voor grondstoffen, bouwproducten en processen wordt in Nederland gebruikgemaakt van beoordelingsrichtlijnen: BRL's. Hierbij worden de prestaties beoordeeld aan de hand van onder meer procesbeschrijvingen, registraties en vakbekwaamheid. Om vertrouwen te krijgen in de prestaties van de uiteindelijke betonconstructies, kan het proces van het betonstorten (foto 1) worden beoordeeld. SKG-IKOB heeft hierbij samen- werking gezocht met KIWA. Dit heeft geresul- teerd in een werkgroep die bezig is met het opstellen van een beoordelingsrichtlijn: BRL 1518 ? KOMO-procescertificaat voor het stor- ten van beton op de bouwplaats. Het is de bedoeling om de BRL in de loop van 2020 voor te leggen aan het College van Deskundigen. De werkgroep is begonnen op het punt waar de huidige beoordelingen stoppen, te weten bij de BRL 1801 Betonmortel. De betonmortelcen- trale is verantwoordelijk voor het samenstel- len, mengen en transporteren van d