0

Hoofdstuk 1 Inleiding

Hoofdstuk 1 Inleiding

1.1 Wat is geopolymeerbeton?

Beton is veruit het meest toegepaste bouwmateriaal ter wereld. Het wordt traditioneel vervaardigd met cement als bindmiddel. Omdat bij de productie van cementklinker, de basisgrondstof voor de huidig toegepaste cementen, veel CO2-emissie optreedt, wordt gezocht naar alternatieve bindmiddelen met een beduidend lagere milieubelasting.

Een alternatief zijn alkalisch geactiveerde aluminium- en silicium houdende vulstoffen zoals bijvoorbeeld gegranuleerde hoogovenslak, poederkoolvliegas en metakaolien. Deze reactieve vulstoffen worden precursoren genoemd. De meest gebruikte alkalische activatoren zijn na-triumhydroxide (NaOH) en natriumsilicaat (Na2SiO3; ‘waterglas’). Dit type bindmiddel wordt ook wel geopolymeer genoemd. Met geopolymeer als bindmiddel kan op analoge wijze als met traditioneel cement beton worden vervaardigd. We noemen dat dan geopolymeerbeton.

De verhardingsreactie tussen de precursor(en) en de activator(en) in geopolymeren wijkt af van de hydratatie van cement met water. In plaats van hydratatie is er sprake van polymerisatie waarbij een alkali- en/of calciumaluminiumsilicaatnetwerk wordt gevormd. In deze reactie wordt, in tegenstelling tot (klinker gebaseerd) cement, geen water gebruikt en ontstaat geen calciumhydroxide (Ca(OH)2). Door de afwijkende structuur en samenstelling kunnen bepaalde eigenschappen van geopolymeerbeton afwijken van cementbeton. Echter er bestaan ook vele overeenkomsten.
Bij calciumrijke precursors, zoals gegranuleerde hoogovenslak, wordt vooral calcium(aluminaat)silicaathydraatgel gevormd en slechts weinig polymeerachtige structuur. Bij calciumarme precursors, zoals poederkoolvliegas en metakaolien, wordt hoofdzakelijk polymeerachtige structuur gevormd.

1.2 Toepassing in kanaalplaten

Door ENCI/Heidelberg Technology Center is in samenwerking met VBI een geopolymeerbindmiddel ontwikkeld, waarmee kanaalplaten zijn vervaardigd van de vereiste kwaliteit. Dit is recentelijk in een demonstratieproject aangetoond. In bijlage E is een publicatie hierover uit het vakblad Betoniek opgenomen.

Voor de toepassing van geopolymeerbeton in constructies in het algemeen en die in kanaalplaten in het bijzonder bestaat nog geen regelgeving. Dit is echter noodzakelijk voor een verdere ontwikkeling en commercialisering van deze toepassing. Daarom is de werkgroep ‘Geopolymeren, voorgespannen kanaalplaten’ ingesteld.

1.3 Doelstelling werkgroep

De doelstelling van deze werkgroep is om een CUR-Aanbeveling op te stellen voor de toepassing van geopolymeerbeton in voorgespannen kanaalplaten met daarin bepalingen opgenomen voor de aspecten ontwerp, technologie en uitvoering.

In een eerste fase is op basis van een uitgebreide literatuurstudie en beschikbare kennis en informatie bij de werkgroepleden een preadvies opgesteld. In dit preadvies zijn de relevante aspecten voor de CUR-Aanbeveling aangegeven, waarbij eventuele kennishiaten, c.q. nader uit te zoeken aspecten zijn geïdentificeerd. In een vervolgfase zal op basis van dit preadvies de CUR-Aanbeveling worden uitgewerkt en ter beoordeling aan betreffende voorschriftencommissies (VC12 en VC20) worden voorgelegd.

1.4 Leeswijzer

Het preadvies is beschreven in par. 2.1. De onderbouwing van dit preadvies is op hoofdlijnen weergegeven in par. 2.2. Een meer gedetailleerde uitwerking van een aantal constructieve aspecten en de relevante literatuur zijn als bijlagen in dit document opgenomen. In bijlage E is een literatuuroverzicht opgenomen.

Daarbij is onderscheid gemaakt tussen enerzijds publicaties op specifieke aspecten, bijvoorbeeld specifieke materiaaleigenschappen, en anderzijds algemene boekwerken en regelgeving. De eerstgenoemde groep is aangeduid met cijfers en de laatstgenoemde groep met letters. Literatuurverwijzingen zijn voornamelijk opgenomen in bijlage C (“Inzichten uit literatuur”). In de rest van het preadvies is voor de leesbaarheid alleen verwezen naar literatuur voor zover dit aanvullend is op de verwijzingen in bijlage C.