0

publicatie: Beoordelingsmethodiek geschiktheid alternatieve grondstoffen voor beton

1 Inleiding

1 Inleiding

De laatste jaren is sprake van een groeiend aanbod van niet-gangbare grondstoffen voor de toepassing in beton. Door de behoefte deze alternatieve materialen in te zetten, bij voorbeeld om reststoffen te hergebruiken, de CO2 footprint van beton te verlagen of om economische redenen, kan een spanningsveld ontstaan tussen de gewenste of vereiste constructieve levensduur enerzijds en duurzaamheidaspecten anderzijds.

Dat spanningsveld wordt beïnvloed door o.a. de volgende aspecten:

  • Het verder verduurzamen van de betonketen, een aspect in het streven naar een circulaire economie, is een onderwerp dat, o.a. in het MVO Netwerk Beton krachtig ter hand wordt genomen.
  • De ervaring op de lange termijn met beton met alternatieve grondstoffen is nog onvoldoende, een enkele uitzondering (bij voorbeeld betongranulaat, poederkoolvliegas) daargelaten.
  • De mogelijkheden om in de toekomst betonconstructies technisch en economisch te scheiden tot op materiaalniveau zijn nog niet in beeld. Wanneer deze mogelijkheden er wél zijn, kan een grotere ontwerpvrijheid ontstaan om nú alternatieve grondstoffen in te zetten.

Uitgangspunten liggen niet vast ten aanzien van:

  • Eisen met betrekking tot het schoonhouden van de keten, mede in het kader van ketenaansprakelijkheid. Vragen in dat verband: wanneer is bij een heterogeen materiaal als beton, sprake van ‘vervuiling’ en in hoeverre beïnvloedt die de kwaliteit van het beton?
  • De vrijheid (of eis) om, na einde levensduur van een betonconstructie de afkomende materialen in verschillende toepassingen te kunnen hergebruiken. Met als achterliggende vraag: moet met verruiming van de toepassingsmogelijkheden in een tweede levenscyclus in de ontwerpfase al rekening worden gehouden? Is die verruiming in algemene zin echter gewenst. En er zijn beperkingen: is het bij voorbeeld wenselijk betongranulaat in een tweede levenscyclus in hogesterktebeton te verwerken?

Snelheid van handelen wordt nagestreefd en innovatie moet worden gestimuleerd en gefaciliteerd. Beide aspecten kunnen risico’s inhouden: het is belangrijk om consequenties van handelingen en beslissingen te overzien, waardoor de risico’s in termen van tijd, financiën en kwaliteit beheersbaar worden.

Om de duurzaamheid (milieubelasting) van het ontwerp van een betonconstructie te kunnen bepalen en alternatieven onderling te kunnen vergelijken, staat inmiddels een aantal tools ter beschikking, waaronder de CUR-‘Ontwerptool Groen beton’1, of gelijkwaardige rekenmethoden, die op de LCA-methodiek zijn gebaseerd.


1 een web based versie is augustus 2015 beschikbaar

Doel

Het is de bedoeling dat onder auspiciën van deze SBRCURnet-commissie in een vervolgfase, afgestemd op de marktbehoefte, in werkgroepen deze publicatie wordt uitgewerkt in materiaalspecifieke procedures en eisen voor alternatieve grondstoffen, die daartoe door marktpartijen worden aangedragen.

Gebruik van procedures in deze publicatie
De in deze publicatie weergegeven procedure voor de beoordeling van de geschiktheid van alternatieve grondstoffen voor beton is algemeen van opzet. Dit betekent dat deze procedure in een breed spectrum van mogelijke situaties kan worden toegepast. In het geval dat maar weinig bekend is van de alternatieve grondstof en een breed toepassingsgebied (meerdere betonsterkte- en milieuklassen en in zowel constructieve als niet-constructieve toepassingen) van het daarmee vervaardigd beton wordt beoogd, zal de procedure leiden tot omvangrijke werkzaamheden en dus een langere doorlooptijd en hogere kosten. Echter, indien nagenoeg alle relevante aspecten van de alternatieve grondstof en zelfs van de toepassing ervan in beton bekend zijn en dat deze betontoepassing heel specifiek en beperkt is (bijvoorbeeld een specifiek betonproduct zoals betonstraatsteen) zal duidelijk zijn dat de procedure een korte doorlooptijd met weinig onderzoek vergt. Immers, er speelt in dit geval maar een beperkt aantal eigenschappen/aspecten een rol waarover al veel kennis en ervaring bij de start aanwezig is.

Beoordelingswijze, procedures, bepalingsmethoden en toetsingscriteria
Zoals eerder aangegeven, is de opgenomen procedure algemeen van opzet. Ook alternatieve grondstof-fen die sterk afwijken van de huidige traditionele grondstoffen en waar nu nog geen (uitgebreide) ervaring mee is, zoals bijvoorbeeld geopolymeren, moeten met deze systematiek beoordeeld kunnen worden. Voor zulke alternatieve grondstoffen moet steeds worden nagegaan of de aangegeven beoordelingswijze, bepalingsmethoden en toetsingscriteria, die zich al wel hebben bewezen voor de gangbare grondstoffen, ongewijzigd van toepassing zijn. Het kan noodzakelijk zijn om deze gedeeltelijk aan te passen of zelfs volledig te vervangen door nieuwe beoordelingswijzen, bepalingsmethoden en/of toetsingscriteria om tot een juiste beoordeling van de geschiktheid van de alternatieve grondstof te komen.

Met de algemene procedure van deze publicatie kan een specifieke CUR-Aanbeveling worden opgesteld, waarmee de initiële geschiktheid van een specifieke alternatieve grondstof voor beoogde betontoepas-singen kan worden beoordeeld. Deze specifieke Aanbeveling regelt niet hoe de constante kwaliteit van de betreffende alternatieve grondstof en het daarmee vervaardigde beton wordt gewaarborgd in de productiefase. Dat moet worden geregeld in een door een certificatie-instelling op te stellen beoordelingsrichtlijn (BRL), waarbij de te stellen eisen aan de alternatieve grondstof en het daarmee vervaardigd beton kunnen worden ontleend aan de opgestelde specifieke Aanbeveling.

De krimp en kruip van beton met gangbare grondstoffen is sterk afhankelijk van de samenstelling ervan. Variaties in o.a. de water-bindmiddelfactor kunnen de krimp en kruip met een factor 2 of meer beïnvloeden. Daarom mag ervan worden uitgegaan dat, indien de krimp en kruip van het beton met de alternatieve grondstof niet beduidend hoger is dan die van het referentiegrindbeton (bijvoorbeeld <50% toename), deze eigenschappen van het betongranulaat (tweede leven) niet significant beïnvloed zullen worden.

De regelgeving voor brandbestendigheid, met name voor het ‘spatten’ van beton, is nog in ontwikkeling. Daarom is het lastig om concrete eisen hiervoor te formuleren. Het vaststellen van de brandbaarheid van de alternatieve grondstof en de thermische uitzetting, warmtecapaciteit en warmtegeleidingscoëfficiënt van het daarmee vervaardigd beton levert inzicht op of op dit vlak een mindere prestatie wordt geleverd en dus aanvullende regels betreffende het toepassingsgebied moeten worden overwogen.

Circulariteit
Circulariteit, in het verlengde van de aandacht voor recycling en hergebruik, is een van de aspecten in de beoordeling van alternatieve grondstoffen.

In een circulaire economie wordt niet alleen gezorgd voor het (nog beter) oplossen van het huidige afval-probleem, maar wordt met name de opgave hoe in de toekomst het ontstaan van afval te voorkomen of aanzienlijk te beperken, beschouwd: grondstoffen moeten zo lang mogelijk kunnen blijven circuleren.

Het belang dat de commissie hecht aan circulariteit is dan ook aanleiding geweest om in een werkgroep dit aspect uit te diepen en hiermee rekening te houden bij het opstellen van procedures, keuringscriteria en bepalingsmethoden voor de toelating van alternatieve grondstoffen. In 2.4. wordt hierop nader ingegaan.