O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eImmobilisatiecement 2003 782Cement kan in meer productenbenutwordendanalleeninbeton.Een betrekkelijk nieuwe toepas-sing ervan is als bindmiddel inimmobilisaten van afvalstoffen.Cementgebonden immobilisatenworden in toenemende mate ge-bruikt als bouwstof, vooral alsfunderingsmateriaal voor de we-genbouw. De civieltechnische ei-genschappen van cementgebon-den immobilisaten zijn geopti-maliseerd en de milieuhygi?ni-sche eigenschappen voldoen aande grenswaarden voor bouwstof-fen in onge?soleerde toepassin-gen uit het Bouwstoffenbesluit(categorie-1 bouwstoffen). Dezeimmobilisaten voldoen niet al-leen tijdens de productie, maarook op lange termijn, omdat hetduurzaamheidaspectexplicietaan-dacht heeft gekregen. Door uit tegaan van grondstoffen van con-stante samenstelling en van eenbeheersbaar productieproces kaneen constante kwaliteit bouwstofworden geleverd.Naast het produceren van bouw-stoffen wordt cementgebondenimmobilisatie verder toegepastom de uitloging van zware afval-stoffen te verminderen. Hierdoorkunnen ze onder minder rigideomstandigheden worden opge-slagen [1].B e l e i dImmobilisatie van afvalstoffen isvoortgekomen uit de behoefte af-valstoffen nuttig toe te passen. Inde `Ladder van Lansink' (fig. 1)staat bewerken van afvalstoffenhoger aangeschreven dan hetstorten van afvalstoffen. Dit be-leid wordt ook in het Landelijk Af-valbeheersPlan (LAP) uitgedra-gen. De nuttige toepassing vanafvalstoffen vermindert de be-hoefte aan natuurlijke grondstof-fen. In een dichtbevolkt land alsNederland, waarin de beschikba-re ruimte schaars is, is het zuinigomgaan met primaire uit de bo-dem gewonnen grondstoffen eenbelangrijk argument. De discus-sies over nieuwe zandwinlocatiestonen dit aan. De stimuleringvan het gebruik van secundairegrondstoffen speelt een belangrij-kerolinhetbeleidtenaanzienvanbouwgrondstoffen in Nederlanden heeft vooral zin als het gaat omsignificantehoeveelheden.Immo-bilisatie biedt hiervoor de moge-lijkheden. Vooral verontreinigdegrond en baggerspecie zijn om-vangrijkeafvalstromen.Bewerkenvan deze afvalstromen door im-mobilisatie kan een kwantitatiefbelangrijke bijdrage leveren aanhetinzettenvansecundairegrond-stoffen.Andere secundaire grondstoffenworden al lange tijd met succes inde praktijk toegepast. Neem bij-voorbeeld de toepassing van poe-derkoolvliegas in beton. Dit is alzo bekend dat we ons vaak nietmeer realiseren dat het hier gaatom het toepassen van een secun-daire grondstof. Van de toepas-sing van poederkoolvliegas inbeton kan ook worden geleerddat het realiseren van een voor-spelbare kwaliteit een sleutelrolspeelt bij de grootschalige toepas-sing van secundaire grondstof-fen.Van onderzoek naar praktijkdr. U. Hofstra, Intron B.V.Immobilisatie van afvalstoffen met cement is ge?volueerd van een experi-mentele techniek, toegepast op laboratoriumschaal en in proefprojecten, toteen proces dat in de praktijk bruikbare bouwstoffen oplevert. Het accent ishierbij verschoven van het immobiliseren van hoge concentraties verontreini-gingen tot het produceren van producten, waarbij de voorspelbare kwaliteitvan groot belang is.D e f i n i t i eImmobilisatie is een technologischebewerking waarbij de fysische en/ofchemische eigenschappen van een af-valstof zodanig worden gewijzigd, datde verspreiding van milieuverontrei-nigende stoffen door uitloging, erosieofverstuivingopkorteenlangetermijnbeduidend wordt verminderd.Hetis??nvandemeestperspectiefvolletechniekenomschadelijkeafvalstoffenop milieuverantwoorde wijze te ver-werken. Het beleid van onze overheidis immers gericht op het sterk verminderen van de totale hoeveelheid te storten afvalstoffen of hetzodanig verwerken dat ze minder schadelijk zijn voor het milieu.Immobiliseren met cement1 | Positie van immobilisa-tie op de ladder vanLansinkDe ladder van Lansinkvoorkomenhergebruikrecycling immobilisatieverbrandenstortenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eImmobilisatiecement 2003 7 83I m m o b i l i s a t i e m e t c e m e n tBij immobilisatie met cementontstaat een nieuw materiaal, hetimmobilisaat. In het immobili-saat zijn de verontreinigingen uitde afvalstof vastgelegd in de ce-mentsteen. De uitloging van mi-lieuverontreinigende stoffen isdaardoor verminderd. De geringeuitloging berust op drie mecha-nismen:? vastleggen van metalen in devorm van slecht oplosbare ver-bindingen;? inkapselen in de cementgel;? opsluiten in het capillairepori?nsysteem.Verschillendegebruikelijketypencement (hoogovencement, port-landcement, calciumaluminaat-cement) hebben een verschillendeffect op de mate van immobili-satie en de snelheid van het pro-ces. Naast en in combinatie metcement worden ook andere bind-middelen toegepast. Specifiekeadditieven worden toegepast omdemengbaarheidtevergrotendanwel om zware metalen of zoutente binden. Het uitlooggedrag vanhet immobilisaat wordt getoetstmet de diffusieproef, een uitloog-proef die in het Bouwstoffenbe-sluit is opgenomen voor vormge-gevenproductenenookvoorbeton.De duurzaamheid van het im-mobilisaat kan worden getoetstop bestandheid tegen vorst-dooi-belasting, nat-droogbelasting enerosie. Deze testmethoden zijnopgenomen in CUR-rapport 183`Handleiding voor het beoordelenvan immobilisaten'.De druksterkte van het immobili-saat wordt geoptimaliseerd voorde beoogde toepassing als funde-ringsmateriaal en bedraagt circa 2tot 5 N/mm2. Een te hoge druk-sterkte is niet gewenst, omdat degevoeligheid voor scheurvormingtoeneemt. Naast de druksterktezijn ook andere civieltechnischeeigenschappen van belang voorde toepassing als funderingsma-teriaal, zoals de buigtreksterkteen de statische en dynamischeelasticiteitsmodulus.Voordimen-sioneringsberekeningen wordt het--diagram onder buigtrekbe-lasting gebruikt (foto 2). Deflec-tiemetingen worden in het werkgebruikt om de stijfheid vast testellen.Naast immobilisatie met cementkennen we andere technieken:? thermische immobilisatie(verglazen en sinteren);? immobilisatie met organischebindmiddelen, zoals bitumen;? immobilisatie met andereanorganische bindmiddelen,zoals kalk.Thermische immobilisatie kan inprincipe een goed product ople-veren, bijvoorbeeld een basaltver-vanger als waterbouwsteen, maaris vanwege de hoge risicovolle in-vesteringen en proceskosten nietdoorgebroken. Sommige secun-daire grondstoffen worden alsvulstoffen toegepast in asfalt. Ditkunnen we ook beschouwen alsimmobilisatie. Het gaat hier welom een laag percentage afvalstofin de bouwstof.O n d e r z o e kDe ontwikkeling en toepassingvan immobilisaten heeft een im-puls gekregen door het program-ma Technologie 2000 (T-2000)van het Ministerie van VROM/NOVEM, dat tot doel had het sti-muleren van de ontwikkeling vanverwijderingstechnologie?n. Im-mobilisatie was hierin een be-langrijk deelprogramma. In juni2003 is het laatste projectenover-zicht verschenen [2]. In dit pro-gramma lag de nadruk sterk op debewerking van moeilijk verwerk-bare afvalstoffen.Alhoewel dit stimuleringspro-gramma is afgelopen wordt nogveelonderzoekuitgevoerdnaardetoepassing van immobilisatie omspecifieke afvalstoffen te bewer-ken tot bouwstoffen. Naar aanlei-ding van de discussie rond detoepassing van AVI-bodemassenals ongebonden ophoogmateriaalwordt door verschillende partijenonderzoek uitgevoerd naar demogelijkheid AVI-bodemassenals grondstof voor cementgebon-den immobilisaat in te zetten. Detoepassing van AVI-bodemassenals ongebonden ophoogmateriaalwordt immers belemmerd doorde hoge uitloging van de zwaremetalen koper en molybdeen.Hierdoor is het in het Bouwstof-fenbesluit een bijzondere catego-rie bouwstof, echter door immo-bilisatie kan de uitloging wordengereduceerd.Ook cementgestabiliseerde meng-sels van poederkoolvliegas enbodemas worden verder ontwik-keld tot funderingsmateriaal. Degecombineerde inzet van meer-dere afvalstoffen in een immobi-lisaat komt vaker voor. Deze com-binatie is om fysisch-technischeredenen wenselijk, omdat bij-voorbeeld een bepaalde korrelop-bouw van de grondstoffen moetworden bereikt. Voor het verbete-ren van de korrelgrootteopbouwis, bij proefprojecten met de inzetvan baggerspecie als grondstof,gebruikgemaakt van de combina-tiebaggerspeciemetrioolzand[3].P r a k t i j kHet Centrum voor Immobilisatie(CIM)heefteenprojectenboeksa-mengesteld, waarin praktijkpro-jecten worden besproken die van1995 tot 2002 zijn gerealiseerd [4].De belangrijkste vernieuwing isdat immobilisaat nu een regulierproduct is. Een goed voorbeeldvan een project waarin het im-mobilisaat regulier wordt toe-gepast, is de rondweg in de N2732 | Beproeving van de buig-treksterkte van hetimmobilisaat in het labo-ratoriumO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eImmobilisatiecement 2003 784nabij Haelen (foto 3). Bouwstof-fenproducent `BAG' levert hieraan de aannemerscombinatie`Route Napoleon' 23 000 ton im-mobilisaat. Dit wordt aange-bracht in een 350 mm dikke laagfunderingsmateriaal. Door ervoorte zorgen dat de gebruikte grond-stoffen (verontreinigde grond enpuin) homogeen zijn, bereikt`BAG' de betrouwbare kwaliteit.De gerichte depotvorming van deverontreinigdegrondzorgtervoordat de grondstoffen voor immo-bilisatie constant van kwaliteitzijn.De kwaliteit van het bereidings-proces wordt door `BAG' ondermeer gecontroleerd op vochtge-halte en mengkwaliteit. De aan-nemer die het product in het werkaanbrengt, wordt ge?nstrueerd engecontroleerd, omdat hij te ma-ken heeft met een product dat inhet werk verhardt en dat eisenstelt aan verdichting en verwer-kingstijd.Hijwerktnumeteence-mentgebonden product in plaatsvan met een ongebonden materi-aal, zoals zand of puingranulaat.Hij moet dus net als de beton-technoloog rekening houden metde eigenschappen van de cement-verharding. De uiteindelijke mi-lieuhygi?nische kwaliteit wordtgetoetst met partijkeuringen aanuit het werk geboorde kernen.Wordt in de toekomst gecertifi-ceerd materiaal geleverd dan kun-nen de partijkeuringen wordenvervangen door reguliere interneen externe controle van de pro-ductie.K w a l i t e i t s c o n t r o l eBijeenregulierproductvangoedekwaliteit hoort een certificatiesys-teem om de kwaliteit op onafhan-kelijke en effectieve wijze aan deafnemers duidelijk te maken.Immers certificatie toont voorafaan dat het product voldoet aan deeisenvanhetBouwstoffenbesluit.Certificatie wordt afgegeven opbasis van het toetsen aan een be-oordelingsrichtlijn (BRL). Voorcementgebonden minerale afval-stoffen die worden toegepast infunderingslagen is de BRL 9322ontwikkeld op initiatief van pro-ducenten van immobilisaten. Deopzet van deze BRL is parallel aandie van andere beoordelingsricht-lijnen van (secundaire) bouw-grondstoffen en recent is de BRLals kritiekversie uitgebracht. Inhet kader van deze BRL kunnenalleen immobilisaten die voldoenaan de eisen gesteld in het Bouw-stoffenbesluit voor vormgegevenbouwstoffen, in een categorie-1Atoepassingwordengecertificeerd.Naast de milieuhygi?nische eisendie voortvloeien uit de regelge-ving zijn ook relevante civieltech-nische eisen opgenomen.T o e k o m s tHet grootschalig immobiliserenvan verontreinigde grond en bag-gerspecie kan leiden tot een sig-nificante besparing op primairebouwgrondstoffen. Het gaat hier-bij vooral om de grote stromenbaggerspecie en verontreinigdegrond. In totaal komt circa 50miljoen m3baggerspecie per jaarvrij. Naar schatting is hiervan 2,5miljoen m3per jaar geschikt voorreinigen of immobiliseren [5]. Dehoeveelheid vrijkomende, ernstigverontreinigde grond is de ko-mende jaren moeilijk in te schat-ten. Het Service Centrum Grond(SCG) schat de stroom voor detoekomst op 1 miljoen ton perjaar, waarvan 40% immobiliseer-baar [5].De hoeveelheid immobilisaat diein Nederland kan worden toege-past, zal daarmee aanzienlijkkunnen toenemen. Deze ontwik-keling zal verder worden gesti-muleerd zodra de certificatie vanhet immobilisaat op basis van deBRL 9322 van kracht wordt. Hier-door zal bij afnemers en verwer-kers van deze bouwstof een extravertrouwen ontstaan in de bouw-stof en zal de ontwikkeling van delaatste jaren van onderzoek naarpraktijk verder kunnen wordenversterkt. L i t e r a t u u r1. Eijgenraam, S.J., `Immobili-satie van afvalstoffen metcement'. Cement 2000, nr. 1.2. NOVEM `ProjectenoverzichtT-2000'. 2003.3. SKB rapport SV-617, `Vuilebagger als nuttig product'.2003.4. CUR-rapport 2002-5, `Bouw-stoffen door immobilisatie',Centrum voor Immobilisatie.CUR, Gouda, 2000.5. Centrum voor Immobilisatie,`Strategienota 2003 ? 2005'.CUR, Gouda, 2003.3 | Aanleg van de rondwegin de N273 nabij Haelen