C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gMater ialencement 2006 5 43Dat titaandioxide in deze kristal-vorm fotokatalytische eigenschap-pen heeft, is al tientallen jarenbekend. De toepassing daarvan inbouwmaterialen wordt sinds dejaren `90 onderzocht; de prakti-sche resultaten worden in ditartikel aangetipt.Het gegeven dat organische ver-bindingen kunnen worden ont-bonden is de basis voor zelfreini-gende oppervlakken vanbouwmaterialen. Nu is er geenoffici?le definitie van zelfreinigendvermogen en het is een illusie teverwachten dat het oppervlak navele jaren nog even schoon is alsbij aanvang. Het veronderstelt inieder geval een aanzienlijke ver-mindering van vervuiling en bijbe-horende schoonmaakinspannin-gen. Wat is er tot nu toe bereikt?J a p a n n e r sJapanners waren de eersten diebeseften dat fotokatalytisch titaan-dioxide een revolutie zou kunnenveroorzaken op het gebied vanbouwmaterialen. De firma's TOTOen Mitsubishi Materials ontwikkel-den in de jaren `90 onderzoekpro-jecten, die al spoedig leidden toteen stroom patentaanvragen metwereldwijde dekking; vele hiervanzijn verleend.De Japanse firma TOTO, expert insanitair- en optiekproducten, ont-wikkelde de Hydrotect-techniekwaarmee fotokatalytisch TiO2inuiterst dunne laagjes op diverseondergronden kan worden toege-past.T o e p a s s i n g o p g l a s e nk e r a m i e kDe vindingen van TOTO hebbeninmiddels geleid tot een stroomvan productinnovaties. De websitevan TOTO geeft daarvan een goedoverzicht (www.toto.co.jp). Alseerste in de glasindustrie: zelfrei-nigend glas. Niet verwonderlijk,want bij welk materiaal is er numeer behoefte aan reiniging danbij glas? Titaandioxide kan in eenuiterst dun laagje op glas wordenaangebracht, met een zeer geringverlies aan transparantie. Glaspro-ducent Pilkington bracht in 2001als eerste zelfreinigend glas op demarkt, genaamd Activ Glass. SaintGobain volgde korte tijd later.Inmiddels is in talloze projectenwereldwijd zelfreinigend glas ver-werkt. De 25 tot 30% hogere kost-prijs kan in diverse toepassingensnel worden terugverdiend doorbesparing op schoonmaakkosten;denk bijvoorbeeld aan glasdakenop binnentuinen.Vrijwel tegelijkertijd kwamen dezelfreinigende keramische tegels.De Tsjechische firma RAKI,onderdeel van Deutsche Stein-zeug, introduceerde zelfreini-gende tegels voor super-hygi?ni-sche omgevingen.T o e p a s s i n g i n c e m e n te n b e t o nGezien de relatief hoge kostprijsvan titaandioxide lag de toepassingZelfreinigend en klimaatverbeterend beton:Marketingtruc ofwerkelijkheid?ing. J.H. K?hne, Cement&BetonCentrum i.o.Titaandioxide is vooral bekend als witmaker. Het is een anorganisch pigmentmet zeer uiteenlopende toepassingen, van tandpasta tot verf, van textiel totbeton. Titaandioxide is een delfstof, die in verschillende kristalvormen kanvoorkomen. E?n van de minder voorkomende kristalvormen (anatase) heeftde bijzondere eigenschap fotokatalytisch te zijn. Bij bestraling door UV-lichtkan dit titaandioxoyde de katalysator zijn voor een elektrochemisch proces,waarbij enerzijds organische verbindingen door oxidatie worden afgebrokenen anderzijds het oppervlak hydrofiel wordt. Dat is een prachtige combinatie,want zo kunnen de afgebroken organische vervuilingsproducten door(regen)water worden weggespoeld.1 | Kerkgebouw `Dives inMisericordia' in Rome(foto: EdmundSumner/View)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gMater ialencement 2006 544in dunne coatings meer voor dehand dan in een massief materi-aal; titaandioxide is bij benaderinghonderd keer duurder dancement. Mitsubishi Materialszocht het evenwel niet in dunnecoatings, zoals TOTO, maar incementgebonden materialen.Mitsubishi richtte de focus ook nietop zelfreinigende oppervlakken,maar op de ontleding van onge-wenste organische verbindingen inde lucht, zoals schadelijke stikstof-oxiden en kwalijke geuren. Ditresulteerde in het NOXER-concept(NOx-reductie). Toegepast in groteoppervlakken zoals betonnenbestratingsmaterialen en dakpan-nen zou dit kunnen bijdragen aanverbetering van de luchtkwaliteit.De eerste proefprojecten in Japanwerden in openbare ruimten aan-gelegd in 2002. Voor de Europesemarkt werd een alliantie gevormdmet de CRH-groep, gespeciali-seerd in cement, beton en bouw-materialen. Deze samenwerkingleidde tot proefprojecten in Belgi?die verderop in deze uitgave vanCement aan de orde komen.E u r o p e s e c e m e n t i n d u s t r i eTwee groten uit de Europesecementindustrie, Italcementi enHeidelbergCement, hadden ook alheel vroeg het belang van TiO2ingezien.ItalcementiItalcementi steekt Mitsubishi naarde kroon wat betreft het aantalpatenten op dit gebied. In tegenstel-ling tot Mitsubishi concentreerdeItalcementi zich op het uiterlijk vanbeton, het zelfreinigend vermogenvan beton met TiO2.Italcementi forceerde zijn research-inspanningen om een innovatiefcement te kunnen toepassen inhet millenniumproject `Dives inMisericordia', een kerkgebouw inRome, ontworpen door RichardMeier. Bijna alles wat RichardMeier ontwerpt is wit, zo ook dezekerk. Kenmerkend zijn de gevelsdie zijn samengesteld uit wittebetonnen schaalconstructies, alsbollende zeilen (foto 1, 2). De ople-vering lukte evenwel bij lange naniet in het millenniumjaar; hetwerd uiteindelijk eind 2003.Daarna volgden andere demon-stratieprojecten in Frankrijk enBelgi?; aanvankelijk alleen opbasis van wit cement, later ookmet grijs cement.HeidelbergCementOok de HeidelbergCementGroupbeseft het grote marktpotentieelvan fotokatalytisch titaandioxideen het belang van eigen onderzoekop dit terrein. Heidelbergs bouw-materialenpoot Maxit verrichttediepgaand onderzoek op hetlange-duureffect van een fotokata-lysator in een gipsmatrix. Dezecombinatie van fotokatalytischTiO2met gips was bovendien nogniet dichtgetimmerd met paten-ten. Het bindmiddel gips is echterniet geschikt voor buitentoepas-singen. Maxit lanceerde in 2003een gipsmortel onder de naamAirfresh, bedoeld om in binnen-huistoepassingen bij te dragen aaneen aangenaam fris en gezondbinnenklimaat. Inmiddels zijntienduizenden m2wand enplafond bekleed met Airfresh,voornamelijk in Duitsland enDenemarken. Nederland zal naarverwachting spoedig volgen.Airfresh is op weg een echtmarketingsucces te worden.HeidelbergCement zette inmid-dels zijn grootschalig onderzoeknaar fotokatalytisch TiO2incement, met name het optimalise-ren en waarborgen van het lange-duureffect in een cementmatrix,verder. Enkele resultaten daarvanworden in het hiernavolgendeartikel besproken.V e r w a c h t i n g e nWat mogen we nog verwachten?Velen hebben argwanend en metongeloof gereageerd op de eersteberichten over zelfreinigend betonen beton als actieve bijdrage aanverbetering van luchtkwaliteit.Anderen waren enthousiast enwilden er direct mee aan de slag.Aan het fenomeen `fotokatalytischtitaandioxide' en het daaruit resulte-rend effect van een zelfreinigendoppervlak en de ontleding van orga-nische stoffen in de lucht, hoeft nietgetwijfeld te worden. De grote vraagis hoe duurzaam het effect is en watde kosten ervan zijn. De researchvan de afgelopen vijftien jaar heeftal heel veel productinnovatie opgele-verd. De researchinspanningenzullen zeker niet afvlakken, maarworden ge?ntensiveerd. De com-merci?le belangen zijn groot. Devraag is dan ook niet ?f er voorcement en beton een doorbraakkomt, maar vooral wann??r en metwelke intensiteit. n2 | Kerkgebouw `Dives inMisericordia' in Rome(foto: EdmundSumner/View)