Opinie68opinie42011Per definitie duurzaam, maar niet perDuurzaam beton (5)OpinieserieDuurzaam betonDit artikel is de vijfde aflevering ineen opinieserie over duurzaambeton. Diverse professionals in debouw geven hun mening over watverwacht mag worden van dematerialen cement en beton tenaanzien van duurzaam bouwen.Opinie 42011 69definitie milieubewustprof.dr.ir. Michiel Haas 1)NIBE / TU Delft, fac. CiTG1 Het Goetheanum in Dornach, een van deeerste moderne betongebouwen uit 1928Beton is per definitie duurzaamBeton is per definitie duurzaam.Toch? Natuurlijk willen de betonlief-hebbers dat ik daar volmondig ja opzeg. Maar het ligt toch ietwat genu-anceerder. Beton is over het alge-meen duurzaam in de zin dat hetheel lang kan meegaan. Er zijnprachtige voorbeelden van. Het Pan-theon in Rome werd in 27 v. Chr. vol-tooid, helaas door brand verwoest,maar in 125 weer volledig herbouwd(foto 2). Vermoedelijk ??n van deoudste bewaard gebleven betonnengebouwen. Het bindmiddel was ech-ter geen portlandcement, maar trasen kalk. Daarna is de betontechniekeen lange tijd in onbruik geraakt enwerd deze pas omstreeks 1824 metde uitvinding van het portlandce-ment weer opnieuw ontdekt. Daarnaduurde het nog enige tijd voor er opgrote schaal betonnen gebouwenverschenen. E?n van deze vroegebetonnen gebouwen is het Goethea-num te Dornach (CH), dat in 1928 inzijn huidige vorm gereed kwam (foto1). De lange levensduur van dezegebouwen valt niet te ontkennen.Als er geen bouwfouten wordengemaakt en het beton niet aanagressieve milieus wordt blootge-steld, is het materiaal zonder meerop het gebied van de levensduur alsduurzaam te beschouwen.Beton is niet per definitiemilieubewustAnders ligt het met de duurzaamheidop het gebied van milieubewust.Daar heeft beton zo zijn beperkingen.Onlangs kwam er een studente naarme toe die wilde afstuderen op eenduurzame betonnen gevel. Ik dacht:dat is een uitdaging, maar studentenzijn er om uitdagingen aan te gaanen daarin moeten ze alle ruimte krij-gen. Ze wilde een energiemuseumontwerpen, waar de duurzame,milieuvriendelijke gevel omheen zoumoeten staan. Als eerste heb ik haaraangegeven een LCA (levenscyclus-analyse) te maken van de verschil-lende mogelijkheden. Daarbij hoortdat je een functionele eenheid vast-legt: wat wil je vergelijken? Op basis1) Michiel Haas is directeur van het Nederlands Instituut voor Bouwbiologie en Ecologie (NIBE) dat zich deafgelopen 20 jaar heeft ontwikkeld tot een kennisinstituut op het gebied van Materials & Sustainabilityen laat dat nu ook net de naam zijn van zijn leerstoel op de TU Delft, faculteit Civiele Techniek."We doen momenteelexperimenten metslechts 80-85 kg portland-cement/m3beton"1Opinie4201170opiniecement-1,5 Gt COfuel40%calcination50%electricity &transport, 10%30Gt COGt = gigatonnes14% other5%35%5%17%18%6%manucemenroad tnon-roenergheat &cement-1,5 Gt COfuel40%calcination50%electricity &transport, 10%30Gt COGt = gigatonnes14% other sectors5%35%5%17%18%6%manufacturing excl. cementcementroad transportnon-road transportenergy industryheat & powerdaarvan bepaal je welke gevelmoge-lijkheden je wilt vergelijken. Tot haargrote teleurstelling kwam uit de ver-gelijking met staal, aluminium enhout, de betonnen gevel er als minstmilieubewuste variant uit. Is dit ver-rassend? Nee, natuurlijk niet. Om eenbetonnen gevel te maken heb je veelmeer massa nodig dan bij de anderealternatieven. Is een betonnen geveldan bij voorbaat een verkeerde keu-ze? Dat hoeft niet. De oplossing voorhaar lag erin de betonnen gevel veelmeer functies te geven. Dat kangoed en daarmee kun je veel berei-ken. Beton kan niet alleen als schei-ding worden ingezet, maar ook con-structief en dragend. En beton kanook in het klimaatsysteem wordeningezet, nu niet als betonkernactive-ring in een vloer, maar in een gevel.Ten slotte kun je beton een stuk min-der milieubelastend maken als je aande samenstelling gaat veranderen,met name bij de bindmiddelen. Almet al is ze glansrijk afgestudeerd op`Sustainable Facades'.Daarmee hebben we aangetoonddat beton onder de nodige voor-waarden en met aanpassingen bestals een milieuvriendelijk product zoukunnen doorgaan. Maar wat moet ergebeuren om beton in milieukun-dige termen te verduurzamen? Er iseen aantal gebieden waarop werkkan en moet worden verzet:? samenstelling beton, met name demilieubelastende bindmiddelen;? ontwerp/toepassingsgebieden;? sluiten van kringlopen.Samenstelling bindmiddelenHet is bekend dat de portlandce-mentklinker een erg grote CO2-foot-print heeft. De cementindustrie iswereldwijd verantwoordelijk voorcirca 5-6% van de gehele CO2-uit-stoot op aarde (2,5 miljard ton, fig.3). Daarmee is de cementindustrie,na de productie van elektriciteit, demeest CO2-emitterende industrie.Om beton milieuvriendelijker temaken is er bij de samenstelling vande bindmiddelen een aantal moge-lijkheden. Ten eerste kan het port-landcementgehalte aanzienlijk wor-den verlaagd en kunnen anderebindmiddelen worden gebruikt. Vol-gens de NEN-EN 206-1 moet hetminimale cementgehalte in een m3beton 260 kg zijn. Veelal wordt zelfsnog uitgegaan van 350 kg/m3.Schertsend wordt beton wel eenseen verpakking van cementgenoemd. Maar dat hoeft helemaalniet. We doen momenteel experi-menten met slechts 80-85 kg port-landcement/m3beton. Dat ziet erveelbelovend uit. Naast portlandce-ment worden ook hoogovenslakkenen kalksteenmeel toegepast.Een andere mogelijkheid is omandere cementsoorten toe te pas-sen. Alkaligeactiveerde cementsoor-ten zijn in ontwikkeling. Holcimheeft een cementsoort met een aan-23Opinie 42011 718%ontleding van kalksteen56%30%4%2%brandstofverbrandingbrandstoftransportelektriciteitverbruikanderezienlijk geringere CO2-footprint ont-wikkeld. Vanwege de regelgevingmag dit in Nederland nog niet wor-den toegepast. Novacem heeft eenproced? ontwikkeld op basis vanmagnesiumoxide, waarbij wordtgeclaimd dat dit cement zelfs CO2opneemt. Zo zijn er op dit punt ookvele ontwikkelingen die een posi-tieve milieubalans mogelijk maken.Intussen moet men het uiterste doenom portlandcement optimaal tebenutten en daar zijn veel meermogelijkheden voor dan tot nu toegebruikelijk. De betonindustrie moetde overstap maken van prescriptienaar prestatie. Van volume naar kwa-liteit, zodat er meer waarde toege-voegd kan worden aan bijvoorbeeldeen CEM I 62,5R en CEM III 22,5 etc.Het toepassen van portlandcementals vulstof, wat met de CEM I 32,5dikwijls nog het geval is en dat maargedeeltelijk gehydrateerd is, is onno-dige CO2-uitstoot.Sluiten van kringlopenBeton is een materiaal dat lang mee-gaat en bij de einde-levensduursce-nario's voor een groot deel weergerecycled wordt. Maar het recy-clingproces is van een soort dat wetegenwoordig downcycling noemen.Dat betekent dat de delen die wor-den hergebruikt niet op hetzelfdeniveau worden hergebruikt. Betonwordt gebroken en staal en puinworden gescheiden. Het staal wordtweer omgesmolten en kan daarnaopnieuw worden gebruikt alsbetonstaal. Het puin wordt veelal inwegconstructies gebruikt, hoewelook een deel als grindvervanger inhet beton opnieuw wordt gebruikt.Toch is hier veel meer mogelijk.Naast het hergebruiken van staal,kan ook het puin zodanig wordenhergebruikt dat het volledig in hetnieuwe beton kan worden toege-past. Tot slot is het mogelijk om niet-gehydrateerd cement uit het betonweer te hergebruiken. Op deze wijzekunnen we de kringlopen weer slui-ten en dat is milieutechnisch eenvereiste voor een toekomst waarinwe schaarste zullen krijgen aangrondstoffen.Ontwerp / toepassingsgebiedenZoals we al uit het voorbeeld van deafstudeerster zagen, is beton nietgeschikt voor elke toepassing. Betonis een bijzonder materiaal, maargebruik het waarvoor het heelgeschikt is en er zijn heel wat moge-lijkheden voor. Als scheidingswandzou ik beton (nu nog) niet willenaanbevelen, maar als het iets moetdragen is het weer wel geschikt.Kernactivering voor warmte-uitwis-seling met het gebruik van specialeduurzaam samengestelde beton-mengsels is verder te ontwikkelen,ook indien brandwerendheid tersprake komt. Daarnaast liggen erhele nieuwe toepassingsgebiedenopen als we aan ultra-hogesterkte-beton denken (druksterkte > 150-200 N/mm2). Maar steeds zal deafweging moeten worden gemaaktof het een passende toepassing is.Om grondstofeffici?nt te zijn moetde juiste servicesterkte en niet de28-daagse sterkte maatgevend zijnen de technische duurzaamheid(durability) op het ontwerp zijn afge-stemd.ConclusieBeton zoals het nu op de markt is, isniet bij voorbaat een, in milieutech-nische zin, duurzaam materiaal. Tochzitten er aan dit meest toegepastebouwmateriaal ter wereld nog veelmogelijkheden om het tot een goedbruikbaar en duurzaam bouwmateri-aal te maken. De komende jaren zaler nog veel ontwikkeling nodig zijnom aan het slechte milieu-imago vanmet name portlandcement en daar-mee ook beton te werken, zodat hettot de veel toegepaste en milieu-vriendelijke materialen kan gaanbehoren. De aanzetten zijn aanwe-zig, de industrie moet nu antwoor-den geven en de regelgeving moethet toelaten en Nederland zou op ditgebied toch wel even gidsland kun-nen zijn. Reageren?Mail naarduurzaambeton@cementonline.nl."De betonindustrie moet de overstapmaken van volume naar kwaliteit"452 Het Pantheon in Rome, een van de oudstebewaard gebleven betonnen gebouwen terwereld uit 125 na Chr.3 Het mondiale aandeel van de cementindustrie bij de CO2uitstoot4 De oorzaak van de CO2uitstoot in percentage van het totaal van een ton cement5 De Wildbrug in Oostenrijk, gemaakt in ultrahogesterktebeton