8 thema Zestien opties voor duurzamer beton Beton staat bekend als een bouwmateriaal met een lange levensduur. Een lange levensduur is meestal ook positief voor de duurzaamheid in de betekenis van sustainability (de betekenis die in dit artikel wordt gebruikt). Toch bestaat de behoefte in de betonsector om duurzaamheid van beton te betrekken in de gehele keten, van productie tot sloop. Dit komt onder andere tot uiting in de Green Deal Beton die door de Rijksoverheid en een groot aantal actoren uit de betonke - ten is ondertekend. Min of meer parallel daaraan is vanuit Stutech en Stufib begin 2011 het initiatief genomen een studie uit te voeren naar de mogelijkheden voor het verduur - zamen van beton. 1 Uitkomsten Stutech/Stufib-studiecel Duurzaamheid thema Zestien opties voor duurzamer beton 7 2013 9 De doelstelling van de studie is het bepalen van de inzichten met betrekking tot het reduceren van CO 2 in relatie tot het gebruik van beton. De studie is toegespitst op CO 2 (het broei- kaseffect). Uiteraard zijn er meer milieuthema's maar vanwege de behoefte vanuit de maatschappij en de markt is deze studie beperkt tot slechts één thema. Het animo bij te dragen aan de studiecel vanuit Stutech en Stufib was erg groot. Daarom kon naast de eigenlijke studiecel tevens een klankbordgroep worden opgericht. De studie is gesplitst in fase A en fase B. Fase A is eind 2012 afgerond en gerapporteerd, fase B is op het moment van schrijven van dit artikel in uitvoering. Fase A De eerste fase is uitgevoerd door middel van interviews en bureaustudie en bestond uit de volgende onderdelen: ? inventarisatie van bestaande instrumenten, beoordelingsme- thodieken en databases die relevant (kunnen) zijn voor beton in relatie tot duurzaamheid; ? opinies uit de betonwereld op basis van interviews met actoren en experts binnen en buiten de betonwereld; ? identificatie van basisopties tot verduurzaming, die zo veel mogelijk zijn geobjectiveerd op basis van opinies en litera- tuurstudie. Inventarisatie instrumenten, beoordelingsmethodieken en databases Er is geïnventariseerd welke instrumenten, beoordelingsmetho- dieken en databases er bestaan die de milieueffecten van bouw- materialen beoordelen, met name van beton en van grondstof- fen voor beton. Er is een scala aan instrumenten: GPR Gebouw, Eco-Quantum, GreenCalc+, LEED, BREEAM-NL, DuBoCalc, CO 2-prestatieladder en Protecio Globus. In de studie zijn deze instrumenten beschreven vanuit verschillende invalshoeken. Ook diverse databases met gegevens ten aanzien van milieube- lasting zijn in de inventarisatie meegenomen. Dit zijn de Natio- nale Milieu Database, MilieuRelevante Productinformatie, European Life Cycle Database en de Ecoinvent Database. Tevens is de samenhang tussen de genoemde instrumenten, databases en bepalingsmethoden beschreven. Opinies Een van de doelstellingen van de studiegroep is het verkrijgen van een (moment)opname van heersende opinies en visies in de bouwsector met betrekking tot verduurzamen van de keten. Deze opname is verkregen door het houden van een aantal interviews, vooral onder actieve Stutech- en Stufib -leden. Zij gelden allen in meer of mindere mate als stakeholders in de keten: grotere opdrachtgevers, aannemers, grondstofleveranciers, betonmortel- en prefab-betonproducenten, kennisinstellingen en belangenorga- nisaties. In die zin is er geen sprake van een aselecte steekproef en vertegenwoordigt de uitkomst dan ook niet de mening van de betonketen. Uit de interviews kwamen wel specifieke aanbevelingen naar voren die kunnen bijdragen aan verduurzaming van beton. Genoemd worden: ? opheffen belemmeringen in wet- en regelgeving zoals de terug- houdendheid ten aanzien van inzet van secundaire materialen; ? meer ruimte voor equivalent performance concept bij overhe- den; ? meer uitgaan van functionele eisen in plaats van voorschrijven van materialen en samenstellingen; ? heroverwegen van een voorgeschreven minimaal bindmiddel- gehalte. Identificatie van basisopties Op basis van de gehouden interviews en de bijeenkomsten van de studiegroep en de klankbordgroep is een aantal basisopties voor verduurzaming van beton opgesteld. De basisopties hebben betrekking op elke fase van het integrale bouwproces: de initiatieffase, de ontwerpfase, de uitvoeringsfase, de gebruiksfase en de recyclingfase. Initiatieffase In deze initiatieffase is er nog ruimte om na te denken over het duurzaamheidsniveau van het gebouw of kunstwerk, de beoogde technische en economische levensduur, het toekennen van func- ties en het rekening houden met andere functies in de toekomst. ing. Angelo Sarabèr MSc 1) Secretaris studiecel Stutech/Stufib Duurzaamheid 1) Ing. Angelo Sarabèr is werkzaam bij Vliegasunie BV te Culemborg. Rapport Het rapport, getiteld 'Duurzaamheid als ontwerpcriterium voor beton ? toegespitst op CO 2' is te bestellen bij Stutech via secretariaat@stutech.info en bij Stufib via www.stufib.nl. 1 Een van de opties voor verduurzaming van beton is het aanpassen van de samenstel- ling van het bindmiddel, bijvoorbeeld door toepassing van poederkoolvliegas 2 Storm in de haven van Scheveningen; het broeikaseffect veroorzaakt klimaatverande - ring, met onder andere stormachtige weers- omstandigheden tot gevolg Foto: https://beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Harry van Reeken 2 Zestien opties voor duurzamer beton 7 2013 Zestien opties voor duurzamer beton 7 2013 10 thema 3 DUO 2 in Groningen; een voorbeeld van een kantoorgebouw met een hoog duurzaam- heidsniveau foto: Ronald Tilleman4 De Bakelse Plassen; de afgravingen waar sinds 1993 zand wordt gewonnen voor de betonindustrie worden heringericht tot natuur- en recreatiegebied ? toepassen rekenwaarde sterkte na 56-91 dagen. Dit is vooral relevant voor het gebruik van puzzolane stoffen die later in de hydratatiereactie op gang komen (optie 14). Gebruiksfase Uit diverse onderzoeken blijkt, dat bij bestaande gebouwen de gebruiksfase dominant is qua milieu-impact ten opzichte van de vervaardiging van de gebruikte bouwmaterialen. Als vuistre- gel kan worden aangenomen dat 80% van het energieverbruik te wijten is aan koeling en verwarming en 20% aan de bouw- materialencyclus kan worden gekoppeld. Bij nieuwe gebouwen ligt de verhouding anders. Beton heeft in de gebruiksfase, naast een functie voor het overbrengen van krachten en ruimtelijke scheiding, ook een bufferende thermische werking als gevolg van zijn grote warmtecapaciteit. Met betonkernactivering wordt deze eigenschap verder uitgenut, waardoor de energie - vraag voor klimaatregeling in woning- en utiliteitsbouw kan worden gereduceerd (optie 15). Recyclingfase In de recyclingfase spelen de specifieke materiaaleigenschappen van het beton een rol. Zo kan het slopen van constructies in licht- beton of staalvezelversterkt beton meer inspanning vergen dan normaal beton. Een ander belangrijk aspect is de mate waarin het vrijkomende betonpuin contaminatie bevat (bijvoorbeeld gips) of ongehydrateerd bindmiddel. Door in ontwerp en samenstelling rekening te houden met de sloop/ontmanteling (optie 16), kan in de recyclingfase minder energie benodigd zijn en kunnen ook vrijkomende componenten en materiaal beter herbruikbaar zijn. Fase B De zestien beschreven basisopties maken de mogelijkheden concreet waarmee ontwerper, constructeur en betontechnoloog vandaag al aan de slag kunnen gaan voor duurzamer beton. Al deze opties moeten natuurlijk worden beoordeeld op effectiviteit, technische haalbaarheid, belemmeringen, risico's en kansen. Deze beoordeling wordt mede beïnvloed door de betontoepassing. In fase B zijn daarom zes cases geselecteerd waarbij per case de basis- Het verlengen van de beoogde levensduur, al dan niet door het toekennen van andere functies (optie 1 en 2), kan zich afspelen op het niveau van de constructie, het constructieonderdeel of het product. Dit betekent dat de initiële milieu-impact over meerdere jaren kan worden uitgesmeerd of afgeschreven. Ontwerpfase In de ontwerpfase kan worden gestreefd naar een minimum- hoeveelheid beton door: ? ter plaatse gestort te vervangen door prefab of vice versa (optie 3); ? slankere kolommen toe te passen (optie 4); ? het toepassen van slimme configuratie balken en platen (optie 5); ? het reduceren van de lengte van de overspanning (optie 6); ? het vervangen van gewapend door voorgespannen beton of vice versa (optie 7); ? het verhogen van de betonsterkte (optie 8). Uiteraard houden deze opties verband met elkaar en kunnen dus niet helemaal los worden gezien. Uitvoeringsfase In de uitvoeringsfase hebben de geïdentificeerde basisopties betrekking op de samenstelling van het beton, voornamelijk het gehalte en de samenstelling van het bindmiddel, de verhardings- fase en de beoogde sterkteontwikkeling. Gedacht wordt dan aan: ? aanpassen samenstelling van het bindmiddel, met name door toepassing van poederkoolvliegas en hoogovenslak (opge- merkt wordt dat Nederland hier al een voortrekkersrol in de wereld heeft!) (optie 9); ? verlagen van het bindmiddelgehalte (optie 10); ? vervangen van primair door secundair toeslagmateriaal (optie 11); ? optimaliseren nabehandeling (denk aan warme of koude giet- bouw) (optie 12); ? verlengen ontkistingstijden, waardoor klinkerarme mengsels met een tragere initiële sterkteontwikkeling ook in aanmer - king komen (optie 13); 3 11 Tot slot Het streven is het eindrapport vóór de jaarwisseling te publice- ren. Daarna ligt er een schone taak voor de Betonvereniging en de ondertekenaars van de Green Deal de bevindingen te communiceren naar opdrachtgever, ontwerper, constructeur en betontechnoloog. Dit moet een stimulans zijn om duurzaam- heid als ontwerpcriterium ook daadwerkelijk te gaan meene- men, zodat de sector weer een stap zet richting 100% duurzaam beton. ? ? Liter Atuur 1 Rekentool Groen Beton, fase 2, SGS Intron, 2013. 2 Duurzaamheid als ontwerpcriterium voor beton ? toegespitst op CO 2, STUTECH/STUFIB, 2012. opties zullen worden gebruikt om het ontwerp (inclusief samen- stelling) te verduurzamen. In fase B worden de volgende cases uitgewerkt: een viaduct, een bejaardentehuis, een parkeergarage, woningbouw (gietbouw), een kelder onder hoogbouw, en een straatsteen als voorbeeld van niet-constructief prefab beton. In elke case worden drie tot acht basisopties meegenomen en beoor - deeld op hun merites. Na afloop van de studie hopen we een uitspraak te kunnen doen over de basisopties die tot significante verbetering van de duurzaamheid van beton kunnen leiden voor de betonsector als geheel en voor de diverse betontoepassingen. Voor fase B wordt gebruikgemaakt van de Excel-rekentool die door CUR specifiek voor beton is ontwikkeld. Deze tool kan zowel voor de betonsamenstelling als voor de aan toepassing gerelateerde processen worden gebruikt. Deze tool wordt nader beschreven in artikel ´Milieubelasting onderbouwd', elders in dit nummer. De studiecel voor fase A bestond uit de volgende personen: ? Albers, R. ? ORCEM B.V. ? Eldik, J., van ? MEBIN B.V. ? Frenay, J.W. ? ENCI B.V. (mentor vanuit Stufib) ? Fütterer, M.P. ? Breijn B.V. ? Kamerling, M.W. ? Technische Universiteit Delft ? Kronemeijer, J. ? Volker InfraDesign B.V. ? Lanser, P.A. ? Cement&BetonCentrum (voorzitter) ? Moel, M.R., de ? BAM Infraconsult B.V. ? Pluis, M.P.J. ? Spanbeton B.V. ? Poel, M., van der ? VOBN ? Sarabèr, A.J. ? Vliegasunie B.V. (secretaris) ? Vermeulen, E.M.M. ? Van Nieuwpoort Beheer B.V. ? Wolf, M.R., van der ? Ballast Nedam N.V. (mentor vanuit Stutech) De klankbordgroep voor fase B bestond uit de volgende personen: ? Dekker, M. ? BAM Infraconsult B.V. ? Dorrenboom, G.J. ? ABT B.V. ? Molenbroek, L.D. ? Breijn B.V. ? Heusden, J., van ? Volker InfraDesign B.V. ? Huijsmans, T. ? Royal HaskoningDHV ? Heuvel, H.A.J.G., van den ? MBI beton B.V. ? Lanser, P.A. ? Cement&BetonCentrum (voorzitter) ? Out, R. ? Cementbouw B.V. ? Sarabèr, A.J. ? Vliegasunie B.V. (secretaris) ? Schoutens, P. ? Witteveen+Bos B.V. ? Strik, J. ? DHV B.V. ? Welle, H., ter ? Betoncentrale Twenthe B.V. 4a 4b Zestien opties voor duurzamer beton 7 2013