themaBeton oneindig3200932themaBeton oneindigIn Nederland wordt voor beton naast natuurlijke grondstoffenin toenemende mate gebruikgemaakt van secundaire materia-len. Hoe past deze ontwikkeling binnen de verschillende ambi-ties met betrekking tot duurzaamheid?1VliegasPoederkoolvliegas (vliegas) ontstaat doordat in elektriciteits-centrales steenkool wordt gemalen tot poederkool, dat daarnamet lucht in de ketels wordt geblazen en ten slotte wordtverstookt bij een temperatuur tussen 1300 °C en 1700 °C. Defijne asdeeltjes die na verbranding overblijven, worden met dewarme rookgassen meegevoerd en door middel van elektrosta-tische filters uit de rookgassen verwijderd. Vervolgens wordendeze vliegassen op basis van kwaliteit geselecteerd, waar nodigvoorbewerkt. In 2007 werd door de Vliegasunie 506 ktonvliegas als cement ­ en betonvulstof en 88 kton vliegas alsgrondstof voor de cementproductie afgezet. Portlandvliegasce-ment (CEM II) heeft een CO2-emissie van ongeveer 70% tenopzichte van traditioneel portlandcement (CEM I).Dat de inzet van vliegas als nuttige grondstof niet van het beginvanzelfsprekend is geweest blijkt uit het feit dat in 1987 door deelektriciteitssector de Stuurgroep Langdurige Opslag Kolen-reststoffen (LOKO) werd opgericht. Gezien het belang van decontinuïteit van de elektriciteitsvoorziening werd voldoendeopslagcapaciteit voor kolenreststoffen noodzakelijk geacht. Pasin 1994 was er voldoende zekerheid over de nuttige afzet van dekolenreststoffen dat werd afgezien van een landelijke opslag-plaats.De definitie van duurzaamheid kan en wordt op tal van manie-ren uitgelegd. Zo past het sluiten van de materiaalkringlopenzowel in het beleidskader Duurzaam Inkopen van de overheid,als in het beleid van veel bedrijven, uit oogpunt van producen-tenverantwoordelijkheid en grondstofbeleid. De mogelijkhedenom primair gewonnen grondstoffen in combinatie met secun-daire grondstoffen tot bouwstoffen te verwerken zijn daarbijmaatgevend. Ten opzichte van andere steenachtige bouwmate-rialen biedt beton daarin veel mogelijkheden. Een aantaldaarvan behoort al tot de dagelijkse praktijk. Op anderefronten, zoals de toepassing van granulaat als grindvervangerzijn er nog de nodige drempels te nemen.Secundaire grondstoffen, bijproducten uit andereproductieprocessenDe grondstoffen voor beton bestaan in eerste instantie uitnatuurlijke materialen die lokaal gewonnen worden: zand,grind, water en bindmiddel (cement). De Romeinen gebruiktenal een bindmiddel: het zogenoemde tras ­ gemalen tufsteen.Vanwege de behoefte aan betere materiaaleigenschappen wordttegenwoordig gebruikgemaakt van andere cementen. De driebelangrijkste in Nederland zijn portlandcement, hoogovence-ment en portlandvliegascement.Beton oneindig 32009 33HoogovenslakHoogovencement bestaat voor een deel uit gegranuleerde hoog-ovenslak. Dit wordt verkregen als de gesmolten slak van dehoogovens snel wordt afgekoeld met water (het `schrikken'). Dehoogovens van de Europese staalindustrie produceren meer dan16 Mton gegranuleerde slak per jaar. De slak is een hoogwaar-dige vervanger van ruwe grondstoffen voor cement zoals kalk-steen. Doordat minder kalksteen gecalcineerd moet worden,komt per ton cement minder CO2vrij. Tijdens het drogen enmalen van de hoogovenslak komt er nauwelijks CO2vrij. Invergelijking met traditioneel cement wordt de uitstoot van broei-kasgassen met ongeveer een factor drie à vier gereduceerd, ditmede afhankelijk van het vervangingspercentage. Naast een lageCO2-emissie heeft beton met hoogovencement ook andere voor-delen op het gebied van duurzaamheid. Zo bezit het een groteweerstand tegen chloride-indringing. Speciaal in marien milieu(zee) is beton met hoogovencement uitermate duurzaam.Productieproces betonAanmaakwaterBij de productie van beton wordt voor het aanmaakwatergebruikgemaakt van leidingwater, oppervlaktewater, grondwa-ter, dan wel industrieel afvalwater. In de Nederlandse normNEN-EN 1008 ­ Aanmaakwater voor beton, wordt in de para-grafen 3.3 en 3.4 onder meer gesteld:­ leidingwater, dat geschikt is als drinkwater, mag zonder naderonderzoek worden gebruikt als aanmaakwater;­ oppervlaktewater, grondwater en industrieel afvalwaterkunnen geschikt zijn als aanmaakwater, maar moeten opbruikbaarheid worden onderzocht.In de betreffende norm is ten aanzien van de bruikbaarheidonder meer als eis opgenomen dat de pH = 4. De eisen voor devaste delen staan in tabel 1.In de situatie dat industrieel afvalwater (spoelwater, schoon-maakwater e.d., afkomstig van de centrale) wordt gebruikt,moet het aandeel zwevende delen (ZS) voldoen aan deze norm.De kwaliteiten van de verschillende waterstromen verschillen.Het verdient daarom de voorkeur de verschillende categorieënafvalwater gescheiden te houden. Hierdoor worden schonewaterstromen niet onnodig verontreinigd en kan optimaal invul-ling worden gegeven aan (her)gebruik van afvalwater. Een zoge-noemde `nul-lozing' van industrieel afvalwater op het oppervlak-tewater blijkt in de praktijk haalbaar. In veel bedrijven wordtreeds gebruikgemaakt van industrieel afvalwater dan wel opper-vlaktewater waardoor de milieubelasting wordt beperkt.RestbetonIn de NEN 8006 - Bepalingsmethode volgens de levenscyclus-analysemethode (LCA) en in de daarop gebaseerde Handlei-ding Milieuprestaties Gebouwen, wordt uitgegaan van 5 tot10% verlies aan bouwafval. Hoewel de productieprocessen vanprefab beton en betonmortel van elkaar verschillen zijn dezeverliespercentages voor beide producten niet van toepassing.Voor betonmortel geldt dat er tijdens de productie, transporten verwerking sprake is van een afvalpercentage nihil. Reststro-men worden namelijk hergebruikt in de vorm van grondstoffenten behoeve van de eigen productie of er worden zogenoemdestapelblokken van gemaakt. Voor de prefabindustrie geldting. Màrie van der Poel MBA endr.ir. Ton van BeekVOBN1 Sloopafval kan in de vorm van betongranu-laat geheel worden hergebruikt als grindver-vanger in beton2 In hoogovencement wordt slak toegepastdat vrijkomt bij de productie van staaldichtheid water (kg/l) massa vaste delen (kg/l) volume water (L/L)1,02 0,038 0,9821,03 0,057 0,973Tabel 1 Eisen aan vaste delen in aanmaakwaterOverheidsbeleidIn het programma Duurzaam Inkopen van de overheid wordt de toepassingvan granulaat in beton gezien als een duurzame toepassing. Met het betref-fende programma wil de rijksoverheid samen met de medeoverheden de marktvoor duurzame producten stimuleren door het goede voorbeeld te geven enzelf duurzame producten te kopen. Door als overheden duurzaam in te kopen,krijgt de markt voor duurzame producten een stevige impuls. De overhedenzoeken daarbij de koplopers in de duurzaamheidsmarkt. Als de betonindustriezich blijft inspannen, kan ook zij bij deze koplopers behoren.2Beton oneindig34themanisch oogpunt in te kaderen is in 2007 CUR-Aanbeveling 112`Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal' uitge-bracht. Daarnaast hebben BRBS (Branchevereniging Breken enSorteren) en VOBN (Branchevereniging Betonmortelindustrie)gezamenlijk een productinformatieblad uitgebracht met daarinde kwaliteitseisen voor het betongranulaat.CUR-Aanbeveling 112 is bedoeld voor betonconstructies vol-gens NEN 6720, waarbij het grove toeslagmateriaal (> 4 mm)van het beton volledig of gedeeltelijk bestaat uit betongranulaatvolgens NEN-EN 12620 + NEN 5905. De CUR-Aanbeveling isvan toepassing op de sterkteklassen C12/15 tot en met C53/65en op alle milieuklassen volgens NEN-EN 206-1 + NEN 8005behalve de milieuklassen XD en XS.Indien de vervanging van het harde dichte grove toeslagmateri-aal door betongranulaat beperkt blijft tot maximaal 50% (V/V),veranderen de eigenschappen van het beton zo weinig dat dezebinnen de spreidingsband van grindbeton vallen en NEN 6720van toepassing is. Pas bij vervangingspercentages boven 50%zijn aangepaste regels van kracht.BeschikbaarheidDe productie van recyclinggranulaat hangt samen met hetvolume dat vrijkomt uit sloop, bouw en renovatie. Prognose isdat de hoeveelheid vrijkomend steenachtig materiaal toeneemttot meer dan 30 Mton per jaar in 2025 [1] tegenover nu20 Mton per jaar (fig. 4). Verwacht wordt dat circa 22 Mton vande beschikbaar komende granulaten in 2025 bestaat uit beton.Op dit moment wordt een groot deel van dit volume nog toege-past als wegfundering. De ontwikkeling van deze afzetmarktkan de groei niet volgen, waardoor er stagnatie kan optreden.Door betongranulaat weer terug in de eigen keten te brengen,wordt voorkomen dat er overschotten ontstaan en wordt hetzogenoemde downcyclen van grondstoffen voorkomen.eveneens dat het afvalpercentage nagenoeg nul is. Productieaf-val wordt gerecycled in de eigen productie en eventuele schadestijdens transport en verwerking op de bouw zijn beduidendlager dan 5%. Bovendien wordt bij schade het materiaal alsbetonpuin weer ingezet in de betonketen.In het al door veel gemeenten gebruikte instrument GPRGebouw (hulpmiddel voor het maken van duurzaamheidkeu-zes bij nieuwbouw en renovatie van woningen, utilitaire gebou-wen en scholen) wordt voor beton inmiddels gerekend met eenmeer aanvaardbaar verliespercentage van 1% bouwafval.RecyclingBeton is 100% recyclebaar en daarmee in lijn met de cradle-to-cradle-benadering. Als een betonconstructie aan het eind vande levensfase wordt afgebroken, kan het sloopafval in de vormvan betongranulaat geheel worden hergebruikt als grindver-vanger in beton. Over te behalen milieuwinst bestaat geeneenduidig oordeel. Een en ander hangt onder meer af van de afte leggen transportafstanden en kwaliteit van het granulaat. Uiteen door PRC Bouwcentrum B.V. in 2003 uitgevoerde studieblijkt dat schoon betonpuin selectief inzamelen perspectiefbiedt. Dit met de aantekening dat de mate waarin betongranu-laat als grindvervanger wordt ingezet sterk zal afhangen van deprijzen van primaire en secundaire grondstoffen. Hierinverschilt de situatie van betongranulaat momenteel met die vanpoederkoolvliegas waarin destijds door de elektriciteitssector(ruim) geld werd toegegeven om de vliegassen af te zetten.Tegelijkertijd geldt ook dat VROM zich ervan bewust is dat eenduurzame en milieubewuste manier van slopen steeds belang-rijker wordt. Kernwoorden als selectief slopen, hergebruiken enhoogwaardig recyclen, staan op de prioriteitenlijst van VROM.Deze prioriteiten worden onder andere vertaald in het kadervan Duurzaam Inkopen (zie kader), maar ook in het initiatiefom de lang verwachte AMvB `Selectief Slopen' nog in 2009 uitte werken en in werking te laten treden. Deze AMvB betekentondermeer dat het aanbod schoon betonpuin zal toenemen.Om een verantwoorde toepassing van betongranulaat in betonvanuit constructief, betontechnologisch en uitvoeringstech-43verwacht aanbod steenachtig BSAgerealiseerde afzet granulaat totaalverwacht aanbod betonpuingerealiseerde afzet meng- + betongranulaat in beton3530252015Mton2010 2015 2020 20252005200019951990198519801050Beton oneindig 32009 353 Sloopafval kan in de vorm van betongranulaat geheel wordenhergebruikt als grindvervanger in beton4 Ontwikkeling van de hoeveelheid granulaat [1, 2]. Verwachtwordt dat circa 22 miljoen ton van de beschikbaar komendegranulaten bestaan uit beton5 Het glaspaleis in Heerlen is een mooi voorbeeld van bewustbouwen. De constructie is in zijn geheel hergebruikt en er isbetonkernactivering toegevoegd aan het gebouwen bewust in de daarvoor geschikte toepassingen te gebruikenzullen de positieve eigenschappen tot hun recht komen en kanhet materiaal `oneindig' worden hergebruikt. Dit laatstebehoort echter nog onvoldoende tot de gangbare praktijk. Indit opzicht is er dan ook sprake van een uitdaging. )Bij het breken van beton tot granulaat komt ruwweg 50%beschikbaar als grof toeslagmateriaal (4/32 fractie) en hetoverige deel als brekerzand (fractie 0/4). De hanteerbaarheidvan dit fijne brekerzand blijkt vooralsnog tegen te vallen. In depraktijk wordt daarom vaak aangegeven dat de fijne fractie nietvoldoet. Uit materiaalkundig oogpunt is dit echter onjuist. Metfijne granulaten kan een goed beton worden vervaardigd. CUR-Aanbeveling 106 `Beton met fijne fracties uit BSA-granulatenals fijn toeslagmateriaal' beschrijft de aanvullende regelgevingop basis waarvan de gewassen fijne fracties van BSA-granulatenkunnen worden toegepast, als gedeeltelijke vervanging vanprimair zand, in constructief beton. Een goede afzet van defijne fractie vormt een schakel voor de inzet van betongranu-laat als grof toeslagmateriaal. Onderzoek naar de mogelijkhe-den voor een optimale toepassing van de fijne fractie binnen debetonindustrie en daar buiten is dan ook gaande.Lange levensduurDe duurzaamheid van beton is naast het schone productiepro-ces en integrale ketenbeheer ook afhankelijk van het gebruikvan de constructies. Immers de flexibiliteit van gebouwenwordt in hoofdzaak bepaald door de draagconstructie. Hoehoger de (constructieve) flexibiliteit, hoe hoger de technischeen functionele levensduur van een gebouw. Constructieveaspecten die bijdragen aan de functieflexibiliteit van huisves-ting zijn bijvoorbeeld de mogelijkheid om later extra trappen-huizen en sparingen toe te voegen, het dimensioneren van eenconstructie op later toe te voegen bouwlagen en de verdelingtussen constructieve en niet-constructieve delen. De technischlange levensduur van beton kan door slim ontwerpen entoepassen dan ook een lange economische levensduur worden.De beperkte milieubelasting om het materiaal te producerenwordt daardoor relatief gezien nog minder, zeker als daarbijwordt gerealiseerd dat beton nauwelijks of geen onderhoudbehoeft.Beton bewustDuurzaam bouwen vraagt om kritische en bewuste keuzes. Datbetekent onder andere kritisch blijven met betrekking tot mate-riaalkeuzen en toepassingsmogelijkheden. Met anderewoorden: is er sprake van integraal ketenbeheer, is eenvoldoende mate van (constructieve) flexibiliteit gegarandeerden is er sprake van kwaliteitsbevordering? Door beton kritischI LiTerATuur1 Scenario studie BSA-granulaten ­ aanbod en afzet van 2005 tot 2025;DWW-2006-058.2 Monitoringsrapportage bouw- en sloopafval, Resultaten 2004-2005, Uitvoe-ring Afvalbeheer SenterNovem, mei 2007.3 Braungart, M., McDonough, W.: Cradle to Cradle: Remaking the Way WeMake Things. North Point Press.4 www.cementenbeton.nl.5 www.gietbouwcentrum.nl.6 Jaarverslag 2007 Vliegasunie.7 Eindrapportage Bestuurlijke AdviesGroep (BAG-LOKO),1994.8 Stofstroom- en levenscyclus analyse van grondstoffen voor de funderings-,ophoog- en betontoeslagmarkt, PRC Bouwcentrum B.V. 2003.9 CUR-Aanbeveling 112: Beton met betongranulaat als grof toeslagmateriaal.10 CUR-Aanbeveling 106 : Beton met fijne fracties uit BSA-granulaten als fijntoeslagmateriaal.11 NEN 8006 - Milieugegevens van bouwmaterialen, bouwproducten enbouwelementen voor opname in een milieuverklaring - Bepalingsme-thode volgens de levenscyclusanalysemethode (LCA).12 GPR gebouw.5