? ? onderzoek?Begin 1997 is het clusterproject PRINDUCEB (PRoces- en productiNnovatie gericht opDUurzame productie en toepassing van CEment en Beton) van start gegaan. Hierin wer-ken ENCI, producentvan cement, en MEBIN, producent van betonmortel, samen met drieTNO-instituten. Voor ENClis kennisontwikkelingvan groot belang en omdat niet alle mid-delen en mogelijkheden daartoe in eigen huis aanwezig zijn, lag een structurele onder-steuning bij kennisontwikkeling op lange termijn voor de hand. Daarom hebbenENCI enTNO gezamenlijkbij hetministerie van Economische Zaken een voorstel voor een samen-werkingsverband ingediend waarin lopende en nieuwe onderzoeksprojecten zijn onder-gebracht. Aan dit strategische samenwerkingsverband is door EZ de clusterstatusverleend en kon in het kader van de PBTS-regeling Milieutechnologie een aanvraag voorsubsidi?ring worden ingediend. Dit artikel bevat een inhoudelijke kennismaking met hetproject.UNIEKCLUSTERPROJECTENCrENTNODe markt van de bindmiddelen voor betonen mortel stelt meer en meer specifieke ei-sen aan producten en diensten. Daarbijkomtdatook het milieu en deduurzaamheidin velerlei hoedanigheden een toenemendbelangrijke rol spelen. Als derde is er de be-tonmortelindustrie die de laatste jaren meteen uitbreidend materialen- en hulpstoffen-pakket en nieuwe betonsoorten wordt ge-confronteerd, wat een moderne aanpak vande bedrijfsvoering nodig maakt.Tijdens de ori?ntatiefase tussen de beidepartijen heeft steeds de duurzame ontwik-keling van grondstoffen en productie als ro-de draad door de besprekingen gelopen.Opmerkelijk is datTNO op drie fronten bij hetclusterproject betrokken is, namelijk TNOBouw, TNO-MEP (milieu, energie en proces-innovatie) en TNO-TPD (technisch-physi-sche dienst).Uiteindelijk is een programma opgesteldwaarin drie hoofdthema's aan de orde ko-men: klinkerbereiding (halffabrikaat bij decementproductie), productdifferentiatie(nieuwe bindmiddelen) en de betonmortel-centrale van de 21e eeuw.KlinkerbereidingBij de fabricage van portlandcementklinkerworden tegenwoordig steeds vaker nieuwegrond- en brandstoffen toegepast. Het isvoor ENGI van belang te weten welke gevol-gen het gebruik van dergelijke stoffen heeftvoor de samenstelling van de verbrandings-gassen. Door onderzoek wordt bewerkstel-ligd datmodelmatige berekeningen mogelijkzijn waarmee de invloed van de toevoegin-gen vooraf kan worden aangetoond. Uiter-aard zullen na de rekenfase de nodige tes-ten in de fabriek worden verricht.48Voorts is gebleken dat de stikstofoxide-uit-stoot kan worden teruggedrongen wanneerammoniak aan het verbrandingsgas wordtgedoseerd. Een mogelijke, maar vrij kostba-reaanpak voor verlaging van de emissie vanNOx bij cementovens is injectie van een am-moniak (NH3 ) in de rookgasstroom. Onder-zocht wordt ofer in plaats van ammoniakge-bruik kan worden gemaakt van ammoniak-houdende reststoffen, zoals mest.ProductdifferentiatieIn grote lijnen gaat het om het introducerenvan nieuwe bindmiddelen. Sinds 1996is EN-GI gestart met de productie van samenge-stelde cementen met slak en vliegas. Deontwikkelingvan een dergelijk nieuwcementgaat gepaard met het nodige onderzoeknaar hetproduct ende markt. Ook het nieu-we hoogovencement (GEM IIIIA 52,5) (zieCement 1996 nr. 12) is nog onderwerp vanonderzoek, vooral waar het gaat om duur-zaamheidsaspecten.Een ander project betreft de immobilisatievan afvalstoffen met cement. Onderzochtwordt of bij een zogenoemde 'koude' immo-bilisatie van afvalproducten met normalecementen kan worden gewerkt of dat spe-ciale cementen de voorkeur verdienen. Inhet laatste geval moet onderzoek uitwijzenwelke specificaties aan die cementengege-ven moeten worden.AI kent de Nederlandse bouw een lange bak-steentraditie, dat wil nog niet zeggen datmetselen en voegen altijdprobleemloos ver-lopen. Steen en specie horen qua waterbe-hoefte en wateropzuiging goed op elkaar teworden afgestemd. Gezien de veelheid vanstenen (baksteen, betonsteen, kalkzand-steen) en de variaties daarin is dat geeneenvoudige zaak.Bij de voegmortels moet vooral worden ge-dacht aan de duurzaamheid. Het is de be-doeling dat hetvoegwerk lange tijd zijn func-tie blijft vervullen. Bij metselmortels gaat hetvooral om verbetering van de hechting enom vermindering van uitbloei/uitloging.Verder staat onderzoek op de rol naar ce-ment met een lage hydratatiewarmte. Uit-gaande van de langjarige ervaring van ENGImet hoogovencement, wordt gezocht naarcementen waarbij de warmte-ontwikkelinglangzaam op gang komt. Ditgeeft de beton"constructie de gelegenheid de ontwikkeldewarmte geleidelijk af te staan waardoor on-toelaatbare temperatuurspanningen wor-den vermeden, wat vooral bij zware en dik-wandige constructies het geval kan zijn.De centrale van de 21e eeuwDrie aandachtspunten kenmerken dit deelvan het onderzoek:? expertsysteem betontechnologie;? optimalisering lay-out van de centrales;? nieuwe on-line meetmethoden en proces-besturingstechnieken.De huidige bouwpraktijk vraagt op grond vande vele mogelijkheden naarzeerverschiHen-de betonmengsels. Een dergelijk pakket ismet moderne middelengemakkelijkerte be-heren dan 'met de hand'. Veel centrales wer-ken bijvoorbeeld met meer dan honderd,soms zelfs bijna tweehonderd recepturen.Daarbij gaat het om andere grondstoffendan grind, zoals kalksteen en de vele moge-lijke toevoegingen van hulpstoffen.In een dergelijke bedrijfsvoering is een ex-pertsysteem nodig met hulpmiddelen op ba-sis van de sensortechnologie. Op deze wijzeworden reproduceerbare en betrouwbaremeetgegevens automatisch verkregen.GEMENT1997/6Looptijd en planningVeel van de hier besproken projecten zijn algestart ofverkeren in het beginstadium. Bin-nen de ENCI-organisatie zijn twaalf mensenvoor een deel van hun werk bij hetproject be"trokken.Bij Mebin BY, de exploitatiemaatschappijvan betonmortelbedrijven in Nederland, zijnvier mensen bij het onderzoek betrokken.Bij TNO is hetaantal betrokkenen groter. Deverdeling van het werk bij TNO laat het vol-gende beeld zien: Bouwen MEP elk 40%,TPD 20%. Deze breedheid van het project,samenwerking met andere onderdelen,maakt het voor TNO mede aantrekkelijk.Voor ENClis de samenwerking metTNO aan-trekkelijk omdat met ??n partner zoveel ver-schillende disciplines bestreken kunnenworden.Het totale project, waarmee een bedrag isgemoeid van omstreeks 8 miljoen gulden,zal vierjaar gaan duren. De overeenkomst is5 februari 1997 getekend, wat inhoudt dathet projecttot eind 2000 zal doorlopen.P.L.SpitsVoor nadere informatie:dr. W. van Loo, namens ENCJ;dr. W.M.M. Heijnen, namens TNO.?Is High Performance Concrete een gepasseerd station?Deze retorische vraag - dat is een vraag waarop wij het antwoordallemaal weten - was ??n van de thema's op de conferentie 'BETON-onderzoek & de praktijk' op 29 mei 1997.Tja, High Performance Concrete (HPC) is een station waarvan z? wei"nig reizigers gebruik maken, dat wanneer de Nederlandse Spoorwe-gen het zouden exploiteren, zij de lijnen die HPC met de b?tonwereldin het algemeen verbinden zouden voordragen voor sluiting ofveilingop de openbare markt.'Hoe komt dat ?'HPC kost ruwweg twee keer zoveel als gewoon beton.'Waarom ?'? een hogercementgehalte (ruwweg 500 kg/m3i.p. v. 350 kg/m3);? kosten voor superplastificeerder (f 50,- tot f 100,- per m3);? afschrijving van investeringen in de betoncentrale (investeringendie verband houden met de verlangde nauwkeurige dosering vanmaterialen en de noodzakelijke beheersing van het vochtgehaltevan de toeslagmaterialen);? kosten voor fijne vulstoffen zoals silica fume;? langere mengtijden en dus verminderde productiecapaciteit van decentrale.Dat klinkt logisch. Wat krijg je terug voor die hogere kosten ?? een hogere druksterkte (bijv. B 80 i.p.v. B 40);? een hogere weerstand tegen indringing van schadelijke agressievestoffen (dus een grotere duurzaamheid);? een door de lage viscositeit (veel superplastificeerder) makkelijk teverwerken mengsel.Je hebt echter alleen maar iets aan die verbeterde eigenschappenop die plaatsen in de constructie waar:? hoge drukspanningen optreden; dat is vijf tot tien procent van hettotale volume van een 'normale' betonconstructie (dat geldt zelfsvoor een boogbrug met een drukboog die onder hoge drukspan"ning staat);? aan het buitenoppervlakagressieve stoffen trachten in het beton tedringen (we hebben het dan over het volume van de betondekking,voorzover die ge?xposeerd is aan de invloed van schadelijk bui-tenklimaat; dat is hooguit ??n tot drie procent van het volume vaneen 'normale' betonconstructie).Het komt er dus op neer datje een materiaal toepast dat twee maalzoveel kost als traditioneel beton, terwijl je de verbeterde eigen-schappen in slechts rond vijf procent van het materiaalvolume kanbenutten. Je kunt ook stellen dat die verbeterde eigenschappen,daar waarje die benut, je twee maal honderd procent gedeeld doorCEMENT1997/6vijfprocent (2 . 100/5), dat is veertig maal zoveel kosten, omdat hetdure beton ook wordt toegepast in die gedeelten van de constructiewaarje in het geheel geen behoefte hebt aan de verbeterde eigen-schappen. De verhoging van de druksterkte en de verbetering van deduurzaamheid rechtvaardigen uiteraard in het algemeen niet deveertig maal hogere materiaalkosten. Wanneer het alleen gaat omde betere verwerkbaarheid, dan is die tegen lagere kostenook te be-reiken. Alleen daarvoor is niet zo'n hoog cementgehalte nodig. Danvolstaat toepassing van een goedkoper fijnkorrelig materiaal.Wanneer het gaat om een hoge druksterkte van de drukzone, dan isdie goedkoper te bereiken met een combinatie van traditioneel be-ton en drukwapening. Door bij een constructie in traditioneel betonde dekking twee maal groter te maken dan vereist volgens de voor-schriften, wordt de duurzaamheid belangrijk verhoogd. Dan nemende kosten voor het materiaal toe met bijvoorbeeld ??n procent. Doorhet ??n procent grotere gewicht nemen de kosten voor de funderingook toe met ??n procent. Over het geheel genomen is men echterveel goedkoper uit dan wanneer men om de duurzaamheid te verho-gen de hele constructie uit zou voeren in HPC.Erzijn natuurlijk speciale gevallen waarvoor toepassing van HPC w?lop zijn plaats is, zoals geprefabriceerde bekledingselementen voorboortunnels, die onder hoge drukbelasting staan en blokken voorJackBlock-gebouwen, waarvoor dat ook gold. De geschikte toepas"singen blijven echter uitzonderingen.ConclusieHet wordt alleen wat met HPC als wij erin slagen om uitvoeringsme-thodes te ontwikkelen Waarmee HPC selectief kan worden toege-past. Alleen in de drukzone bijvoorbeeld en alleen in de dekking vange?xposeerde buitenoppervlakken.De conclusie kan ook luiden dat HPC inderdaad een 'gepasseerd'station is, dat hooguit in aanmerking komt voor een geprivatiseerdetaxi-standplaats. Die levert voldoende capaciteit voor de schaarsereizigers.Beste lezers, in verband met VUT-ering van ondergetekende, is ditvoorlopig mijn laatste bijdrage aan Cement.Veel dank voor Uw tolerante reacties.vv.R. de Sitter?49
Reacties