3 mei 2022 Hergebruik beton RoboCon, de digitale constructeur Sluishuis II? CEMENT 3 20 22 Cement is een kennisplatform van én voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met be- ton en verspreidt deze onder vakgenoten. Om deze kennisdeling te ondersteunen en het belang ervan te onderstrepen, kan een bedrijf partner worden. Een partner geniet een aantal aantrekkelijke voorde- len, zoals zichtbaarheid, flinke korting op lidmaatschappen, gratis plaatsing van vacatures en de mogelijkheid mee te praten over de inhoud van het platform. Heb je ook interesse om partner te wor- den, neem dan contact op met Marjolein Heijmans, m.heijmans@aeneas.nl. Onze partners CEMENTONLINE Meer informatie over deze bedrijven en over het partner schap st aat op www.cementonline.nl/partners. Cement wordt mede mogelijk gemaakt door:  partners CEMENT 3 2022 ?1 2? CEMENT 3 20 22 36 Hoger e percentages herge- bruik dankzij inno vatieve recyclingmethoden Nie uwe regelgeving om hoogwaar- dige r hergebruik betongranulaat t oe te staan. 50 T emperatuur betonwand Ee nvoudige methode voor de bere- k ening van optredende temperaturen in ee n betonwand. Artikelen 6 E en nieuw icoon in het IJ O ver het constructief ontwerp van het Sluishuis in Amst erdam. 18 'R oboCon', de toekomst van de const ructeur? H oe gaat digitalisering het vak van de construct eur veranderen? 26 P ositief toekomstbeeld dankzij nieuw e recyling- methoden bet on Ambities r eductie primaire grond- st offen alleen kansrijk met innovaties. 18 36 Foto voorpagina:?Het Sluishuis in Amsterdam, foto: Barcode Architects COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofdredac- teur), ir. Paul Lagendijk, ir. Marloes van Loenhout, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, ing. Jan van der Windt, prof.ir. Simon Wijte Uitgever / vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media-advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073  205 10 23 Klantenservice abonnementen@aeneas.nl, T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2022  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via abonnementen@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 3 2022 ?3 De R-ladder als metafoor om de mate van circulariteit aan te geven: het zal jullie niet zijn ontgaan. Hoe hoger op de R-ladder, hoe lager het grond- stofgebruik. Idealiter zouden we op de hoogste sport willen staan. Verwarrend genoeg wordt die hoogste trede met het laagste cijfer aangeduid: R1. Blijkbaar moeten we de ladder eerder als een podium zien: plaats nummer 1 is het hoogst bereikbare en wie erop staat, lacht het breedst. Als je een gebouw maakt dat zó mooi is dat toekomstige generaties er niet over zullen peinzen om het af te breken, dan maak je meteen een enorme sprong op deze ladder. Helemaal als je een materiaal gebruikt dat eeuwig meegaat en het gebouw gemaakt is met lokale grondstoffen. In dit licht is het prachtig dat de Beton- vereniging volgende maand haar jaarlijkse BetonEvent houdt in de nog altijd mooie Van Nelle Fabriek, werelderf - De R is weer in dit nummer goed in Rotterdam, met de kenmerkende paddenstoelko- lommen van gewapend beton. Ook mooi, maar (nog) geen werelderfgoed, is het Sluishuis in Amsterdam. In een artikel in deze Cement lees je hierover. Wat lager op de R-ladder, maar nog steeds eervol en uitermate belangrijk, staan verwerken en hergebruiken van materialen. In Nederland zijn we al koploper in het hergebruik van bouw- en sloopafval en, specifiek, van betonpuin: opgeruimd staat netjes. Maar het mag, moet én kan nog wel hoogwaardiger. In dit nummer twee artikelen over innovatieve recyclingmethodes en vervangingspercentages. Ik sluit af met een bekende uitspraak over ladders van Andrew Carnegie, de staalmag- naat uit begin van de vorige eeuw én filantroop. Hij sponsor- de onder andere de bouw van het Vredespaleis in Den Haag: over mooie gebouwen gespro- ken! You cannot push any one up a ladder unless he be willing to climb a little himself. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 56 En verder 16 Momentum Column D orien Staal. 24 De jonge const ructeur M ichelle Sonneveld deelt haar e rvaring als jonge constructeur bij de r enovatie van de bestaande Suurhoffbrug. 46 Dit k an niet waar zijn T alent van het Jaar Joris Hesselink geeft zijn visie op ontwikk elingen in het construct eursvak. 56 Bouw en met 'natte klei' Bet on in beeld over onderwijshub The H ive, Nanyang Technological U niversity, Singapore. 62 Gele zen in Structural Concrete Structur al Concrete Vol. 23/1 bevat een variët eit aan papers, met een focus corr osie en vezelbeton. 4? CEMENT 3 20 22 auteurs dr.ir. Gustaaf Bouquet p. 50 - 55 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 56 - 61 ir. Steven Schoenmakers Van Rossum Raadgevende Ingenieurs p. 6 - 15 dr.ir. Marc Ottelé TU Delft p. 26 - 34 ir. Joris Hesselink PMSE BAM Advies & Engineering p. 46 - 48 ir. Dorien Staal Voorbij Prefab p. 16 - 17 dr.ir. Gert van der Wegen SGS Intron p. 36 - 45 ir. Thijmen Jaspers Focks Antea Group Nederland p. 18 - 23 ir. Nynke ter Heide Vidabo p. 18 - 23 ir. Michelle Sonneveld Arup p. 24 - 25 ir. Ad van Leest CROW p. 36 - 45 ing. Mark Verbaten ABT p. 36 - 45 ir. Werner Vos Van Rossum Raadgevende Ingenieurs p. 6 - 15 Aan dit nummer van Cement werkten mee: Met een lidmaatschap kun je inloggen op de website en heb je toegang tot alle beschikbare CROW-CUR Aanbevelingen. Interesse? Vraag een lidmaatschap aan via www.cur-aanbevelingen.nl of neem contact op met onze klantenservice 073-205 10 10 Maak jij regelmatig gebruik van CUR?Aanbevelingen? 1 Het Sluishuis in het IJ aan het Steigereiland in Amsterdam-Oost, foto: Barcode Architects 1 6? CEMENT 3 20 22 en courtyard (fig. 5) ? toegankelijk met een aparte brug, vanaf de naastgelegen dijk. De parkeergarage heeft een ingang op kelder- niveau (-1) vanaf deze zelfde dijk, via de hellingbaan. Kelder, fundering en bouwput De kelder heeft de vorm van een L en bevindt zich onder het trapgebouw, de courtyard en het grondgebonden deel van de cantilever (fig. 5). De constructie van de kelder bestaat uit een in het werk gestorte keldervloer en een als breedplaatvloer uitgevoerde -1- en beganegrondvloer. De kelderwanden en dragende kolommen en balkenstructuur zijn ook in het werk gestort. De kelder is gefundeerd op prefab-betonpalen op de tweede zandlaag.Rondom de kelder zijn damwanden aangebracht, om tot -2-niveau te kunnen bemalen. Ook rondom de bouwplaats zijn damwanden aangebracht en is tijdelijk het bodemniveau verhoogd om een bouwweg rondom te kunnen maken (foto 6). Het Sluishuis is een tien verdie- pingen tellend woongebouw. Vanaf bovenaf gezien heeft het gebouw de vorm van een vierkant met een open ruimte in het midden. Van de twee tegenovergestelde hoeken is respectievelijk de bovenste en on- derste driehoek 'verwijderd'. Zo is een open blok ontstaan dat uit het water lijkt te wor- den opgetild (fig. 1 t/m 3). De twee zijden die van boven schuin naar beneden lopen (zuid-west), vormen sa - men het 'trapgebouw'. De andere twee zijden (noord-oost), die van onder schuin naar bo- ven uitkragen, vormen samen het cantile- verdeel (fig. 4). Het Sluishuis, met een omvang van 46.000 m 2, omvat 442 appartementen. Naast deze appartementen heeft het complex twee kelderverdiepingen met een parkeergarage en technische ruimtes. Op de begane grond is een commerciële zone aanwezig. Ook zijn er diverse aanlegplaatsen voor boten. Rondom het gebouw bevindt zich een grote buitenruimte ? het forecourt, side court Een nieuw icoon in het IJ Het Sluishuis is een iconisch gebouw gelegen in het IJ aan het Steigereiland in Amsterdam-Oost en valt op door de ligging in het water, de trapsgewijze opbouw en een ruim 50 m grote uitkraging. Deze uitkraging is niet alleen uitvoeringstechnisch complex, maar heeft ook de nodige implicaties voor het ontwerp, onder meer in verband met de langeduureffecten van de fundering. Constructief ontwerp van het Sluishuis in Amsterdam IR. WERNER VOS ConstructeurVan Rossum Raadgevende Ingenieurs IR. STEVEN SCHOENMAKERS Senior AdviseurVan Rossum Raadgevende Ingenieursauteurs CEMENT 3 2022 ?7 Alle palen en damwanden zijn vanaf pon- tons op het water verdiept aangebracht (foto 7). Buitenruimtes Van de buitenruimtes is de courtyard, aan de binnenzijde van het gebouw, gesitueerd op het kelderdek. De constructie van de side- en forecourt bestaat uit in het werk gestort balken met een kanaalplaatvloer en druklaag. Bovenbouw Door de unieke vorm van de bovenbouw, met een oplopend en een aflopende deel, ontstaan twee constructief van elkaar ver- schillende onderdelen, zoals eerder toege- licht de cantilever en het trapgebouw. Trapgebouw? Het trapgebouw bestaat uit in het werk gestorte vloeren en wanden van 250 mm met open gevels. De stabiliteit wordt voorzien door de woningscheidende 2, 3 Impressies van het Sluishuis. Van de twee tegenovergestelde hoeken is respectievelijk de bovenste en onderste driehoek 'verwijderd'. Zo is een open blok ontstaan dat uit het water lijkt te worden opgetild, bron: Barcode Architects PROJECTGEGEVENS project Sluishuis locatie Steigereiland, Amsterdam ontwikkelaar Besix RED & Vorm Ontwikkelingarchitect BIG Architects (DK) & Barcode Architects (NL) constructeur Van Rossum Raadgevende Ingenieurs adviseur geotechniek Crux Engineeringhoofdaannemer Bouwcombinatie Besix/VORM heiwerk Gebr. van 't Hek start bouw april 2019 verwachte oplevering derde kwartaal 2022 2 3 8? CEMENT 3 20 22 4 Constructiemodel met trapgebouw en cantilever 5 Bovenaanzicht van het Sluishuis met de verschillende onderdelen, onder het trapgebouw en de courtyard is de kelder gelegen De cantilever is ontworpen als een H-profiel, met een bovenflens (trekflens), onderflens (drukflens) en een lijf in de vorm van een dubbele betonwand 4 5 CEMENT 3 2022 ?9 6 De bouwplaats met de binnenste en buitenste damwanden en de goed zichtbare L-vorm van de kelder, foto: Besix Group7 Het aanbrengen van de palen vanaf pontons op het water, foto: Roos Aldershoff Fotografie wanden in de dwarsrichting en in de langs- richting door het naastgelegen cantilever- deel. Op de begane grond is er een over- gangsconstructie door middel van balken naar een kolommenstructuur in de kelder. Ter plaatse van de commerciële zone op de begane grond bevindt deze overgangscon- structie zich een verdieping hoger, op de 1e verdieping. Cantilever? De twee volumes van de cantile- ver bestaan uit een grondgebonden deel van 35 m en een uitkraging van ruim 50 m. Deze unieke vorm van de constructie vroeg om een unieke draagstructuur. De uitkraging is ontworpen als een H-profiel, met een boven- flens (trekflens), onderflens (drukflens) en een lijf, allemaal volledig van in het werk gestort beton (fig. 8). De bovenflens wordt gevormd door de 10e verdiepingsvloer. Het lijf bestaat uit twee corridorwanden. Door de verlopende hoogte van het gebouw ver- loopt ook de hoogte van het liggerprofiel. De onderflens loopt schuin af vanuit de punt naar de fundering en sluit daar aan op een wand (drukschot, fig. 9). Omdat het vanuit architectonisch oogpunt niet mogelijk was deze aansluiting ter plaatse van een vloerni- veau te creëren, is hier ? om de horizontale krachten op te vangen en af te dragen naar de vloeren ? een verdikte wand voorzien (fig. 9). In de verdiepingsvloeren zijn trekban- den opgenomen om de trekkracht ten gevol- ge van het moment van de uitkraging op te nemen. Haaks op de uitkragende corridor- wanden is er een secundaire uitkraging als 6 7 10? CEMENT 3 20 22 gevolg van de uitkragende dwarswanden (fig. 11). De vloeren overspannen van dwars- wand naar dwarswand. Speciale aandacht ging uit naar de aan- sluiting van de twee uitkragende volumes. Door dat de ondergrond van beide volumes zich anders kan gedragen, is rekening gehou - den met een verschil in zettingsgedrag. Hier is de betonconstructie op uitg erekend. Fundering cantilever De fundering onder de uitkragende wanden bestaat uit twee onderdelen: een drukpoer en een trekpoer. De drukpoer bevindt zich onder de aansluiting van de drukflens met de verticale wand, het drukschot (fig. 9). De trekpoer bevindt zich aan de achterzijde van de corridorwanden. Het grondgebonden deel van de canti- lever werkt als hefboom voor de uitkraging. Ten gevolge van enkel het eigen gewicht staat de trekpoer onder druk. Het zwaartepunt van de gehele cantilever ligt echter dicht boven de drukpoer, waardoor de trekpoer onder trek kan komen te staan, afhankelijk van de op- tredende veranderlijke belastingen. De cantilever is gefundeerd op een 2,2 m dikke drukpoer en wordt in even - wicht gehouden door een trekpoer aan de achterzijde 8 Ontwerp van de cantilevers: een in het werk gestort betonprofiel, met trek- en drukflens en de in de hoogte verlopende lijf 9 Dwarsdoorsnede van de cantilever met aansluiting van de drukflens op de verticale wand 8 9 CEMENT 3 2022 ?11 10 11 10 Schematische weergave in 3D van krachtswerking in cantilever met boven- en onderflens lijf11 Principetekening opbouw cantilever De 2,2 m hoge drukpoer is gefundeerd op Tubex-palen, gefundeerd op de derde zand- laag. Deze kent een verschillend zettingsge- drag ten opzichte van de fundering van de overige constructie op de tweede zandlaag. En deze verschilzettingen beïnvloeden de krachten in de hoofddraagconstructie. Zettingsverschillen fundering Doordat het Sluishuis is gefundeerd op twee niveaus, de tweede en de derde zandlaag, leidt dit tot zettingsverschillen in de onder- grond. Voor deze zettingen wordt onder- scheid gemaakt in de korte termijn en de lange termijn. Tijdens de bouw worden de palen langzaam belast. Onder deze belasting ont- staat er een indrukking van de paalkop ten gevolge van de elastische verkorting van de paal en de mobilisatie van de ondergrond. Door de grote belastingen ter plaatse van de drukpoeren is hier de kopverplaatsing van 12? CEMENT 3 20 22 de palen ? en daarmee ook de zettingen ? groter dan onder de rest van de constructie. Hierdoor roteert de cantilever (fig. 12).Op lange termijn speelt de opbouw van de ondergrond een grote rol. De derde zand- laag gedraagt zich zeer stijf. Hierdoor nemen de zettingen onder de drukpoer op lange termijn nauwelijks toe. Tussen de tweede en de derde zandlaag bevindt zich de slappere eemkleilaag. Door extra belastingen vanuit het gebouw op de tweede zandlaag, zakt de eemklei langzaam in. Hierdoor ontstaan op de lange duur zettingen onder de rest van de constructie. Ten gevolge van deze lange- duurzettingen zakt ook de achterzijde van de cantilever, ter plaatse van de trekpoer. Hierdoor komt de punt van de cantilever op lange termijn weer een klein stukje omhoog. Bouwfasering Bij een uniek gebouw als het Sluishuis is de bouwfasering integraal onderdeel van het ontwerp en de uitvoering. Een van de belang - rijkste aandachtspunten betrof uiteraard de cantilever. Deze steekt straks uit boven het IJ, maar is gebouwd boven een tijdelijke maaiveld, met een grote ondersteuningscon - structie (zie ook Betoniek-artikel 'Cantilever- wanden ondersteund'). Vanwege de hoge be- lastingen en het beperken van de zettin- STORTNADEN DRUKFLENS Een extra uitdaging in het project betrof de uitvoering van de stortna- den in de drukflens, zowel boven als onder de vloer. Normaal worden wanden verticaal uitgevoerd. De stortnaad is dan horizontaal en bevindt zich haaks op de drukrichting. De drukflens van de cantilever heeft echter een hoek van bijna 60° ten opzichte van de verticaal. Bij het toepassen van een horizontale stortnaad in de drukflens ontstaat ten gevolge van de druk in de wand ? naast druk haaks op de stort- naad ? ook afschuiving parallel aan de stortnaad (fig. 14). Om deze afschuivingscomponent te vermijden, is de uitvoering van een stort- naad haaks op de drukflens gewenst. Een dergelijke stortnaad had voor de bouwcombinatie uitvoeringstechnisch veel nadelen. Voor de bovenste stortnaad in het detail zou onder andere een extra bekis- tingselement nodig zijn dat lastig te stellen is. In de uitvoering is daarom gekozen voor een tussenvariant. De stortnaad aan de onder- zijde van de vloer wordt uitgevoerd haaks op de drukflens. De stort- naad aan de bovenzijde van de vloer wordt horizontaal uitgevoerd. In deze stortnaad wordt aanvullende wapening geplaatst om de afschui- ving op te nemen. De aanvullende wapening moet een maximale hoek hebben van 45° opzichte van de stortnaad. Vanwege de grote hoek van de wand met de verticaal (60°) mag hiervoor de aanwezige wand- wapening niet worden gebruikt. In plaats daarvan moet de aanvul- lende wapening haaks worden geplaatst ten opzichte van de stort- naad (fig. 15). De wapening wordt uitgevoerd als een zakstaaf (z-vor- mige staaf) in de wand en doorkruist de stortnaad haaks. De drukkracht in de drukflens neemt in de hoogte af. De wapening is geoptimaliseerd door per verdieping de aanwezige drukkracht in de drukflens te bepalen en de daarbij benodigde wapening ten behoeve van de afschuiving. 12 12 Schematische doorsnede van de cantilever en de ondergrond, en de zettingen in de fundering op korte en lange termijn CEMENT 3 2022 ?13 gen ten gevolge van de tijdelijke ondersteu- ning, is ervoor gekozen de ondersteuning op een tijdelijke fundering te plaatsen. Het moment van het spanningsloos maken van de onderstempeling, het zoge- noemde schrikken, heeft door de uitkraging een extra effect op de draagconstructie. Bij het laten schrikken van de constructie per verdieping zal de, op dat moment, bovenste verdiepingsvloer zich gaan gedragen als trekflens. In verband met de bouwfasering ontstaat er daarom een situatie waarbij elke vloer tijdelijk als trekflens fungeert. Om die reden zijn in elke vloer trekbanden opgeno- men. Dit geldt dus niet alleen de 10e verdie- pingsvloer die, zoals eerder toegelicht, in de eindfase de trekflens vormt. Correctief bouwen en monitoring Een groot deel van de zakkingen (~80% bij de quasi-permanente belasting) volgt uit de rotatie van de fundering. Deze treedt vrijwel direct op. De vervormingen zijn tijdens de bouw dan ook grotendeels gecorrigeerd door het opzetten van de vloeren boven de theoretische peilmaten. De zakking van de punt van de cantilever is op deze manier volledig gecompenseerd (fig. 13). 13 14 13 Theoretische zakking van de cantilever en het effect van het correctief bouwen op de zakking; in rood zakking t.g.v. rotatie indien het gebouw in 1x zou worden neergezet, in blauw het effect van het correctief bouwen 14 Afschuiving in horizontale stortnaad drukflens ten gevolge van hoek wand De vervormingen zijn tijdens de bouw grotendeels gecorrigeerd door het opzetten van de vloeren boven de theoretische peilmaten 14? CEMENT 3 20 22 16 De opzetting van de vloeren is vooraf bepaald met behulp van een rekenmodel dat de bouwfasen in rekening brengt. Om dit op de juiste wijze te modelleren, is de bouwvolgor- de nauwkeurig afgestemd met de aannemer. Hierbij was niet alleen de stortvolgorde van wanden en vloeren van belang, maar ook wanneer de afwerkvloeren, gevels en balkons werden aangebracht. De zettingen zijn tijdens de bouw nauwkeurig gemonitord en direct vergeleken met de berekende verwachtte peilmaten. Mocht de monitoring afwijken van de bepaalde zakkingen, dan kon dit worden gecorrigeerd gedurende de bouw zelf. De monitoring liet echter zien dat de zakkingen netjes de bere- kende situatie volgde, waardoor het corrige- ren niet nodig bleek. Nieuw icoon in het IJ De ruwbouw van het Sluishuis is inmiddels afgerond en de geplande oplevering is dicht- bij. Een constructie met een unieke draag - structuur en bijzondere technische aan - dachtspunten. Binnenkort kunnen de eerste bewoners, bezoekers en voorbijgangers genieten van dit nieuwe icoon in het IJ. 15 15 Afschuiving in horizontale stortnaad drukflens en benodigde aanvullende wapening 16 Het Sluishuis in aanbouw, foto: Hans Wilschut i.o.v. Barcode Architects CEMENT 3 2022 ?15 16? CEMENT 3 20 22 column 'Heeft beton nog wel een toekomst?', vroeg Sander den Blanken zich in zijn vorige column af. Best een spannende vraag als columnist van Cement! Gelukkig was zijn conclusie posi- tief. Er is toekomst voor beton, zeker nu er goede stappen worden gezet. Duidelijk is wel dat er nog veel nodig is voor we CO?-neutraal kunnen bouwen. Recent publiceerde het Betonakkoord een belangwekkend nieuws- bericht. Het resultaat van de gezamenlijke inspanning van vele betrokkenen is een route die al in 2023 moet resulteren in een CO?-reductie van 15%-20% ten opzichte van 2021. Het Betonhuis en de Betonvereniging onderschrijven de gekozen aanpak/richting. Mogelijkheden zijn er voldoende. Wat gebeurt er bijvoorbeeld als je iets meer tijd neemt om beton op sterkte te laten komen? Kun je, als je een constructie toch niet onmiddellijk volledig gaat belasten, dan niet met een 56-daagse sterkte rekenen in plaats van een 28-daagse? En wat als je echt goed naar de opbouw van beton gaat kijken, de korrelpakking, welke kansen zijn er dan? Een paar voorbeelden van mogelijkheden die om onderzoek vragen, maar dan al snel tot reductie van CO? kunnen leiden. Het reduceren van cement is en blijft voorlopig dé grote knop om aan te draaien bij het reduceren van onze footprint op korte termijn. Kun je met iets minder cementklinker uit de voeten, dan maak je snel meters. We werden in de sector zeer recent op een pijnlijk rantsoen gezet door zware leveringsproblemen en bizarre prijsontwikkelingen van cement. Dit kan zomaar het momentum zijn om versneld tot cementreductie te komen. Investeren in kennis is nu snel terugver- diend! Bij onder andere de Betonvereniging is er kennis te halen (en brengen) over hoe je dit zou kunnen realiseren. Verder heeft het Betonhuis een tool beschikbaar waarbij je de mengsels kunt vergelijken met een referentiegroep. Dan ga je zien dat je zelf als betontechnoloog aan knoppen kunt draaien om je mengsel te ver- duurzamen én je volumes op peil te houden. Niet alleen een betontechnoloog, maar ook een ontwerper en opdrachtgever kan impact maken. Stel jij al de goede vragen als je in het werk gestort beton uitvraagt, of als je de constructeur aan het rekenen zet? Al met al verwachten we dat de optelsom van deze inspanning ons al een flinke stap in de goede richting brengt. CO?-arm beton bij wet verplicht Voor wie denkt 'het zal mijn tijd wel duren', heb ik slecht nieuws. Duurzaam beton zal vanaf 2023 bij wet verplicht zijn. Dat zijn Momentum Dorien Staal?is statutair directeur van betonfabriek Voorbij Prefab. Daarnaast vervult ze een bestuurs- functie bij het Netwerk Conceptueel Bouwen en is ze voorzitter van de Betonvereniging. Wil je reageren op deze column, stuur dan een email naar cement@aeneas.nl. CEMENT 3 2022 ?17 de partijen van het Betonakkoord overeengekomen. Over de uitw erking onderhandelt de staatssecretaris van Infrastructuur en Waterstaat Vivianne Heijnen. Voor de betonsector betekent dit besluit een enorme ommezwaai. Daarbij worden de aan - best edingseisen van opdrachtgevers afgestemd op de gekozen route. Hobbels zijn er ook Er zijn nog wel een aantal hobbels te nemen. Een van die hobbels is het valideren of certificeren van innovaties. Uiteraard staat (constructieve) veiligheid op 1, maar dat wil niet zeggen dat we altijd alles bij het oude laten. De norm voorziet nu nog niet in cementloos beton. Samen met toetsende instanties werken we dit jaar aan een richtlijn 'Beton op prestatie'. Ik verwacht dat we pas echt baanbrekende innovaties gaan ont - wikkelen in consortia van bedrijven, opdrachtgevers en kennis- instellingen. Bedrijven hebben slechts beperkte R&D-capaciteit om grootschalige innovaties van de grond te tillen en te onder- zoeken. Als we streven naar CO?-neutraal, dan vraagt dat om een volledig hergebruik van betonreststromen en betonelementen en dat slim, adaptief en circulair ontwerpen en bouwen de standaard wordt in 2030. Breed gedragen "Het Betonakkoord heeft met deze stappen een breed gedragen aanpak geformuleerd om ambitieus en versneld de gehele beton- keten te verduurzamen", stelt voorzitter Jacqueline Cramer. Het is bijzonder om betrokken te zijn bij de route en realisatie van duurzaam beton. Het 'rupsje nooit genoeg' ligt buiten op de loer. Van buiten de betonsector gaat gezegd worden dat we afscheid moeten nemen van beton. En ja, er gaat ook van binnen de betonsector gezegd worden dat we de lat te hoog leggen... In mijn ogen is alles waar en niet waar, omdat we op dit moment eenvoudigweg niet weten wat er allemaal kan. Wat wel zeker is, dat als we allemaal energie steken in dit proces en we bereid zijn elkaar te helpen, de kans groter is dat we sneller en succesvoller zijn. De koplopers in de sector weten elkaar nu al goed te vinden en samen gaan zij nu nog sneller. Dus als je dacht met jouw organisatie een rustig plekje gevonden te hebben 'in het peloton', maak je dan op om een sprintje te trekken richting de kopgroep. Verrijk je met kennis, vraag hulp, werk samen en deel. Het is 2023 voor je het weet! ? "Dit kan zomaar het momentum zijn om versneld tot cementreductie te komen" "Verrijk je met kennis, vraag hulp, werk samen en deel. Het is 2023 voor je het weet!" 'RoboCon', de toekomst van de constructeur? Hoe gaat digitalisering het vak van de constructeur veranderen? 1 Voorbeeld van tekstueel programmeren 1 18? CEMENT 3 20 22 Digitalisering van het construc- tief ontwerp biedt kansen, zoals het snel en gemakkelijk kunnen doorrekenen van verschillende varianten, optimalisatie van ont- werpen op meerdere aspecten en het automatiseren van repete- rende taken. Er zijn ook bedreigingen, zoals het toenemen van de impact van fou- ten, het risico op het creëren van blackboxes en het grotendeels verdwijnen van het hui- dige werk van de constructeur. Hoewel we als constructeurs echt niet zomaar zullen worden vervangen door robots, 'RoboCons', is er wel een serieuze verandering gaande. Studiecel RoboCon Binnen de studievereniging Stufib is in sep- tember 2019 de studiecel RoboCon (zie ka- der 'Leden Stufib studiecel RoboCon') ge- start over dit onderwerp. De studiecel heeft zich tot doel gesteld om een denkmodel te ontwikkelen dat het vakgebied helpt om hui- dige en toekomstige ontwikkelingen op het gebied van digitalisering bespreekbaar te maken. Voor het definiëren van het denk- model heeft de studiecel zich laten inspire- ren door bestaande modellen, zoals de levels of autonomous driving voor zelfrijdende au- to's (zie kader 'Voorbeeld zelfrijdende auto'). Daarnaast heeft de studiecel een breed scala aan praktijktoepassingen op het gebied van digitalisering verzameld. Hiervan is het levels- of-intelligence (LOI)-denkmodel afgeleid. Vervolgens zijn voor de constructeur rele- vante thema's geformuleerd en met behulp van het denkmodel bediscussieerd. Levels-of-intelligence-denkmodel Er zijn zeven levels of intelligence (LOI's) ge- definieerd, van geen automatisering (LOIo) tot volledige automatisering (LOI6). Voor een duidelijk inzicht in de betekenis van de LOI's is het constructief ontwerpproces opgedeeld in negen stappen (tabel 1). Het uitgangspunt van het denkmodel is dat naarmate de com- puter meer van deze stappen overneemt, het niveau in LOI stijgt. Als een stap in het ontwerpproces overgaat naar de computer, dan zal deze in eerste instantie nog samen met de mens worden uitgevoerd. Dit bete- kent dat de computer de stap wel uitvoert, maar op een voor de mens inzichtelijke ma- nier. Pas bij het volgende LOI voert de com- puter de stap volledig autonoom uit. Waar de computer bij de lage LOI's vooral het doorrekenen van constructies overneemt ? de middelste stappen in het ontwerpproces ?, verbreedt dit bij de hoge LOI's tot het maken van complete ontwerpen. LOI-kenmerken? Het spectrum van LOI's, dat op deze manier is afgeleid, heeft een aantal kenmerken, die zijn weergegeven in tabel 2. De autonomie van de computer neemt steeds meer toe, terwijl de interpre- teerbaarheid door de mens steeds verder af- neemt. Dit is alleen verantwoord als tegelij- kertijd ook het onderbouwd vertrouwen van de mens in de computer toeneemt. Dit IR. NYNKE TER HEIDE Data Expert Bouw en Infra Vidabo IR. THIJMEN JASPERS FOCKS Adviseur Kunstwerken Antea Group Nederland auteurs Het vakgebied van de constructeur, en de bouw en infrastructuur als geheel, verandert in hoog tempo door digitalisering. Deze verandering biedt voordelen en kansen, maar kent ook nadelen en risico's. Binnen Stufib is een groep experts uit het vakgebied in een studiecel onder de naam 'RoboCon' met dit onderwerp aan de slag gegaan. Een belangrijk resultaat is het levels-of- intelligence-denkmodel om verschillende niveaus van digitalisering bespreekbaar te maken. CEMENT 3 2022 ?19 wil zeggen dat er steeds meer aandacht nodig is voor validatie, testen en de goede documentatie hiervan. Met het toenemen van de LOI's neemt de mens-computersymbiose steeds meer toe. Dit betekent dat mens en computer steeds onlosmakelijker met elkaar verbon- den zijn. Maar ook wordt hiermee uitge- drukt dat zowel mens als computer taken uitvoert die het best bij hem past. De samen- werking levert meer op dan de optelsom van de twee losse bijdragen. Voorbeeld LOI2? Ter verduidelijking van het denkmodel zoomen we in op één van de levels, in dit geval LOI2. Binnen dit level berekent de computer meerdere varianten automatisch iteratief op basis van een door de constructeur gegeven oplossingsruimte. De computer beoordeelt de varianten auto- matisch op deelaspecten. Hierbij onder- steunt de computer de constructeur met de repetitieve berekeningen. Bij het ontwerp van een viaduct in gewapend beton betekent dit bijvoorbeeld dat de constructeur een bandbreedte voor de constructiehoogte op- geeft. Binnen deze bandbreedte maakt de rekentool verschillende varianten waarbij de wapening wordt gedimensioneerd. De varianten worden met elkaar vergeleken en beoordeeld op basis van materiaalgebruik, milieukosten en uitvoeringskosten. Zo helpt de rekentool de constructeur om tot een optimale oplossing te komen. Om de stap naar LOI3 te kunnen ma- ken, moet de tool nog meer taken overne- men van de constructeur. In het voorbeeld kan de computer de bandbreedte voor de constructiehoogte bijvoorbeeld zelf bepalen aan de hand van input vanuit (de tool van) de wegontwerpers. Wat gaat er veranderen? De studiecel heeft aan de hand van het LOI-denkmodel zes thema's behandeld: constructieve veiligheid, samenwerking, risico's, verschuiving rol van de construc- teur, vaardigheden en ontwerpfases (zie het rapport voor de volledige uitwerking van deze thema's). In dit artikel worden ter illustratie een aantal onderwerpen uitge- licht. Het verdwijnen van projectberekeningen Voor de constructieve veiligheid is een belangrijke verandering dat projectbereke- ningen steeds meer zullen verdwijnen. Nu maken constructeurs voor ieder project af- zonderlijk een berekening. Bij voortgaande digitalisering werkt de constructeur mee aan de ontwikkeling van tools die worden ingezet voor meerdere projecten. De valida- tie van een tool is anders dan de controle van een traditionele berekening. Voor alle mogelijke combinaties van invoer moet zeker zijn dat de tool correcte resultaten geeft. Hierbij moet zwaarder wegen dat elk mogelijk resultaat een constructief veilige oplossing is, dan dat een tool altijd het meest optimale resultaat geeft. 2 Voorbeeld van visueel programmeren LEDEN STUFIB STUDIECEL ROBOCON Voorzitter: Nynke ter Heide ? Vidabo Lid/rapporteur: Marco van den Berg ? BAM Infraconsult Jeroen Coenders ? White Lioness tech- nologies Thijmen Jaspers Focks ? Antea Group Jeffrey Haverhals ? Wagemaker Chris van der Ploeg ? ABT Marc Taken ? Witteveen+Bos Ikram Talib ? IMd raadgevende ingenieurs Lid/reviewer: Ab van den Bos ? Diana FEA Rob Huijben ? VeriCon Mentor bestuur: Johan Bolhuis ? Hochtief Florentijn de Beukelaer ? BAM Infraconsult 2 20? CEMENT 3 20 22 Tabel 1 Het levels-of-intelligence denkmodel LOI0 LOI1 LOI2 LOI3 LOI4 LOI5 LOI6 geen automatisering automatisering rekenen automatisering varianten onderzoek automatisering oplossingsruimte automatisering oplossings-richting geautomatiseerd onder toezicht volledig geautomatiseerd interpreteren vraag en vertalen naar PvE M MMMMCM C oplossingsrichting bepalen MMMMCM CC schematiseren en oplossingsruimte bepalen M MMCM CCC varianten ontwikkelen M MCM CCCC berekenen, toetsen, dimensioneren M CM C C C C C varianten beoordelen M MCM CCCC raakvlakken afstemmen intern ontwerp M MMCM CCC raakvlakken afstemmen extern M MMMCM CC variant kiezen M MMMMCM C Tabel 2 Kenmerken van LOI's LOI0 LOI1 LOI2 LOI3 LOI4 LOI5 LOI6 geen automatisering automatisering rekenen automatisering varianten onderzoek automatisering oplossingsruimte automatisering oplossings-richting geautomatiseerd onder toezicht volledig geautomatiseerd Autonomie computer Interpreteerbaarheid door mens Onderbouwd vertrouwen van mens in de computer Mens-computer symbiose legenda M Mens voert uit, kan hierbij computer gebruiken als hulpmiddel CM Samen: computer voert uit, mens kan dit begrijpen, controleren en bijsturen C Computer voert uit Stappen constructief ontwerp Stappen constructief ontwerp Tabel 1 Het levels-of-intelligence denkmodel >OI? >OI1 >OI? >OI? >OI? >OI? >OI? geen automatisering automatisering rekenen automatisering varianten onderzoek automatisering oplossingsruimte automatisering oplossings-richting geautomatiseerd onder toezicht volledig geautomatiseerd interpreteren vraag en vertalen naar PvE M MMMMCM C oplossingsrichting bepalen MMMMCM CC schematiseren en oplossingsruimte bepalen M MMCM CCC varianten ontwikkelen M MCM CCCC berekenen, toetsen, dimensioneren M CM C C C C C varianten beoordelen M MCM CCCC raakvlakken afstemmen intern ontwerp M MMCM CCC raakvlakken afstemmen extern M MMMCM CC variant kiezen M MMMMCM C Tabel 2 Kenmerken van LOI's LOI0 LOI1 LOI2 LOI3 LOI4 LOI5 LOI6 geen automatisering automatisering rekenen automatisering varianten onderzoek automatisering oplossingsruimte automatisering oplossings-richting geautomatiseerd onder toezicht volledig geautomatiseerd Autonomie computer Interpreteerbaarheid door mens Onderbouwd vertrouwen van mens in de computer Mens-computer symbiose legenda M Mens voert uit, kan hierbij computer gebruiken als hulpmiddel CM Samen: computer voert uit, mens kan dit begrijpen, controleren en bijsturen C Computer voert uit Stappen constructief ontwerp Stappen constructief ontwerp Tabel 2 Kenmerken van LOI's LOI0 LOI1 LOI2 LOI3 LOI4 LOI5 LOI6 geen automatisering automatisering rekenen automatisering varianten onderzoek automatisering oplossingsruimte automatisering oplossings-richting geautomatiseerd onder toezicht volledig geautomatiseerd Autonomie computer Interpreteerbaarheid door mens Onderbouwd vertrouwen van mens in de computer Mens-computer symbiose Stappen constructief ontwerp 3 Verschuiving van de rol van de constructeur 3 CEMENT 3 2022 ?21 Splitsing in ontwikkeling en gebruik? Bij hogere levels of intelligence ontstaat er steeds meer een splitsing tussen de ontwik- keling en het gebruik van tools, zowel in tijd als in persoon. De gebruiker van een tool zal steeds minder over vakinhoudelijk kennis (hoeven te) beschikken. Dit is alleen verant- woord als de tool vakinhoudelijk grondig gevalideerd is, maar ook getest is of een tool niet moedwillig of onbedoeld verkeerd kan worden gebruikt. Daarnaast is documentatie essentieel. De gebruiker moet goede infor- matie krijgen over de werking van de tool, randvoorwaarden, uitgangspunten en welke kennis van de gebruiker wordt verwacht. Ook cyber security vraagt aandacht. Het mag niet zo zijn dat kwaadwillende hackers de constructieve veiligheid van een bouw- werk in gevaar kunnen brengen. Bierviltjesberekening? In ons vakgebied is een bekend credo dat je als constructeur bij elk ontwerp de orde van grootte moet kun- nen controleren met een berekening achter op een bierviltje. Bij toename van de LOI is het de vraag of dit nog wel realistisch en nuttig is. Voor sommige constructeurs zou dit de reden kunnen zijn om de ontwikke- ling naar hogere LOI's tegen te houden. Anderzijds kun je je ook afvragen of het bierviltje niet een ouderwetse en achter- haalde validatiemethode is. De nieuwe ont- wikkelingen vragen om nieuwe methoden. Het zou ook kunnen dat het bierviltje ver- schuift van de gebruiksfase naar de ontwik- kelfase van de tools. Of misschien gaan tools wel zelf 'bierviltjesberekeningen' genereren. De rol van de constructeur gaat verschuiven Door digitalisering neemt de computer taken van de constructeur over. Dit hoeft niet te betekenen dat het werk van de constructeur verdwijnt, wel zal het een andere invulling krijgen. De rol van de constructeur zal dus gaan verschuiven (fig. 3). Hierin zijn een aantal nieuwe rollen benoemd die nu al ont- staan of worden verwacht. Nieuwe rollen zijn bijvoorbeeld de vakinhoudelijke ontwik- kelaar, die voor de ontwikkeling van tools de constructieve en bouwgerelateerde kennis levert en programmeerbaar maakt. De con- structieve softwaretester is verantwoorde- lijk voor het onafhankelijk testen en valide- ren van tools. De rol van constructeur, zoals we die nu kennen, blijft over als een specia- lisme. De traditionele constructeur is als specialist een vraagbaak voor de overige rol- len en werkt daarnaast bijzondere, eenmali- ge toepassingen uit, die zich niet lenen om in een tool te worden geïmplementeerd. De nieuwe rollen vragen om nieuwe vaardigheden. In sommige rollen zal het Je kunt je afvragen of het bierviltje niet een ouderwetse en achterhaalde validatie- methode is VOORBEELD ZELFRIJDENDE AUTO Voor zelfrijdende auto's zijn niveaus gedefinieerd voor de mate van automati- sering. De meest gebruikte indeling is die van SAE International. De indeling is gebaseerd op de taakverdeling tussen bestuurder en auto (systeem), waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen de niveaus 0 (geen automatisering) tot en met 5 (volledig geautomatiseerd). Binnen de niveaus wordt aangegeven wie welke taken doet. Zo ligt bij niveau 0 alles bij de bestuurder. Bij niveau 1 worden strategische rij- taken door zowel de bestuurder als het systeem uitgevoerd. Dit is bijvoorbeeld het remmen met ABS. Het systeem vult de bestuurder aan. Bij niveau 2 kan het systeem taken zelf uitvoeren, zoals remmen bij gevaar en bijsturen om binnen de lijnen te blijven. Zo worden steeds meer taken door het systeem overgenomen, tot bij niveau 5 de auto volledig autonoom rijdt. In de SAE International indeling moet tot niveau 4 de bestuurder alert blijven om in te grijpen. Dit geldt ook voor de constructeur binnen het LOI-denkmodel. De overeenkomst is dat voor de gebruiker te allen tijde duidelijk moet zijn welke verantwoordelijkheden hij/zij nog heeft en welke bij het systeem liggen. AANBEVELINGEN In januari 2022 is het eindrapport van de studiecel gepubliceerd: Stufib- rapport 27: Hoe gaat digitalisering het vak van de constructeur veranderen? Levels of intelligence - een denkmodel om verschillende niveaus van digitalisering bespreekbaar te maken. Het rapport is verkrijgbaar via de website van Stufib: stufib.nl//downloads/rapportenstufib/ 22? CEMENT 3 20 22 nodig zijn om te kunnen programmeren (op een basisniveau). Het is niet noodzakelijk om complete tools te ontwikkelen, maar wel om soepel samen te werken met software- ontwikkelaars en om de code van anderen te kunnen begrijpen en te controleren. Computational thinking? Het is niet nodig en ook niet haalbaar dat iedere constructeur kan programmeren. Wel vraagt digitalisering in alle rollen om een andere manier van denken. Dit wordt computational thinking genoemd. Het betekent dat je een vraagstuk zodanig kunt benaderen dat het door een computer kan worden opgelost. Het is een vaardigheid waar de ene persoon wellicht wat meer aanleg en affiniteit voor heeft dan de andere persoon, maar wat ook zeker kan worden getraind. Wat betekent dit in de praktijk? Het werk van de studiecel RoboCon is een startpunt. Het LOI-denkmodel is een hulp- middel om huidige ontwikkelingen te orde- nen en om deze bespreekbaar te maken. Het is ook een poging om in de toekomst te kijken, om te voorspellen wat veelbelovend is, maar ook wat valkuilen kunnen worden. Het is mooi te kunnen melden dat een eerste ver- volg al bekend is. Bij het Kennisportaal Constructieve Veiligheid is de taakgroep Digitale Ontwikkelingen gestart, die het rapport van de studiecel RoboCon als input gebruikt. Met elkaar in gesprek? In het kader 'Aanbevelingen' zijn de aanbevelingen van de studiecel opgenomen. De belangrijkste bevinding is dat het waardevol is dat con- structeurs en ontwikkelaars over digitalise- ring met elkaar in gesprek gaan, maar dat dit nog te weinig gebeurt. Het levels-of-intel- ligence-denkmodel is ontwikkeld als een stimulans en hulpmiddel om dit meer en gestructureerd te doen. De besproken the- ma's maken concreet welke onderwerpen nu en in de toekomst (gaan) spelen. De deel- nemers van de studiecel RoboCon hopen dat het rapport en het levels-of-intelligence- denkmodel anderen in het vakgebied inspi- reert om digitalisering niet te laten gebeuren, maar daar een actieve rol in te spelen. AANBEVELINGEN Naar aanleiding van het werk en de bevindingen van de studiecel zijn een aantal aan- bevelingen geformuleerd voor de constructeur en de bouwsector als geheel. ? Deel ervaringen en organiseer discussie over digitalisering Bespreek als constructeurs met elkaar welke ontwikkelingen gaande zijn en wat hier goed en niet goed in gaat. Het LOI-denkmodel kan hierbij structuur geven. ? Betrek de hele bouwketen bij digitalisering Zorg dat de hele bouwketen betrokken raakt bij de ontwikkeling, ook andere ontwerp- disciplines, uitvoering, onderaannemers, toetsende instanties en opdrachtgevers. ? Professionaliseer in het testen en valideren van tools Vind uit hoe testmethoden uit softwareontwikkeling effectief kunnen worden toegepast in ons vakgebied en welke nieuwe methoden moeten worden ontwikkeld voor de vakinhou- delijke validatie van tools. ? Werk aan digitale vaardigheden De studiecel RoboCon beveelt alle constructeurs aan om digitale vaardigheden te ver- sterken, bijvoorbeeld door te leren (visueel) programmeren. Ook is het raadzaam om als constructeur nu te gaan nadenken over de verschuivende rollen en welke daarvan bij je past. ? Ontwikkel tools op een verstandige manier en deel best practices Geef de borging van constructieve veiligheid prioriteit. Zorg dat geen producten of syste- men voorgetrokken worden. Zorg dat nieuwe ontwikkelingen ingepast kunnen worden. Geef aandacht aan cyber security en betrek hiervoor experts. Het is niet nodig en ook niet haal- baar dat iedere constructeur kan programmeren. Wel vraagt digitalisering in alle rollen om een andere manier van denken CEMENT 3 2022 ?23 24? CEMENT 3 20 22 Wat heeft je overtuigd constructeur te worden? Mijn interesse voor de gebouwde omgeving is ontstaan tijdens va- kanties als kind, waarin we da- genlang door steden en dorpjes struinden. Ik kreeg steeds meer interesse voor architectonische en stedenbouwkundige aspecten en ik merkte verschillen tussen bouw- stijlen op. De studie bouwkunde stond hoog op mijn lijstje, maar ik wilde dat er ruimte was voor mijn belangstelling voor wiskunde. Het constructeursvak is een perfecte combinatie van beiden. Pas als er iets misgaat erkent de maatschappij de rele- vantie van de constructeur. On- danks deze onbekendheid geeft het voldoening dat je als con- structeur eigenlijk een enorme impact hebt. Samen met de architect speelt de constructeur een belangrijke rol in het creëren van een prettige leefomgeving. We weten inmiddels allemaal dat de bouwsector verantwoor- delijk is voor 40% van de CO 2- uitstoot. Juist door in deze sector te werken is het mogelijk een verschil te maken en de belas- ting op het milieu te beperken. Heeft je werk voldaan aan de verwachtingen die je had toen je eraan begon? Lange tijd lag mijn aandacht bij gebouwen en tijdens een tussen- jaar na mijn bachelor Civiele Techniek heb ik met veel plezier bij Pieters Bouwtechniek gewerkt. Ik vond het geweldig om met de architect te puzzelen en aan de hand hiervan een constructief ontwerp te maken. Voor mijn af - studeren besloot ik echter om dieper het onderzoek in te dui- ken. Bij TNO heb ik onderzoek gedaan naar een methode om demping in hoogbouw te bepa- len door middel van metingen. Dit onderzoekend werk trok mij ook, waardoor ik het lastig vond een richting te kiezen. Na verdere oriëntatie kwam ik in contact met de infrastructuurafdeling van Arup. Het werk van dit team is heel afwisselend. Het werk is diepgaand en onderzoeksgericht, maar met een praktische toe- passing. Tijdens mijn eerste pro- ject bij Arup kwam alles samen: ontwerp, onderzoek, uitvoering. Hoe ontwikkel jij je in je vak? Als jonge constructeur wil ik mij breed ontwikkelen. Ik heb een "Juist door in deze sector te werken is het mogelijk een verschil te maken en de belasting op het milieu te beperken" In deze rubriek maken we kennis met Michelle Sonneveld. Zij deelt zijn ervaring als jonge constructeur bij de renovatie van de bestaande Suurhoffbrug. brede interesse en ik ben ervan overtuigd dat een brede ont - wikkeling veel voordelen brengt. Het helpt in het begrijpen van verschillende perspectieven. Doordat ik dicht bij de uitvoe- ring heb gestaan, kan ik een praktischer en veiliger ontwerp maken en doordat ik heb ge- werkt aan renovatie weet ik welke punten aandacht vragen bij een nieuw ontwerp. De constructeur kan en moet een positieve bijdrage op het milieu leveren door de juiste ontwerpkeuzes te maken en door de klant te informeren over de relevantie hiervan. Ik verdiep mij actief in de meest milieubelastende aspecten, beschikbare alternatieven, ontwikkelingen en het meet - baar en inzichtelijk maken van de milieu-impact van ontwerpvarianten. Dit laatste vind ik in het bijzonder inte- ressant, omdat een ogen- schijnlijk duurzame keuze dit niet altijd is. IR. MICHELLE SONNEVELD leeftijd 26 jaar opleiding TU Delft, Civiele Techniek, Structural Engineering afstudeerproject Sensitivities and prerequisites of the application of the Energy Flux Analysis to high-rise structures excited by wind using in situ measurements werkgever Arup functie constructeur werkzaam sinds 2020 baan gekregen door sollicitatie belangrijk in ontwikkeling Rob Doomen (Pieters Bouwtechniek) en mijn inspirerende collega's bij Arup eerste project Renovatie Bestaande Suurhoffbrug rol bij eerste project constructeur Mijn mening de jonge constructeur Deze rubriek is tot stand gekomen in samenwerking met YouCon, de vereniging van en voor jonge constructeurs. CEMENT 3 2022 ?25 Mijn project Mijn rol Renovatie Suurhoffbrug Mijn eerste project bij Arup was de renovatie van de bestaande Suurhoffbrug (foto 1), een stalen brug met een orthotroop rijdek. De brug vormt een belangrijke verbinding in de A15 tussen de Maasvlakte en het achterland in de Rotterdamse haven. Het is indrukwekkend om te zien hoe- veel zwaar vrachtverkeer deze brug passeert. Met de huidige verkeersbelasting is bij het ont - werp in 1970 geen rekening ge- houden. Het gevolg is dat met regelmaat inspecties en repara- ties aan het dek en de hoofd- draagconstructie worden uitge- voerd ter borging van de con- structieve veiligheid. De basculebrug ontwikkel- de vermoeiingsschade in de dek - plaat. Vanwege kosten, hinder en risico's is besloten de brug te versterken. Bekende versterkings- methoden waren niet geschikt; een versterking met hogesterk - tebeton heeft een te lange door- looptijd en de verkeersbelasting is te zwaar voor versterking met een gelijmde dunne staalplaat. Er is een alternatieve verster- kingsmethode ontwikkeld, waar- bij een stalen versterkingsplaat aan de bestaande dekplaat is gemonteerd door middel van zowel epoxy als bouten. Dit is een goed voorbeeld van de mo- gelijkheid als constructeur om de impact op het milieu te be- perken; het in stand houden van de waarde van een bestaande constructie is uiterst effectief. Na een voorstudie van deze versterking voor de Van Brienenoordbrug, moest de ver- sterking binnen een jaar worden doorontwikkeld voor de Suurhoff- brug. Vanwege de complexiteit van de versterking is veel aan- dacht besteed aan het aantonen van de werking van de verster- king en de uitvoerbaarheid op de bestaande brug. De werking Aantonen sterkte en duurzaamheid epoxy Vanwege de korte doorlooptijd van het project van circa een jaar, ben ik betrokken geweest bij de versterking van ontwerp tot realisatie. Ik ben in het bij- zonder bezig geweest met de keuze van het epoxyproduct met de meest geschikte eigen- schappen (mechanisch, viscosi- teit, hechting) en het aantonen van de sterkte en duurzaamheid van de gekozen epoxy in het versterkingsontwerp. De resulta- ten van de modellering en proe- ven zijn verwerkt en geïnterpre- teerd in nauw contact met Rijkswaterstaat, TNO en de Technische Universiteit Delft. Ik ben betrokken geweest bij de voorbereiding van de uitvoering en de begeleiding hiervan. Het was zeer leerzaam om bijvoor- beeld laswerkzaamheden in de praktijk te aanschouwen. Ik heb hier veel profijt van bij mijn vol- gende project; het uitwerken van het definitief ontwerp en het schrijven van de contracteisen voor de Van Brienenoordbrug. is aangetoond door middel van complexe modellering en een reeks testen. De uitvoeringsrisi- co's zijn beheerst door inten- sieve samenwerking met de aannemers tijdens het ontwerp en door het uitvoeren van een geschiktheidsproef, waarbij de versterking is gemonteerd op een dummy brugdek. PROJECTGEGEVENS project Renovatie Suurhoffbrug opdrachtgever Rijkswaterstaat aannemer Aannemerscombinatie STIPT (Dura Vermeer, Besix, Mobilis TBI en Hollandia Infra) versterking dek Hollandia Services en Takke Breukelen ingenieursdiensten Managing Contractor (een joint venture van Royal Haskoning DHV en Arup). Het technisch ontwerp is uitgewerkt door Arup 1 Versterkingswerkzaamheden Suurhoffbrug, foto: Thea van den Heuvel de jonge constructeur Positief toekomstbeeld dankzij nieuwe recyclingmethoden beton Ambities reductie primaire grondstoffen alleen kansrijk met innovaties 1 Recycling van vrijgekomen beton(puin) voor de toepassing in nieuw beton, foto: Remko Kerkhoven / Betonhuis 1 26? CEMENT 3 20 22 In het Rijksbrede programma Nederland Circulair in 2050 [1] is uiteengezet hoe we de economie kunnen ombuigen naar een duurzame, volledig circulaire economie in 2050. Het programma, gelanceerd in 2016, omschrijft wat nodig is om zuiniger en slimmer met grondstoffen, producten en diensten om te gaan. In 2018 is een Betonakkoord [2] opgesteld, een nati- onaal ketenakkoord voor duurzame groei van de betonsector, dat is ondertekend door overheid en bedrijfsleven (opdrachtgevers, aannemingsbedrijven, ingenieursbureaus, recyclingbedrijven, grondstoffenleveran- ciers, betonleveranciers). In dit akkoord zijn onder andere afspraken gemaakt over welke ketenpartner welke doelen en ambities gaat realiseren. Om een concrete aanpak te for- muleren zijn er binnen het Betonakkoord op een aantal onderwerpen uitvoeringsteams opgesteld: CO?-reductie, circulair ontwerpen, hergebruik betonreststromen, impact op natuurlijk kapitaal, MKI, kennis en innovatie, en onderwijs en kennisdeling. Deze teams zijn inmiddels klaar met hun werk en zijn opgeheven. Hergebruik beton Betonpuin kan, mist aan bepaalde voor- waarden wordt voldaan, uitstekend in nieuw beton worden hergebruikt. Belangrijk daar- bij is dat de verduurzaming van de betonke- ten in ieder geval niet ten koste mag gaan van de kwaliteit van het beton. Immers, een kortere levensduur komt de duurzaamheid van het beton ook niet ten goede. Het doel is dus een zo hoogwaardig mogelijk herge- bruik. Daarom moeten net als aan primaire grondstoffen, ook aan hergebruikte grond- stoffen kwaliteitseisen worden gesteld. Daarbij geldt dat de mate waarin materialen kunnen worden hergebruikt samenhangt met de kwaliteit en zuiverheid van het bron- materiaal. Zo geldt voor alle stromen recy- clinggranulaat conform beoordelingsricht- lijn BRL 2506 dat er maximaal 1% m/m. niet steenachtig materiaal (zoals hout en/of plas- tic) aanwezig mag zijn. Ondanks dit ogen- schijnlijk lage percentage wordt het voor de praktijk in sommige toepassingen als te veel ervaren en/of als risico beschouwd (bijv. drijvende bestanddelen). Er zijn echter ook producenten die een lager percentage kun- nen realiseren en daarmee zondermeer vergelijkbaar zijn met 'verontreinigingen' (waaronder oerhout) die ook in natuurlijk primair materiaal kunnen voorkomen. Door het uitvoeringsteam 'Hergebruik betonreststromen' van het Betonakkoord is in de 'Roadmap Hergebruik Betonreststro- men' [3] omschreven hoe moet worden omg egaan met het hergebruik van Kansen in de circulaire economie zijn er voor beton volop. Hoewel de winst het grootste is door hergebruik van gebouwen of constructies is het bekendste voorbeeld nog altijd het hergebruik van betonpuin als granulaat in nieuw beton. Maar dat laatste levert lang niet altijd een reductie op van de CO?-uitstoot. Door nieuwe recyclingmethoden kunnen de kwaliteit en vervangingspercentage van het granulaat echter flink worden verhoogd en ontstaan meer kansen met betrekking tot CO?-reductie. CEMENT 3 2022 ?27 BetongranulaatGrind behoefte Grind inno vatief 0,0 2,0 4,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 6,0 Grind (Mton/jaar) in 2030 Minimaal Maximaal Behoefte 8,0 5,0 2,0 2,0 15,3 grondstoffen. Zo wordt benoemd dat toele- veranciers in 2030 een kwaliteit leveren van betongranulaat die 100% hergebruik in nieuw beton mogelijk maakt, waarbij het groeipad zoals gesteld in tabel 2 het uit- gangspunt vormt (zie ook kader 'Betonres- tromen in het Betonakkoord'). In diezelfde 'Roadmap Hergebruik Betonreststromen' wordt verder expliciet aangegeven dat er meer aandacht gegeven moet worden aan de toepassing van de fijne fractie betongra- nulaat, omdat anders de hergebruikdoel- stellingen niet kunnen worden behaald.In dit artikel wordt nader ingegaan op het thema hergebruik en dan met name het (hoogwaardig) hergebruik van vrijgekomen beton(puin) voor de toepassing in nieuw beton. Moderne recyclingmethoden Het hergebruik van beton is aan bepaalde grenzen gebonden. Dat komt onder meer doordat toepassing invloed kan hebben op mechanische en fysische eigenschappen alsmede de beoogde levensduur. De grenzen hangen af van de kwaliteit van het granu- 2 Vergelijking vraag en aanbod grof toeslagmateriaal [3] 3 Traditioneel breken van beton levert twee deelstromen; te noemen grof betongranulaat (a) en (b) de fijne betongranulaatfractie Dankzij de nieu- we recycling- technieken zijn er nieuwe routes beschikbaar gekomen om te onderzoeken hoe 'oud' bindmiddel een tweede leven gegeven kan wor- den als (nieuw) bindmiddel DR.IR. MARC OTTELÉ Universitair Docent / Onderzoeker TU Delft, Faculty of Civil Engineering & Geosciences, Department 3MD, Materials & Environment Section, Sustainability Research Group auteur Tabel 1?Beschikbare hoeveelheid betonpuin 2018-2030 [3] 2018 2020 2025 2030 vrijkomend puin in NL (totaal) [Mton] 1920 22 25 betonpuin [Mton] 11,4 1213,2 15 Tabel 2?Ambitiepercentage van de beschikbare fractie van het aanbod van betonreststromen in welk jaar toegepast wordt in nieuw beton [2] percentage van het gerecyclede aanbod 2020 2025 2030 grind 50%75%100% ¹) zand 10%50%100% bindmiddel/vulstof 1%25%100% ¹) 100% komt overeen met het vervangen van circa 15 ? 20% primaire grondstoffen 2 3a 3b 28? CEMENT 3 20 22 laat. Bepalend is bijvoorbeeld de hoeveel- heid cementsteen die aan de korrels hecht. Dit cementsteen zorgt er namelijk voor dat het granulaat poreuzer is dan primair toe- slagmateriaal. Daarnaast leidt het tot een lagere volumieke massa. Momenteel zijn nieuwe betonrecyclingmethoden (scheidings- technieken) beschikbaar, die zich richten op het zo schoon mogelijk terugwinnen van de oorspronkelijke basisgrondstoffen voor beton: zand, grind en bindmiddel, met als doel deze materialen, al dan niet geüpcycled, zo hoogwaardig mogelijk te kunnen toepas- sen in de bouwsector (verderop meer over deze methoden). Enerzijds hebben deze methoden de potentie om materialen zodanig te scheiden dat (volledige) hoogwaardige herinzet (grote- re vervangingspercentages) in beton(meng- sels) mogelijk is, met behoud van kwaliteit. Anderzijds zijn er ook nieuwe routes beschik - baar gekomen om te onderzoeken hoe 'oud' bindmiddel een tweede leven gegeven kan worden, als (nieuw) bindmiddel (al dan niet gedeeltelijk opgewerkt) in nieuwe beton- mengsels (zie hiervoor ook Betoniek Vakblad 2020/3 'Terugwinnen van cement uit beton' [4]). Zo is er een lopend promotieonderzoek gaande bij de faculteit Civiele Techniek (afdeling 3MD, sectie M&E, Sustainability research group), dat zich met name richt op deze zeer fijne teruggewonnen fractie met als doelstelling om hier weer een geschikt bindmiddel van te maken. Maar ook andere niet eerder gestelde onderzoeksvragen wor- den relevant in het kader van het bepalen van de kwaliteit (gebruikte bindmiddel/ vulstoffen/toeslagmateriaal) vooraf in de constructie, om zo tot een efficiënte waarde- bepaling te komen van het gerecyclede ma- teriaal (zie Cement 2021/8 'Selectief slopen van betonconstructies' [5]). Met bijvoorbeeld windshiftingtechnieken kan gehydrateerd cement gescheiden wor- den van ongehydrateerd cement. Juist het hergebruiken van cement/bindmiddel kan leiden tot een grote reductie van CO?, omdat dat het gebruik van primair cement kan be- perken. Implementatieroutes om het (oude) teruggewonnen bindmiddel (zo hoogwaar- dig) mogelijk toe te passen zijn: 1?Als een inerte vulstof (type l addition) direct in het nieuwe beton; 2?Als een reactieve vulstof (type II addition) direct in het beton, waar het gebruikt kan worden als vervanger van primair cement; 3?Als een ruwe grondstof voor klinkerpro- ductie, waardoor minder primaire kalksteen nodig is, wat resulteert in lagere initiële CO?- reductie; 4?Als een ruwe grondstof voor samengestelde cementen (bijvoorbeerld als vervanger van vliegas/tras etc.); 5?In combinatie met (alkalische) activator als een type geopolymeer. Nieuwe regelgeving De innovatieve scheidingstechnologieën hebben een kansrijke route geopend om een onderdeel te vormen in het (hoogwaardig) sluiten van kringlopen in de betonsector. Het ontbreken van regelgeving voor de (alge- mene) toepassing van deze moderne schei- dingsmaterialen vormt op dit moment ech- ter (nog) een belemmering. In diverse gremia staat het thema wel geagendeerd zoals in de uitvoeringsteams 'Kennis en innovatie' en 'Hergebruik betonreststromen'. In november 2021 is er een nieuwe CROW- CUR Aanbeveling verschenen voor het ge- bruik van de fijne en grove fractie recycling- granulaten verkregen uit (met name) moderne scheidingstechnologieën (CROW-CUR Aan - beveling 127 Beton met betongranulaat als fijn en/of grof toeslagmateriaal [6], zie arti- kel 'Hogere percentages hergebruik dankzij innovatieve recyclingmethoden' elders in dit nummer). Het daarin toegestane vervan- gingspercentage wordt direct gekoppeld aan de waterabsorptie en daarmee aan de kwaliteit van het fijne en grove betongranu- laat. Dit is een nieuwe aanpak ten opzichte van de regels in de CUR-Aanbevelingen 106 [7] en 112 [8] (tabel 3). Op dit moment ontbreekt het nog aan een concreet toekomstig ontwikkelpad voor her- gebruik van het teruggewonnen bindmiddel (bijvoorbeeld op het niveau van een aanbe- veling), al zijn er Europese ontwikkelingen (CEN-TC51) waarbij er gewerkt wordt aan de mogelijkheid om 20% cementsteenrecyclaat als grondstof (main constituent) toe te BETONRESTROMEN IN HET BETONAKKOORD In het Betonakkoord zijn de vol- gende ambities geformuleerd over het hergebruik van beton- reststromen: ? 100% van al de betonreststro- men is in 2030 op een kwaliteits- niveau dat het toegepast kan worden in nieuw beton, waarbij er transparantie is over de her- komst en samenstelling van de reststromen, en aansluiting op erkende keurmerken en trans- parante meetmethodes. ? 100% van al de betonreststro- men wordt in 2030 toegepast op een wijze dat het blijvend toegepast kan worden in nieuw beton, met andere woorden dat door toepassing geen vervuiling en dergelijke optreedt, die toe- komstig hergebruik in de weg staat. ? 100% terugname door de betonketen van al de vrijko- mende betonreststromen per 2030. CEMENT 3 2022 ?29 voegen aan de cementproductie. Uiteraard moet deze ontwikkeling in perspectief wor- den geplaatst met overige verduurzamings- mogelijkheden (handelingsperspectieven) zoals benoemd in het Betonakkoord, maar het geeft duidelijk weer dat het veld op dit moment in ontwikkeling is, met een diversi- teit aan verduurzamingsopties met bijbeho- rende nieuwe, zowel wetenschappelijke als praktische, vraagstukken. Recyclingmethoden Zoals eerder aangegeven zijn er op dit mo- ment innovatieve mechanische recycling- methoden in ontwikkeling en/of maken deze de stap naar verdere implementatie in de markt. De vier voornaamste technieken zijn: Smart Liberator C2CA Circulair Mineraal Mangeler De drie eerstgenoemde methoden hebben al installaties die op praktijkschaal kunnen produceren. De Mangelertechniek verkeert in een opschaalfase, maar zal naar verwach- ting binnenkort de stap naar praktijkschaal zetten. Hieronder worden deze vier technie- ken nader toegelicht. Smart Liberator? De in Nederland inmiddels verst ontwikkelde techniek is de Smart Libera - TOEPASSING BETON EN GRANULAAT Het is de verwachting dat in 2030 het totale verbruik van beton per jaar zal toe- nemen tot ongeveer 15 miljoen m³ beton. Hiervoor is circa 27,8 miljoen ton toeslag- materialen nodig (75 vol%), waarvan 12,5 miljoen ton zand (45%) en 15,3 miljoen ton grind (55%). Daarnaast is voor de productie van beton naar schatting 4,8 miljoen ton cement nodig [3]. In het meest gunstige geval