Duurzaam beton weer een stap dichterbij

Onlangs vond een bijzondere betonstort plaats in de Scheepsbouwloods in Rotterdam. In dit iconische bouwwerk uit 1922 werden ooit onderdelen voor het vlaggenschip SS Rotterdam gemaakt. Het wordt nu gedeeltelijk door J.P. van Eesteren, in opdracht van Havenbedrijf Rotterdam, gerenoveerd om ook de komende jaren weer in dienst te blijven van de scheepsbouw. De betonstort is een mijlpaal omdat hier voor het eerst door J.P. van Eesteren geopolymeerbeton is toegepast. 

Het verhaal van de stort begint zo’n twee jaar geleden. “We waren al een tijd op zoek naar manieren om het gebruik van beton duurzamer te maken”, legt planvoorbereider Dirk Blom van J.P. van Eesteren uit. “Onze trainee Cindy Breedijk dook voor haar afstudeeropdracht in verschillende methodes om dit voor elkaar te krijgen. Een van de alternatieven die zij vond, was geopolymeerbeton.”

50 tot 85 procent minder CO2

Geopolymeerbeton is duurzamer dan regulier beton vanwege de samenstelling. Voor ‘gewoon’ constructiebeton wordt onder andere gebruik gemaakt van portlandcement. Dit wordt gemaakt door kalksteen te verhitten; de energie die daarvoor nodig is, veroorzaakt veel CO2-uitstoot. Portlandcement kan maar deels vervangen worden door hoogovenslakken. Bij geopolymeerbeton wordt het portlandcement geheel vervangen door hoogovenslakken, in combinatie met een vliegas en een alternatieve activator. Deze hoogovenslakken zijn een bijproduct van staalproductie met behulp van kolen. Door het cement te vervangen is er weinig energie nodig om geopolymeerbeton te maken, en dus minder CO2-uitstoot. Dat betekent een CO2-reductie van 50 tot 85 procent vergeleken met traditioneel beton.

Daarmee past geopolymeerbeton goed in het duurzaamheidsbeleid van J.P. van Eesteren. “Terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen als CO2 is een speerpunt binnen de samenleving als geheel en natuurlijk ook voor ons als bouwer”, zegt Bas Wijman, projectcoördinator duurzaamheid. “Uit de nulmeting die we eerder hebben laten opstellen, blijkt dat 98% van de CO2-uitstoot van ons bedrijf afkomstig is van onze projecten. Het aandeel van beton daarin is meer dan 50 procent! Het is dus logisch om met het verduurzamen van beton te beginnen als je de CO2-uitstoot wilt reduceren.”

Bijvangst: minder beton

Ondanks dat geopolymeerbeton wereldwijd al meer dan een eeuw toegepast wordt, is het in Nederland een redelijk nieuw product dat nog niet op grote schaal is toegepast. Om ervaring ermee op te doen, deed J.P. van Eesteren in oktober 2022 al een proefstort, voor een nieuwe hal bij TBI-zusje Voorbij Prefab in Amsterdam. “Het storten van regulier beton is zo’n integraal onderdeel van onze projecten – we hoeven er eigenlijk nauwelijks bij na te denken”, zegt Dirk. “Storten van geopolymeerbeton is net even anders. Daar moeten we aan wennen. Daarom was het belangrijk om eerst een proefstort te doen: waar lopen we tegenaan en wat is het resultaat? Ook van wat er niet goed gaat, leer je!” 

De proefstort was succesvol en leverde ook een aantal onverwachte pluspunten op. Zo gaf betoncoördinator duurzaamheid Niki Loonen van ABT Adviseurs aan dat de constructie geoptimaliseerd kon worden: door meer funderingspalen toe te passen, kon de betonvloer dunner uitgevoerd worden, waardoor er uiteindelijk met 11 procent minder beton kon worden volstaan dan aanvankelijk berekend. Dirk: “Ook dat is duurzaamheidswinst: hoe minder materialen, hoe beter.”

De primeur

Met de positieve ervaringen van de proefstort in het achterhoofd, keken Dirk en zijn collega’s uit naar een mogelijkheid om geopolymeerbeton binnen een project toe te passen. “Allereerst heb je een opdrachtgever nodig die ervoor openstaat – het is toch een relatief nieuw product”, zegt Dirk. “Bij voorkeur moest het ook een niet al te groot oppervlakte zijn, we zijn immers nog lerende, en geen hoofddraagconstructie, want de bestaande wet- en regelgeving sluit nu nog niet aan bij het toepassen van portlandvrije beton. Tot slot moest er ook ruimte zijn binnen de planning om dit op te pakken. Het vraagt namelijk wat meer voorbereidingstijd dan ‘conventionele’ beton.” De Scheepsbouwloods in Rotterdam voldeed aan alle eisen: een eenvoudige vloer van 300m² voor opdrachtgever Havenbedrijf Rotterdam, die zelf een verduurzamingsagenda heeft en al eerder met geopolymeerbeton van SQAPE had gewerkt. Ook hier bleek bovendien extra milieuwinst te behalen: betoncoördinator duurzaamheid Niki Loonen van ABT Adviseurs optimaliseerde de constructieve berekeningen, waardoor er 30 procent minder beton en 30 procent minder bewapening nodig was. Hiervoor werd het geopolymeerbeton met 60 mm lange staalvezels uitgerust in combinatie met traditionele wapening. 

Een week voor de geplande stort, werd ook voor dit project een proefstuk gestort en gevlinderd. “Het was nieuw voor ons als uitvoeringsteam en voor onze stortploeg van Vloertechniek, daarom was het goed om er vooraf een beetje ervaring mee op te doen”, zegt Pim Rook, uitvoerder bij Verbouw, Onderhoud en Renovatie van J.P. van Eesteren. “Op basis van de proefstort konden we de samenstelling iets aanpassen zodat het op de stortdag zelf beter en sneller te verwerken zou zijn. Ook ervaarden we dat we zeer snel met vlinderen moesten beginnen: geopolymeerbeton trekt namelijk veel sneller aan dan traditioneel beton.” 

Bij de eerste lading beton op de stortdag was de consistentie van het mengsel aanvankelijk toch nog een uitdaging voor de pomp. Door in overleg met SQAPE water toe te voegen, werd dat bij de volgende ladingen opgelost. Vanwege het snel opstijven van het beton werd bij de reeds afgereden vloer al begonnen met vlinderen terwijl het laatste deel van de vloer nog gestort moest worden. “Dat was wel even wennen, maar het eindresultaat is vergelijkbaar met conventionele beton”, zegt Pim. “Het is een heel goed streven om de CO2 uitstoot te verminderen waar mogelijk. Daarom zou ik collega’s aanraden om met geopolymeerbeton te experimenteren als het project dat toelaat.”

Belangrijke eerste stap

“Een vloer van 300m² is klein qua oppervlakte maar wel van grote betekenis”, zegt Bas. “Het is een eerste stap in de transitie die we als bedrijf willen maken, samen met onze opdrachtgevers en partners zoals ABT Adviseurs en cementleverancier SQAPE. De volgende stap is opschalen naar grotere projecten en de kennis die er is, verder brengen. Want dit is nog maar het begin.”

“Je kunt de vergelijking trekken met de ontwikkeling die we hebben gezien in de autobranche”, zegt Dirk. “Na de benzine- en dieselmotor hadden we de hybride uitvoering als tussenstop om uiteindelijk naar een elektrische motor over te stappen. Hier is conventionele beton het startpunt en is het geheel vervangen van portlandcement door hoogovenslakken met activatoren de tussenstap. Want hoogovenslakken zijn eindig: als de staalindustrie overstapt op waterstof in plaats van kolen, is het product niet meer beschikbaar.  We moeten dus blijven pionieren en innoveren om een echt duurzame soort beton te ontwikkelen. Ondertussen zetten we al een belangrijke stap in de goede richting door ons bij ieder nieuw project standaard af te vragen: kan het met minder beton en leent het project zich voor geopolymeer beton? Op deze manier dragen we allemaal bij aan het vliegwiel naar verduurzaming.”