CO2-neutrale kubus

Origineel artikel (bron): Thomas van Belzen, Cobouw.nl 

Dorien Staal, Directeur van TBI-onderneming Voorbij Prefab, en Niki Loonen (ABT) bonden de strijd aan met traditioneel beton. Ze wilden het materiaal CO2-onschadelijk maken. En claimen nu de primeur.

Elke betonleverancier heeft een eigen laboratorium waarin medewerkers dagverse betonmengsels ‘koken’ en gieten in kubusvormen van tien bij tien centimeter. Een doorgewinterde ‘chef-kok’ ziet vrij snel of de ingrediënten goed op elkaar reageren en of het betonrecept geslaagd is. Maar voor de certificatie-instellingen van deze wereld moet de sterkte van de uitgeharde kubus keer op keer worden getest. Na 24 uur, na een week en dan weer na 28 dagen.

In het laboratorium van Voorbij Prefab in Amsterdam draaide de betontechnoloog, Ruud Out, de afgelopen maanden overuren. Aangemoedigd door directeur Dorien Staal en betonexpert Niki Loonen joeg hij de droom van menig betontechnoloog na: een recept uitdokteren voor klimaatneutraal beton. Want ondanks diverse verduurzamingsinitiatieven in de betonsector, is een gemiddeld betonmengsel nog altijd verre van schoon: per kuub stoot beton tweehonderd kilo kooldioxide uit.

Emmertjes met grondstoffen

Staal is naast directeur van Voorbij Prefab voorzitter van de Betonvereniging. Loonen werkt al jaren als betonadviseur bij ABT, een gerenommeerd ingenieursbureau uit Velp. De twee vonden elkaar in hun gedeelde ambitie de betonsector te verduurzamen. Als partners in crime trokken ze ten strijde om tot een CO2-neutraal betonrecept te komen.

Mengen, koken, gieten, testen. Steeds weer met andere ingrediënten. Wekelijks kreeg technoloog Out (zie foto) op verzoek van het ijverige duo Staal-Loonen allemaal emmertjes aangeleverd met grondstoffen die mogelijk konden bijdragen aan dat hoogste, kooldioxidevrije doel.

Maar telkens een nieuw recept bereiden gaat niet zonder slag of stoot. En dus stonden de betrokkenen constant in de scrummodus. Telkens viel er weer wat te proberen en te leren. De ene keer was het mengsel onwerkbaar. De andere keer bleek de druksterkte onvoldoende en mailden Staal en Loonen elkaar nog dezelfde avond met nieuwe inzichten of suggesties.

Geen plumpudding

Op het podium van de Cobouw Awards, waar Staal eind november werd uitgeroepen tot bouwvrouw van het jaar, sprak de bouwdirecteur nog haar ambitie uit. Voor de kerst moest een CO2-neutraal betonblok het licht zien. Toen was dat doel nog niet gehaald en wist ze naar eigen zeggen niet of het zou lukken.

Maar nu, een maand later, kunnen Staal en Loonen een doorbraak claimen. Na veel koken, mengen, testen en mailen gebeurde vorige week wat al die tijd uitbleef. Tijdens het ‘koken’ vermoedde Loonen al dat het goed zat en hij wist het zeker toen de kubusvorm werd gevuld. Geen plumpudding dit keer, ook niet te stroef, “dit is een lekker betonnetje”, dacht hij.

Na 24 uur kreeg hij gelijk en overtroffen de resultaten van de kwaliteitsproeven alle verwachtingen. Het klimaatvriendelijke beton bleek sterker dan nodig: 24 megapascal waar dat minstens 20 moet zijn. Eigenlijk is daarmee voldoende bewezen dat de kubus ook de zeven én de 28-dagen-proeven zal doorstaan. “De ontwikkelcurve is krankzinnig", constateert een opgewekte Loonen.

Een kubus klimaatnegatief beton

Waar de claim van het tweetal precies op neerkomt? Een kubus klimaatnegatief beton, die niet alleen sterk genoeg is voor de zwaarste bouwconstructies, maar ook bijdraagt aan een beter milieu. “Per saldo stoot dit mengsel geen tweehonderd kilo CO2 per kuub uit, maar slaat het drie kilo CO2 per kuub op.”

Het mengsel voldoet volgens de samenstellers bovendien aan de relatief strenge Europese betonnorm. Die schrijft voor dat minimaal 20 procent van het toegepaste bindmiddel uit Portlandcement moet bestaan.

Het beste van 2023

“We hebben het beste op het gebied van betoninnovaties uit 2023 bij elkaar gebracht”, zegt Staal nuchter. Het precieze recept geeft ze nog niet prijs, maar het brouwsel bestaat in ieder geval uit de volgende ingrediënten:

Geoptimaliseerd alkalisch geactiveerd zelfverdichtend beton, betongranulaat van afvalverwerker Renewi, Freesand van Urban Mine, aangevuld met gecarbonateerde gerecyclede betonfines van Heidelberg, een beetje Ecocem Superfine én tot slot CO2-negatief koolstof van Clim@add.

De koolstof (De C van CO2) van het laatste ingrediënt komt vrij bij verbranding van biomassa, wanneer er geen zuurstof aan toegevoegd wordt.
 

Laatste puzzelstukje

Je moet een betonexpert zijn om te begrijpen wat voor grondstoffen hier precies gebruikt worden. Ongetwijfeld zal er discussie over het procedé ontstaan. Maar het komt erop neer dat voor de CO2-neutrale kubus vooral secundaire grondstoffen gebruikt worden die CO2 opslaan.

Vooralsnog zijn er geen officiële instanties die deze claim kunnen bevestigen, maar de levenscyclussoftware van het tweetal wijst wel in de goede richting. Betonexpert Loonen glundert als hij over de kubus vertelt. “Lange tijd misten we één laatste puzzelstukje. Dat bleek uiteindelijk de CO2-negatieve koolstof te zijn.”

Amper een maand geleden kwam het duo pas met dat cruciale puzzelstukje in aanraking. Het spande erom of het emmertje koolstof er op tijd zou zijn, maar Staal en Loonen hielden aan. En de aanhouders wonnen dit keer. Staal: “Wij schrijven geen rapporten, stellen niet eerst duizend vragen, maar testen. Niemand is bang om te falen. Al het gedoe is eruit.”

Hebben ze een wereldprimeur te pakken? “Ja”, reageren de twee in koor. Zonder twijfel. “Ons mengsel is CO2-neutraal, opschaalbaar en past binnen de norm. Volgend jaar gaan we de eerste wand storten. Maar het is ook geschikt voor vloeren en zelfs voor pijlers van gebouwen.”

Hoopvol verhaal

Is hun missie volbracht? Nee, zegt Staal. "Want nu moeten we opschalen en daar hebben we investeerders voor nodig. En misschien moeten we nog iets doen aan de vrij donkere kleur: antraciet. Je wilt namelijk niet dat er overal andere kleuren huizen staan." Maar ze twijfelt er niet aan dat dit een belangrijk moment is voor de betonsector, die in 2030 CO2-neutraal wil zijn. "Daarom willen we dit nu delen als hoopvol verhaal. Onmogelijk, zei iedereen toen we hiermee van start gingen. Maar het is ons gelukt. Voor de kerst."