VUB'ers gaan op zoek naar duurzame en ecologische alternatieven voor beton
Drie VUB-onderzoeksgroepen, de Ingenieur-architecten, Bouwkunde en Fysische Chemie, gaan samen in een groot Europees onderzoeksproject onder de naam Reconstruct bekijken hoe we anders kunnen gaan bouwen met beton. De gangbare betonbouw-praktijk kost heel veel energie, veel grondstoffen en heeft dus een aanzienlijke ecologische kost. Ze willen daarbij werken op de samenstelling van het beton, meer demonteerbare bouwsystemen introduceren en de traceerbaarheid van de materialen verbeteren, door voor elk gebouw een materialenpaspoort op te stellen. Het project wordt gedragen door zestien Europese partners en wordt gefinancierd binnen Horizon Europe.
“We gaan experimenteren met beton waarin andere dan de klassieke elementen verwerkt zitten”, zegt VUB-professor Hubert Rahier. “De twee materialen die het meest bijdragen aan de koolstofvoetafdruk van beton zijn het cement en het wapeningsstaal. Daarvoor gaan we samen met de Reconstruct-partners koolstofarme alternatieven testen. Dat kunnen recyclageproducten uit afbraak van betonnen constructies zijn of ander gerecycleerd materiaal in combinatie met textielwapening. Daarmee hopen we op termijn beide basiselementen van beton te kunnen vervangen.”
Alkalii-geactiveerd cement
Om het cement uit het productieproces te halen, ontwikkelt het VUB-team een innovatief beton op basis van alkali-geactiveerd cement, waarin gemalen gegranuleerde hoogoven- en voorbehandelde biomassa-assen zijn verwerkt. “Met dat materiaal kunnen we 80 procent van de koolstof-uitstoot besparen in vergelijking met gewoon cement”, aldus Rahier. “De productie ervan draagt bovendien bij tot de circulaire economie, omdat het grote hoeveelheden industriële bijproducten bevat.”
Textiel vervangt staal
De VUB werkt ook samen met lokale bouwpartners om een lichtgewicht en modulair vloersysteem te ontwikkelen waarbij niet alleen gerecycleerd beton, maar ook textielmaterialen gebruikt worden, zoals glasvezel, om de stalen wapeningsstaven te vervangen. “Bij traditionele betonbouw heb je een dikke laag betondekking nodig om te voorkomen dat het wapeningsstaal corrodeert”, zegt professor Tine Tysmans. “Dat probleem heb je niet meer als je vezeltextiel gebruikt als wapening, waardoor je veel slankere betonelementen kan maken. Dat betekent niet alleen dat minder grondstoffen nodig zijn voor de betonnen elementen, maar ook dat de funderingen minder zwaar worden, en dat ecologische én economische winsten kunnen gemaakt worden op transport en bouwproces.”
Hergebruik: nog werk aan de winkel
De samenstelling van het beton veranderen is maar een eerste stap. We moeten beton ook leren hergebruiken. “Op de werf worden betonstructuren nog vaak aaneengestort tot één grote monoliet. Bij de sloop kunnen we dan enkel nog het basismateriaal recycleren“, zegt onderzoeker Jeroen Poppe. “De structuur ontmantelen voor hergebruik, is bij gestort beton onnodig moeilijk.”
De Reconstruct-partners willen daarom een verschuiving naar meer droogbouw en modulariteit in het ontwerp van betonconstructies. Door te werken met gestandaardiseerde prefabelementen en ze droog te verbinden, kan je het gebouw bij afbraak ook weer helemaal uit elkaar halen. “Hoe generieker de elementen, hoe gemakkelijker ze dan in een andere setting hergebruikt kunnen worden”, zegt Poppe.
Testgebouw
De VUB zal in een Brusselse Demonstrator testen hoe die prefab bouwsystemen een verschil kunnen maken. Op de site van Green Energy Park in Zellik wordt met dat doel een gebouw opgetrokken, dat in onderdelen uit elkaar kan worden gehaald. Die onderdelen zullen dan vervangen worden door nieuwe, circulaire betonelementen en getest worden op sterkte en duurzaamheid.
Als aanvulling op de technische strategieën duikt Reconstruct ook in de digitale wereld: met behulp van productpaspoorten en digitale twinning willen ze materialen door het waardenetwerk kunnen volgen. “Met digitale tools en AI-gebaseerde technologie willen we helpen om voorspelbare, lokale toeleveringsketens voor hergebruikmaterialen op te bouwen”, besluit Poppe. Zo kunnen we op elk moment bijhouden waar er in de bouwketen componenten gaan vrijkomen, welke actie we moeten ondernemen om ze te recupereren en hoe we ze kunnen hergebruiken in nieuwe gebouwen.”
