Als abonnee heb je toegang tot alle artikels op BOUWKRONIEK.be

Materiaal

Lokaal geproduceerde gevelsteen beperkt koolstofuitstoot

Dynamisch teamwork en aandacht voor circulariteit en hergebruik van materialen resulteerden in de Gent Waste Brick for DING, die de Belgian Construction Award 2022 in de categorie Climate Future Product/Concept won. Deze prijs bekroont een product of concept dat omwille van zijn innovatief en duurzaam ontwerp ecologisch een verschil maakt. BC Materials produceerde deze koolstofarme gevelsteen van lokaal gerycleerd afvalmateriaal voor de nieuwe vleugel DING van het Design Museum Gent.

BK 2023 1 CM bc materials 1

Bij de realisatie van de nieuwe vleugel DING stond een circulaire aanpak centraal. “Onze hefboom was een call bij Vlaanderen Circulair om daar onderzoek naar te doen”, vertelt Katrien Laporte, directeur van het Design Museum. “Bedoeling was een lokale circulaire gevelsteen te ontwikkelen. Aanvankelijk vormden we een consortium met StoneCycling uit Amsterdam, maar daar klopte het transportplaatje met het afval niet meer en bovendien bleef het een gebakken steen. Daarom zijn we gaan aankloppen bij BC Materials, een informeel collectief dat bestaat uit BC Architecten, BC Studies en het materiaalproductiebedrijf BC Materials. Met een subsidie van 100.000 euro werd gedurende anderhalf jaar aan de ontwikkeling van de  speciale gevelsteen gewerkt.”

 

Met vallen en opstaan

In een eerste fase werd onderzocht hoe de zandfractie lokaal kon worden gehouden. Tevens werden de beschikbare minerale reststromen onder de loep genomen: glas, gebroken beton, gebroken baksteen, mortel van gesloopte gebouwen en zand van uitgegraven werven. “We probeerden met deze ‘afvalstoffen’ machinaal stenen te persen”, vertelt Ken De Cooman, medeoprichter van BC Materials. “Op die manier realiseerden we een hele reeks prototypes en voerden we testen met verschillende mengelingen uit. De combinatie van onder meer fijngemalen beton en wit constructieglas, met kalk als belangrijkste bindmiddel, bleek het beste resultaat op te leveren. Helaas bleek deze steen niet meteen te voldoen aan de F2-klasse voor metselwerk, toepasbaar in strenge klimatologische omstandigheden (vorst-dooiweerstand). Na een optimalisatieproces en een tweede prototyping-cyclus voldeden we gelukkig wel aan alle criteria. Voor de mortel doorliepen we eenzelfde proces. Uiteindelijk werden beide door de Belgian Construction Certification Association (BCCA) gecertificeerd.”

 

Lokaal en flexibel

Natuurlijk moest ook de productie financieel en praktisch haalbaar zijn. “Gelukkig was dat het geval”, aldus Ken De Cooman. “Meer nog, we ontdekten dat die lokaal en op een heel agiele en flexibele manier kon worden georganiseerd. Daardoor zouden we ook het transport kunnen minimaliseren.” Voor DING zal de productie naar alle waarschijnlijkheid op de Arsenaalsite in Gentbrugge gebeuren. Het proces zou een drietal  maanden duren en ongeveer 100.000 stenen opleveren, waarvan er waarschijnlijk 85.000 tot 90.000 in DING zullen worden verwerkt. Concreet worden de afvalmaterialen gefilterd en gesorteerd, waarna ze tot de gespecificeerde vorm en grootte worden geperst. Dit eenvoudige proces veroorzaakt geen emissies, nevenproducten of afval, en kan gemakkelijk naar een andere stedelijke omgeving worden gekopieerd. De Gent Waste Brick for DING wordt uitgehard in plaats van gebakken en verkrijgt zijn sterkte door carbonatatie (de kalk vangt CO2 uit de atmosfeer op waardoor de gevelstenen uitharden). De unieke materiaalsamenstelling zorgt voor een steen die, ondanks de beperkte hoeveelheid materiaalgebonden emissies, voldoende sterk en resistent is voor buitentoepassingen. Het fabricageproces, in combinatie met het gebruik van gerecycleerde grondstoffen en composietmaterialen, levert een gevelsteen op met een CO2-uitstoot van amper 0,17 kg (of 1/3 van die van een gebakken gevelsteen op basis van klei) met 63% gerecycleerd stedelijk afvalmateriaal.

Nieuw en oud samen

Ondanks het gebruik van reststromen is de Gent Waste Brick even duur als de high-end traditionele gevelstenen. Daar staat – naast de circulariteit - tegenover dat aannemers opnieuw de eeuwenoude methode van het kalkmortelen kunnen toepassen. “Dit is sterk genoeg en flexibeler dan cementmortelen, dat wel sterker maar ook brozer is en een groter risico op scheuren in de mortel inhoudt. Kalkmortel bevat ook geen additieven en polymeren die de werkbaarheid van de mortel veranderen. Hij zorgt er bovendien voor dat je je stenen makkelijk van elkaar kunt scheiden en recycleren, in tegenstelling tot cementmortel. Enig minpuntje is dat enkel oudere metselaars nog  voldoende over deze vakkennis beschikken. Zij zullen de jongere garde moeten demonstreren hoe met onze innovatie te werken”, luidt het.

Grote interesse
Kamp C toonde zich als eerste vragende partij om ook de gevelstenen van BC Materials te gebruiken voor het circulaire en biogebaseerde huis The Exploded View van Biobased Creations dat eind april op Kamp C wordt gebouwd. Intussen volgden al vele andere belangstellenden. “Er lopen ook gesprekken met een industriële partner over een permanente productie”, vertelt Ken De Cooman. “Voorlopig hebben we echter enkel een certificaat voor DING; dat moeten we zien uit te breiden naar een permanent certificaat. Toch speelt er nog een ander punt mee. Onze stenen kunnen perfect in vibrocompactie worden gemaakt, wat toelaat om de productie-output tot dertig of veertig keer te verveelvoudigen. Helaas komt dan de lokale korte keten in het gedrang, aangezien we aan een centrale productieplaats zijn gebonden. Dan zouden we over onze distributie moeten nadenken, maar een opschaling is zeker niet uitgesloten.”

BCA Award

Ken De Cooman en Katrien Laporte waren erg blij dat ze de Belgian Construction Award in ontvangst mochten nemen. “Dit toont aan dat zowel BC Materials als het museum vanuit co-creatie en met de steun van de overheid heel belangrijke stappen zetten. We brengen zo een hoopvolle boodschap in tijden van een energiecrisis en de gedwongen sluiting van baksteenproducenten. Bovendien kunnen we zo wegen op het beleid en trachten de normeringen te versoepelen. Onze Gent Waste Brick toont tevens hoe een designmindset sneller tot innoverende resultaten kan leiden dan commerciële of industriële R&D-trajecten. Onderzoek vormt trouwens één van de kernactiviteiten van een goed designmuseum. De steen zelf zorgt niet alleen voor een massale koolstofbesparing, maar heeft ook een grote impact op het denken van mensen”, beklemtonen ze. 

Echt teamwork

Design Museum Gent, sogent, TRANS Architectuur, het Londense architectenkantoor Carmody Groarke, BC Materials en het Britse Local Works Studio verrichtten gezamenlijk het onderzoekswerk. Het project werd gesubsidieerd door Vlaanderen Circulair en de stad Gent. 

F1-klasse voldoende

Dat het niet eenvoudig was om de certificering te krijgen, heeft volgens Ken De Cooman te maken met de normen die in België strenger zijn dan Europees het geval is. “Tevens heerst er flink wat conservatisme inzake het herinterpreteren van normen. Zo geldt voor dit project de F2-klasse voor de hele gevel,  terwijl dit volgens de soepelere Eurocode 6 niet hoeft. UGent vond die F2-klasse ook te streng voor een stad die kampt met het Urban Heat Island-effect en oordeelde dat de F1-klasse (blootstelling aan matige klimatologische omstandigheden) kon volstaan”, stelt hij.

Nieuwsbrief

Wens je op de hoogte te blijven van inzichten, projecten, trends en evoluties in de bouwsector? Schrijf je nu in blijf up-to-date!


Bouwprojecten