Hoe mooi kan het zijn, permanente CO2 opslag in betongranulaat
dinsdag 19 juli 2022
Het is al mooi als je van afval – betonpuin – een hoogwaardige grondstof maakt voor nieuw beton – betongranulaat. Waardoor beton circulair wordt. Nog mooier is het als je tijdens de productie van betongranulaat een significante hoeveelheid CO2 bindt. En helemaal mooi is het als hierdoor de kwaliteit van het betongranulaat wordt verbeterd, waardoor je minder cement nodig hebt in het nieuwe beton.
Bij de productie van cement en meer specifiek van klinker wordt veel kalk toegepast. Deze kalk splitst CO2 af (calcinatie) en vormt verbindingen met andere mineralen. Wanneer klinker met water reageert, komt de kalk deels terecht in portlandiet en deels in cement-gel. Deze kalkverbindingen kunnen weer CO2 opnemen en vastleggen als kalk. Dit is permanent en onomkeerbaar (tenzij je het materiaal weer gaat calcineren).
De reactie met CO2 gebeurt aan het oppervlak van beton tijdens de levensduur, wat bekend staat als carbonatatie. Dit is meestal ongewenst, omdat bij vergaande carbonatatie de wapening gevaar voor corrosie loopt. Carbonatatie vindt vooral in een deel van de betondekking plaats. De diepte is afhankelijk van de betonkwaliteit (cementsoort, wcf, nabehandeling, hydratatiegraad, levensduur), maar ook van de vochthuishouding. In droog beton kan CO2 snel in de poriën dringen, maar er is vocht nodig voor de carbonatatie-reactie. Wisselend nat-droog is dus het meest gunstig voor carbonatatie.
Na het granuleren van beton wordt een groot nieuw oppervlak per ton betonpuin gecreëerd, zie grafiek. Ter vergelijking: bij een betonnen wand van 25 cm dik is het oppervlak per ton beton ongeveer 3,3 m2 (tweezijdig). Hiermee wordt duidelijk dat carbonatatie van betongranulaat afhankelijk is van een aantal factoren.
Onderzoeken
In een uitgebreid onderzoek1) is de CO2-opname van verschillende fracties betonpuin onderzocht. Hierbij is ook nagegaan wat de invloed van de vochthuishouding is. Er is vastgesteld dat betongranulaat in 91 dagen onder wisselende nat-droog omstandigheden (buiten) ruim 6 tot bijna 12 kg CO2 per ton kan opnemen in de fractie 0/10 resp. 0/2 mm.
Uit deze grafiek blijkt dat de opname van CO2 na 91 dagen nog doorgaat. In dit onderzoek is ook berekend dat de CO2-opname overeenkomt met de CO2-uitstoot van het recyclingproces, transport plus een deel van het sloopproces. In een recent onderzoek2) is vastgesteld dat met geconcentreerd CO2 een vergelijkbare hoeveelheid in zeer korte tijd kan worden opgeslagen. Ook is bevestigd dat de kwaliteit van het betongranulaat door carbonatatie verbetert; de porositeit neemt af, waardoor de wateropname afneemt en de sterkte toeneemt. Er is aangetoond dat daardoor bij de productie van beton met dit granulaat cement kan worden bespaard. Dit levert een verdere winst in CO2 op van 9 kg per m3 ten opzichte van beton met primair toeslagmateriaal en 21 kg per m3 ten opzichte van beton met 40% granulaatvervanging. Maar het kan nóg beter; wanneer de CO2-concentratie wordt verhoogd, verloopt de carbonatatie sneller en wordt meer CO2 opgeslagen. Op praktijkschaal is aangetoond dat dit kan oplopen tot ruim 20 kg CO2 per ton granulaat 10/20 mm3) . De hoogste opname wordt met zuivere CO2 bereikt, maar ook met CO2 uit rookgassen worden hoge waarden bereikt.
1 ) Carbon dioxide uptake in demolished and crushed concrete, Journal of Advanced Concrete technology, 2011.
2 ) Technological demonstration and life cycle assessment of a negative emission value chain in the Swiss concrete sector, Frontiers in Climate, 2021.
3 ) Project Fastcarb, diverse publicaties M. Sereng 2019, 2020.
- Circulaire Economie
- Breken
- Dossier
- Recycling
- Dossiers
Sponsored content
242731043.png){kind=logo}
Partner content
Beleid
Raad van Arbitrage: export van TAG komt aannemer duur te staan
2 april 2024 De Raad van Arbitrage in bouwgeschillen heeft onlangs in hoger beroep beslist dat een aannemer ruim een kwart miljoen euro moet terugbetalen aan de gemeente Haarlemmermeer. De aannemer had verzuimd om teerhoudend asfalt (TAG) te laten reinigen, terwijl die reiniging wel in het bestek van het uitgevo... lees meer
Actueel
Materiaalstromen in de bouw en infra
18 april 2023 In vervolg op het in januari 2020 verschenen rapport “Materiaalstromen, milieu-impact en energieverbruik in de woning- en utiliteitsbouw” is in 2022 aanvullend de GWW in kaart gebracht. De studie is uitgevoerd door EIB, Metabolic en SGS Search. Resultaat is een kwantitatieve schets van de materiaals... lees meer