I IMATERIALEN I IBETON ALS GRONDSTOFVOOR BETONing.EJ. de Jong. Betonvereniging, GoudaBeton wordt al meer dan honderd jaar toegepast. In de jaren zeventig drong hetbesefdoor dat de grondstoffen zand, grind en de mergel voor cement, nietonbeperkt konden worden gewonnen. Uitgebreid onderzoek wees uit dat beton innieuw beton kan worden verwerkt als vervanging van grind. Op deze wijze is eengesloten kringloop mogelijk.Begin 1993 is in de serie voordrachten 'Granulaten in beton' de levenscyclus vanbeton toegelicht. Dit artikel geeft een samenvatting van de voordrachten.FASE 2bouwenslopenprimaire grondstoffenFASE 1produktiebouwmaterialen1. Investering in specialistischesloopwerktuigengaande kosten kunnen niet meer viaverkoop van waardevolle onderdelenworden gedekt.Voor de steenachtige componentenwordt meer en meer verplicht gestelddat deze naar een bewerkingsinrichtingworden afgevoerd.De bewerkingsinrichtingen stellen alseis dat het percentage verontrei-nigingen, dit zijn alle niet steenachtigecomponenten, beperkt is. De steenach-tige componenten moeten ook zoveelmogelijk worden gescheiden in betonen metselwerk.Het sloopproces is daarmee van karak-ter veranderd:Allereerstworden alle milieugevaarlijke I--~---~----------jstoffen, denk aan bijvoorbeeld asbest, Hoofdelementen van de bouwcyclusdoor specialistische bedrijven verwij-derd. Vervolgens worden de waardevol-le metalen en eventueel hout afgevoerd.Van sloop tot produktieproces Op selectieve wijze komen de steenach-De slopersbranche is de afgelopenjaren tige materialen vrij. Selectief wil hiersterk gewijzigd. Tot voor kort bestond zeggen dat zoveel als mogelijk metsel-de opdracht van een sloopbedrijfuit het werk en beton afzonderlijk, zonderzo snel mogelijk verwijderen van een nevenprodukten als scheidingswandengebouw. De sloperverzamelde de waar- ,--~--=--~~---~-=-----'------~~--~--~----jdevolle materialen, over het algemeende (edele) metalen als koper en lood ensoms houten onderdelen, en transpor-teerdede rest naareen afvalstort. Dever-koop van de waardevolle materialendekte ruimschoots de sloop en afvoer~kosten.Tegenwoordig wordt van de te verwij-deren constructie eerst een plan ge-maakt waarvoor de term ontmantelingbeter aangeeft wat zich gaat afspelen.Het sloopbedrijf dient te beschikkenover een sloopvergunning, waarin dui-delijk wordt aangegeven hoe de onr-manteling plaatsheeft en waar naartoede af te voeren materialen worden ge-transporteerd. De daarmee gepaardaarlijks wordt voor de produktievan beton circa 12 miljoen ton grindgebruikt. Dit beton wordt gebruiktvoor de bouwvan allerlei mogelijkeconstructies. Een deel van deze con-structies wordt na verloop van tijd weergesloopt. Dit sloopmateriaal blijkt, mitsaan een aantal kwaliteitseisen wordtvoldaan, uitstekend geschikt om op-nieuw te worden gebruikt.In dit artikel begint de kringloop bij desloop van eenbetonnen constructie. Hetsloopmateriaal wordt naar een bewer-kingsinrichting gebracht, waar doormiddel van breken, zeven en eventueelwassen,betongranulaatwordtgeprodu-ceerd. Het granulaat is de grondstofdieaan de betonproducenten wordt aange-boden;zij nemenhetop in nieuwte pro-duceren beton.28 Cement 1993 nr. 11(gips), worden verwijderd. De slopers-branche heeft om dit te kunnen reali~seren de afgelopenjaren gigantisch ge-investeerd in specialistische sloopwerk-tl.j.igen (foto 1).0,81,5 (10%)13,7 (90%)2000I----t~ gereedmelding3,5125%)2,1 (15%)8,4 (60 %)1990l...- - - - - - - - - - - - -..Cbesluitvorminstorten!verbrandendirecteonbewerktetoepassingvoldoet ondervoorwaardenvoldoetaan reglementKwaliteitsborging bij bewerkings-inrichtingenHet succes van de bewerkingsinrich-tingen wordt hepaald door de matewaarinkanwordenvoldaanaan de kwa-liteitseisenvan de afnemers. Omaan de-ze kwaliteitseisen te kunnen voldoen,staan de bewerkingsinrichting technie-ken als breken, zeven en.eventueel was-sen terbeschikking.Ondanks deze tech~niekenis hetnoodzakelijk om aan de in-voer van het materiaal kwaliteitseisen testellen.Deze eisen betreffenonder meerhet gehalte verontreinigingen en de ge-lijksoortigheid van het materiaal.De acceptatie van het materiaal is viaeen reglement geregeld. Samenspel metde aanbieder ervan, het sloopbedrijf, isdaarbij noodzakelijk. Deze moetde her-komst van het materiaal aangeven. Debewerkingsinrichtingen, verenigd in deBelangenvereniging Recycling Bouw-en Sloopafval (BRES), hebben een kwa-liteitssysteem ontwikkeld en de invoe-ring in handen gelegd van de StichtingKwaliteitsborging Korrelrnix (SKK). Deeisen zijn gebaseerd op de wegenbouw,ten tijde van de invoering van het sys-teem de belangrijkste afzetmarkt. Opdit ogenblik worden de eisen aangevuldvoor de betonrnarkt. In het systeem iszowel controle door externe inspectiesvoldoet niet en monsteronderzoek, als interne keu-aan reglement ring geregeld.~=======--~_---_--~~------========--_~ Bij toetredingvanbedrijven beoordelen2 drie collega-bedrijven het kwaliteits-Stroomschema beoordelingsprocedure bewerkingsinrichting systeem en de praktijksituatie van dekandidaat-deelnemer (fig. 2).1-3__H__o~e_ve_e_1_h_ed_e_n__b_o_uw_-_e_n_s~1o_o_p_a_fV_?a_1_i_n_mil__o _~o_e_n__to_n_en_~ta_a_k_s_te_ll_i~n_g ---I MarktDe hoeveelheid bouw- en sloopafvalvertoonde de afgelopen jaren een con-stante groei. In 1990 kwam 14 miljoenton bouw- en sloopafval vrij. Hiervanwerd 60% (8,4 miljoen ton) hergebruikten de overige 40% werd onbewerkt toe-gepast ofvia storten afgevoerd (fig. 3).Op 17 februari van ditjaar heeft minis-ter Alders het Implementatieplanbouw- en sloopafval in ontvangst geno-men. Dit plan is opgesteld door alle par-tijen die hier op enigerlei wijze bij be-trokken zijn. De kracht van het plan isdaarin gelegen, dat partijen zich ver-plichten aan de doelstelling mee te wer-ken. Deze doelstelling komt er in hetkort op neer dat van de verwachte hoe-veelheid van 16 miljoen ton bouw- ensloopafval inhetjaar 2000, via preventie0,8 miljoen wordt teruggedrongen envan de resterende hoeveelheid 90%Cement 1993 nr. 11 29_~~ ~I_MA:_TE_RIAL__. _E_N_~~ .l.-_ _~~ ---.JProduktieNaast de technologische aspecten spelenBij de proefprojecten is vastgesteld datde kleur van beton door betongranulaatniet merkbaar wordt be?nvloed. Meng-granulaat kan, afhankelijk van hetgrindvervangingspercentage en de sa-menstelling, de kleur van het betonop-pervlakenigszins be?nvloeden. Hiermeedient vooral bij toepassing van 'schoonbetonwerk' rekening te worden gehou-den.benodigde hoeveelheid water weer teverminderen bij dezelfde verwerkbaar-heid, hetgeen ten goede komt aan dedichtheid en de daaraan verbondenduurzaamheid van beton.Bij 20%(V/V) vervangingvan grind doorbetongranulaat is gebleken dat zowel dewater-cementfactor als de druksterkteten opzichte van traditioneel grindbe-ton, g??n significante afwijkingen ver~tonen. Bij toepassing van menggranu-laatkunnener, afhankelijkvanhetdaar~in aanwezige percentage metselwerk-granulaat, geringe afwijkingen in dewater~cementfactor en de sterkte op-treden.Bij het bepalen van de water-ce-mentfactor dient er rekening te wordengehouden met een grotere waterab-sorptie in de granulaten ten opzichtevan grind. Zo ligt het percentage geab-sorbeerd water bij grind rond de 1%. Bijgranulaten kunnen waarden voorko-men van 5 ? 8%.Met het geabsorbeerde water van hettoeslagmateriaal moetrekeningwordengehouden, aangezien dit geen rol speeltbij de vorming van cementsteen. Hetkan namelijk niet met het cement inaanrakingkomen. De normvoorhetbe-palen van de water-cemenrtactor, NEN5960, geeft in dit verband aan op welkewijze de waterabsorptie bij het bereke-nen van de water-cementfactor kanworden verdisconteerd.Tekst uit VBC (NEN 6720), 5.1.1.1ToeslagmaterialenHet beton moet worden samengesteld met de harde dichtegrove toeslagmaterialen grind, gebroken graniet, gebrokenkwartsiet ofgebroken harde, dichte kalksteen ofeencombinatie hiervan. Het grind moet voldoen aan 5.4.1.1 vanNEN 5950:1986 +Aanv. NEN 5950:1991.'Ten hoogste 20% (V/V) van het grove toeslagmateriaal magworden vervangen door beton- en metselwerkgranulaat,met dien verstande dat ten hoogste 10% (Viii) van de totalehoeveelheid groftoeslagmateriaal mag bestaan uit metsel-werkgranulaat.Groflicht toeslagmateriaal volgens 5.4.2 van NEN5950:1986 +Aanv. NEN 5950:1991 mag hierbij gelijkworden gesteld aan metselwerkgranulaat.BetontechnologieDe betontechnologie speelt ook een rol.Een belangrijk onderdeel van beton iswater. Naast de noodzaak om de chemi~sche reactie van cement te laten plaats-hebben, speelt water ook een belangrij-ke rol bij de verwerking van het beton.Vanwege de verwerkbaarheid is eengrotere hoeveelheid water nodig dan dechemische reactie vereist. Technisch isuiteraard met een plastificeermiddel deOp basis van de gunstige ervaringen bijde projecten is ook de constructieve re-gelgeving voor beton aangepast. In hetkader van het Bouwbesluit hebben deopstellers vande VEC 1990 (NEN 6720)opgenomen dat ten hoogste 20% (V/V)van het grind mag worden vervangendoor beton- en metselwerkgranulaat.Ook hierbij geldt weer dat maximaal10%(Viii) van de totale hoeveelheidgroftoeslagmateriaal uit metselwerkgra-nulaat mag bestaan (zie tekst in afzon-derlijk kader).Aangezienin 1991 ook de certificerings-regels voor Betonmortelcentrales zijnaangepast, is het traject van regelgevingrond.Menggranulaat is, volgens deVET 1986,een homogeen mengsel van beton- enmetselwerkgranulaat waarin ten minste50% (V/V) betongranulaat aanwezig is.Deze mengvorm bevordert tevens devoor de betonbranche beschikbare hoe-veelheden granulaat. Gebleken is datbetongranulaat, waarin volgens CUR-Aanbeveling 4 het gehalte beton tenminste 95% (V/V) moet bedragen,slechts in beperkte hoeveelheden be~schikbaar is. Over het algemeen is eenzeker percentage metselwerk in hetaangevoerde geselecteerde betonpuinniet te vermijden.Doorhet gebruikvan de mengvorm is inde praktijk behoefte ontstaan aan eenaparte keuringsnorm voor de definitieen beoordeling van menggranulaat.Deze bepaling is in oktober 1991 in deVET 1986 (NEN 5950) opgenomen.Daarmee is aangegeven dat er eventueeltwee fracties granulaten, namelijk be-tongranulaat ?n metselwerkgranulaat,kunnen worden toegepast. Om prakti-sche redenen wordt bij de betonmor-telproduktie slechts ??n fractie meng-granulaat gebruikt.RegelgevingVanafhet begin van dejaren tachtig zijnproef- en demonstratieprojecten vanbeton met beton- en metselwerkgranu-laat gerealiseerd. Op basis van onder-zoek bracht de CUR in 1984 de aanbe~velingen 4 enS uit,waarin regels voor dekeuring van partijen beton- en metsel-werkgranulaat zijn vastgelegd. In dezeaanbevelingen is oorspronkelijk uitge-gaanvan totalevervangingvanhet grinddoor granulaten.Echter om deze granu-laten 'standaard'in beton te kunnenver-werken, zonder aanpassing van de re-kenregels voor de constructeur, is dituitgangspuntin de praktijk gewijzigd in20% (V/V) vervanging van het grind.Daarbij mag ten hoogste 10% (Viii) Vande totale hoeveelheid groftoeslagmate-riaal bestaan uit metselwerkgranulaat.(13,7 miljoen ton) wordt hergebruikten 10% (1,5 miljoen ton) nog wordtgestort.Zoals al is aangegeven, was de wegen-bouwde afzetmarktvan de bewerkings-inrichtingen. Deze markt is met circa 8miljoen ton inmiddels verzadigd. Degroeiende hoeveelheid beton~ en met-selwerkgranulaat maakt het noodzake-lijk andere afzetgebieden te zoeken. Deenige re?le markt is de betonbranche.Aangetoond is dat zonder aanvullendemaatregelen 20% van het grove toeslag~materiaal in beton kan worden vervan-gen door beton- en menggranulaat datvoldoet aan de eisen zoals aangegeven in '--_~~~~ ~~ ~~ ~-----'--'de CUR-Aanbevelingen 4 en 5. Hogerepercentages zijn technisch toelaatbaar,mits rekening wordt gehouden met deveranderde betoneigenschappen.Ook proeven met beton, vervaardigdvan betongranulaat en de zandfractiewelke vrijkomt bij de bewerkingsin~richtingen, zijn met bevredigend resul-taat afgerond. Of deze mengsels ookeconomisch haalbaar zijn, is afhankelijkvan de marktontwikkeling.Bij een gelijkblijvende marktkan de be-tonbranche perjaar theoretisch 21/ 2 mil-joen ton bouw- en sloopafval, bewerkttotbeton- en menggranulaat, opnemen.Deze granulaten moeten wel concurre~ren tegen alternatieven als ge?mporteer-de breuksteen, zeegrind en industri?lereststoffen.30 Cement 1993 nr. 11198819891990/1991- politiegebouw Hoogvliet- brug Brainpark- viaduct WelplaatwegMet dank aan ingJ.H.Holthuis (Beton-centrum Noord Nederland),ingD.W.Eerland (BS Advies BV) enA.Th.F.Wentholt (Mebin) voor hunwaardevolcommentaaLOverige bronnen: ingJ. de Jong(VOBN), drs.ir.C.PVeerman (ministerievan VROM, DGM, afd. prioritaire af-valstoffen), Syllabus 'Granulaten in be-ton' naar aanleiding van een viertal bij-eenkomstenvan de Betonvereniging.De rijksoverheid, Rijkswaterstaat en deRijksgebouwendienst, hebben zoveelvertrouwen in de kwaliteit van betonmet granulaten, dat zij de algemene be-leidsuitgangspunten concreet vertaal-denin de voorwaardedatin hunprojec-ten 20% (VIJ!) van het grind moet wor-den vervangen door betongranulaat ofmenggranulaat.Ten slotteDe hoeveelheid beton- en menggranu-laat zal sterk toenemen. Het percentagebeton in het bouw- en sloopafval neemttoe. De betonbranche kan deze hoeveel-heid voor een belangrijk deel in haarproduktieproces opnemen. Dit is her-gebruik in optima forma en zal vanuitalle geledingen van onze maatschappijondersteund moeten worden.198219851987ErvaringenAl in dejaren dertigjaren zijn projectenmet hergebruikt beton- en metselwerk-granulaat uitgevoerd. Ook na de tweedewereldoorlog is met succes puin van ge-bouwen in nieuw beton verwerkt. Tochmag pas van gecontroleerde toepassin-gen worden gesproken in de proef- endemonstratieprojecten uit de jarentachtig. Vooral binnen de gemeenteRotterdam is hiermee veel ervaring op-gedaan.Voorbeelden van in Rotterdam uitge-voerde werken zijn:- stootplaten- fundering windschermCalandkanaal (foto 4)- pijlers viaduct DoenkadeZoals hiervoor is aangegeven, absorbe-ren granulaten relatief meer water danhet gebruikelijke grind. Het is daaromvan belang er bij de produktie op te let-ten dat het toegepaste granulaat vol-doende vochtig is. Eventueel dient, af-hankelijk van de vochtigheidsvraag vanhet granulaat, die weersamenhangtmetweersomstandigheden en duur van deopslag, te worden voorbevochtigd.Hiermee kanwordenvoorkomen dat deverwerkbaarheid vande betonspecie tij-dens transportnaarhetwerk te sterkzouteruglopendoor opzuiging (absorberen)van water uit de specie.4Toepassing beton- en metwelwerkgranulaat in fundering windschermCalandkanaalfoto: Bob de RuiterIBetonPrismaToeko~tve~achtingenNaast granulaten uit bouw- en sloopaf-val bestaan er andere alternatieven voorde vervanging van grind. Ge?mpor-teerde gebroken natuursteen, zeegrinden industri?le restprodukten zijn algangbaar. Dit scala aan alternatievennoopt de betonbranche om te kiezen.Het is om praktische redenen van op-slagcapaciteit niet mogelijk om al dezegrondstoffen in voorraad te houden.Dat betekent dat per producent eenaantal alternatievesamenstellingen zul-len worden aangeboden.Ook is het gewenst na te gaan welke ef-fecten op termijnzijn te verwachten. Deconstructies die vandaag worden ge-bouwd, zullen eens weer worden ge~sloopt. Met name de verwerking van in-dustri?le restprodukten vereist vanuitmilieuhygi?nische overwegingen eenzorgvuldige beoordeling. Toepassingendie bij nieuwbouw volledig aanvaard-baar zijn, kunnen in de tweede fase vanL- ~ ~~ ~~ - -_ _____' gebruikweleens ongewenstzijn. De be-ook de produktiemogelijkheden een De volumieke massa van granulaten is slissingen van vandaag dienen dan ookrol. Hetgebruik van granulaten uit be- lager dan van grind. Omdat de vervan- in het licht van de toekomst te wordenton en metselwerk vereist extra opslag- gingspercentages betrokken zijn op vo- genomen.capaciteit bij de betonmortelcentrale. lume, betekent dit dathier bij het afwe-Naast zand en grind moet ook een bun- gen rekening mee moetworden gehou-ker voor granulaten worden ingericht. den. Er dient minder granulaat te wor-De producent zal dan ook slechts over- den afgewogen dan grind om het ge-gaan tot het gebruik van granulaten als wenste vervangingspercentage te berei-er zekerheid bestaat over voldoende ken.aanvoer tegen concurrerende prijzen.Uiteraard moeten de granulaten kwali-tatiefaan de eisen voldoen.Cement 1993 nr. 11 31