themaExperimenteel Groen Beton3200926thema`Groen beton' was het actuele thema van de Casestudy Prefab Beton 2008. Het thema van deze 6e editievan de jaarlijkse casestudies speelt in op het voortschrijdend inzicht dat de traditionele bouwpraktijk zalmoeten veranderen om het milieu te ontzien. Duurzaamheid is daarbij het sleutelwoord. Aan de bouw,materialen en hun productie, in feite de gehele levenscyclus van een bouwwerk, worden steeds strengereduurzaamheideisen gesteld. Dit vraagt om innovaties, `out of the box' denken, ook in de betonproductie-sector. Hieraan leverde deze editie van de casestudies een opmerkelijke bijdrage. Growcrete, interactiefbeton, CO2absorberend beton en opvouwbaar beton zijn daarvan enkele voorbeelden.Resultaten van Casestudy Prefab Beton 2008ExperimenteelGroen Betonteitsverbetering en beton dat CO2kan opnemen, zijn uitgangs-punten voor experimenten waaraan is gewerkt in 9 teams vanproducenten, experts en ontwerpers. De experimenten lever-den nieuwe inzichten op die bijdragen aan duurzaam bouwen.Niet in de laatste plaats tonen de proefstukken aan dat duur-zaam ook esthetisch interessant kan zijn.Growcrete (foto 1)Met als romantisch referentiebeeld begroeide muren van ruïnesonderzocht het `growcrete'-team onder welke voorwaardenzaden ontkiemen in het geveloppervlak van beton. Al eerderprobeerde architect Willem Jan Neutelings een habitat te creërenvoor plant en dier met een grof korrelige buitenhuid van spuitbe-ton (Minnaertgebouw, Utrecht). Tegen de verwachting ingroeide er niets. Uit de huidige experimenten blijkt dat een zeeropen beton met lage pH-waarde cruciaal is voor succesvolleplantengroei. Een open structuur met lavasteen 16-32 als toeslaglevert de meeste kans op succes. In deze open structuur plus eenvochtvasthoudende aardevulling blijken zaden onverwacht snelte ontkiemen en door de betonstructuur te kunnen uitlopen.Experimenteren met beton, zonder financiële druk of huiverigeprojectpartners, is de droom van menig architect. Jaarlijksgeven de initiatiefnemers van de workshop `concrete casestu-dies' architecten en andere belangstellenden de kans om aan dehand van een thema hun fantasie de vrije loop te laten envervolgens aan de realiteit te toetsen. Het onderzoeken vansoms extreme technische en esthetische mogelijkheden vanbeton heeft als doel ontwerpers en producenten te inspirerenen te informeren. Inmiddels genieten de resultaten in de vormvan proefstukken bekendheid bij bezoekers van de inspirerende`Experimenteel Beton' exposities op nationale en internationalebouwbeurzen. Ook bij professionals zijn de resultaten nietonopgemerkt gebleven. De jury van De Nederlandse Bouwprijs2009 heeft onlangs de eerste prijs toegekend aan de CasestudiesPrefab Beton in de categorie Dienstverlening & Communicatie(zie kader).Het thema `groen beton' van de editie 2008 is door de deelne-mers in brainstormsessies ruim opgevat, waardoor de resulta-ten van de proefstukken uiteenlopen van beton waarin plantenontkiemen tot uiterst dun opvouwbaar beton. `Begroeibaar-heid', materiaalbesparing, cradle to cradle, thermische capaci-272Behalve esthetisch aantrekkelijk, dragen groene gevels ook prak-tisch bij aan het milieu. De hoeveelheid fijnstof in steden vermin-dert, het groen functioneert als temperatuurbuffer. Het onder-zoek wordt voortgezet bij de TU Delft, Civiele Techniek (promo-tieonderzoek van ir. Marc Ottelé, zie ook artikel op p. 20).Ine ter Borcharchispecials.coming. Hans KöhneCement&BetonCentrum1 Growcrete; overzicht prototypen,detail open/gesloten oppervlak endetail begroeiing in open beton2 Plant-in-beton, is precies wat`t zegtidee en ontwerp:Mathijs Cremers en Gonçalo Moreira, Bureau SLA / TirzaVerrips, Studio Verrips / Marc Ottelé, TU Delft CivieleTechniekprototype:Betonindustrie De Veluwe, Terwolde / Staphorst1idee en ontwerp:Xaveer Claerhout, Architectenbureau Claerhoutprototype:Prefadim, Deerlijk (B)Plant-in-beton (foto 2)Het uitgangspunt dat een `groene' gevel bijdraagt aan eenaantrekkelijker leefklimaat en de luchtkwaliteit verbetert, inspi-reerde ook dit team tot onderzoek naar de toepassing vanlevende planten in de gevel. Hier is niet gekozen voor de gevelals voedingsbodem voor een natuurlijke, willekeurige begroei-ing, maar als drager voor esthetisch gestuurde plantgroei. Hetgroen wordt gebruikt als ornament. Het team heeft een gevel-element ontwikkeld met een fraai vormgegeven geïntegreerde`bloempot'. De vorm van de pot is zo gekozen dat regenwaterwordt opgevangen. Via een systeem van kanaaltjes en eengootje aan de bovenzijde van het element kunnen de planten intijden van droogte `beregend' worden. Een slimme verticalegroef onder de `pot' voorkomt dat een ontsierend patroon vanvuil overtollig water ontstaat. Eventueel is een geautomatiseerdberegeningssysteem in de gevelelementen te integreren.Experimenteel Groen Beton28 320093b3aidee en ontwerp:Björn van Rheenen, SPONGE architects / Nadja van Houten,Bureau Bouwtechniek / Armand Paardekooper Overman,OIII architecten / Simon Postmus, Scholz pigmentenprototype:Verheyen Beton, Arendonk (B)themaInteractief beton (foto 3)Weersveranderingen esthetisch zichtbaar maken aan degebouwde omgeving was voor dit team de uitdaging. Doorgebruik te maken van pigmenten die reageren op temperatuur-verschillen, UV-straling of vocht kan het betonoppervlak vankleur veranderen.Bijvoorbeeld titaanwit blijft licht als het oppervlak nat wordt.UV-gevoelige pigmenten in micro-capsules kleuren het opper-vlak onder invloed van UV-straling geel bij veel zonlicht.Thermo-actieve pigmenten veranderen een blauw getintoppervlak bij blootstelling aan koude in wit en bij warmte inhelderblauw.Het proefstuk toont aan dat je zo een `frescowand' kunt makendie telkens van kleur verandert onder invloed van de omstan-digheden. Weersomstandigheden zoals `koud, zonnig en droog'of `warm, bewolkt en vochtig' zijn afleesbaar aan het kleuren-palet. Niet opgelost probleem is de beperkte `houdbaarheid'van het fenomeen; dat vergt nader onderzoek.Bouwprijs 2009 voor Casestudies Prefab BetonDe jury van de Nederlandse Bouwprijs 2009 heeft de CasestudiesPrefab Beton tot winnaar uitgeroepen in de categorie`Dienstverle-ning en Communicatie'. De Bouwprijzen 2009 zijn uitgereikt tijdenshet Gala van de Nederlandse Bouw op 11 februari.Het jurycommentaar:"Creatief met beton! Zo omschrijft de jury deze inzending. En terecht.Uit de Casestudies Prefab Beton blijkt de potentie van dit bouwmate-riaal. Kennisuitwisseling tussen ontwerpers en producenten bewijstdat beton veel meer dan hard, grijs en rechttoe rechtaan is. De case-studies geven verbeelding de ruimte en leiden tot een vormentaaldie de sector in de regel niet kan of wil spreken. Deze ruimte voorcreativiteit is goed voor het imago van de hele industrie. De integralemanier waarop het Cement&BetonCentrum de open dialoog enkennisuitwisseling aanpakt, is volgens de jury uniek."CasestudiesPrefab Beton worden sinds 2002 jaarlijks georganiseerd door hetCement&BetonCentrum, met medewerking van de beste producen-ten van architectonisch beton in Nederland en België, met als doel dedialoog tussen ontwerpers en producenten te bevorderen. Onder hetmotto`What you always wanted to do in concrete'. worden archi-tecten uitgenodigd ideeën in te brengen, die in de context vanbouwprojecten en contractafspraken geen kans krijgen om serieusontwikkeld te worden, omwille van tijd, geld en risico.Met medewerking van specialisten uit de toeleverende industrie enexterne experts worden de ideeën in geconcentreerde ééndagsbrainstormsessies en workshops ontwikkeld tot werkbare beschrij-vingen voor experimentele prototypen. Koppels van producent enarchitect ontwikkelen het idee verder, doen experimenten en ver-vaardigen een prototype. Deze prototypen worden gepresenteerd enonderworpen aan analyse, kritiek en evaluatie voor verdere ontwik-keling. Geïnteresseerde vakgenoten krijgen vervolgens via diversewegen de gelegenheid inspiratie op te doen voor eigen projecten.De resultaten van de Casestudy 2008`Groen Beton'zijn geëxposeerdtijdens de Architectenvakdagen, 5-6 november 2008, in deVan NelleOntwerpfabriek, Rotterdam en bij de Material Xperience, in het kadervan de Bouwbeurs 2009 in Utrecht.Experimenteel Groen Beton 29453a, b Interactief beton; pigmenten reageren op tempera-tuur, vocht en UV-licht4 Vouwbeton; dpc-folie als scharnierende wapening5 Cradle to cradle; hoogwaardig beton, zelfverdich-tend, op basis van betongranulaatCradle to cradle (foto 5)De vraag was of het populaire cradle-to-cradle-principe ooktoepasbaar is voor beton. Hoeveel procent van de grondstoffenzou uit recyclingmateriaal kunnen bestaan? Voor traditioneelbeton is 100% vervanging van grind door betongranulaat nietongewoon. Maar zou dit ook kunnen voor hoogwaardig zelf-verdichtend beton? Daartoe werd betonpuin zeer fijn gemalen,tot een fijnheid als van cement, zodat zelfs het niet-gehydra-teerde cement weer een bindmiddelfunctie zou krijgen. Uit deexperimenten bleek dat het voor zo een hoogwaardig betonOpvouwbaar beton (thincrete) (foto 4)Dun, opvouwbaar beton? Op 't eerste gezicht een ietwat bizaridee. Maar het komt voort uit overwegingen van materiaal- enruimtebesparing, bijvoorbeeld bij het vervoer of opslag. Zeerdun beton bestaat al wel, maar vervormbaar beton na verhardingis op zijn zachtst gezegd een uitdaging. De oplossing is gedachtin een dpc-folie, die werkt als `vouwwapening' en `scharnier'. Vaneen dunne wand (d = 20 mm), geproduceerd met een zelfver-dichtende betonmortel met kunststofvezels, is het mogelijk eenkolom te vouwen. Nadat het principe was uitgevonden, kon eenopvouwbare kubus worden gemaakt. In al zijn kleinheid was dittoch een complex productieprobleem. Vervolgens was het nietmoeilijk een opvouwbare kolom te formeren, wat de potentiëlebouwkundige mogelijkheden goed illustreert.idee en ontwerp:Victor de Leeuw, EGM architectenprototype:Hurks Oosthoek Kemper, Tilburgidee en ontwerp:Caspar Smeets, EGM architectenprototype:Geelen Beton, WanssumModulair beton (foto 6)De ideale cradle-to-cradle-gedachte gaat uit van hergebruikvan materialen zonder inzet van kostbare technieken. Op basisvan dit uitgangspunt is een modulaire bouwsteen ontwikkelddie gemakkelijk te hergebruiken is. Om zonder mortel of lijmte kunnen werken, is de steen voorzien van nokken en doetdaarmee denken aan legosteentjes. Als randvoorwaarden voorde ontwikkeling van het bouwelement dienden behalve `droge'stapelbaarheid, hanteerbaarheid door één persoon, integratie-mogelijkheden van leidingwerk, voldoende ontwerpvrijheid, enesthetische kwaliteit. Met de stenen zijn sandwichconstructiesop te bouwen die net als baksteenwanden, te voorzien zijn vanisolatiemateriaal en een luchtspouw. Via kanalen in de nokkenis leidingwerk door te voeren.mogelijk is 50% van het fijn grind en 20% van het grof grind tevervangen door gebroken beton en zelfs 100% van de zeer fijnevulstof te vervangen door gemalen granulaat. Dit betekent een`winst' van 34% ten opzichte van het grondstofgebruik van hetreferentiebeton. Zelfverdichtend beton zonder betongranulaatheeft een zeer homogene bijna `kunstmatig' aandoende textuurvan het oppervlak. Het betonoppervlak van de proefstukkenmet betongranulaat heeft een zeer fijn gespikkelde textuur,waardoor het een natuurlijke, levendige uitstraling krijgt.Hoogwaardig beton dat volledig uit betongranulaat bestaat, isnog utopie. Maar meer winst is in de toekomst zeker haalbaar.Maar er kan worden betwijfeld of dit de beste bijdrage is aanduurzaam bouwen. De energie die nodig is voor het zeer fijnmalen van betongranulaat zou wel eens veel hoger kunnen zijndan die voor het gebruik van de gebruikelijke grondstoffen.Nader onderzoek is dus op z'n plaats.3200930CO2-absorberend beton (foto 7)Stel we kunnen het CO2-probleem oplossen door gebouwen temaken van materialen die CO2uit de lucht absorberen. Zeerintrigerend zijn de experimenten met olivijn als toeslagmateri-aal voor beton in gevels. Olivijn is een groen mineraal dat ingrote hoeveelheden voorkomt en niet al te duur is. Als (gebro-ken) olivijn zand en grind vervangt in de betonsamenstellingkan (naar verluid) 2000 kg CO2per m3beton worden geneutra-liseerd door verwering van het mineraal. Dit verweringsproceszal bijvoorbeeld in een periode van 50 ­100 jaar plaatsvinden,waarbij de gevel zichtbaar, maar waardig veroudert. Het nood-zakelijke contact tussen materiaal en buitenlucht vergt wel eenbeton met een open structuur, zodat het verweringsproces opti-maal kan verlopen. Maar het is ook goed denkbaar open olivijn-beton toe te passen als verharding in openbaar gebied, tuin ofpark. Extra bonus is daarbij de olijfgroene kleur. Er is nog heelwat onderzoek nodig om overtuigende bewijsvoering te krijgendat olivijnbeton een waardevolle investering is. Geelen Beton enIntron zijn een praktijkgericht onderzoek gestart.idee en ontwerp:Mick van Essen, bureau SLA en Thijs Pingen, Geelen BetonprototypeGeelen BetonThermocrete (foto 8)Beton beschikt van nature over goede thermische kwaliteiten.Onderzocht is hoe deze kwaliteiten verder zijn te optimaliseren.Zo is de uitwisselingscapaciteit van warmte of koude te verbete-ren door het vergroten van het specifiek oppervlak, oftewelprofileren van het gevelvlak. Voor het verbeteren van de energie-opslagcapaciteit van beton is de toename van massa een optie.Door zware toeslagmaterialen toe te passen als magnetiet, hema-tiet en barium, ontstaat een massatoename zonder volumevergro-ting. Voor beton met 100% magnetiet neemt de massa toe met63% van 2401 tot 3925 kg/m3. Ook de soortelijke warmtecapaci-teit toont een toename van ca 63%. Bij de toepassing van magne-tiet wordt het oppervlak magnetisch als bijkomende eigenschap.Een derde optie voor optimalisering van de energetische eigen-schappen van beton is de toepassing van `phase changing mate-rials' (PCM), bijvoorbeeld Micronal van BASF. Dit zijn zeerthema876De betonelementen bieden vele esthetische mogelijkheden.Behalve dat de basisuitvoering zichtwerkkwaliteit heeft, is doormiddel van profilering, kleur en textuur van het oppervlak eengrote variatie in uiterlijk te realiseren. Aan het eind van delevensduur van het bouwwerk zijn de elementen eenvoudigterug te winnen en direct gereed voor hergebruik.idee en ontwerp:Stan Aarts, MKA Architectenprototype:Prefadim BelgiumExperimenteel Groen Beton 31320096 Modulair; droog stapelbaar, eindeloos en flexibel herbruikbaar7 Olivijn-beton, absorbeert CO2 tijdens verwering van het mineraal olivijn8 Thermocrete; vergroting van het specifiek oppervlak. Betonnen thermos-flessen tonen het effect van diverse samenstellingen op temperatuurver-loop binnen en buiten9 Totaalbeton 2.0; integratie van alle gevelfuncties, in hybride betonidee:Victor de Leeuw, EGM architectenprototype:Decomo, Moeskroen (B)idee en ontwerp:Jochem Heijmans, Jochem Heijmans architectenprototype:Hurks Beton, VeldhovenTotaalbeton 2.0 (foto 9)Totaalbeton is het resultaat van een onderzoek naar een gevelele-ment dat alle gevelfuncties en duurzaamheidseisen in zichverenigt. Hiermee wordt voortgeborduurd op een idee en proto-type uit de Casestudy editie 2007. Om aan alle eisen, zoals verho-ging van het warmteisolerend vermogen, bij behoud van warmte-accumulerende eigenschappen en dragend vermogen te kunnenvoldoen, is een gelaagde opbouw onvermijdelijk. Voor het `achter-blad' is constructief lichtbeton LC35/38, D1,6 toegepast en voorhet `voorblad' een aanzienlijk lichtere variant, LC16/18, D1,2.Om zoveel mogelijk warmte te kunnen absorberen is zwartpigment toegevoegd aan het betonmortelmengsel van het voor-blad. De zigzagvorm is afgestemd op de zoninstraling in zomeren wintercondities. Het bovenste zigzagvlak is voorzien van eenphotovoltaïsche zonnecel om elektrische energie uit zonlicht teproduceren; met als alternatief een gepolijst betonvlak dat in dezomer het licht maximaal reflecteert, waardoor het betonminder opwarmt. Het zwaardere achterblad zorgt voor hetwarmteaccumulerende vermogen en de noodzakelijkeconstructieve eigenschappen. De toevoeging van PCMverhoogt het warmteabsorberend vermogen.Tabel 1 Relatie tussen soortelijke massa en warmtegeleidingmateriaal klasse soortelijke massa warmtegeleiding[kg/m3] [W/mK]normaalbeton 2400 2,12000 1,6lichtbeton 1000 0,32 - 0,36poriënbeton (blokken) 800 0,2400 0,29polystyrol 35 >15-30 0,035polyurethan 030 >30 0,03Nadere informatiebureaubakker, Siebe Bakker (mail@bureaubakker.com)Cement&BetonCentrum, Hans Köhne(hanskohne@cementenbeton.nl) )9kleine kunststofbolletjes gevuld met een paraffine met eensmeltpunt op kamertemperatuur. Door deze microbolletjes aande cementmortel toe te voegen kan het beton meer energieopslaan. Bij temperaturen tussen de 24 ­ 27 °C zal de paraffinesmelten dan wel stollen en warmte absorberen respectievelijkafgeven. Zodoende wordt een extra thermische buffercapaciteitgecreëerd, waardoor de dagelijkse warmtepieken en -dalenvertraagd en gedempd worden doorgegeven.Bij deze temperaturen heeft 1 m3beton C40/50 een opslagcapa-citeit van 1,5 kWh. Door toevoeging van 50 kg Micronal neemtde opslagcapaciteit met eenzelfde waarde toe.Thermocrete heeft een opslagcapaciteit van 3 kWh.Voor een eenvoudige test van het idee zijn betonnen thermos-flessen vervaardigd van diverse betonsamenstellingen. Zo kanhet effect van de samenstelling op het temperatuurverloopbinnen en buiten eenvoudig worden geïllustreerd.