Duurzaam beton: niet moeilijk, wel complex
Naast het feit dat beton een circulair product is - en dus duurzaam materiaal is - kan ook de betonsamenstelling bijdragen aan de duurzaamheid. Met name het bindmiddel is hierop van invloed.
Het bepalen van de meest geschikte betonsamenstelling is niet moeilijk voor een kenner, maar wel complex voor een relatieve buitenstaander. Het bindmiddel cement is er in vele varianten. In de norm NEN-EN 197-1 staan 27 verschillende samenstellingen die in beton mogen worden toegepast. Lang niet alle soorten zijn direct beschikbaar en velen zijn ook niet toepasbaar voor betonverhardingen. Met meerdere prestaties en omstandigheden moet rekening gehouden worden.
CEM I: hoogste CO2-emissie
Het wereldwijd meest gebruikte cement is portlandcement gemaakt van portlandklinker. In alle gecertificeerde cementsoorten (volgens NEN EN 197-1) zit een deel portlandklinker. Deze klinker is onmisbaar voor elke betonconstructie met een lange levensduur. Het is echter ook de grondstof met een hoge CO2-emissie. CEM I is het bindmiddel dat vrijwel volledig bestaat uit portlandklinker.
CEM II: composietcementen
De hoofdgroep CEM II betreft de zogenoemde composietcementen. Hierbij bestaat het bindmiddel uit 80 tot 94 procent of 65 tot 79 procent uit portlandklinker, de andere 20 tot 6 procent of 35 tot 21 procent is een vulstof die deels hydraulisch kan zijn. Voor wegverhardingen is de CEM II/A-V of CEM II/B-V een regelmatig gebruikte soort. De vulstof heeft een lagere CO2-emissie dan klinker. Deze samenstelling is op dit vlak gunstiger dan CEM I.
CEM III: minder klinker, minder emissie
De derde soort is bekend als hoogovencement CEM III. Het klinkeraandeel in deze samenstellingen is aanmerkelijk lager: CEM III/A 35 tot 64 procent, CEM III/B 20 tot 34 procent en CEM III/C 5 tot 19 procent. Deze cementen hebben een beperkt aandeel klinker en daarmee ook een duidelijk lager emissie. Het type CEM III/C is echter niet geschikt voor toepassing in wegverhardingen.
Prestaties en eigenschappen
In de norm voor betonsamenstelling NEN EN 206 + NEN 8005 zijn de sterkteklasse en de milieuklassen belangrijke prestaties die gehaald moeten worden. De constructeur bepaalt de sterkte- en milieuklassen. De hoeveelheid cement die minimaal nodig is om de prestaties te realiseren, is voor alle drie de hoofdsoorten ongeveer gelijk. Vanuit dit standpunt heeft de cementkeuze direct gevolg voor de emissie.
Niet alleen kijken naar emissie
Tussen cementsoorten zijn er echter duidelijke verschillen in de prestaties tijdens de uitvoeringsfase en ook de gebruiksfase. Denk daarbij aan de verhardingsduur en de prestatie van een verharding na langdurige blootstelling. Uitsluitend kiezen voor een zo laag mogelijke emissie is daarom niet aan te raden. Dit kan namelijk tot gevolg hebben dat de levensduur verkort of extra reparaties nodig zijn. De werkelijke milieukosten over de gehele gebruiksduur kunnen daarmee negatief uitvallen.
Snelle sterkteontwikkeling
Portlandcement CEM I heeft een snellere sterkteontwikkeling en een iets hogere interne warmteproductie tijdens de hydratatie. Het klinkeraandeel van de varianten in CEM II en CEM III geeft een positief verschil in CO2-emissie. Echter, een laag klinkeraandeel in een koude periode kan vertraging in de verharding veroorzaken. Met name in de herfst en winter is dit risicovol. De betonverharding heeft dan al wel een hoge druksterkte maar nog lang geen volledige hydratatie. De kans op vorstschade in die periode is aanmerkelijk.
Realistische doelen en ambities
Een dringend advies van wegenbouwers en betonleveranciers is om een betonsamenstelling te kiezen met minimaal 50 procent klinker in het cement. De hoeveelheid klinker is noodzakelijk om voldoende vorst-dooi zoutbestandheid te realiseren. Daarvoor moet deze samenstelling al gekozen worden enkele maanden voor de eerste nachtvorst wordt verwacht. De bindmiddelen kunnen ook nogal verschillen in grijstint en bestandheid tegen sulfaten.
Optimaal resultaat
Het optimale resultaat - ook vanuit oogpunt van duurzaamheid - wordt bereikt als het ontwerp, de uitvoeringsmethode, uitvoeringstijd en de betonsamenstelling op elkaar zijn afgestemd. Het samen bepalen van doelen, een realistische ambitie en tijdig overleg bieden daarvoor de beste garantie.
december 2019
