Artikel

Stand van zaken rond geopolymeren

Op steeds meer plekken in bouwprojecten worden geopolymeer gebaseerde bouwmaterialen toegepast. Ondertussen wordt ook nog steeds heel veel onderzoek gedaan naar dit soort materialen. Tijdens een workshop die op 23 februari plaatsvond, kwamen internationale koplopers en bezoekers uit verschillende markt- en onderzoekssegmenten bij elkaar om de laatste stand van zaken door te nemen. Voor BouwCirculair doet Siska Valcke verslag van de bijeenkomst.

Siska Valcke was dagvoorzitter tijdens de workshop en is zelf al tien jaar bezig met de ontwikkelingen rond geopolymeren in haar rol als wetenschapper bij TNO. Samen met collega’s doet ze onderzoek naar de mogelijkheden van secundaire reststromen in geopolymeren, maar ook naar begrip van het materiaal om het gedrag in de tijd te kunnen testen en voorspellen.


In dit artikel gebruiken we het woord geopolymeren voor chemisch geactiveerde bindmiddelen in de breedste zin van het woord”, steekt Valcke van wal. “Deze bindmiddelen bestaan uit een vaste grondstof, veelal een secundaire grondstof die oplosbare silica, aluminium en/of calcium bevat en een chemische activator om de grondstof op te lossen en te laten binden.


Tijdens de workshop gaven verschillende onderzoekers presentaties over hun bevindingen rond geopolymeren. Valcke: Uit de presentaties blijkt dat er reeds best wat geopolymeer-gebaseerde bouwmaterialen, met name betongerelateerde producten, in de pilotfase zijn of reeds vercommercialiseerd in het buitenland, maar ook in Nederland (zo vertelden onder anderen Dr. Arno Keulen en Dr. GuangYe). Het gaat hierbij om tailormade materialen die met hun eigen unieke eigenschappen ingezet worden voor specifieke producten (eerder dan bulk cementvervanging door bulk geopolymeren).


Lees ook: Duurzame betonproducten niets minder dan traditioneel beton

Assen

Onderzoeken richten zich nu onder andere op het gebruik van secundaire grondstoffenstromen die ook geschikt zijn voor geopolymeren en nu steeds meer voorradig worden gerelateerd aan verduurzamingsmaatregelen in andere sectoren, zoals assen uit organische (biomassa) en hybride verbrandingsprocessen voor onder andere energie opwekking (aldus Dr. Apollo Buregyeya  & Dr. Wolfram Schmidt). Daar is tijdens de workshop ook een paneldiscussie aan gewijd waaruit blijkt dat er veel mogelijkheden zijn, maar belangrijk is deze assen al tijdens het verbrandingsproces de goede eigenschappen mee te geven ofwel de geopolymeer samenstelling dusdanig af te stellen dat deze assen positief bijdragen aan de betonkwaliteit. Het woord Ash Engineering is hierbij genoemd. Daarnaast zijn er ook potentiele primaire grondstoffen zoals gecalcineerde klei (prof. Hans Christian Thiemel) en zand- en grindsoorten die mogelijk een stukje bijdragen aan de binding, bijvoorbeeld genoemd door Barry Hudson.

Ecologische footprint

Er zijn steeds meer onderzoeken (zoals van Mantijn van Leeuwen) die de potentie van geopolymeren aantonen om de ecologische footprint van beton te verlagen. Daarbij is het belangrijk het vergelijk te maken met betonsoorten van vergelijkbare prestatie. Bijvoorbeeld, een CEMIII/C scoort ook heel goed op vlak van duurzaamheid maar heeft ten opzichte van sommige geopolymeren een tragere uitharding.


Op de bijeenkomst bleek ook dat er nog vragen en misverstanden leven rond geopolymeer. “Geopolymeer technologie is eigenlijk een basistechnologie voor een heel scala aan producten; eigenschappen die waargenomen worden voor één geopolymeer product, zijn niet zomaar hetzelfde voor andere producten. Er wordt nog te veel veralgemeend.


Zo zou het materiaal te alkalisch zijn en een gevaar vormen voor de gezondheid. De materialen kunnen erg alkalisch zijn bij aanmaak en daar is voorzichtigheid geboden, maar eigenlijk geldt dit ook voor gewoon beton dat ook meteen alkalisch wordt zodra er water bij het cement komt. Als het geopolymeerbeton eenmaal verhard is, zitten de goed presterende mengsels in eenzelfde pH-orde als gewoon beton. Ook bestaan er geopolymeer soorten met chemische activatoren die helemaal niet zo alkalisch zijn, bleek onder meer uit de voordracht van Arbi. Verder leven er vragen rondom hergebruik van geopolymeren, daar heeft Arno Keulen de mogelijkheden van laten zien in zijn presentatie.”

Wetgeving en normering

Tot slot kwamen wetgeving en normering ter sprake tijdens de workshop. Hierover zegt Valcke het volgende: “De huidige RILEM TC DTA (RILEM Technical Committee for DurabilityTesting of Alkali Activated Materials) is bijna afgelopenen prof. dr. John Provis heeft op de workshop een samenvatting gegeven van deze commissie. Er is binnen de commissieeen aantal langeduurproeven (carbonatatie, chloride indringing, sulfaat aantasting etc) onder de loep genomen in een roundrobin test en goede mengsels konden van slechte onderscheiden worden.  

Er is een Britse aanbeveling opgesteld (BSI PAS 8820) als leidraad voor gelijkwaardigheidsonderzoek voor onder andere geopolymeren. Er worden daarbij handvatten geboden voor de referentiemengsels en prestatie indicatoren. In Nederland laat het Bouwbesluit toe om de gelijkwaardigheidsroute te kiezen. Er worden ook hier aanbevelingen en verificatie methodologieën opgesteld met handvatten om zo een gelijkwaardigheidsonderzoek uit te voeren voor specifieke toepassingen (presentaties prof. dr. John Provis, dr. Ton van Beek, Boudewijn Piscaer, Jos Kronemeijer). Ondanks deze mogelijkheden kan het veel tijd kosten om zo een gelijkwaardigheidsonderzoek telkens te doorlopen om bijvoorbeeld voor bepaalde toepassingen de beton prestatie in de tijd (levensduur) aan te tonen. Versnelde levensduurtesten kunnen hierbij helpen maar sommige daarvan moeten nog gevalideerd worden voorgeopolymeer beton. Dit kan het beste door aan de slag te gaan met geopolymeren in het veld - in reële condities - via goed gemonitorde pilots en proeftuinen om zo lange-duur-ervaring op te bouwen en versnelde testmethodieken en daaraan gekoppeldeprestatie-indicatoren te valideren. Het is nu het moment om dit gecoördineerd en in ketenverband op te pakken en er met name ook de opdrachtgevers bij te betrekken zodat iedereen het vertrouwen krijgt in deze veelbelovende materialen. 

Pilotprojecten geopolymeer gezocht

Als vervolg op de workshop waar onder andere John Provis een presentatie gaf, zal op 15 mei een samenvatting worden gegeven door Siska Valcke aan opdrachtgevers en ketenpartners. Wie nu al praktijkervaring wil opdoen met geopolymeer, kan in samenwerking met BouwCirculair en TNO een pilotproject doen. Kijk hier voor meer informatie over de bijeenkomst van 15 mei.



Dit artikel komt uit BouwCirculair

Deel dit artikel