Nieuwe aanpak voor verduurzamen beton bespaart grondstoffen en CO2

14 juni 2022 • 3 min leestijd

De bouw speelt een belangrijke rol bij het realiseren van de klimaatdoelen. De sector verbruikt namelijk de helft van alle grondstoffen in ons land, is goed voor 40 procent van het energieverbruik en een derde van de totale CO2-uitstoot. Omdat de helft van al het bouwmateriaal beton is, valt dus veel winst te boeken door dat te verduurzamen. TNO heeft hiervoor een nieuwe aanpak ontwikkeld die ook nauw aansluit bij recente initiatieven van de sector, Materiaalgedreven Multicriteria Ontwerpoptimalisatie, oftewel: MIMO.

Download het paper

“Ruim baan voor duurzamer beton”

Download

Aanzienlijke CO2-reductie

‘Die aanpak bestaat met name uit het veel slimmer en grootschaliger toepassen van secundaire materiaalstromen die lokaal beschikbaar komen, zoals bouw- en sloopafval. Die vormen een derde van het afval dat ons land jaarlijks produceert. We hebben berekend dat de bouw al gauw tien keer zoveel van dat materiaal kan hergebruiken in beton en dat er voor de productie van beton zeker de helft minder primaire grondstoffen nodig zijn. Hergebruik levert bovendien aanzienlijke CO2-reductie op. Volledig hergebruik van elementen uit bestaande betonconstructies en metselwerkpuin betekent naar schatting 0,75 tot wel 1,25 miljoen ton minder CO2 per jaar’, vertelt Siska Valcke van TNO, expert op het gebied van circulair beton.

Veel meer hergebruiken

De MIMO gedoopte methode, voluit Materiaalgedreven Multi-criteria Ontwerp-optimalisatie, is een aanpak voor duurzamer beton die voordelen biedt aan alle betrokken partijen: opdrachtgevers, bouwbedrijven, recyclingbedrijven, constructeurs/ontwerpers en betonleveranciers, . In MIMO staat informatie over lokaal beschikbare grondstoffen en materialen centraal.

Siska: ‘We gaan in deze aanpak uit van de eigenschappen van de materialen waaruit het bouw- en sloopafval bestaat. Van daaruit kunnen we veel meer hergebruiken dan nu. Elk jaar komt er zo’n 22 miljoen steenachtig afval vrij door sloop. Daarvan is 12 miljoen beton en 10 miljoen metselwerk. Op dit moment wordt daarvan slechts 2 miljoen hergebruikt en dat terwijl we jaarlijks 33 miljoen nieuw beton produceren. Dat moet en kan ook veel beter. Die 33 miljoen kunnen we dankzij MIMO voor een veel groter deel duurzaam maken.’

Meer en beter benutten bouwafval

MIMO is geen concept dat bestaande werkwijzen overhoop haalt, maar juist mooi aansluit op initiatieven die de sector nu al ontwikkelt, zoals nieuwe betonsoorten met minder cement, slanker construeren, hergebruik van betonelementen en demontabel bouwen. Partijen kunnen verschillende strategieën voor verduurzaming en circulariteit tegen elkaar afwegen en optimaal combineren in hun eigen project. Door de nieuwe aanpak worden secundaire materiaalstromen veel meer en beter benut.

‘Data over deze materiaalstromen gebruiken we om het ontwerp te optimaliseren voor zowel constructieve veiligheid, milieu-impact als kosten. Vrijkomende materialen als betongranulaten, complete betonelementen en metselwerk worden nog veel te weinig hergebruikt. Dat komt door onzekerheden op het vlak van constructieve veiligheid of omdat het niet duidelijk is of het demonteren en recyclen misschien wel meer kost dan oplevert. In MIMO kunnen we al die eisen en variabelen koppelen tot een optimaal ontwerp en antwoord geven op die vraag.’

Grote variatie aan eigenschappen

'MIMO is wat wij resource based engineering noemen’, zegt Siska. ‘Informatie over de eigenschappen van de beschikbare materialen staan centraal om van daaruit tot een optimaal ontwerp te komen. De betonsector is gewend te werken met standaard grondstoffen en betonmengsels, maar zal moeten overschakelen op verschillende andere materiaalstromen, naar andere betonsoorten. We gaan meer werken met wat er lokaal aan bouw- en sloopafval beschikbaar komt.

Die stromen hebben alleen een veel grotere variatie aan vorm en eigenschappen. Wij hebben de data over die eigenschappen en combineren die met onze modellen en hier ontwikkelde optimalisatie-software. Daardoor kunnen we eisen vanuit het oogpunt van milieu, circulariteit, veiligheid en kosten samen meewegen in een optimaal ontwerp. Onze modellen voorspellen welk effect elk hergebruikt materiaal heeft op de gewenste betonconstructie. Zo kunnen constructief ontwerpers goed onderbouwde en geobjectiveerde afwegingen maken.’

Meer informatie beschikbaar

MIMO wordt inmiddels op beperkte schaal beproefd. Daaruit blijkt welke voordelen de methode biedt voor de betrokken partijen. Zo krijgen opdrachtgevers al in een vroeg stadium oplossingen die meetbaar voldoen aan hun eisen en die ze transparant met elkaar kunnen vergelijken. Aannemers en sloopbedrijven krijgen beter inzicht in de kosten en baten van slim demonteren en de opslag van materialen.

Informatie daarover is weer waardevol voor bouwbedrijven en ingenieursbureaus. Sloop- en recyclingbedrijven kunnen waarde toevoegen door vooraf informatie te leveren over materiaaleigenschappen, die weer van belang zijn voor het ontwerp. De informatie kan sloopbedrijven wederom helpen bij het bepalen van de beste sloopstrategie.

Verouderde regelgeving

MIMO is dus een veelbelovende oplossing om beton duurzamer te maken, waardoor er minder primaire grondstoffen voor nodig zijn en CO2-uitstoot vermindert. Toch is er nog één hobbel. 

Siska Valcke: ‘Er moet iets gebeuren met de huidige regelgeving. Die is verouderd en biedt te weinig ruimte voor dit soort initiatieven. Nu er meer en gevarieerder grondstoffenstromen   bruikbaar blijken om beton “groener” te maken, hebben we daarop aangepaste regels nodig. Dat moeten we snel met de sector en de overheid oppakken.’

blik op de toekomst

Op zoek naar het beste recept voor circulair beton

9 dec '21 - 5 min
De productie van beton is verantwoordelijk voor 5 tot 8 procent van de wereldwijde CO₂-uitstoot. Samen met de bouwwereld is TNO naarstig op zoek naar oplossingen... Lees meer
blik op de toekomst

Een tweede leven voor bestaand beton

16 dec '21 - 2 min
De productie van beton is verantwoordelijk voor 5 tot 8 procent van de wereldwijde CO₂-uitstoot. Samen met de bouwwereld is TNO op zoek naar oplossingen voor dit... Lees meer