Samenvatting

In dit onderzoek is voor de Morssinkhof Groep in Malden onderzocht of het mogelijk is om cement in
aardvochtig beton gedeeltelijk te vervangen door een biobased additief. De Morssinkhof Groep
verlangt namelijk naar het omlaag brengen van de MKI-waarde van hun bestratingsmateriaal. Om
hierachter te komen is er een onderzoek opgesteld. Aardvochtig beton heeft een lagere
watercement-factor en een andere mengselsamenstelling dan traditioneel beton. Hierdoor kunnen ze
na ontkisting blijven staan in ca. 15 seconden.
Het doel van het onderzoek is het testen van tenminste drie geschikte additieven om cement
gedeeltelijk mee te vervangen in aardvochtig betonnen straatstenen. Hiervoor is onderzoek gedaan
naar de invloed van diverse biobased additieven op de fysische eigenschappen van beton. Deze
eigenschappen en beschikbaarheid zijn als criteria meegenomen in een keuzematrix om hieruit een
selectie te kunnen maken van potentiële additieven die getest en verder onderzocht zullen worden.
Uit de keuzematrix zijn drie additieven naar voren gekomen met een hoge potentie om de vereiste
splijtsterkte van 3,6 N/mm2
te kunnen behalen. Deze additieven zijn houtas, stro-as en
hazelnootdoppoeder. De additieven zijn verwerkt in aardvochtige betonmonsters variërend van 5%
tot 15% cementvervanging. Bij een aantal monsters met deze percentages aan biobased additief zijn
daarnaast monsters gemaakt waar meer water aan is toegevoegd, omdat de additieven veel water
opnemen. Deze opname van water door het additief resulteert in sterkteverlies door de verstoring
van de hydratatie van het cement met het water. De monsters zijn na 7 dagen en na 35 dagen op
splijtsterkte getest.
Uit de onderzoekresultaten is gebleken dat monsters met hazelnootdoppoeder en stro-as niet aan de
vereiste splijtsterkte van 3,6 N/mm2 na 35 dagen uitharding voldoen volgens de NEN 1338. Houtas
haalt bij 5% vervanging wel de vereiste splijtsterkte en nadert deze bij 15% vervanging. Mogelijk
kunnen alle houtas monsters door een verbeterd recept en verbeterde verwerkingsomstandigheden
de vereiste splijtsterkte halen. Gezien er veel vraag is naar de stenen van de Morssinkhof Groep is de
wens dat de splijtsterkte van 3,6 N/mm2 al bereikt is na 7 dagen. Dit wordt bij alle monsters niet
behaald.
Naast de splijtsterkte is ook de impact op het fabricageproces onderzocht. Hierbij is geconcludeerd
dat enorme aanpassingen niet nodig zullen zijn. In basis moet het machinerecept en mengselrecept
aangepast worden op de additieven. Ook kunnen de stenen door een langere uithardingstijd niet na
24 uur en minder hoog gestapeld worden. Stro-as stuift extreem op en moet met uiterste
voorzichtigheid toe worden gevoegd aan het mengsel. Hazelnootdoppen moeten eerst tot poeder
vermalen worden, voordat het kan worden toegepast in het fabricageproces. Gezien er geen
leverancier voor hazelnootdoppoeder is, moet er voor het fijnmalen van de hazelnootdoppen
apparatuur worden aangeschaft.
Daarnaast zijn de CO2-impact en de theoretische beschikbaarheid onderzocht van de additieven. Bij
het verbranden van stro en hout komt veel CO2 in de atmosfeer terecht. Bij de groei van stro en hout
wordt deze CO2 weer opgenomen. Hierdoor worden houtas en stro-as door de EU en de Nederlandse
overheid gezien als CO2-neutrale bron, waarbij het verwerken en transport niet mee is genomen.
Hazelnootdoppen nemen tijdens hun groei ook CO2 op. Deze zouden vóór het vermalen en
transporteren als CO2-negatief beschouwd kunnen worden. Houtas is ruimschoots beschikbaar om
aan de productiecapaciteit van de Morssinkhof Groep te voldoen. Stro-as is theoretisch gezien
genoeg beschikbaar, maar stro heeft te veel toepassingen waardoor de exacte reststroom niet goed in
te schatten is. Hazelnootdoppen blijken te weinig beschikbaar op de Nederlandse markt om aan de
productiecapaciteit te voldoen.
Qua regelgeving kan enkel houtas aan de vereiste splijtsterkte volgens de NEN-norm voldoen. Overige
testen zoals testen voor weersbestendigheid, slijtbestandheid en glij/slipweerstand zouden nog uit
moeten worden gevoerd om zekerheid te krijgen dat er aan de NEN-norm voldaan kan worden.
Hetzelfde geldt voor de verplichtingen rondom het KOMO-certificaat. Alle additieven kunnen een
EPD-certificaat, waarin de milieu-impact vermeld staat, verkrijgen. Enkel hazelnootdoppoeder kan
een ISCC-certificaat verkrijgen. Geen van de additieven voldoen aan de eisen van het RSB-certificaat.
Hieruit kan geconcludeerd worden dat enkel houtas nog een vervolgonderzoek waard is voor
gedeeltelijke vervanging van cement. Het kan voldoen aan de vereiste splijtsterkte, komt ruimschoots
vrij bij biomassacentrales en verlaagt de CO2-impact van het product. Bij een vervolgonderzoek zou
dus nog gekeken moeten worden of door verbeterde verwerkingsomstandigheden en een verbeterd
recept een hogere splijtsterkte en/of vervangingspercentage kan worden gerealiseerd.