Een voorgespannen HKO volstortligger, waarin geen gram cement is gebruikt. Het lijkt onmogelijk, maar Haitsma Beton heeft in samenwerking met TU Delft en Provincie Fryslân acht testliggers gemaakt van geopolymeerbeton. “De CO2-uitstoot neemt hierdoor met meer dan 50 procent af”, zegt technisch commercieel adviseur Hendrik Herder.
Provincie Fryslân wil op korte termijn de brugdekken van een bestaande verkeersbrug vervangen door brugdekken die zijn geproduceerd met geopolymeerbeton. Dat is nog nooit eerder op deze wijze uitgevoerd.
De acht testliggers zijn gemaakt in nauwe samenwerking met de provincie en de geopolymeer-onderzoeksgroep van de TU Delft, onder leiding van dr. Guang Ye van de faculteit Civil Engineering and Geosciences. Hier is het betonmengsel ontworpen. Als de testen positief verlopen wil Provincie Fryslân volgend jaar dit type liggers gebruiken voor vervanging van een verkeersbrug bij Jouswier. “In de proefliggers zit helemaal geen cement. De CO2-uitstoot wordt daardoor ruim vijftig procent gereduceerd ten opzichte van onze eigen zelfverdichtende mengsels met CEMIII/B hoogovencement”, aldus Hendrik Herder.
De voorgespannen testliggers hebben een lengte van zeven meter en hebben een sterkte C45/55. Ze zijn enigszins blauw door de hoogovenslak. TU Delft Concrete Structures Group gaat de proefexemplaren met hulp van de Universiteit Gent uitvoerig testen op buiging, dwarskracht, langdurig aangrijpende belasting en vermoeiing. Voorafgaand aan de productie van de testliggers hebben de onderzoekers de materiaaleigenschappen onderzocht, zoals druksterkte, treksterkte, E-modulus, krimp en kruip. Zo is bijvoorbeeld de krimp en kruip van geopolymeerbeton veel hoger dan bij traditioneel beton.
“De TU Delft heeft verschillende sensoren in de proefstukken geplaatst om exact inzicht te krijgen in de deformaties die optreden in het geopolymeerbeton. Labtests en monitoring van het gedrag van het materiaal in de constructie moeten uitwijzen of aanpassingen in het ontwerp nodig zijn”, zegt Hendrik.
Geopolymeerbeton is nog niet genormaliseerd. “Dat betekent dat je bij elk project moet aantonen dat het materiaal constructief veilig toepasbaar is en aan de gevraagde prestaties voldoet. Zonder het onderzoek is een bouwvergunning dus onmogelijk, omdat de exacte eigenschappen nog onbekend zijn”, vertelt Guang Ye. “Het Delftse geopolymeeronderzoek loopt al zo’n tien jaar en draait op 3,5 miljoen euro onderzoeksgeld van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Europese Commissie en industrie. Er zijn maar liefst tien promovendi bij betrokken. Een monitoringplan dat de onderzoeksgroep ontwikkelde voor de liggers moet op termijn leiden tot een ontwerprichtlijn voor geopolymeerbeton.” Specifiek voor het project Kowebrêge Jouswier draagt de Provincie Fryslân, als opdrachtgever, zorg voor de kosten. Met deze aanpak van projecten geeft de Provincie Fryslân invulling aan de provinciale innovatie- en circulariteitsdoelstellingen.
Bij de eerste proeven is enkele weken na storten en ontkisten nog geen sprake van scheurvorming. Voor de Friese proef is de receptuur aangepast, want Haitsma Beton wilde een zelfverdichtend beton met een aanvangssterkte van minimaal 30 N/mm2 na één dag. Hendrik: “We zijn een betonfabriek, dus snelle verharding is noodzakelijk. We willen elke dag kunnen storten en ontkisten.” Bij E-modulusmetingen en het storten van de liggers in de voorspanbank was zichtbaar dat het materiaal zich elastischer gedraagt dan traditioneel beton. “Als de voorspanning wordt losgelaten zie je dat het element meer dan gebruikelijk gaat verkorten”, zegt Mladena Luković, onderzoeker TU Delft Concrete Structures Group.
Het pilotproject is kostbaar door alle proeven, maar Hendrik verwacht dat geopolymeerbeton op termijn ongeveer evenveel zal kosten als traditioneel beton. “Mede omdat de cementprijs blijft stijgen. Maar het belangrijkste is natuurlijk dat de milieukosten fors omlaag gaan.”
