Na drinkwater is beton het meest geproduceerde materiaal ter wereld. Wij creëren met z’n allen vijftien miljard ton beton per jaar. Ruim twee ton per wereldburger dus. De productie van cement zorgt voor vier procent van de wereldwijde CO2-vervuiling en dan wordt China niet meegerekend. Elke ecologische verbetering is dus meegenomen.
Promovendus Martin Hunger van de Technische Universiteit Eindhoven heeft een verbetering. Zijn ecobeton is energiezuinig en luchtzuiverend. Hunger begon het onderzoek bij zelfverdichtend beton, een revolutionaire ontdekking uit de jaren ’90 van de vorige eeuw. Om dit beton te maken is echter veel cement nodig.
“Beton bestaat uit cement, zand, grind en water en het gaat er vooral om, om de juiste combinatie te vinden om een dichte pakking voor het beton te krijgen”, vertelt prof.dr.ir. Jos Brouwers van de Eindhovense universiteit. Beton bestaat uit groot en klein materiaal. Zo is grind groot (tot 32 millimeter) en cement klein (300 nanometer). “Vergelijk het met het stapelen van sinaasappels: als je die op elkaar legt, ontstaan er holtes. Die kun je opvullen met mandarijntjes en de holtes die vervolgens overblijven weer met iets anders. Ik ken geen ander materiaal waarin zo’n grote range van afmetingen wordt gecombineerd.”
Ondanks dat er veel computersimulaties zijn gemaakt van beton, is de verdeling van de componenten nog nooit op een goede manier onderzocht. “De natuur is complexer dan wij op een computer kunnen weergeven”, vertelt Hunger. “Zelf moest ik teruggrijpen naar basisliteratuur van een halve eeuw geleden om het hele proces goed te begrijpen en om een betere verdichting te krijgen.”
De ideale mix
Hunger maakte een ideale betonmix met veel goede eigenschappen. Zijn beton is milieuvriendelijker, goedkoper, energiezuiniger en zelfreinigender dan normaal beton. Daarnaast voldoet het beton aan alle eisen. Het is robuust, stabiel en sterk.
Om minder cement te gebruiken voegde Hunger andere ingrediënten toe aan zijn betonmix. Zo zit er o.a. kalksteen in. Daarnaast maakte hij gebruik van titaniumdioxide, een fotokatalysator. Brouwers: “In Japan was men tien jaar geleden al bezig om beton luchtzuiverend te maken door er titaniumdioxide door te mengen of op aan te brengen. Als er licht op valt, breekt het de stikstofdioxide – één van de belangrijkste stoffen die voor luchtverontreiniging zorgen – af.” Titaniumdioxide voorkomt tevens algenvorming. Zo blijven de stoeptegels van beton mooi schoon.
Tenslotte maakte Hunger het beton energiezuinig door het te mengen met kleine capsules paraffine. Paraffine smelt bij 23 graden en tijdens het smelten gaan de warmte en energie in het smeltproces zitten, waardoor een gebouw minder opwarmt. Brouwers: “Een airco slaat vaak aan bij 28 graden, de capsules kunnen er dus voor zorgen dat de piek van 28 graden niet of later wordt bereikt. Daardoor wordt de airco minder gebruikt of zelfs overbodig. De opgeslagen warme wordt later, als de paraffine weer vaste vorm aanneemt, teruggegeven aan het gebouw. Als het buiten afkoelt, houdt het gebouw zijn warmte langer vast.”
De nieuwe betonmix gaat in de toekomst gebruikt worden door de industrie. “Er is veel belangstelling”, vertelt Hunger. “Ook van Rijkswaterstaat.”
