Nummer 2 2016
Ultradun glas: flexibel, keihard,superdun Biocomposieten: licht, sterk, duurzaam Luchtzuiverend behang Material Xperience 2016 WasteBasedBricks Flexbrick Koolstofvezelcomposieten uit het bos
INHOUD Innovatieve Materialen is een vaktijdschrift gericht op de civieltechnische sector en bouw. Het bericht over ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies. Innovatieve Materialen is een uitgave van Civiele Techniek, onafhankelijk vaktijdschrift voor civieltechnisch ingenieurs werkzaam in de grond-, weg- en waterbouw en verkeerstechniek. De redactie staat open voor bijdragen van vakgenoten. U kunt daartoe contact opnemen met de redactie.
Uitgeverij SJP Uitgevers Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e-mail: info@innovatievematerialen.nl www.innovatievematerialen.nl
Redactie: Bureau Schoonebeek vof Hoofdredactie: Gerard van Nifterik
Advertenties Drs. Petra Schoonebeek e-mail: ps@innovatievematerialen.nl Een digitaal abonnement in 2016 (6 uitgaven) kost € 25,00 (excl. BTW) (4 Zie ook: www.innovatievematerialen.nl Niets uit deze uitgave mag worden verveelvuldigd en of openbaar worden door middel van herdruk, fotokopie, microfilm of op welke wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
12 Ultradun glas: flexibel, keihard, superdun
Ultradun glas is misschien wel de meest vernieuwende ontwikkeling op glasgebied van de laatste jaren. En dat is niet zo vreemd ook , want de nieuwe glassoorten die beschikbaar zijn gekomen, hebben eigenschappen die de wegen naar nieuwe toepassingen openen. Het is doorzichtig, hard, ijzersterk en flexibel. Het Japanse bedrijf Asahi Glass Co. (AGC) bracht inmiddels een dun-glas op de Aziatische markt dat geschikt is voor toepassingen in de bouw. AGC Europe zal in juli van dit jaar een nieuwe variant hiervan op de Europese markt lanceren.
16 Biocomposieten: licht, sterk, duurzaam
Composieten zijn materialen die bestaan uit een combinatie van vezels en hars. Composieten zijn sterk en licht in gewicht en in elke gewenste vorm te maken. In de ‘conventionele’ vezelversterkte kunststoffen worden fossiele grondstoffen verwerkt. De herbruikbaarheid aan het einde van hun levensduur is beperkt. Biocomposieten daarentegen bestaan uit biobased grondstoffen en dus hernieuwbaar. De ontwikkeling van biocomposiet is in volle gang en SBRCURnet is betrokken bij de communicatie over een onderzoeksproject dat de haalbaarheid onderzoekt van een biobased fiets- voetgangersbrug. Twee projectmedewerkers gaan in op de stand van zaken.
18 Luchtzuiverend behang
‘Een vraag uit de markt,’ zegt Richard Cohen, manager product development bij BN International. Enkele jaren geleden werd het bedrijf gevraagd een speciale wandbekleding te ontwikkelen voor prefab gipsplaat-constructiewanden. Daarbij rees de vraag of het niet interessant zou zijn om zo’n gipsplaat te voorzien van extra eigenschappen; een luchtzuiverende laag bijvoorbeeld.
20‘The future is here’. Material Xperience 2016
Van 27 tot en met 29 januari werd in het Rotterdamse Ahoy het jaarlijkse Material Xperience gehouden, georganiseerd door Materia. Het in Naarden gevestigde Materia is een internationale netwerkorganisatie die zich bezighoudt met materialen en innovatie. Doel is om materiaalinnovatie te stimuleren voor een mooiere, duurzamere en kwalitatief betere gebouwde omgeving. Een nabeschouwing.
24 WasteBasedBricks
Bakstenen maken van afgedankte bakstenen, of van wastafels, oude tegels en afgedankte keramische kozijnen, glas: het kan blijkbaar allemaal. Tijdens Gevel 2016 in Ahoy Rotterdam, 27 tot 29 januari, presenteerde het bedrijf StoneCycling haar producten, gemaakt van een cocktail van vermalen bouw- en industrieel afval en verwerkt tot nieuwe, zowel kwalitatief als esthetisch aantrekkelijke stenen. En volgens het jonge bedrijf is dat nog maar het begin.
26 Flexbrick
Flexbrick ceramic textile is een relatief nieuw bouwsysteem van matten van speciale bakstenen, die door een constructie van (metalen) draden met elkaar zijn verbonden.
28 Koolstofvezels uit het bos
In het kader van een demonstratieproject van de KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, ontwikkelden Zweedse onderzoekers een koolstofvezelcomposiet op basis van lignine. Zweden lijkt brood te zien in een nieuwe industrietak, gebaseerd op lignine-koolstofvezels.
30 Challenging Glass 2016
2 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
BERICHTEN
HoHo Wien
‘s Werelds hoogste houten wolken-__ krabber komt in Wenen Op 8 maart is in Wenen begonnen met de uitbreiding van het zogenaamde Seeparkquartier, een wijk in de oostzijde van de stad. Het gaat om een groot project met een bijzondere component, namelijk de bouw van het hoogste houten gebouw ter wereld: HoHo Wien. De houten wolkenkrabber is ontworpen door Rüdiger Lainer + Partner (RLP), krijgt 24 verdiepingen, is 84 m hoog en heeft een totaal vloeroppervlak van 25.000 m2. Naast hout (75 procent), wordt ook staal en beton toegepast. Er wordt naar schatting 3 .600 m3 hout in de constructie verwerkt. Door het gebruik van hout in plaats van beton wordt volgens de betrokken partijen de emissie van 2.800 ton CO2 voorkomen en 300.000
MWh aan energie uitgespaard. Het is de bedoeling dat HoHo Wien in 2018 wordt opgeleverd. Meer op de projectsite van HoHo Wien>
Bacteriën eten ook PET Japanse onderzoekers hebben micro-organismen ontdekt die het veelgebruikte polymeer PET (polyethyleentereftalaat) kan afbreken. Dat meldde het tijdschrift New Scientist begin maart dit jaar. Wetenschappers van het Kyoto Institute of Technology vonden de bacterie - Ideonella sakaiensis - op PETafval, afkomstig uit de bodem en afvalwater. PET is een van de meest problematische kunststoffen als het gaat om afval, omdat werd aangenomen dat het niet afbreekbaar is. Bovendien komt er erg vaak PET-afval in het milieu terecht. Van de 56 miljoen ton PET die in 2013 wereldwijd werd geproduceerd, werd maar 2,2 miljoen ton gerecycled. De nieuw ontdekte microbe zou volgens de Japanse onderzoekers kunnen helpen om de groeiende PET-afvalberg aan te pakken. Volgens de Japanners breekt de bacterie PET af met behulp van twee enzymen die het polymeer omzetten in tereftaalzuur en ethyleenglycol, die vervolgens door de bacteriën verder worden afgebroken. Erg snel gaat het niet: het zou zes weken (bij 30 °C) duren voordat een klein stukje PET volledig is opgegeten. Wetenschappers verwachten echter dat de effectiviteit van de bacterie wellicht kan worden vergroot, door de micro-organismen genetisch te modificeren. Bron: New Scientist>
TED-lezing van architect en hout hoogbouwvoorvechter Michel Green: ‘Why we should build wooden skyscrapers’
3 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
BERICHTEN
Nieuw 3D-materiaal met instelbare vorm en omvang Een huis dat in een rugzak past of een muur die met één druk op de knop een raam wordt. Dat is in principe mogelijk met het nieuwe materiaal dat onderzoekers aan Harvard University hebben ontwikkeld. Het gaat om een vouwbaar, dunwandig materiaal, waarvan de vorm en de grootte in hoge mate is in te stellen. De onderzoekers publiceerden over hun onderzoek op vrijdag 11 maart in Nature Communications. Twee auteurs van het artikel waren ook verbonden aan de TU Delft; Johannes Overvelde, promovendus aan Harvard University en afgestudeerd als master bij de faculteit 3mE van de TU Delft. Hij werd in het onderzoek bijgestaan door Twan de Jong, masterstudent Aerospace Engineering aan de TU Delft. De onderzoekers zeggen zich te hebben laten inspireren door een modulaire origami-techniek. Dat heeft geleid tot een structuur gemaakt van geëxtrudeerde kubussen met 24 vlakken en 36 randen. Net zoals origami kan de kubus langs de
4 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
randen worden gevouwen en van vorm veranderen. De onderzoekers konden, zowel theoretisch als experimenteel met een prototype, aantonen dat de kubus kan worden veranderd in veel verschillende vormen door bepaalde randen te vouwen. De kubussen zijn gemaakt van zeer dunne lagen PET en dubbelzijdige tape. De actuatoren zijn gemaakt van PVC. Met behulp van de pneumatische actuatoren kan de de kubus van vorm en grootte veranderen. Het materiaal kan overigens ook worden voorzien van allerlei andere soorten actuatoren (thermisch, elektrisch of hydraulisch). Zo kan de structuur groeien en krimpen en bijvoorbeeld ook een volledig platte vorm aannemen. Als de structuur van vorm verandert, verandert de stijfheid van de structuur ook drastisch. Deze ontwikkeling opent volgens Harvard University nieuwe ontwerpmogelijkheden voor makkelijk toe te passen transformeerbare structuren, bijvoor-
beeld in dynamische architectuur, zoals adaptieve façades voor gebouwen en flexibele daken. Het onderzoek heeft volgens de onderzoekers een totaal nieuwe klasse van vouwbare materialen opgeleverd die ook nog schaalbaar zijn. Het principe werkt van nanoschaal tot op het niveau van meters. Daarmee zou het kunnen worden ingezet voor allerlei toepassingen, van chirurgische stents tot draagbare pop-up shelters bij rampen. Bron: TU Delft>
BERICHTEN
Voeg informatie toe aan de Kennisbank Biobased Bouwen De Biobased Economy speelt een belangrijke rol in de duurzame ontwikkeling van Nederland en biedt nieuwe kansen voor het bedrijfsleven. Via de kennisbank kunt u kennis vergaren en delen over de beschikbaarheid en toepassingsmogelijkheden van biobased materialen, producten en bouwconcepten. Samen versterken we zo de biobased economie. Ruim dertig partijen in de bouwsector ondertekenden de green deal biobased bouwen. Deze producenten, architecten, adviseurs en kennisinstellingen delen hun kennis rond kansrijke mogelijkheden van biobased bouwen. Ook de ministeries van Binnenlandse Zaken (Wonen en Rijksdienst), Economische Zaken, en Infrastructuur en Milieu ondersteunen de green deal. Bouw ook mee aan de biobased economie en voeg uw project- of productbeschrijvingen toe aan deze kennisbank. Kijk op www.biobasedbouwen.nl voor meer informatie>
5 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
BERICHTEN
Prijs voor Shaded Dome De Shaded Dome van Royal HaskoningDHV heeft de publieksprijs Vernufteling 2016 gewonnen. De prijs werd woensdag 16 maart uitgereikt tijdens de Dag van de Ingenieur, bij Hogeschool Inholland in Delft. De Vernufteling is de prijs van KIVI en NLingenieurs voor de meest innovatieve projecten van ingenieursbureaus. De Shaded Dome werd ontwikkeld door Royal HaskoningDHV, ZJA Zwarts & Jansma Architects en Poly-Ned.
Het is een tijdelijke evenementenhal met een slim koelconcept, voor toepas足 sing in landen met een woestijnklimaat. In het ontwerp is slim gebruik gemaakt van natuurlijke trek in de spouw, zodat de koelinstallatie veel minder energie verbruikt. Het microklimaat komt tot stand door een constante luchtstroom tussen de koepel en overkapping, en door de speciale combinatie van diverse membraanmaterialen. Volgens de be-
Stedelijk bos zuivert lucht Het bos in de stad, dat is het Palazzo Italia op de Expo van Milaan 2015. Het beeld wordt gevormd door meer dan 700 uniek gevormde vertakte panelen in wit luchtzuiverend beton. Meest bijzondere aan het beton in de buitengevel is de luchtzuiverende werking, dankzij de fotokatalytische eigenschappen van de panelen. De dynamische binnenruimten lenen zich perfect voor verkenning en samenzijn. Daarmee is het door Nemesi & Partners ontworpen gebouw tegelijk primitief als hightech. Lees het hele artikel op de website van Tektoniek>
6 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
denkers van het systeem zijn de vorm en grootte van de Shaded Dome volledig aan te passen en kan zelfs worden gedacht aan oppervlaktes tot wel 20.000 m2 In eerste instantie zullen de membranen nog bestaan uit PVC, maar in de toekomst zullen dat waarschijnlijk bioafbreekbare materialen worden. Het idee voor de Shaded Dome ontstond toen werd nagedacht over een indoor trainingsfaciliteit met klimaatregelingssysteem voor het FIFA Wereldkampioenschap Voetbal 2022 in Qatar. Meer op de website van Zwarts & Jansma Architects>
BERICHTEN
Plastic ‘leien’ van plastic afval Ruimtelijk ontwerpbureau Overtreders W en architectenbureau bureau SLA werken sinds vorig jaar aan de ontwikkeling van een plastic recyclingfabriek, waarmee afvalplastic kan worden ver-
werkt tot plastic ‘leien’. Inmiddels is de fabriek nu in werking en zijn de eerste leien toegepast. Voor de Hogeschool van Amsterdam werden begin dit jaar vier showcases gebouwd, die de moge-
lijkheden van de recyclingfabriek laten zien. De showcases zijn gemaakt van 100 procent afval en ook het frame is van kunststof afval. In de fabriek, de Pretty Plastic Plant, worden shampooflessen, yoghurtbakjes, emmers, doppen van flessen, weggegooide tuinstoelen en afval van een spuitgietfabriek verwerkt tot nieuwe, architectonisch toepasbare producten. Er bevinden zich machines om te sorteren, te wassen, te malen en te spuiten. De betrokken partijen willen uiteindelijk een heel gebouw van plastic afval maken. Overtreders W> bureau SLA>
STOFIX: Geventileerde baksteenstrip gevelbekledingsysteem STOFIX zorgt voor een optimale isolatie en een permanente ventilatie. Het systeem biedt een geventileerde spouw. Met de juiste spouwruimte is ook een functionele waterafvoer mogelijk bij extreme omstandigheden. www.stofix.nl
Neem nu een digitaal abonnement op Innovatieve Materialen 2016 à € 25,- (excl BTW) en ontvang het digitale (PDF) Jaarboek Innovatieve Materialen 2015 (ter waarde van € 39,50) GRATIS. info@innovatievematerialen.nl Stofix.indd 1
6-4-2016 16:17:04
7 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
BERICHTEN
‘Asfaltmengsel bespaart brandstof’ Het asfaltmengsel KonwéCity van KWS scoort bijzonder goed op rolweerstand en is daardoor een duurzaam alternatief voor traditionele geluidreducerende asfaltmengsels. Dat blijkt uit een onderzoek waarbij rolweerstandmetingen voor KWS zijn gecombineerd met een onderzoek uitgevoerd voor het TireRoad Consortium (Universiteit Twente). De rolweerstandmetingen zijn eind 2015 uitgevoerd op KonwéCity wegvakken in Didam en Zutphen. Op de KonwéCity wegvakken lag volgens KWS de rolweerstand maar liefst tien procent lager dan andere geluidreducerende deklagen. Dit komt overeen met een brandstofbesparing van circa drie procent. De reductie in rolweerstand loopt zelfs op tot 20 procent ten opzichte van het veel in Nederland toegepaste ZOAB (Zeer Open Asfalt Beton). De lage rolweerstand van KonwéCity levert volgens KWS bovendien een grote bijdrage aan de brandstofbesparing en dus de CO2-reductie in de gebruiksfase van de weg. De combinatie van geluid, energie en duurzaamheid zou ver boven het niveau van de veel andere asfaltmengsels liggen. KonwéCity ontleent de goede geluidsprestaties volgens de producent aan de
8 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
optimale oppervlaktetextuur. Het brengt de band minder in trilling, waardoor er minder geluid wordt opgewekt en er minder energie verloren gaat. Voordeel van zo’n vlakke (concave) structuur is dat de rolweerstand laag is. De banden van voertuigen rollen vloeiender over het wegdek.
KonwéCity is vanaf 2015 officieel geregistreerd als stil wegdek. Deze is goedgekeurd door RIVM en in februari 2015 is KonwéCity opgenomen op de website www.infomil.nl (voorheen stillerverkeer. nl), waar alle standaard geluidreducerende deklagen en bedrijfseigen producten zijn geregistreerd. Inmiddels is door heel Nederland al op meer dan twintig wegvakken KonwéCity aangelegd.
BERICHTEN
Ultraslanke trap van UHSB Half januari is een innovatieve ultra slanke trap in de lobby van ABT Velp geplaatst. De trap is door JHK Architecten ontworpen en uitgevoerd als een betonnen muizentrapje met glazen leuningen. ABT was verantwoordelijk voor het technische proces en de engineering. De slanke trap is slechts vijf centimeter dik en overspant een afstand van vijf meter, zonder ondersteuning of verstijvingsribben. De glazen balustrades, onzichtbaar verbonden met de trap, versterken volgens de ontwikkelaars de illusie van gewichtloosheid. De trap bestaat, net als de glazen leu– ningen, uit één deel en is vier keer slanker dan gebruikelijk. Zowel het beton als het glas hebben een constructieve functie. Het glas wordt met het beton verbonden en draagt bij aan de stijfheid van de trap. ABT berekende de constructie met speciale software. Vanwege de extreem hoge spanningen in de trap koos ABT voor zelfverdichtend ultrahogesterkte vezelbeton (UHSB) en een speciale mortel. Het wapeningspercentage is zo hoog mogelijk. Dat de trap
zo slank is, maakte het storten volgens ABT extra lastig. Het stroperige, gewapende beton moest door een mal van slechts vijf centimeter zakken. Dit vereiste een innovatief stortproces. Met name het verdrijven van de lucht onder uit de mal vroeg om onconventionele oplossingen. Romein Beton heeft dit opgelost door speciale luchtkanalen in de kist aan te brengen. Ook is een zeer fijnmazige
verdichtingstechniek toegepast. Om de trap op zijn plaats te krijgen, werd een speciaal frame ontworpen. Een uiterst dun stukje beton verbindt de glazen balustrade onzichtbaar met de trap. De verbinding is speciaal voor deze toepassing ontwikkeld en uitvoerig getest. Bron: ABT>
9 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
BERICHTEN
‘Bio-bricks in 2017 op de markt’
Ontwerptool Groen Beton Het milieuprofiel bepalen van betonmortel en betonproducten kan met de nieuwe versie van CUR-Ontwerptool. De web based versie maakt het mogelijk om zelf via internet het milieuprofiel bij het ontwerpen van mengselsamenstellingen en de verwerking ervan tot betonmortel en betonproducten te bepalen.
BioMASON, een Amerikaans bedrijf dat een methode ontwikkelde om bacteriën (bouw)stenen te laten maken, verwacht dat de bio-stenen in 2017 op de markt komen. Volgens de groene website www.ecopeneurist heeft de start-up onderneming inmiddels een overeenkomst getekend met twee Amerikaanse bouwconcerns om de bio-stenen te produceren. Verder voert BioMASON gesprekken met meerdere bedrijven, waaronder twee Europese bouwconcerns. BioMASON - die als slagzin op haar website ‘growing bricks’ gebruikt - werd in 2012 opgericht door architecte Ginger Krieg Dosier, die zich daarvoor al jaren bezighield met het verder ontwikkelen van het proces. In 2011 vroeg ze patent aan. De winst van de bio-bakstenen zit volgens haar vooral in de lage energiekosten en dus in de geringe CO2-emissie. Waar baksteenovens bij een temperatuur van boven 1000 °C werken, ligt de procestemperatuur van de methode van Ginger Dosier onder 40 °C. De grote winst van het proces zit volgens bioMASON dan ook in de carbon footprint, die volgens het bedrijf stukken beter uitvalt dan die van traditionele baksteen. BioMASON gebruikt een biomineralisatieproces, waarbij bacteriën het bind-
10 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
middel maken waarmee zanddeeltjes aan elkaar worden geplakt. De bacteriën, Sporosarcina pasteurii, leven op stikstof (afkomstig uit een ureum-oplossing) en calcium (van een CaCl2-oplossing). Ze maken vervolgens calciumcarbonaat dat zandkorrels aan elkaar hecht. De door de bacteriën geproduceerde bijproducten worden teruggewonnen en kunnen worden gebruikt als kunstmest. Inmiddels beschikt men over een pilot plant in Durham, North Carolina waar gemiddeld 500 stenen per week worden gemaakt (bij een maximumcapaciteit van 1500 stenen per week). Zie ook Innovatieve Materialen nummer 1 2014, of het artikel ‘Growing bricks’ op de www.innovatievematerialen.nl> BioMASON>
‘Growing stones’; TED-lezing Ginger Dosier
De CUR-ontwerptool zelf bevat een handleiding die de gebruiker stap voor stap via diverse schermen begeleidt bij het invullen van de tool met specifieke gegevens, zoals mengselontwerp, transport, (constructief) ontwerp en uitvoering. Factoren die in belangrijke mate bijdragen aan het milieuprofiel worden zo zichtbaar. Vervolgens kunnen alternatieven worden bepaald en doorgerekend. Op die manier kan een milieuprofiel van een specifiek betonmengsel of -product worden geoptimaliseerd. Wie met deze web based tool een milieuprofiel voor betonmortel of een betonproduct heeft bepaald, kan vervolgens verschillende resultaten met elkaar vergelijken en automatisch rapporten genereren. Gebruikers kunnen hun resultaten laten valideren door een extern reviewbureau. Deze validatie wordt door opdrachtgevers steeds vaker vereist als onderdeel bij inschrijvingen voor projecten. Zo nodig kan de gebruiker de met de CUR-Ontwerptool berekende resultaten, na verificatie, laten opnemen in de Nationale Milieudatabase. De tool, ontwikkeld door SGS INTRON, volgt de levenscyclusanalyse (LCA) benadering. Hij is gebaseerd op de eisen en richtlijnen uit de Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW Werken, het SBK toetsingsprotocol, gegevens uit de Nationale Milieudatabase en natuurlijk basis LCA normen zoals NEN-EN 15804, ISO 14040 en ISO 14044. De CUR-Ontwerptool is beoordeeld en goedgekeurd door IVAM. De tool is te bestellen via www.sbrcurnet.nl/ontwerptoolgroenbeton
BERICHTEN
Namibische woestijnkever helpt Harvard aan water Ze zeggen dat ze zijn geïnspireerd door woestijnkevers en cactussen, organismen die in droge omstandigheden moeten leven en op een of andere manier toch aan water moeten komen. Onderzoekers van Harvard hebben een materiaal ontwikkeld dat efficiënt water uit de lucht kan halen. Het onderzoek werd uitgevoerd door een team van Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University. Ze publiceerden er begin dit jaar over in Nature. De truc van een water-oogstend materiaal zit kennelijk in het controleren van de grootte van condensdruppels, de snelheid waarmee ze worden gevormd en de richting waarin de druppeltjes langs een oppervlak kunnen glijden. Daarbij hebben de onderzoekers zich verdiept in de morfologie van het rugschild van de Namibische woestijnkever, stenocara gracilipes, die met z’n schild water weet te verzamelen uit ochtend-
nevel, zelfs in een gortdroge woestijn. Wetenschappers wisten al dat de dekschilden van de tor zo efficiënt zijn omdat hydrofobe en hydrofiele zones elkaar afwisselen, maar in Harvard hebben ze ook ontdekt dat de vorm van kleine stekeltjes op het schild de efficiëntie van de condensatie flink vergroot. Het idee achter het nieuwe materiaal zit volgens Harvard in de combinatie hydrofobe/ hydrofiele zones, de geometrie daarvan en een technologie die de onderzoekers ‘Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces’ (SLIPS) noemen. Precies die combinatie maakt het volgens de onderzoekers mogelijk om het materiaal water te laten verzamelen dat op welk andere manier niet mogelijk zou zijn. Dat is niet alleen mooi voor streken waar weinig water is, maar ook voor de industrie. De onderzoekers denken het systeem namelijk ook te kunnen inzetten voor warmtewisselaars en koeltorens. Bron: Harvard>
3D-geprint stadsbankje Universe Architecture en BAM hebben in samenwerking met de Italiaanse fabrikant Desamanera het eerste 3D-geprinte stadsbankje gemaakt, dat begin februari werd gepresenteerd bij het kantoor van BAM in Amsterdam Zuidoost. Dat meldt architectenweb op haar website. Het stadsbankje is geprint met zand en een bindmiddel, waardoor een steenachtig materiaal ontstaat. Het is ontworpen door Janjaap Ruijssenaars van Universe Architecture, en moet worden gezien als een maquette van het zogenaamde Landscape House, eveneens ontworpen door Universe Architecture. Het Landscape House is een concept voor een 3D-geprint, futuristisch ontworpen ‘huis’ in de vorm van een gevouwen Möbiusband. In dit project werkt Universe
Architecture (Amsterdam) nauw samen met de Italiaanse ontwerper en 3D-pionier Enrico Dini van het startup-bedrijf Desamanera.
Zie ook Innovatieve Materialen nummer, augustus 2013: ‘Betonconstructies komen straks van de 3D-printer’>
11 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Ultradun glas voor bouw en architectuur LeoFlex
Flexibel, keihard, ultradun Ultradun glas is misschien wel de meest vernieuwende ontwikkeling op glasgebied van de laatste jaren. En dat is niet zo vreemd ook , want de nieuwe glassoorten die de laatste jaren beschikbaar zijn gekomen, hebben eigenschappen die de wegen naar nieuwe toepassingen openen. Het is doorzichtig, hard, ijzersterk en flexibel. Het Japanse bedrijf Asahi Glass Co. (AGC) bracht inmiddels een dun-glas op de Aziatische markt dat geschikt is voor toepas singen in de bouw. AGC Europe zal in juli van dit jaar een nieuwe variant hiervan op de Europese markt lanceren. Ultradun glas is tussen de 25 en 100 micrometer dik en werd tot dusver vooral gebruikt voor elektronische apparaten. De elektronicasector gebruikt het vanwege de sterkte, de kleine toleranties en de gewichtsbesparing, maar ook om de hoge lichttransmissie, hogere kleurweergave-index en krasvastheid. Het wordt daarom veel toegepast in schermen van smartphones en tablets. De automotive industrie lijkt vooral ultradun glas te kiezen vanwege de
12 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
gewichtsbesparing. Daardoor kan de uitstoot van CO2 bij auto’s worden verminderd.
Varianten
Eén van de eerste ultradunne glassoorten werd ontwikkeld in de jaren negentig van de vorige eeuw door het Amerikaanse glasbedrijf Corning Inc. Het kwam op de markt onder de naam Gorilla Glass. Inmiddels is Gorilla Glass aan de vierde generatie toe en lanceerde Corning
andere varianten, zoals het op borosilicaat gebaseerde Willow Glass, dat zo flexibel is dat je het kan oprollen. En ook andere bedrijven kwamen met Gorilla Glass-achtige glastypes, zoals het Duitse Scott (onderdeel van Carl-Zeiss-Stiftung) en het Japanse bedrijf Asahi Glass Co. (AGC), die ultradun glas onder de naam Dragontrail op de markt bracht. Halverwege 2015 introduceerde het concern TIREXtreme glas, volgens AGC om aan de toenemende vraag te voldoen naar
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Zonnepanelen met LeoFlex, Yamabishi Kogyo Co. Ltd. (Foto: Light Joule)
touchscreens met de FTIR-technologie (Frustrated Total Internal Reflection). Deze technologie wordt meer en meer gebruikt voor multi-touchscreens met een relatief groot oppervlak. Eerder kwam AGC bovendien met een ultradun, chemisch gehard, aluminiumsilicaat glas, speciaal voor de bouw: Leoflex. Dit materiaal wordt in Azië vooral toegepast door de zonnepaneel industrie.
De combinatie van het floatprocedé en chemisch harden zorgt volgens AGC niet alleen voor een constante hoge kwaliteit tegen een aantrekkelijke prijs, maar geeft het glas ook bijzondere eigenschappen. Zo is 0,85 mm Leoflex een stuk sterker dan veel dikker gehard glas. Daarnaast zijn de eigenschappen ten aanzien van de chemische weerstand, krasvastheid en weersinvloeden volgens
de producent beter dan natron-kalk glas. AGC produceert Leoflex overigens in een dikte van 0,85 tot 1,1 mm.
Zonnepanelen
Met name de zonnepaneel-producenten lijken Leoflex te hebben ontdekt. Vlak voor de zomer van 2015 maakte het Nederlandse bedrijf TULiPPs (Eindhoven)
Chemisch gehard
De truc van ultradunne, supersterke glassoorten zit in de productiemethode. Tijdens de productie wordt het glas versterkt door ionenuitwisseling. Leoflex is een aluminiumsilicaat glas dat in eerste instantie met een klassiek floatprocedé wordt geproduceerd. Daarna wordt het chemisch gehard. Daarbij wordt het glas ondergedompeld in een bad met gesmolten zouten (kaliumnitraat, bij circa 400 °C), waarbij de kleinere natriumionen aan het oppervlakte van glas worden vervangen door grotere kaliumionen.
13 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
TULiPPs zonnepaneelmodule met Leoflex
bijvoorbeeld bekend Leoflex te gaan toepassen in de door het bedrijf ontwikkelde COSMOS-pv modules. Volgens TULiPPs zijn de voordelen evident: weerstand tegen breuken, het lagere gewicht, de kostprijs, langere levensduur, productieflexibiliteit en de mogelijkheid om verschillende groottes zonnepanelen te maken waardoor integratie in bijvoorbeeld gebouwen gemakkelijker is. Ook AGC Japan gebruikt Leoflex voor lichtgewicht toepassingen in zonnepanelen. Begin 2013 installeerde het bedrijf Leoflex-zonnepanelen op een fabriekshal in Takasago, Japan. AGC zegt daarmee
14 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Light Joule Asahi Glass, Kansai Plant, Takasago Factory
een gewichtsreductie te hebben behaald van vijftig procent ten opzichte van conventionele zonnepanelen. Het zonnepaneelsysteem wordt op de markt gebracht door LightJoule met als belangrijke ‘unique selling point’ gewichtsbesparing en aardbevingsbestendigheid. Om met het eerste te beginnen: volgens de website van LightJoule mogen de dakconstructies van veel grote gebouwen - fabrieken, warenhuizen enzovoorts - maximaal worden belast met een druk van 10 kg/m2. De meeste conventionele pv-panelen zijn 15 kg/m2, wat de montage van grote paneeloppervlak-
ten ingewikkeld maakt. LightJoule claimt nu door het gebruik van Leoflex-producten te maken met een belasting van 9 kg/m2 of minder. Bijkomend voordeel is dat de panelen door het buigzame glas ook goed op gebogen dakoppervlaktes zijn toe te passen. Door de geringere massa zouden de Leoflex/LightJoule-panelen ook beter bestand zijn tegen de effecten van aardbevingen, simpelweg omdat ze minder zijwaartse amplitude hebben en minder torsie vertonen. Ten slotte zou Leoflex weinig last hebben van verlies aan elektrische uitput ten
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016 gevolge van zogenaamde PID (Potential Induced Degradation). PID kan optreden door blootstelling aan hoge temperaturen, hoge vochtigheid of hoge elektrische belasting.
Toepassingen
Lijkt Leoflex haar weg naar de zonnepanelen business te hebben gevonden; van uitgebreide toepassingen in bouw en architectuur is het nog niet gekomen. ‘Nog niet’ want volgens AGC zijn er ook daar volop kansen voor het materiaal: besparingen op materiaal, mogelijkheden tot verwerking in sandwichstructuren (bijvoorbeeld glas/metaal of glas/ kunststof), lichtgewicht constructies en uiteenlopende esthetische mogelijkheden. AGC Europa zal in juli 2016 een ultradun, chemisch gehard, aluminiumsilicaat glas, speciaal voor de bouw op de markt brengen. AGC gaat dit nieuwe glas in een dikte van 0,5 tot 2 mm produceren. Het kan volgens AGC zowel als enkel glas, gelaagd glas en als isolerend glas worden toegepast, eventueel gecombineerd met natron-kalk beglazingen, andere metalen en plastic materialen zoals PMMA en polycarbonaat. De producent zegt zich overigens in eerste instantie te willen richten op specifieke markten, waar gewichtsbesparingen van essentieel belang zijn of eenvoudige toepassing, zoals de middenruit in drievoudige beglazingen, zonnepanelen en decoratief glas.
Daarnaast ziet AGC nieuwe kansen en mogelijkheden, zoals voorspannen door koud buigen, waarbij zeer kleine buig stralen tot de mogelijkheden behoren. Andere mogelijkheden lijken te liggen op het gebied van sandwichconstructies,
modules voor licht bouwen, balustrades, dunne spiegels, verlichtingsarmaturen, extreem dunne beveiligingsbeglazingen en lichte beglazingen voor de transportsector.
Afgelopen zomer maakte ontwerpsite DEZEEN melding van een eerder dat jaar in Japan en de Verenigde Staten georganiseerde workshop waarbij studenten werden gevraagd iets te bouwen met Leoflex en Dragontrail. De workshop was een samenwerkingsverband van de architect Beverly Choe, (Stanford University) en structural engineer Jun Sato (University of Tokyo). Ook AGC was bij het project betrokken. Dat leidde tot twee ‘transparante’ paviljoens van glazen panelen die overwegend met aluminium strips aan elkaar waren verbonden.
technische keramiek bv
Materials 2016 standnr. 34 15 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Biocomposieten: licht, sterk, duurzaam Composieten zijn materialen die bestaan uit een combinatie van vezels en hars. Composieten zijn sterk en licht in gewicht en in elke gewenste vorm te maken. In de ‘conventionele’ vezelversterkte kunststoffen worden fossiele grondstoffen verwerkt. De herbruikbaarheid aan het einde van hun levensduur is beperkt. Biocomposieten daarentegen bestaan uit biobased grondstoffen en zijn dus hernieuwbaar. De ontwikkeling van biocomposiet is in volle gang en SBRCURnet is betrokken bij de communicatie over een onderzoeksproject dat de haalbaarheid onderzoekt van een biobased fiets- voetgangersbrug. Twee projectmedewerkers gaan in op de stand van zaken.
Fossiele brandstoffen en grondstoffen moeten steeds meer vervangen worden door biobased materialen. Dat draagt bij aan minder CO2-uitstoot en vermindert de afhankelijkheid van aardolie als grondstof. De ontwikkeling van de ‘biobased economy’ met hernieuwbare energiebronnen en materialen staat nog maar aan het begin; er is dus een enorm groeipotentieel voor materialen die niet op fossiele grondstoffen gebaseerd zijn.
Biobased brug
Het ministerie van Economische Zaken stimuleert bedrijven die zich hierop richten met het programma ‘Biobased economy’. Materialen vormen daarin een belangrijk onderdeel. Verschillende bedrijven, hogescholen, de TU Eindhoven en SBRCURnet hebben zich nu verenigd in een onderzoeksproject ‘Biobased brug’. De initiatiefnemer en projectleider Avans Hogeschool in Breda is in de commissie vertegenwoordigd in de persoon van Willem Böttger en Michael van Nielen. Böttger is daar lector Biobased Bouwen bij het Centre of Expertise Biobased Economy en tevens werkzaam bij NPSP,
16 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
een bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling en productie van composieten. Van Nielen is docent aan deze hogeschool en begeleidt studenten die onderzoek doen op dit gebied. Centraal daarin staan de twee componenten van biocomposiet. Volgens Böttger zijn dit hernieuwbare materialen van biologische oorsprong en niet afkomstig van fossiele grondstoffen als aardolie. ‘De biocomposietmateria-
len waar we ons op richten bestaan uit natuurlijke vezels als vlas en hennep, en harsen op basis van biobased epoxy’s, biobased polyesterharsen of furanen gemaakt van restmateriaal van de suikerproductie. Het gaat hier om materialen met een lange levensduur, korte CO2-cyclus, die in minder dan 100 jaar worden gebruikt en gerecycled. Ons project is een haalbaarheidsonderzoek naar
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Michael van Nielen (links) en Willem Böttger
de mogelijkheid van het construeren van een biocomposietbrug, waarin deze materialen met hun lage CO2-footprint zijn verwerkt’, aldus Böttger.
Prototype
Van Nielen vervolgt: ‘Het studentenonderzoek richt zich op het maken van prototypen brug (schaal 1:10), en het testen op sterkte daarvan. De twee beste prototypen worden later uitgewerkt in een schaal 1:1 prototype van 10 m lang. Parallel aan dit haalbaarheidsonderzoek is gezocht naar een locatie; dat wordt een voetgangersbrug over de Dommel in Eindhoven. De studenten onderzoeken de materiaaleigenschappen van de natuurlijke vezels die je voor de engineering nodig hebt. Deze vezels kunnen heel goed op trek worden belast, maar veel minder goed op druk. Een constructief ontwerp met natuurlijke vezels moet zo gemaakt zijn dat de biovezels met name op trek worden belast. Daarvoor moet je anders denken, en niet vanuit bijvoorbeeld een betonontwerp met drukkrachten redeneren’. Het onderzoek richt zich op de eigenschappen van de natuurlijke composieten en op bestaande biobased harsen en natuurvezels; er worden geen nieuwe harsen ontwikkeld in dit kader. Bij het composietenonderzoek wordt gestreefd naar een maximale treksterkte, met een zo hoog mogelijk vezelgehalte. Ook het materiaalgedrag op langere termijn wordt onderzocht volgens Böttger: ‘we willen ook weten hoe biocomposieten zich in de tijd gedragen. Een student is daarom al bezig met versneld verouderingsonderzoek, waarbij de invloed van UV, vocht en temperatuur wordt nagegaan. Het is in elk geval nu
al duidelijk dat er nog vervolgonderzoek moet komen’.
Workshop
Er gebeurt in ons land veel op het gebied van biocomposieten: het haalbaarheidsonderzoek biobased brug bouwt voort op verschillende andere onderzoeken. Maar liefst 37 partijen hebben in het Composietenlab van de Hogeschool InHolland in Delft, in december vorig jaar tijdens een workshop een aantal prototypen biocomposiet ontworpen en zelf
gemaakt. Daarbij werd aandacht besteed aan productiemethoden voor biocomposieten, zoals gebruikt voor een model met gevlochten henneptouw. Deze workshop zal dit jaar een follow-up krijgen in de vorm van een aantal ontwerpsessies met prototypen. 60 studenten architectuur van de Academie van Bouw en Infra van Avans Hogeschool zullen in groepjes van zes studenten één van de tien gepresenteerde ontwerprichtingen uitwerken. Ze zullen elke week het ontwerp aanpassen, een prototype in de verhouding 1:10 produceren, dit testen in een driepunts buigopstelling, om op basis van de testresultaten hun ontwerp aan te passen, weer een prototype te maken enzovoort. Zo zullen ze in acht cycli van een week de ontwerpopdracht uitwerken. Op het eind zal een van de ontwerpen worden gekozen om 1 op 1 te worden gerealiseerd. Daarbij is ook het nieuwe innovatienetwerk Spark uit Rosmalen betrokken, waar onder meer Avans en de TU Eindhoven samenwerken. In het daar op te zetten lab zal hiervan dit jaar het prototype worden gerealiseerd.
Ontwerprichtlijn
Wat zeker ook zal bijdragen aan het succes van biocomposieten is een goede ontwerpmethode. De noodzaak om die te ontwikkelen kwam ook aan de orde tijdens de workshop in Delft. Voor vezelversterkte kunststoffen is momenteel CUR-Aanbeveling 96 van kracht, een richtlijn die voorjaar 2016 in een geheel herziene en uitgebreide versie zal verschijnen. Böttger: ‘Van die CURAanbeveling zal worden uitgegaan bij het opstellen van een ontwerprichtlijn voor biocomposieten. Mede daarom is SBRCURnet bij het onderzoek betrokken. We verwachten 80 procent daarvan over te kunnen nemen uit de CUR-Aanbeveling en 20 procent zal specifiek moeten gaan over de eigenschappen van biocomposieten. Maar voordat je die richtlijn opstelt moeten eerst de materiaaleigenschappen van de biocomposieten goed zijn onderzocht. Daar richt ons haalbaarheidsonderzoek zich nu op. In dat onderzoek zijn we nu ongeveer halverwege, het moet in het voorjaar van 2017 klaar zijn. Dan kunnen we dus de vraag beantwoorden of het mogelijk is een biocomposieten brug te produceren’. Aad van den Thoorn, SBRCURnet
17 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Fotokatalytische toplaag haalt verontreinigingen uit lucht
Luchtzuiverend behang ‘Een vraag uit de markt,’ zegt Richard Cohen, manager product development bij BN International. Enkele jaren geleden werd het bedrijf gevraagd een speciale wandbekleding te ontwikkelen voor prefab gipsplaat-constructiewanden. Daarbij rees de vraag of het niet interessant zou zijn om zo’n gipsplaat te voorzien van extra eigenschappen; een luchtzuiverende laag bijvoorbeeld. ‘We wilden een heavy duty behang ontwikkelen, zegt Richard Cohen. ‘Een sterke wandbekleding, bedoeld voor hotels, scholen, ziekenhuizen, wandbekleding waaraan hoge eisen worden gesteld. Daar wilden we luchtzuiverende eigenschappen aan toevoegen.’ En zo kwam BN International in contact met netwerkorganisatie M2i die over een uitgebreid netwerk beschikt van specialisten en onderzoekers, op de meest uiteenlopende terreinen. Dat leidde tot een samenwerkingsverband met wetenschappers van de Technische Universiteit in Eindhoven met het doel een methode te ontwikkelen, waarbij de verontreinigingen continu worden geëlimineerd. Het onderzoek werd uitgevoerd door promovendus Štepan Lorenčik en dr. Qingliang Yu, beiden verbonden aan de onderzoeksgroep Building Materials van prof. Jos Brouwers, faculteit bouwkunde.
sen brengen tachtig procent van hun leven binnen door. Logisch dat een slechte luchtkwaliteit grote invloed kan hebben op het welbevinden. Sterker nog, er doet zich een toename voor van ziektegevallen ten gevolge van slechte zogenaamde indoor air quality (IAQ). De belangrijkste oorzaken daarvoor zijn het verbranden
Slechte luchtkwaliteit
Naar schatting vinden wereldwijd jaarlijks meer dan twee miljoen mensen voortijdig de dood door verontreinigde lucht, zowel binnen als buiten. Veel men-
18 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Fotokatalytische oxidatie
van vaste brandstoffen, het roken van tabak, luchtvervuiling van buiten, de emissies van stoffen uit materialen die binnenshuis worden gebruikt, maar ook slecht onderhoud van het ventilatie- en aircosysteem. Er zijn beproefde methodes om de binnenluchtkwaliteit te verbeteren, bijvoorbeeld door te ventileren
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016 of met behulp van luchtzuiveraars. Allebei hebben ze nadelen. Ventilatie kost energie (en laat bovendien warmte verloren gaan), terwijl dat luchtzuiveraars de verontreinigingen vangen, maar niet afbreken.
Fotokatalytische oxidatie
De TU Eindhoven en BN International wilden daarom een innovatief, efficiënt en kosteneffectief materiaal ontwikkelen in de vorm van een behang, dat verontreinigingen in de binnenlucht zou afbreken. Men dacht in dat verband aan een behang met een fotokatalytische toplaag. Zo’n laag bevat een fotokatalysator, een stof die onder invloed van licht een chemische reactie op gang brengt: fotokatalytische oxidatie. Bij die reactie worden in de lucht aanwezige organische en anorganische verontreinigingen omgezet in componenten. Daarbij ontstaan onschadelijke componenten, zoals NO3-, CO2 en water. De Eindhovense onderzoekers kozen voor koolstof gedoopte TiO2-katalysator (C-TiO2). Titaniumoxide is een bekende fotokatalysator, die inmiddels onder meer wordt toegepast in luchtzuiverende (straat)stenen.
Testopstelling TU Eindhoven
gens werd onderzocht wat het effect van de componenten op de kwaliteit van de coating had, niet in de laatste plaats op de luchtzuiverende prestaties. Ingewikkeld onderzoek, want de te meten concentraties liggen meer op pico- dan op nanoschaal. Daar is geavanceerde apparatuur voor nodig. Maar uiteindelijk wisten de betrokken partijen aan te tonen dat het luchtzuiverende behang werkt. Daarmee is de productontwikkeling nog niet afgerond. Volgens Richard Cohen
moet er nog een laatste optimalisatieslag worden gemaakt als het gaat om de lichtechtheid. Als de lichtbestendigheid is verbeterd, kan de innovatieve wandbekleding daadwerkelijk in productie worden genomen. Maar daar is nieuw specifiek vervolgonderzoek voor nodig. Over de afloop daarvan twijfelt Cohen niet. Luchtzuiverend behang komt eraan; het is een kwestie van tijd. Redactie Innovatieve Materialen
Toplaag
De wandbekleding van BN International bestaat uit een papieren drager, met daarop een pvc coating waarop een toplaag wordt aangebracht. De pvclaag zorgt ervoor dat het product een bepaalde esthetische uitstraling krijgt, goed is te reinigen en lang mee gaat. De toplaag biedt bescherming tegen vuil en de inwerking van licht.
Katalysator
Het belangrijkste probleem dat de onderzoekers moesten overwinnen was de interactie tussen TiO2 met andere componenten in de toplaag. Die interactie leek er voor te zorgen dat de fijnverdeling van de katalysator problematisch was. Uiteindelijk is na veel onderzoek een oplossing gevonden. Een ander onhandigheidje was dat de katalysator niet alleen componenten uit de lucht kan afbreken, maar ook uit het behang zelf. Dat laatste bleek te kunnen worden opgelost door nano-silica toe te voegen. Het onderzoek richtte zich vervolgens op het testen en optimaliseren van verschillende recepten en vervol-
Netwerkorganisatie M2i was nauw betrokken bij de ontwikkeling van het luchtzuiverende behang en wel door het bij elkaar brengen van de vraag naar en het aanbod van de benodigde kennis, het defineren en coördineren van het onderzoeksproject en de werving van de promovendus. M2i is als netwerkorganisatie gespecialiseerd in materiaalonderzoek en werkt in dat verband samen met industrie, universiteiten en onderzoeksinstellingen. Uitgangspunt van het onderzoek dat M2i faciliteert, is dat het innovatief moet zijn, dat er economische kansen liggen, dat het bijdraagt aan zowel samenleving als milieu en de verduurzaming van de samenleving. Materials innovation institute (M2i) ondersteunt bedrijven met materiaalonderzoek en advies om productontwikkeling mogelijk te maken; door middel van materiaalinnovatie en vernieuwde processen. Als onafhankelijke netwerkorganisatie voert M2i samen met zo’n zestig industriële en academische partners materiaalonderzoek uit. Het gaat om projecten in Nederland en in bredere Europese context. Daarin speelt M2i een intermediaire rol, van het identificeren van onderzoeksthema’s, het definiëren van integrale programma’s tot en met coördineren van de projecten. Momenteel lopen ruim honderd onderzoeken op verschillende universiteiten, zoals materiaalmodellering om gedrag bij bepaalde omstandigheden te analyseren, of experimenteel onderzoek in nieuwe materiaalsamenstellingen.
19 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
‘The future is here’ Material Xperience 2016
Van 27 tot en met 29 januari werd in het Rotterdamse Ahoy het jaarlijkse Material Xperience gehouden, georganiseerd door Materia. Het in Naarden gevestigde Materia is een internationale netwerkorganisatie die zich bezighoud met materialen en innovatie. Doel is om materiaalinnovatie te stimuleren voor een mooiere, duurzamere en kwalitatief betere gebouwde omgeving. Material Xperiance is een expositie annex beurs voor architecten en iedereen die op creatieve manier iets met materialen heeft. Dit jaar vond de bijeenkomst plaats onder het adagium ‘The Future is Here.’ Waarschijnlijk ook om die reden was er gekozen voor drie thema’s: New Techniques, New Materials and New Energy Sources. Veel aandacht inderdaad voor nieuwe technieken en niet in de laatste plaats
20 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
voor robot-gestuurde technieken, zoals freezen en vooral 3D-printen. De meest opvallende 3D-geprinte structuren die op de tentoonstellingsvloer te vinden waren, was het 3D-geprinte beton van Bruil: achitectonisch beton, gemaakt met een door het bedrijf zelf ontwikkelde 3D-printer. Een rode draad van de expositie was ook de circulaire economie, wat zich op de beursvloer vooral vertaalde in biobased
en/of hergebruikte materialen. Zoals materialen op basis van exotische plantaardige grondstoffen: pleisterwerk van katoen, ‘leer’ van mango, panelen op basis van paddenstoelen, algen en ga zo maar door. ‘What do you think of bricks made of recycled glass and stone?’ schreef de organisatie van te voren over de te verwachten noviteiten. ‘Textiles that dissolve in water, facades made from aubergine fibres, coffee ground panels,
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016 bioplastics made from crab shells?’ Het was er allemaal, en meer. Stenen gemaakt van gerecycled baksteen en glas, keramisch hout, decoratieve gevel elementen van ultra high performance beton, mozaïek van elementjes gemaakt van afval uit de kokos- en houtindustrie, maar ook hout, staal, geglazuurde bakstenen, futuristische gevelelementen van aluminium. En het mooie is dat de bezoekers alle ten toon gestelde materialen mogen aanraken; conform de Xperience-formule.
aanzienlijk. Terwijl traditionele mortelbekleding die alleen op het oppervlak droogt gedurende 30 tot 50 jaar in goede vorm blijft, kan Stofix-baksteenbekleding volgens de producent tussen de vijftig en honderd jaar meegaan, juist dankzij zijn luchtcirculerende vermogen. Een gevel die droogt tussen regenbuien en die goed wordt geventileerd achter het oppervlak is duidelijk beter in het onderhouden van de muurstructuren en het isolatievermogen. www.stofix.nl>
Strengsteen
De Strengsteen is één van de nieuwe ontwikkelingen van Keramische Industrie St. Joris uit het Limburgse Beesel. St. Joris ontwikkelde de nieuwe steen in samenwerking met Architect Meindert Booij (Architectenbureau Broekbakema). Het gaat om een geglazuurde gevelsteen die wordt verlijmd, maar waarbij de voeg aan het zicht is onttrokken. De ontwerper kan zelf de uiterlijke vorm van de steen bepalen. Volgens de producent gaat bouwen daarmee sneller en innovatiever. Een voegloze gevel vraagt ook minder onderhoud. Waar de traditionele metselgevel na een aantal jaren opnieuw gevoegd moet worden, is bij een voegloze gevel gemaakt van Jointless Bricks niet van toepassing. Een keer per jaar de gevel nat afnemen is volgens de producent voldoende om de glanzende uitstraling jarenlang te behouden. www.stjoris.nl>
Keramisch hout
Tijdens de Materials Xperience werd zogenaamd Ceramic Wood gepresenteerd, werk van prof. Markus Holzbach, HFG Offenbach Institute for Materialdesign IMD. Het keramiek van hout is volgens de website van het Institute for Materialdesign het resultaat van een ontwerpproces, geïnspireerd op natuurlijke materialen wat uiteindelijk in dit geval leidt tot keramiek met de vorm van natuurlijk hout. Het wordt gemaakt door hout in aanwezigheid van silica te verhitten, Stofix gevelsysteem
Stofix presenteerde tijdens de Materials Xperience haar gelijknamide gevelsysteem. Stofix is een baksteenbekleding die een traditioneel, baksteenoppervlak combineert met moderne montagetechnologie. Stofix-steenstrips zijn bevestigd op rails, waardoor luchtcirculatie mogelijk is tussen de thermische isolatie en de buitenhuid. Stofix-steenstripbekleding bestaat uit twee onafhankelijke systemen: een metalen frame waarop de panelen worden gemonteerd en dat oneffenheden in de originele gevel kan corrigeren en de feitelijke bakstenen paneelbekleding. Dankzij zijn dunne structuur, die los staat van het gebouwframe en de lucht ruimte geeft om te circuleren, droogt Stofix snel en beschadigt het voegen niet door thermische expansie. Dit versterkt de weerstand van de baksteenbekleding
Strengsteen van St. Joris
21 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Keramisch hout
waarbij er SiC wordt gevormd. Juist de combinatie van biologische vormen met keramiek zouden ontwerpers nieuwe mogelijkheden geven. Meer info over keramisch hout>
Acousticrete
Decomo, producent van prefab architectonisch beton, ontwikkelde Acousticrete: volgens de producent een klassiek architectonisch betonelement met geluidsabsorberende werking. Dat laatste wordt bereikt door gebruik te maken van het
Helmholtzresonator-principe. Acousticrete heeft cilindervormige kanalen en sleuven waarlangs het geluid kan binnendringen. Het volume van de kanalen en de sleufdiepte worden zo op elkaar afgestemd dat bepaalde geluidsfrequenties kunnen worden ‘weggefilteeerd.’ In eerste instantie zegt Decomo Acousticrete te willen toepassen voor wanden in grote ruimtes waar geluid een probleem vormt - zoals zwembaden, sporthallen, ontvangstruimtes en trappenhallen. Kleinschaliger kan het product ook geschikt zijn voor klas- en andere lokalen
Acousticrete
22 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Bruil: 3D geprint architectonisch beton
in scholen. Decomo ontwikkelde Acousticrete samen met Peutz en Arup, twee constructeursbureaus op het gebied van akoestiek en lawaaibeheersing. Meer over Acousticrete>
3D-geprint architectonisch beton
Tijdens de Material Xperience in Ahoy, presenteerde Bruil twee objecten die met een 3D-betonprinter werden gemaakt. De producent van prefab beton, betonmortel en mortels voor de gevel, zegt een 3D-printer te ontwikkelen, speciaal voor architectonisch beton. Bruil wil volgens haar website laten zien dat 3D-geprint beton niet alleen slaat op grijze casco’s, zoals die bijvoorbeeld in China worden gemaakt, maar dat er veel meer mogelijk is. Zoals parametrisch gevormde gevels met een hoge esthetische waarde. Daarom zegt Bruil in een zeer hoge resolutie te printen en ontwikkelt het bedrijf printmortels in wit of in kleur. Volgens Bruil staat de architectuur staat aan de vooravond van een
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
enorme verandering. Waar de invloed van de architect de afgelopen decennia steeds kleiner geworden is, maakt het 3D-printen het weer mogelijk om onderscheidende ontwerpen te maken die ook betaalbaar gerealiseerd kunnen worden. Volgens Bruil is 3D-beton printen volop in ontwikkeling en zijn er nog veel ideeën voor procesoptimalisatie en nieuwe interessante structuren. Het bedrijf verwacht dat de techniek binnen twee jaar voldoende doorontwikkeld is om op grotere schaal in te kunnen zetten.
nadruk niet meer op de plompe en onnodig in het oog springende kozijnen ligt. Bovendien zou het raamprofiel door het minimale materiaalgebruik duurzaam zijn. In vergelijking met conventionele systemen wordt volgens de website van het bedrijf 72 procent minder aluminium toegepast en dus 72 procent minder energie gebruikt bij de productie. Er komt tijdens de productie 72 pro-
cent minder CO2 vrij en er is aanzienlijk minder coating nodig. Het aluminium systeem voldoet volgens Mindow nu al aan de energienorm van 2020. Volgens de producent is bovendien 90 procent van de materialen recyclebaar. www.mindow.nl>
www.bruil.nl>
Minimalistisch raamprofiel
Onder het motto ‘less is more..’ presenteerde het bedrijf Mindow uit Maastricht met een minimalistisch ontworpen en uitgevoerd profielsysteem. Mindow zegt het gebruik van profielmaterialen tot een minimum te hebben terug ge drongen, door een slim ontwerp. De 32 mm Mindow profielen maken het daardoor mogelijk om de gevel een minimalistische uitstraling te geven, waarbij de
23 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
StoneCycling: bakstenen van circulair design
WasteBasedBricks Bakstenen maken van afgedankte bakstenen, of van wastafels, oude tegels en afgedankte keramische kozijnen, glas: het kan blijkbaar allemaal. Tijdens Gevel 2016 in Ahoy Rotterdam, 27 tot 29 januari, presenteerde het bedrijf StoneCycling haar producten, gemaakt van een cocktail van vermalen bouw- en industrieel afval en verwerkt tot nieuwe, zowel kwalitatief als esthetisch aantrekkelijke stenen. En volgens de jonge bedrijf is dat nog maar het begin. StoneCycling werd officieel in 2013 opgericht, maar eigenlijk was het al het jaar daarvoor begonnen aan de Design Academy in Eindhoven. Daar bedacht Tom van Soest een procédé om van bouw-, en sloopafval bakstenen te maken. Met afvalstoffen als uitgangspunt, ontwierp hij een methode waarmee via een klassiek keramisch bakproces bouwstenen konden worden gebakken. Het resultaat was kennelijk zo bemoedigend dat hij in 2013 samen met Ward Massa er een bedrijf voor oprichtte: StoneCycling, gevestigd in Amsterdam en met een R&D-faciliteit in Venlo. Sindsdien is er veel onderzocht, getest en gebakken. Inmiddels is er ook een productlijn op de
24 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
markt onder de naam WasteBasedBricks. De stenen hebben tot de verbeelding sprekende typenamen zoals caramel, salami, nougat, truffle en mushroom.
Minder CO2
Het idee achter de producten van Stone Cycling is ingegeven door de vraag wat te doen, en bij voorkeur zo duurzaam mogelijk, met bouwafval. Hergebruik dus, maar dat niet alleen waarmee men probeert een zo duurzaam mogelijk product op de markt te zetten. Het proces van StoneCycling verloopt bij een temperatuur die 200 tot 300 °C lager ligt dan die van de normale baksteenproductie. Daardoor is de CO2-emissie ook lager.
Mooi
De methode die StoneCycling toepast om bakstenen van ‘circulair design’ te maken begint met de selectie van een aantal afvalstromen. Dat kan een materiaal zijn dat nog moet worden vermalen, maar het kunnen ook al bestaande granulaten zijn, bijvoorbeeld afkomstig van de stoffilters van de baksteenindustrie. Is zo’n selectie eenmaal gemaakt, dan gaat de mix het naar het lab, ‘de keuken’, waar de uiteindelijke recepturen van de verschillende componenten worden gemaakt en getest. Het testen van de prototypes gebeurt door via een trial and error procedure in combinatie met scheikundige analyses een proefsteen
aan StoneCycling kan leveren. Dat neemt niet weg dat de interesse van het bedrijf ook uitgaat naar kleinere afvalstromen, die wat samenstelling nogal kunnen fluctueren. Volgens StoneCycling worden veruit de meeste stenen ontworpen op projectbasis. Betrekkelijk kleine, unieke series, die in samenwerking met de betrokken architect worden ontwikkeld. Zoals een project in Rotterdam, dat medio maart zal worden opgeleverd. Hier wordt een variant van de caramel-steen in de gevel gebruikt. Een tweede project dat momenteel loopt in Londen zal in april worden afgerond. En ook internationaal blijkt er veel belangstelling voor de producten van StoneCycling te bestaan. Het bedrijf oriënteert zich momenteel op de ontwikkeling van andere productlijnen, zoals tegels en straatstenen. te bakken. En dat eindresultaat moet technisch aan de nodige specificaties voldoen, maar vooral ook mooi zijn. Want ook al ligt er een cradle to cradlefilosofie aan de WasteBasedBricks ten grondslag; StoneCycling wil het liefst dat architecten en projectontwikkelaars ook voor de stenen kiezen uit esthetische overwegingen.
www.stonecycling.com
Volwaardige stenen
Inmiddels is de WasteBasedBrickslijn getest door het Technisch centrum voor de Keramische Industrie (TCKI) in Velp. Volgens StoneCycling heeft dat onderzoek bevestigd dat de WasteBasedBricks als volwaardige bakstenen kunnen worden gebruikt. De druksterkte is zelfs hoger dan bij de gemiddelde conventionele stenen en dat geldt ook voor de isolatiewaarde. De wateropname scoort wat minder, maar dat is volgens het StoneCycling goed op te vangen door de mortel aan te passen. Ook voor het overige voldoen de WasteBasedBricks aan de Europese standaard.
Unieke series
Om aan de vraag te voldoen, heeft StoneCycling een goed gedefinieerde aanvoer van grondstoffen nodig. Momenteel werkt men samen met verschillende industrieën die op constante basis afvalmateriaal kunnen leveren met constante kwaliteit. Voorbeeld is een fabrikant van steenstrips, die de baksteenresten die na het verzagen overblijven
25 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Flexbrick Flexbrick toegepast als faรงade, pergola en plafond
Jaume Colom, technisch directeur van het Spaanse bedrijf Flexbrick, presenteerde tijdens de Material Xpecience, januari 2016 in Ahoy, Rotterdam, een bijzonder bouwsysteem waarbij bakstenen als matten in constructies kunnen worden verwerkt. Flexbrick, gevestigd in Els Hostalets de Pierola, ten westen van Barcelona, is zowel de naam van een bedrijf als van een bouwsysteem dat door diezelfde firma werd ontwikkeld. Het werkt met matten van speciale bakstenen, die met een constructie van (roestvaststalen) draden met elkaar zijn verbonden. Op die manier kunnen zowel gebogen als vlakke constructies worden gemaakt: daken, gevels, afrasteringen en/of bestratingen. Het concept van Flexbrick werd aan het einde van de twintigste eeuw ontwikkeld door de Spaanse architect Vicente Sarrablo, die het idee weer zou hebben opgedaan van de gerenommeerde Uruguayaanse ingenieur en ontwerper Eladio Diestre. Beide mannen ontmoetten
26 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
elkaar in 1997 in Uruguay en tijdens hun bijeenkomsten zou Sarrablo in de ban van het concept zijn geraakt. Hij werkte tussen 1998 en 2002 het principe verder uit tijdens zijn studie aan de universiteit
van Catalunya. In 2003 werd het systeem gepatenteerd. Drie jaar later startte hij samen met Jaume Colom de bouw van Casa Mingo in Barcelona, wat moet worden gezien als het protoype-huis, gecon-
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
strueerd met het Flexbrick-principe. Inmiddels presenteerde Sarrablo het idee aan twee keramische bedrijven - Piera Ecocerámica en Cerámica Malpesa - die vervolgens de techniek verder helpen uitwerken. Begin 2009 werd vervolgens het bedrijf Flexbrick opgericht, waarbij
Piera Ecocerámica en Cerámica Malpesa ieder 50 procent van de aandelen in handen hebben. Het Flexbrick-systeem, dat onder de aanduiding ceramic textile op de markt wordt gebracht, werd in hetzelfde jaar
officieel geïntroduceerd. Inmiddels wordt het in veel verschillende configuraties en toepassingen ingezet, als dichte of open baksteenwand, afrastering, plafondbekleding, boogconstructies, pergola’s en of als straatbekleding. Flexbrick brengt daarvoor zelf kant-en-klare concepten op de markt, bijvoorbeeld een open, hangend systeem waarbij de stenen kunnen worden gecombineerd met isolatiemateriaal. Maar als het aan de fabrikant ligt, zijn de mogelijkheden enorm. ‘What can you do? Whatever you imagine,’ schrijft Flexbrick op haar website. Onder de clientele van het bedrijf bevinden zich onder meer architectenbureaus als Archikubik, Blur Arquitectura, Michèle & Miquel, Pich Architects, PMMT, TDB Arquitectura en vele andere. Met de huidige productlijn is blijkbaar nog lang geen einde gekomen aan de verdere ontwikkeling van het concept. Nieuw onderzoek richt zich onder meer op de integratie van andere materialen, zoals hout, geglazuurde tegels, staal en/ of glas. www.flexbrick.net>
El Cobijo – La Rioja
Casa Mingo in Barcelona
27 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Zweden bouwt aan lignine-koolstofvezelindustrie
Koolstofvezels uit het bos Het is nog een model (een speelgoedauto) maar dat betekent niet dat het niet serieus moet worden genomen. Zweedse wetenschapers ontwikkelden onderdelen, in dit geval het dak en de batterij, grotendeels gemaakt van een nieuw, biobased materiaal op basis van lignine. Het gaat om een demonstratieproject van KTH Royal Institute of Technology (Stockholm, Zweden), de Zweedse onderzoeksinstituten Innventia en Swerea, instellingen die zich bezighouden met de ontwikkeling van nieuwe, duurzame ontwikkelingen voor de industrie. Het onderzoek werd uitgevoerd in het kader van een Zweeds, strategisch innovatieprogramma - Bioinnovation - een samenwerking tussen het Zweedse Energy Agency en twee instituten op het gebied van duurzame innovatie: Vinnova en Formas.
Ligninevezels
In het kader van een demonstratieproject van de KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, ontwikkelden
28 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
de betrokken onderzoekers een koolstofvezelcomposiet op basis van lignine. Lignine zit in de celwanden van bijna alle planten en is na cellulose de meest voorkomende natuurlijke polymeer in de wereld. De gebruikte lignine in het
prototype komt van de papierindustrie. Al eerder, namelijk in 2012, ontwikkelde Innventia een methode waarmee lignine als grondstof voor koolstofvezels kan worden gebruikt. Onderzoekers van het instituut slaagden erin om ligninevezels
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016 te spinnen die na pyrolyse lichtgewicht koolstofvezels opleveren. Sindsdien houden verschillende instituten in Zweden zich bezig met vervolgonderzoek
Goedkoper
Volgens Göran Lindbergh, hoogleraar chemical engineering en projectleider van het recente onderzoek KTH Royal Institute of Technology, zijn de koolstofvezels op basis van lignine niet alleen duurzaam, maar ook lichter en zelfs goedkoper dan ‘gewone’ koolstofvezels. En precies daar is het de Zweden om te doen. Het idee is dat met koolstofvezels momenteel wel erg lichte (composiet) materialen kunnen worden gemaakt, maar het probleem is vooralsnog de prijs. Koolstofvezels zijn duur. Het resultaat is dat het materiaal eigenlijk alleen daar wordt ingezet waar prestatie belangrijker is dan prijs. Kunnen die kosten naar beneden, dan wordt de markt voor koolstofvezels veel groter.
Volkswagen
Ook buiten Zweden lijkt de industrie steeds meer geïnteresseerd in duurzame en goedkopere lignine-koolstofvezels. Begin 2015 publiceerde onderzoekers
van Volkswagen, de universiteit van Maagdenburg en het Faserinstitut Bremen een onderzoek naar de mogelijkheden van lignine-koolstofvezels als bulkmateriaal onder de titel ‘Lignin - an alternative precursor for sustainable and cost-effective automotive carbon fiber’. Het idee is dat koolstofversterkte composieten in het ontwerp van bijvoorbeeld auto’s voor een enorme gewichtsreductie kunnen zorgen; in vergelijking met aluminium wellicht zestig procent. Brede toepassing van conventionele koolstofvezels in materialen voor de auto-industrie stuitten tot dusver op de kosten. En die kosten zijn weer terug te voeren op het uitgangsmateriaal, namelijk polyacrylonitril (PAN). Conventionele koolstofvezels worden gemaakt door pyrolyse (bij 3000 C°) van PAN-vezels en de vraag was dus of lignine PAN zou kunnen vervangen. Uit het Duitse onderzoek zou blijken dat met lignine-koolstofvezels niet alleen goedkopere koolstofversterkte composieten kunnen worden gemaakt, maar dat de CO2-belasting tijdens de productie ook nog lager is. Er moet nog een en ander aan procesoptimalisatie plaatsvinden, maar uiteindelijk zien de onderzoekers mogelijkheden
voor grootschalige ligninekoolstofvezelversterkte materialen.
Routekaart
Terug naar Zweden. Het houtrijke land ziet ligninevezels als een interessant, duurzaam product voor de toekomst. Zweden heeft in 2015 een soort routekaart ontwikkeld, waarmee men per 2025 een kosten-effectief Zweeds ligninekoolstofvezel wil hebben ontwikkeld dat kan worden toegepast in composietmateriaal. Daarnaast wil men over tien jaar kunnen beschikken over de benodigde onderzoeksinfrastructuur en de bijbehorende expertise voor de hele productieketen van hoogwaardige, op hout gebaseerde materialen. Met andere woorden: Zweden wil binnen tien jaar een concurrerende industrie opzetten voor hernieuwbare ligninekoolstofvezels, die nauw verbonden is aan bestaande industrietakken, zoals de papierindustrie. KTH Royal Institute of Technology> Zie ook Innventia>
Commercial viability analysis of lignin based carbon fibre, Michael Chien-Wei Chen, 2014 Simon Fraser University, Canada
29 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
Challenging Glass 2016
Glas steeds populairder als constructiemateriaal
Op 16 en 17 juni 2016 wordt in Gent de vijfde editie van het congres Challenging Glass georganiseerd, een bijeenkomst die iedere editie meer bezoekers trekt uit de hele wereld. Dat heeft een reden. Volgens prof. Jan Belis, professor Glasconstructies aan de Universiteit Gent, raken architecten, ontwerpers en constructeurs steeds meer in de ban van glas. Dat komt volgens hem omdat glas een van de weinige materialen is die hoge sterkte combineren met ongekende esthetische mogelijkheden. Dat brengt architecten meer en meer tot unieke constructies. Na eerdere succesvolle edities van het tweejaarlijks congres aan de TU Delft (NL) en EPFL (CH), richt Jan Belis zich samen met de organisatoren van het eerste uur Freek Bos (Witteveen + Bos) en Christian Louter (EPFL) op de jubileumeditie in Gent. Dat Challenging Glass volgend jaar juist in Gent wordt gehouden is geen toeval. Het onderzoek naar constructief glas kwam daar tien jaar geleden op gang met onderzoek naar de stabiliteit van glazen liggers. En sindsdien wordt er hard aan de weg getimmerd. Tegenwoordig behelst het onderzoek in Gent zowel kleine glazen structuren als grootschalige constructieve systemen en alles wat er tussenin zit. Belis: ‘Er zijn nieuwe ontwikkelingen waarbij glas niet alleen als constructie materiaal een belangrijke rol speelt, maar ook energetisch en wat betreft ‘beleving’. Er zijn in het verleden studies geweest naar het welbevinden van mensen in gebouwen. Daaruit blijkt dat hoe meer daglicht binnenvalt, hoe beter men zich voelt. Kantoorgebouwen heb-
30 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
ben niet voor niets veel glaspartijen. Stel dat je die transparantie ook naar de constructie kan doortrekken. Dat zou enorme voordelen kunnen opleveren’.
Supersterk
Het materiaal glas biedt kansen op het gebied van vormgeving, maar ook energetisch en constructief. Het is echter geen makkelijk materiaal, zeker niet als het gaat om de rol in constructies. In vergelijking met bijvoorbeeld een constructiemateriaal als staal, is glas erg bros. Belis: ‘Bij overbelasting heeft staal nog een plastische reserve. Het zal eerst buigen voordat het bezwijkt. Glas heeft dat veel minder; bij een kritische belasting faalt het vrijwel onmiddellijk. Maar dat is precies waar veel onderzoek zich op richt, om dat probleem te verbeteren.’
Eén van de interessante ontwikkeling op dat gebied is volgens Belis het onderzoek naar hybride constructies van glas en staal. Het gaat om een soort voorgespannen glas, enigszins vergelijkbaar met voorgespannen beton. De analogie met beton gaat ook goed op, omdat ook (ongewapend) beton bros is en net als glas nauwelijks trekspanningen kan opnemen. Belis: ‘Als je in gelaagd glas in de trekzijde wapening kunt integreren zou je een supersterk constructiemateriaal in handen hebben, met nog altijd hele interessante transparante eigenschappen. Wapening hoeft de transparantie namelijk niet in de weg te zitten als het maar slim wordt aangebracht. In sommige constructies zit de wapening helemaal aan de onderrand van de glazen
ligger en valt daardoor vrijwel niet op, omdat zo’n rand altijd optisch donkerder is. Het voordeel is dat je een soort post kritische reserve inbouwt, waardoor het restdraagvermogen van zo’n balk enorm toeneemt. Dat is bijvoorbeeld heel goed toepasbaar voor een glazen gevel om laterale krachten zoals die van windbelasting loodrecht op het gevelvlak te kunnen weerstaan. Dergelijk onderzoek is inmiddels in een vrij gevorderd stadium.’
Industrie
Een andere interessante ontwikkeling ziet Belis zich voltrekken op het gebied van steeds dunnere beglazing. Belis: ‘De industrie heeft de afgelopen jaren nieuwe productietechnieken ontwikkeld, waardoor de sterkte van glas enorm is toegenomen. Het is het soort glas dat onder andere aan te treffen is op smartphones, maar die ook buiten de telecom veel interesse heeft, bijvoorbeeld in de constructie. Het gaat om glas met een buigsterkte van 600 – 900 MPa, twee à drie keer de sterkte van staal. Dat brengt een aantal interessante voordelen in beeld. Architecten en constructeurs kunnen opeens rekenen met glazen elementen die een veel grotere sterkte hebben dan gewoon glas. En dan valt er ook nog te denken aan veel slankere ontwerpen of misschien wel totaal nieuwe gevelconcepten. Eigenlijk weten we nog niet helemaal welke toepassingen er in het verschiet liggen, maar dat het interessant is, is zeker.’
Apple
Ten slotte groeit volgens Belis de interesse voor constructief glas bij de gevelindustrie. Daar wordt glas natuurlijk al eeuwenlang gebruikt, maar tegenwoordig bestaat er vooral belangstelling voor de combinatie constructief en energetisch. Daarbij moet worden gedacht aan de ontwikkeling van nieuwe coatings, maar ook aan slimme constructies, zoals met geïntegreerde vloeibaar kristallen waarmee bijvoorbeeld de transparantie kan worden beïnvloed. Belis: ‘Er is de laatste decennia een enorme vloed aan ontwikkelingen geweest. Dat begon twintig jaar geleden met gericht onderzoek naar glas als constructie-
materiaal en heeft sindsdien de blijvende interesse van architecten gewekt. Eén van de meest markante drijfveren kwam van computerfabrikant Apple, die met hun glazen ‘flagship stores’ een enorme boost aan onderzoek naar en ontwikkeling van constructief glas hebben gegeven. Om aan de visionaire architectonische eisen van het bedrijf te kunnen voldoen was onderzoek nodig, research dat door het IT-concern werd bekostigd. Zonder Apple-geld zou de glastechnologie niet staan waar ze nu staat.’ ‘Een andere drijvende kracht is het Europese COST-project ‘Structural Glass’. Dankzij dat programma konden we een netwerk opbouwen en een education pack opbouwen waarmee we universiteiten in staat stelden constructief glas als een vak te doceren. Dat is precies wat er nu gebeurt.’ Ook het congres Challenging Glass, dat in 2016 aan z’n vijfde editie toe is, heeft volgens Belis aan de netwerkvorming een aanzienlijke bijdrage geleverd. Challenging Glass heeft volgens hem een uitstekende reputatie, groeit iedere editie weer en zal naar verwachting volgend jaar in Gent meer dan 250 deelnemers trekken. www.challengingglass.com
31 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN Het digitale vakblad Innovatieve Materialen is ontstaan uit de vraag van de bouw- en GWW-sector naar informatie over nieuwe en of innovatief toegepaste materialen. Dat komt doordat opdrachtgevers steeds strengere eisen stellen aan materiaalgebruik: duurzaamheid, C2C en carbon footprint. Ook leggen grote, opdrachtgevende partijen meer en meer verantwoordelijkheid bij de markt. Door te kiezen voor slimme, duurzame, innovatieve materialen zien marktpartijen meer mogelijkheden zich te onderscheiden. Innovatieve Materialen wil ze daarbij helpen door als platform vraag en aanbod bij elkaar te brengen. Het idee daarachter is dat de Nederlandse bouwsector tot dusver was ‘verzuild’ op basis van materiaalsoorten. Kennis is vaak georganiseerd binnen materiaalclusters. Dat is jammer, want daardoor worden veel kansen niet benut. Daar kan en wil Innovatieve materialen een rol in spelen. Innovatieve Materialen is inmiddels samenwerkingsverbanden aangegaan met verschillende partners in de materialensector.
Innovatieve Materialen is een vak tijdschrift over ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies.
Uitgeverij SJP Uitgevers
Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e-mail: info@innovatievematerialen.nl
Digitaal
Innovatieve Materialen is een digitaal vakblad, wat logischerwijs de mogelijkheid geeft om meer informatie toe te voegen dan in een conventio neel papieren vakblad gebruikelijk is. Vaak wordt er bij de artikelen een koppeling gemaakt met een relevante website, achterliggende informatie, rapporten, videomateriaal en/of eerder verschenen artikelen. (Niet-abonnees hebben beperkt toegang de digitale achterliggende info.)
Abonnementen Een digitaal abonnement in 2016 (6 uitgaven) kost € 25,00 (excl. BTW) www.innovatievematerialen.nl