Nummer 4 2016
Vlasvezelversterkt kunststof brugdek Test 3D-geprinte betonnen bekisting Translucent, luchtzuiverend beton Afvalplastic als bouwstenen Paviljoen van genaaide houten Onderzoek vezelversterkt segmenten reparatiemateriaal Vuurvast hout ‘Alle constructies een materialenpaspoort’ ‘The material formaly known as concrete’ Primeur: betonkano zonder cement
EEN
UITGAVE
VAN
SJP
UITGEVERS
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) 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.
1 Berichten, met onder meer: 01 Varkensmest voor nieuw biobased asfalt 02 Verbeterd 3D-geprint keramiek met 03 Asfalt van wc-papierafval 04 Bacteriën maken metselwerk waterafstotend 08 Energiesteen 09 Hoogste houten gebouw komt in Amsterdam 12 The Cube 13 Kokosnoten helpen aardbevingbestendig bouwen 15 Glazen Solar Roadway-tegels in Route 66
16 Test 3D-geprinte betonnen bekisting
Heijmans en CyBe Construction hebben eerder dit jaar twee bekistingen geprint met een 3D-betonprinter. Het is de eerste keer in Nederland dat constructie-elementen op deze manier zijn gemaakt.
18 Afvalplastic als bouwstenen
Conceptos Plásticos maakt van plastic- en rubberafval een bouwmateriaal en gebruikt het om snel en tegen een scherpe prijs huizen te bouwen. Het bedrijf realiseerde inmiddels al verschillende projecten in Colombia.
20 Onderzoek vezelversterkt reparatiemateriaal
Als een betonnen constructie, zoals een brug of viaduct, begint te scheuren, zijn er verschillende manieren om deze scheuren te repareren. Promovenda Mladena Lukovic, TU Delft, onderzocht de geschiktheid van een nieuw ontwikkeld, cementgebonden materiaal, strain hardening cementitious composite (SHCC), om daarmee scheuren in betonnen constructies te kunnen repareren. SHCC is een vezelversterkt reparatiemateriaal, waarbinnen zich microscheuren vormen die het materiaal een groot rekvermogen geven. Conclusie: het nieuwe vezelversterkte reparatiemateriaal is een veelbelovende oplossing, vooral voor constructies die veel en zwaar worden belast, zoals viaducten en tunnels. Een andere toepassing is bij reparaties aan constructies waar veel vervormingen optreden, bijvoorbeeld bij aardbevingen, of waar vervormingen door bijvoorbeeld voortduurende ASR of wapeningscorrosie verwacht worden.
22 ‘Alle constructies een materialenpaspoort’
Probleem van geopolymeerbeton is vooral dat het nieuw is en er eigenlijk nog geen regelgeving is, waardoor toepassers terughoudend zijn. De werkgroep ‘Geopolymeren’ van de SBRCURnet Commissie ‘Duurzame en betrouwbare betonconstructies’ houdt zich bezig met de vraag welke regels er nodig zijn voor nieuwe materialen om geen wissel te trekken op de toekomst. ‘Hoe de keten schoon te houden,’ zegt prof. Klaas van Breugel. Van Breugel is hoogleraar Materials & Environment aan de faculteit Civiele Techniek van de TU Delft en lid van de genoemde SBRCURnet-commissie. Hij vindt meer kennis over het lange termijngedrag van geopolymeerbeton van groot belang, maar ziet ook wel wat in een materialenpaspoort.
Foto omslag: Watershed, DoepelStrijkes, pag 11 INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Varkensmest maakt weg vrij voor nieuw biobased asfalt Wereldwijd produceert de varkenshouderij 160 miljard liter aan varkensmest en overal ter wereld worstelen varkenshouders met de vraag wat daarmee te doen. Een aantal Amerikaanse wetenschappers zeggen nu een oplossing te hebben bedacht. Professor Elle Fini en een onderzoeksteam van de North Carolina A&T State University denken een methode te hebben ontwikkeld waarmee ze op termijn verwachten varkens-
mest te kunnen gebruiken om er een soort asfalt van te maken. Het project werd ontwikkeld met steun van National Science Foundation. Met de methode zeggen ze uit varkensmest een bitumen-achtige substantie te kunnen maken - zogenaamd ‘bioadhesive’ - die, gemengd met steentjes een asfalt-materiaal oplevert dat volgens de NCA&T uitstekend kan worden gebruikt in de wegenbouw. Inmiddels
zijn monsters van dit varkensmestasfalt uitgebreid en naar verluidt met succes getest. Fini heeft inmiddels samen met een aantal partners een bedrijf opgezet onder de naam Bio-Adhesives Alliance. De productie van het nieuwe product - PiGrid - is volgens de ontwikkelaars kosteneffectief en zo efficiënt dat er nauwelijks materiaal verloren gaat. De stinkende aroma’s worden uitgefilterd en de bijproducten kunnen door boeren als mest worden gebruikt. Productie van PiGrid kost volgens Bio-Adhesives Alliance ongeveer 15 dollarcent per liter en levert een bijdrage aan zowel het oplossen van het probleem van de varkensmest als aan het terugdringen van het gebruik van aardolieproducten. N.C.&AT>
Video van National Science Foundation
1 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Verbeterd 3D-geprint keramiek met ‘Fluid Dosing & Deposition’
Het online tijdschrift 3ders.org besteedde begin juli aandacht aan ontwerpstudio Unfold, Antwerpen. Unfold gebruikt een zogenaamde Fluid Dosing & Deposition-technologie, een 3D-printtechnologie, van het Duitse bedrijf ViscoTec. De laatste ontwikkelde de techniek speciaal om abrasieve materialen te kunnen printen, zoals keramiek. Unfold gebruikt deze innovatieve techniek nu om nieuwe en verrassende keramische objecten te maken. Volgens het artikel van 3ders.org heeft Unfold, gebruik ma kend van de techniek van ViscoTec haar keramische 3D-print techniek aanzienlijk kunnen verbeteren, en wel door het proces stabieler te maken en onregelmatigheden te voorkomen. Daarbij is het bedrijf volgens 3ders.org in staat om met de 3D-printer software de hoe veelheid materiaal en de flow precies te definiëreren. Unfold kan volgens het artikel nu keramisch materiaal printen met een vaste-stof-gehalte van 80 procent, met korrelgrootte tot 63 µm en een
2 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
viscositeit van circa 250.000 mPas. Verschillende objecten die met deze techniek zijn gemaakt zijn overigens te koop. Unfold werd in 2002 opgericht door Claire Warnier en Dries Verbruggen die beiden in datzelfde jaar waren afgestudeerd aan de Design Academy Eindhoven, afdeling Man and Identity. In 2008 verkreeg Warnier de titel van Master of Arts (M.A.) van de Universiteit van Gent. Naast haar werk voor Unfold is ze actief als mentor aan de Masters Department at the Design Academy Eindhoven, en was onder meer verbonden aan de Colorado State University, USA; LUCA School of Arts, university college of art and design, BE en Z33 kunstcentrum in Hasselt, België. Dries Verbruggen is naast zijn betrokkenheid bij Unfold net als Warnier als mentor verbonden aan de Masters Department at the Design Academy Eindhoven.
Ook hij werkte bij Colorado State University, USA; LUCA School of Arts, university college of art and design. Verder is hij betrokken bij de ICT & Media Design department of the Fontys University of Applied Sciences. www.3ders.org> Unfold>
Video
BERICHTEN
Agave plastic
Afgelopen zomer publiceerde Materia een artikel over een samenwerkingsverband dat onderzoek doet naar de toepassing van agave-vezels in een nieuw type duurzaam kunststof. Agave-vezels zijn een bijproduct van de tequilaproductie. In opdracht van Ford Motor Vehicle Company en het tequila-merk Jose Cuervo onderzoeken wetenschappers momenteel de mogelijkheden van dit
nieuwe composietmateriaal voor toepassing in onder meer auto-interieur en andere auto-onderdelen. Nadat de agave is geoogst, worden de plantensappen er uit gehaald ten behoeve van de tequilaproductie, waarna er vezels overblijven. Jose Cuervo hergebruikt een deel daarvan als compost, terwijl een ander deel wordt afgezet
voor aan de ambachtelijke papiermakerij. Het nieuwe samenwerkingsverband met Ford moet leiden tot een nieuw afzetgebied en een nieuw type lichtgewicht composietmateriaal. Meer op de website van Materia>
Asfalt van wc-papierafval In het kader van duurzaam grondstoffengebruik kan volgens Wetterskip Fryslân zelfs toiletpapier worden hergebruikt. In Nederland wordt per jaar zo’n 180.000 ton toiletpapier doorgespoeld. Een consortium van overheden en bedrijfsleven ontwikkelt momenteel een marktrijp product voor de uit een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) gewonnen papiervezels. Op de rwzi van Wetterskip Fryslân in Leeuwarden staat sinds kort een innovatieve installatie die het toiletpapier reinigt tot een veilig product. Dat product heet afdruipremmer. Afdruip remmer voorkomt het ‘afdruipen’ van bitumen op de steenslag, waardoor er een beter en duurzamer asfalt ontstaat. Deze vorm van hergebruik is volgens de betrokken partijen uniek in de wereld en Nederland loopt daarin dus voorop. Eind mei zijn de eerste meters asfalt op basis van herwonnen toiletpapier succesvol aangelegd bij de rwzi van Wetterskip Fryslân in St.-Anne.In het najaar van 2016 volgt dan de echte test. Dan wordt
een fietssnelweg aangelegd in opdracht van de provincie.Het betrokken consortium bestaat uit Wetterskip Fryslân,
provincie Fryslân, STOWA, civiele aannemers Jansma en Roelofs, toeleverancier Esha Infra Solutions en KNN Cellulose.
Aanleg van het eerste asfalt op basis van her wonnen toiletpapier bij de RWZI van Wetterskip Fryslân in St. Anne
3 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Bacteriën maken metselwerk waterafstotend Vocht kan op den duur de voegen van metselwerk aantasten. Een team onderzoekers van de Technische Universiteit van München of (TUM) zegt nu een manier te hebben gevonden om voegen te beschermen tegen vocht. Met een biofilm, geproduceerd door bacteriën. Prof. Oliver Lieleg is hoogleraar biomechanics at the Institute of Medical Engineering (IMETUM) en is verbonden aan het Department of Mechanical Engineering. Normaal gesproken houdt hij zich bezig met biopolymer-based hydrogels, onder meer met biofilms, niet met cement of bakstenen.
Zelfhelend beton
Lieleg zou op het idee zijn gebracht door collega-professor Christian Große die een onderzoek leidt naar zelfhelend beton, waarbij bacteriën scheurtjes dichten door daarin kalk af te zetten. Lieleg bedacht dat zo’n soort principe wellicht ook zou kunnen worden toegepast op metselspecie, niet zozeer om scheurtjes te repareren, maar om het waterafstotende eigenschappen te geven. Indringend water kan op den duur problemen in het metselwerk veroorzaken, onder meer doordat de cementvoegen bevattelijk worden voor vorst-dooicycli en er scheurtjes kunnen optreden. Om het indringen van water te voorkomen wilde hij gebruik maken van de waterafstotende eigenschappen die bepaalde biofilms vertonen. Hij vond daarvoor een mogelijkheid in een bacteriestam - bacillus subtilis - die in staat is om een waterafstotende biofilm te vormen.
Lotuseffect
De onderzoekers voegden zulke bacteriën toe aan het cement en constateerden dat - afhankelijk van de contacthoek met de waterdruppeltjes - het dusdanig behandelde cement een stuk waterafstotender was dan onbehandeld cement. Sterker nog, volgens het onderzoeksteam was de waterafstotendheid te vergelijken met die van teflon.
4 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
De truc zit in de nanostructuur. Door de biofilm worden er piepkleine kristalletjes gevormd die het oppervlak een zogenaamd lotuseffect geven. Het lotuseffect is het verschijnsel dat optreedt als water of vuil op het blad van een lotusplant terechtkomt: het blijft niet plakken. Deze zelfreinigende eigenschap is te danken aan veel kleine bultjes op microschaal op het blad.
test op mechanische eigenschappen. Als de resultaten goed uitvallen, denkt Lieleg dat de hybride mortel op grote schaal kan worden geproduceerd. Applicatie kan gebeuren door het biologische materiaal in poedervorm aan het cement toe te voegen. Bron: TUM>
Poeder
Hoewel er ook op onbehandeld cement zulke kristalbultjes voorkomen, zijn die klaarblijkelijk te lang om de oppervlakte het waterafstotende effect te geven. Momenteel wordt het hybride cement door de groep van Christian Grosse ge-
Video: lotuseffect (Wikipedia)
BERICHTEN
Trockenmauersystem Het Duitse online tijdschrift HAUTE INNOVATION, Zukunftsagentur für Material und Technologie, besteedde eerder deze zomer aandacht aan een nieuwe bouwsteen, gemaakt van gerecycled materiaal uit de bouw die zonder cement kan worden toegepast. Het gepatenteerde systeem werd ontwikkeld door Prof. Andreas Kramer van de Hochschule für Künste (HfK) in Bremen en dit voorjaar gepresenteerd. Het idee achter het zogenaamde Trockenmauersystem van Kramer is om een lichtgewicht steen te ontwikkelen met een zo laag mogelijke milieu-impact. Vandaar de toepassing van gerecycled
materiaal, maar ook het achterwege laten van cement als plakmiddel. Dat laatste is blijkbaar gelukt door de morfologie van de stenen: de elementen zijn zo ontworpen dat ze als het ware als legostenen kunnen worden gestapeld. De lichtgewicht stenen van Kramer worden gemaakt uit gerecycleerde poreuze baksteen en zijn volgens de producent te vergelijken met kalkzandsteen, zij het dat ze lichter zijn (circa 1,5 kg/dm3). Ze kunnen met de hand worden verwerkt. Doordat ze in verschillende geometrische vormen worden gemaakt, kunnen ze in allerlei configuraties worden gestapeld. Het grote voordeel is volgens
de bedenkers van het systeem, dat niet alleen bouwsteen wordt hergebruikt en cement - met een aanzienlijke carbon footprint - kan worden uitgespaard, maar ook dat het gevaar van koudebruggen door cement worden voorkomen. www.kramer-produkt-design.de> Meer in brochure> Patent on line>
5 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Broodschuim Stijf, lichtgewicht koolstofschuim heeft interessante mechanische, structurele en isolerende eigenschappen en wordt om die reden toegepast in de lucht- en ruimtevaart, energie-opslag en andere sectoren. De huidige methoden om dit materiaal te produceren stuitten nog al eens op problemen, met name als het gaat om de kosten. Een groep wetenschappers van het Harbin Institute of Technology (Harbijn, China), denken daar een oplossing voor te hebben gevonden. Onlangs verscheen er een artikel van hun hand in het tijdschrift ACS Applied Materials & Interfaces, waarbij ze zo’n koolstofschuim hebben gemaakt op basis van een super geroosterd brood. Koolstofschuimen zijn een 3D-netwerk van koolstof, lichtgewicht, bestand tegen
hoge temperaturen en met instelbare thermische en elektrische eigenschappen. Het is alleen nogal lastig om ze stabiel en vooral kosteneffectief te maken. De onderzoekers Yibin Li, Qingyu Peng en een aantal collega’s denken nu een goedkope, biobased methode te hebben ontwikkeld om een sterk, wat eigenschappen betreft beheersbaar koolstofschuim te maken. De basis van het proces is brood, eenvoudigweg gemaakt van een deeg van meel, gist en water. De onderzoekers lieten het brood in een inert gas (argon) bij hoge temperatuur in een buisoven verkolen tot een keihard schuim. Uit verdere experimenten bleek het materiaal over uitstekende, beheersbare eigenschappen te beschikken. Zo bleek de inwendige poriestructuur van
het koolstofschuim te kunnen worden geregeld door de verhouding tussen de hoeveelheid gist en water te variëren. Zo is het volgens de betrokken wetenschappers mogelijk om uitgaande van ‘brood’ een materiaal te maken, precies op maat voor een verscheidenheid van verschillende toepassingen. Het onderzoek werd gesteund door het National Natural Science Foundation of China, het ministerie van Onderwijs van China, de Fundamenteel Onderzoek der fondsen voor de centrale universiteiten en de China Postdoctoraal Science Foundation. Meer op www.acs.org>
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>
advertentie.indd 1
6 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
1-2-2016 15:58:48
BERICHTEN
De langste en slankste van Nederland Het centrum van Leiden heeft een primeur. De nieuwe Catharinabrug is met een lengte van ruim 36 meter, een breedte van zes meter en een dikte van slechts 27,5 centimeter de langste en slankste betonnen brug in Nederland. Dit is mogelijk dankzij ultra-hogesterktebeton (UHSB), een betonsoort die ook in ons land steeds vaker wordt toegepast. UHSB is weliswaar duurder dan regulier beton, maar er is veel slanker mee te
construeren. Dat betekent dat er veel minder beton nodig is. Bovendien is het beton door de extreem hoge dichtheid extra goed bestand tegen vocht, vuil en zouten. Dat garandeert een zeer lange levensduur en weinig onderhoud. Zo is UHSB uiteindelijk vaak goedkoper dan gewoon beton. Dat UHSB uitgerekend in de historische Leidse binnenstad wordt toegepast, is volgens de betrokken partijen allesbe-
halve tegenstrijdig. Juist op plekken waar weinig ruimte is, biedt UHSB uitkomst voor slanke, maar tegelijkertijd robuuste oplossingen. In het geval van de Catharinabrug levert dat een grotere doorvaarhoogte op voor plezierboten en een comfortabele helling voor voetgangers en fietsers. Cement & Betoncentrum>
7 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Energiesteen
Netics & Royal IHC: Partnership bouwen met bagger Royal IHC en ingenieurs- en adviesbureau Netics hebben een partnerschap gesloten op het gebied van hergebruik van bagger.
Geen nieuwbouw meer zonder energieefficiënte systemen als intelligente ventilatie, geavanceerde isolatie en systemen voor zonne-energie. Wat tot dusver niet echt in de belangstelling kwam is de zonnestraling op ‘blote’ baksteengevels. Toch kunnen zulke gevels uitstekend worden gebruikt voor het winnen van warmte, bijvoorbeeld ten behoeve van warmwatervoorziening. Tenminste, dat denken wetenschappers van de FH Münster universiteit in Duitsland. Prof. Dr. Dietmar Mähner, Jacob Lengers en Carina Brand van de vakgroep Bauingenieurwesen ontwikkelden samen met baksteenproducent Hagemeister uit Nottuln een speciaal gevelbaksteensysteem waarmee in de winter een warmtepomp wordt gevoed, terwijl dezelfde instalatie ’s zomers voor warmwater zorgt. Inmiddels hebben de onderzoekers patent op het systeem aangevraagd. Het gaat om speciale stenen waarin leidingen zijn geïntegreerd. Deze leidingen circuleert een vloeistof die wordt opgewarmd zodra de gevelstenen zonnestraling absorberen. Uit metingen van de onderzoekers uit Münster blijkt
8 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
inmiddels dat de energie-inhoud van het opgewarmde medium, nuttig kan worden gebruikt. Volgens prof. dr. Dietmar Mähner blijkt uit experimenten dat het systeem op zonnige winterdagen tussen de 0,4 en 1,9 kW/h per vierkante meter kan opleveren, per dag. De omzetting van zonne-energie in thermische energie is uiteraard afhankelijk van de mate waarin het steen de zonnestraling absorbeert. Een deel van de energie wordt weer aan de omgeving afgegeven, maar een substantieel deel blijkt de baksteen zelf op te warmen en kan dus via de koelvloeistof nuttig worden gebruikt. Verder onderzoek van de groep van prof. Mähner richt zich nu op systeemintegratie en met name het verder toesnijden van de energie-steen op het aandrijven van warmtepompen.
Netics is expert in ‘building with nature’ en ontwerpt innovatieve waterbouwkundige constructies van baggerspecie. Het bedrijf heeft kennis en innovatieve technieken ontwikkeld voor het aanleggen van onder andere dijken, dammen, golfbrekers, eilanden en natuurvriendelijke oevers waarbij baggerspecie en geotextiel worden gecombineerd in duurzame oplossingen (baggertube). Ook ontwikkelt Netics methoden voor het persen van baggerspecie tot bouwblokken en bouwstenen, die naast voor waterkerende constructies (GEOWALL) ook voor de bouw van huizen gebruikt kan worden. (Zie Innovatieve Materialen nummer 4, 2015.)
Belang
Als onderdeel van de samenwerking neemt IHC een belang in Netics. De samenwerking levert beide partijen strategische voordelen, bijvoorbeeld op het gebied van innovatie bij verwerkingsketens en toepassingstechnieken van baggerspecie. Het gezamenlijke doel is om ‘end-of-pipe’ technieken te ontwikkelen en deze wereldwijd toe te passen voor vrijkomende baggerspecie.
www.fh-muenster.de> Royal IHC>
BERICHTEN
‘Haute Architecture’
Hoogste houten gebouw komt in Amsterdam In het Amsterdamse Amstelkwartier verrijst HAUT, met 21 verdiepingen volgens de initiatiefnemers tot nog toe het hoogste houten woongebouw ter wereld. Team V Architectuur is samen met Lingotto, Nicole Maarsen, ARUP en brandpartner NLE door de gemeente Amsterdam geselecteerd om de woontoren te ontwikkelen.
Drie miljoen kilo CO2
HAUT belooft volgens de betrokken partijen een prototype te worden voor innovatief en duurzaam bouwen. Hoogbouw in hout is internationaal een van de meest besproken duurzame innovaties in de bouw. Het zet een flinke stap in de richting van de CO2-neutrale stad. Zo is in het hout dat wordt gebruikt in het HAUT-project ruim drie miljoen kilo CO2 opgeslagen. Naast de innovatieve houtconstructie wordt het gebouw voorzien van energie-opwekkende gevels en wordt het afvalwater opgevangen en gezuiverd. Het ontwerp zal volgens de bedenkers van het gebouw ruimschoots een BREEAM Outstanding halen, de hoogst mogelijke duurzaamheidsscore. Het ontwerp biedt de eerste kopers veel keuzevrijheid: in wo-
ninggrootte, aantal woonlagen en de positie van kamers, buitenruimtes en vides. Binnen een sterk en simpel gevelontwerp, met witgrijze vloerbanden en hoge ramen, worden de balkons schijnbaar willekeurig in- en uitgeschoven. In de driehoekige plint van HAUT komt een overdekte stadstuin: HAUT’s Hortus. Hier kunnen bewoners hun eigen groenten verbouwen of ontspannen op het terras. Onderdeel van de Hortus is het Innovatielab, een bezoekerscentrum waar de nieuwste innovaties op het gebied van voeding, energie en bouw worden gepresenteerd. Het lab wordt ingericht door de Nederlandse Energiemaatschappij (NLE), die als brandpartner bij het project betrokken is. Verwacht wordt dat de bouw in de tweede helft van 2017 kan starten. Bron: teamv.nl> Meer info bij haut.nl>
9 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Opengewerkte stalen panelen De N237 bij Soesterberg is sinds kort voorzien van een bijzondere brug, met opvallend stalen hekwerk. De N237 vormde een barrière tussen het centrum van de gemeente en Soesterberg-Noord, Park Vliegbasis Soesterberg en het Nationaal Militair Museum. Om die reden is de weg verdiept aangelegd en is er een verbindingsbrug aangelegd. IPV Delft ontwierp speciaal daarvoor een hekwerk met gestileerde bomen en vliegtuigen, refererend aan het luchtvaartverleden
van Soesterberg en de bossen in de omgeving. Het modulaire hekwerk bestaat uit opengewerkte stalen panelen. Het ontwerp combineert een basiselement van 4,5 m lang met vier elementen in andere lengtes tot hekwerken met een doorlopend patroon. De eindelementen hebben een rechte zijkant, waarin een kopplaat met straatnaam zijn aangebracht. De andere elementen hebben een zijkant die de lijnen van het patroon
Bufferklinker Om op een eenvoudige en duurzame manier hemelwater op te vangen, brengt Bufferklinker Nederland de zoge naamde bufferklinker op de Nederland se markt. De bufferklinker (een product van de Belgische firma Artstone) is een betonnen steen met een geïntegreerde holte onder het rijvlak. Deze holte zorgt voor de opslag van hemelwater in de steen, direct onder het maaiveld (80 liter per m2). De aanwezige horizontale en verticale kanalen zorgen voor een optimale spreiding van het hemelwater en een goede infiltratie in de onder grond, wat volgens de ontwikkelaars
10 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
een optimalisatie van de grondwater stand met zich meebrengt. Door de aanleg van de bufferklinker zijn kolken, molgoten, leidingen en put ten overbodig en kan de bouwgrond volgens de producent optimaal worden gebruikt doordat de opslag en infiltratie van hemelwater onder de verharding plaatsvindt en er geen dure waterbek kens aangelegd hoeven te worden. www.bufferklinkernederland.nl>
volgt. Hierdoor oogt volgens IPV Delft het hekwerk als een geheel. De aanleg van de verdiepte N237 is een project van de provincie Utrecht en aannemers Van Hattum en Blankevoort en KWS. Volker InfraDesign maakte het integrale ontwerp, IPV Delft ontwierp het hekwerk. Takke Breukelen verzorgde de productie en levering van het hekwerk. IPV Delft>
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
RUM House Het eerste energieneutrale RUM House (Re Use Materials), helemaal gemaakt van 100 procent gerecyclede materialen, komt in Heerlen. Studio Erol wil laten zien dat het huidige bouwproces omgekeerd kan worden als anders wordt omgegaan met materialen en als innovaties (mede) het proces gaan sturen. Niet van cradle-to-grave of cradle-to-cradle, maar 100 procent circulair. Ten minste, dat is de opvatting van initiatiefnemer en architect Erol Oztan. Hij vindt dat in een veranderende maatschappij de rol van de architect binnen het bouwproces moet mee veranderen. Juist architecten hebben volgens hem de onbegrensde mogelijkheid om aan te zetten tot innovatie; onder andere door te ontwerpen vanuit beschikbare, herbruik bare van materialen. Dat vraagt om andere processen, waarin anders moet worden gedacht en gedaan. Met het RUM House streeft Oztan naar maatschappelijke verankering van dat nieuwe uitgangspunt. Het RUM House zal ‘open source’ worden gebouwd en de bedoeling is dat alle kennis wordt gedeeld met de markt, onder andere in samenwerking met Zuyd Hogeschool. Vervolgens zal het RUM House tien jaar lang als woonhuis fungeren. Na deze periode komen de materialen weer vrij en kan de woning worden gedemonteerd in herbruikbare materialen en elementen. Het RUM House is onderdeel van het Urban Mining project, een experimentenlocatie waar diverse organisaties samenwerken volgens de principes van de circulaire economie: sloopafval hoogwaardig te hergebruiken en recyclen waarmee arbeidsplaatsen worden gecreëerd voor werkzoekende uitkeringsgerechtigden. Dankzij de medewerking van de gemeente Heerlen en het onafhankelijke karakter van het project, kan het RUM House op korte termijn worden gerealiseerd. De bedoeling is dat het project eind 2016 zal starten.
Watershed Foto: DoepelStrijkers
Studio Erol>
Rotterdam is de laatste jaren actief op het gebied van de ontwikkeling van nieuwe, innovatieve concepten op het gebied van klimaatadaptatie. Sociale en ecologische randvoorwaarden zijn in dat verband de afgelopen tien jaar een vast onderdeel geworden van stadsontwikkeling. #Rotterdamwatershed is een ludiek voorbeeld van zo’n initiatief. Het gaat om een demonstratie ‘pop-up’ huisje, waarin 2400 hergebruikte pvcregenpijpen zijn verwerkt. De helft van deze buizen zijn aan de buitenkant afgesloten met planten, een andere helft van de binnenkant met pvc-deksels. Als het regent vangt een deel van de pijpen het regenwater op, om het later weer langzaam af te geven door kleine gaatjes in de deksels. Dat water wordt weer opgevangen in een vijver met stapstenen. Door gebruikte pvc-buizen toe te passen is het volgens de initiatiefnemers mogelijk om meer uit te geven aan loonkosten wat de inzet van mensen met een laag banenperspectief aan het werk kan helpen, wat sociale voordelen oplevert. Het ontwerp is van Interdisciplinair ontwerpbureau DoepelStrijkers, Rotterdam.
Bron: Gemeente Heerlen>
DoepelStrijkers> Foto: Monseigneur Madhatter Photography
11 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
The Cube
The Cube is een luxe, wit betonnen woontoren in Beiroet, ontworpen door Nederlandse architecten. Het betonnen ‘skelet’ van het gebouw is beeldbepalend. Vanwege de ligging in een seismologisch actief gebied is extra aandacht besteed aan de benodigde stabiliteit van de toren. Een zelfverdichtend beton, afgewerkt met een vuilafstotende witte nano-coating, voldoet aan zowel de strenge constructieve als esthetische eisen.
Ingepakt
Het ontwerp van Orange Architects, voor de Libanese projectontwikkelaar Masharii, staat aan de rand van het centrum in Beiroet. Om zo veel mogelijk van het uitzicht te profiteren, zijn de dragende buitengevels uitgevoerd als verdiepingshoge vakwerken van beton. De oriëntatie van deze dragende schijven is per verdieping 90 graden geroteerd. Dit is mogelijk doordat een beton met een hoge constructieve kwaliteit is toegepast. Door de gemiddeld hoge en constante temperatuur in Beiroet (25 °C), is het beton niet thermisch ingepakt en zowel van buitenaf als van binnenuit zichtbaar.
12 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
Kern
De betonnen verdiepingsvloeren overspannen in één keer van de dragende buitengevels naar een betonnen kern. Naast de afdracht van verticale belastingen, zorgt de kern voor de stabiliteit van de toren en de afdracht van horizontale krachten ten gevolge van wind en seismologische activiteit. Door de keuze voor open plattegronden, is de positie van de kern probleemloos afgestemd op de berekeningen van de constructeur. Voor de verdiepingshoge betonnen liggers van The Cube is tot aan de vijfde verdieping een druksterkte vereist van 60 Mpa en voor de liggers vanaf de zesde verdieping 50 Mpa. De druksterkte van het beton is na 28 dagen beproefd op locatie met boorcilinders. Om aan deze eisen te voldoen en een goede verwerkbaarheid te garanderen, is een sterke zelfverdichtende betonmix toegepast. Aan 1 m3 van dit zogenaamde Self Consolidating Concrete (SCC) zijn 500 kg cement, 6,3 kg plastificerende hulpstof en 25 kg micro-silica toegevoegd. Het beton is in het werk gestort met een traditionele houten bekisting. De bouwtijd van het storten van het betonnen casco bedroeg ongeveer 1,5 jaar. Om
een zeer glad en vuilafstotend geveloppervlak te krijgen is een witte nanocoating aangebracht. Met gebruik van nieuwe technieken is op ambachtelijke wijze een futuristische toren gebouwd. Lees het volledige artikel in Tektoniek>
BERICHTEN
Kokosnoten helpen bij aardbevingbestendig bouwen Kokosnoten staan natuurlijk bekend om hun keiharde schil. Het lijkt er nu op dat de speciale structuur van de kokosnootschil materiaalontwikkelaars kan helpen om gebouwen te maken die aardbevingbestendig zijn. Onderzoekers van de afdeling Plant Biomechanics Group van de University of Freiburg (Duitsland) hebben samen met civieltechnische ingenieurs en materiaalwetenscheppers onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om de kokosnoot-eigenschappen toe te passen in de bouw. Het onderzoek was onderdeel van een groter project: ‘Biological Design and Integrative Structures.’ Kokospalmen worden wel dertig meter hoog, wat betekent dat als de vruchten uit de boom vallen ze ijzersterk moeten zijn om niet kapot te gaan. Om het binnenste zaad te beschermen is de kokosnoot opgebouwd uit drie lagen: een leerachtig exocarp, een vezelachtig mesocarp en het harde, binnenste endocarp dat het eigenlijke zaad omgeeft. De wetenschappers uit Freiburg hebben onderzoek gedaan naar welke relevante structuren ervoor zorgen dat de energie wordt geabsorbeerd en de noot na een val onbeschadigd blijft. Uit dat onderzoek blijkt dat de ladderachtige structuur van het vaatsysteem binnen in de endocarp-laag daarbij een belangrijke rol speelt. Iedere vaatcel is omgeven door verschillende lignine ringen die door een soort parallelle bruggen zijn verbonden. Met deze constructie lijkt het endocarp zeer doelmatig energie af te kunnen voeren. Het resultaat is dat scheurtjes die ontstaan bij een val, niet direct door de harde schil migreren, maar als het
ware worden afgebogen en uiteindelijk stoppen. Hoe langer de scheurvorming optreedt, des te minder de kans dat ze ook daadwerkelijk de buitenkant bereikt. Door een soortgelijke oriëntatie van (textiel)vezels toe te passen in beton, zou dit principe wellicht kunnen helpen om constructies beter energie te laten afvoeren. Dat laatste is volgens de onderzoekers interessant met het oog op aardbevingbestendig bouwen. Sciencedaily>
De ladderachtige structuur en de hoek van de houtvaten in de schil van een kokosnoot helpen energie af te voeren
Drainflow Nederland waterland. De extreme neerslag neemt toe en de verstedelijking geeft water te weinig kans om ter plekke zijn weg te vinden naar de bodem. In de gemeentelijke rioleringsplannen is het afkoppelen of niet aansluiten van hemelwater daarom terecht een aandachtspunt geworden. Bylandt heeft in samenwerking met Gemeente Apeldoorn Drainflow ontwikkeld. Een robuuste waterpasserende straatbaksteen. Volgens de ontwikkelaars van het concept is Drainflow een prima oplossing voor het infiltreren van overvloedig hemelwater. Langs deze gebakken steen passeert volgens de producent 40 procent meer water dan bij het normale keiformaat. Meer op www.bylandt.nl
13 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
BERICHTEN
Tegelsector op weg naar zero waste
Na drie jaar meldt het LIFECERAM-project, bedoeld om de afvalstromen van de keramische tegelindustrie terug te dringen, op koers te liggen. Eind mei presenteerde de Spaanse vereniging van keramische tegelfabrikanten - Asociación Española de Fabricantes de Azulejos y Pavimentos Cerámicos (ASCER) - dat men er in is geslaagd keramische tegels te maken op basis van gerecycled keramisch afvalmateriaal. Het LIFECERAM-project startte in 2013 met als doel de keramische tegelindustrie duurzamer te maken. Geen overbodige luxe want jaarlijks komt er naar schatting 1,5 miljoen ton aan keramisch afval vrij, alleen al van productiebedrijven in de Europese Unie. Een aanzienlijk deel van die afvalstroom was lastig te hergebruiken en werd grotendeels in afvaldepots gestort. Om daar verandering in te brengen werd drie jaar geleden het Europese LIFECERAM-project gestart, gefinancierd uit het Europese LIFE+ Programma. Het wordt gecoördineerd door het Spaanse Instituto de Tecnología Cerámica van de Universitat Jaime I in Castellón, dit overigens in nauwe samenwerking met ASCER en een aantal commerciële partijen. Doel: zero waste. Daartoe wilde men een duurzaam productieproces voor een buitentegel (‘urban flooring’) ontwikkelen met meer dan tachtig procent gerecycled materiaal; keramisch afval dus. Ondanks dat er nog meer onderzoek nodig is, met name naar het vermalen van het afval materiaal, lijkt dat dus te zijn gelukt. Zie ook: http://www.lifeceram.eu>
14 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
26 th -30 th SEPTEMBER 2016 RIMINI - ITALY
BERICHTEN
Glazen Solar Roadway-tegels in Route 66
Het Department of Transportation in Missouri (MoDOT) gaat als eerste zogenaamde Solar Road-tegel toepassen. Dat gebeurt in een trottoir langs de beroemde Route 66. Het gaat om een proeftraject in de stad Conway, Mo, waar Route 66 doorheen loopt.
Fotovoltaïsche cellen
Solar Roadways in Sandgate, Idaho, werd een aantal jaren geleden opgericht door het echtpaar Julie en Scott Brusaw. Hun idee was om asfalt in wegen te vervangen door intelligente glazen panelen, met fotovoltaïsche cellen om zonneenergie te winnen en slimme elektronica- en LED-verlichting om eventueel boodschappen op het wegdek weer te geven.
elektriciteitsnet. Het primaire doel is om energie op te wekken, vandaar de pvcellen. Volgens de bedenkers is het potentieel enorm. Als een derde wegennet van de VS zou worden benut om op deze manier energie op te wekken, zou dat volgens Scott Brusaw het totale elektri citeitsverbruik van de VS dekken. In 2014 startten de bedenkers van het concept een crowd fund-campagne met het doel geld bij elkaar te sprokkelen voor een echte praktijktest. Eerder al bekleedde hij de oprit van zijn huis al met de systeemtegels, maar een praktijktest in ‘echte’ infrastructuur was het nog niet gekomen. Daar komt nu met de pilot in Missouri verandering in.
Het haalbaarheidsproject in Conway wordt uitgevoerd in het kader van MoDOT’s road2tomorrow-programma, waarmee de organisatie een aantal innovatieve wegenbouw initiatieven uitprobeert. De bedoeling is dat het trottoir eind van dit jaar in gebruik wordt genomen.
Zeshoekig
De zeshoekige fotovoltaïsche sandwichtegels van Solar Roadways zijn opgebouwd uit een dubbele glaslaag met daartussen pv-cellen. Daaronder bevindt zich een plaat met elektronica en LEDlampjes. Het elektronica gedeelte wordt gedragen door een kunststoffen structuur waarin kabelgoten en drainagebuizen zijn ondergebracht. De standaardpa nelen zijn ongeveer 70 bij 70 cm. Er zijn vierkante en hexagonale versies zijn ontwikkeld. De modules worden gekoppeld en tezamen aangesloten op het
15 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
Test 3D-geprinte betonnen bekisting Heijmans en CyBe Construction hebben eerder dit jaar twee bekistingen geprint met een 3D-betonprinter. Het is de eerste keer in Nederland dat constructie-elementen op deze manier zijn gemaakt. De geprinte bekisting blijft onderdeel van het constructie-element, het is daarmee een vorm van verloren bekisting. Met de test zeggen de betrokken partijen te willen onderzoeken welke mogelijkheden er zijn voor toepassing van 3D-geprinte bekistingen in de civiele bouw (weg- en waterbouw). Een van de bekistingselementen is in juni voor het hoofdkantoor van Heijmans in Rosmalen neergezet. Heijmans zegt er naar te streven om uiteindelijk een dubbelgekromde betonnen bekisting te kunnen printen die gevuld met gewapend beton kan worden toegepast bij een brug of viaduct. Als een element sterk genoeg is voor zo’n zware constructie, zal die ook doorontwikkeld
16 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016 kunnen worden voor toepassing in de woningbouw, verwacht Heijmans. De testen die tot dusver zijn uitgevoerd, zijn volgens het bedrijf geslaagd. Heijmans en CyBe hebben twee betonnen bekistingen geprint. De eerste 3D-print was een holle bekisting (1,25 meter breed, 35 cm diep en 3,1 meter hoog) die gevuld werd met water om de maximale ‘bekistingsdruk’ vast te stellen. Het printen van de bekisting duurde ongeveer 30 minuten.
Dubbelgekromd
De tweede bekisting heeft een rechte en een dubbelgekromde zijde en een hoogte van 2,5 meter. Tijdens het printen werd de onderste helft van de gekromde zijde strak afgewerkt. Enerzijds om na te gaan hoe vlak en strak geprint beton na nabehandeling is en anderzijds om aangroei van mos en algen te onderzoeken. De reden dat Heijmans dergelijk onderzoek uitvoert, ligt vol-
gens het bedrijf in een veranderende marktvraag. Klanten vragen steeds vaker om complexere ontwerpen en vormen bij woonhuizen en kunstwerken zoals viaducten. In het traditionele proces kunnen deze complexe vormen weliswaar worden gerealiseerd, maar dat kost veel ontwerptijd en manuren voor de uitvoering. Door het 3D-betonprinten van een bekisting of zelfs de gehele constructie verwachten de betrokken partijen in potentie vrije, organische vormen met gelijke kwaliteit te kunnen maken, maar tegen lagere kosten (tot wel 50 procent). Heijmans en CyBe verwachten medio 2017 een geprinte bekistingselement in te zetten bij een project. Heijmans>
‘De beleving van natuurlijke en minerale verf’ Op op 22 september organiseren Material Design de avondbijeenkomst ‘De beleving van natuurlijke en minerale verf’. De bijeenkomst vindt plaats bij Rogo Verffabriek in IJmuiden. Het familiebedrijf startte in 1938 als Verf Manufactorij RiGo en timmert sindsdien aan de weg op het gebied van minerale en plantaardige verven. RIGO is niet alleen een verffabriek, maar beschikt ook over een technisch laboratorium en een creatief atelier. Architecten, ontwerpers en stylisten kunnen er experimenteren met nieuwe kleuren, technieken en producten. RIGO heeft zich sinds de jaren ’80 gespecialiseerd in het ontwikkelen van verf op basis van minerale en plantaardige, dus natuurlijke grondstoffen. Dit heeft geresulteerd in een volledig assortiment natuurverf onder de naam Aquamaryn: gemodificeerde lijnolieverven. verf op basis van lijnolie. Vlas voor de lijnolie wordt verbouwd op braakliggende terreinen rondom Schiphol. Tijdens de bijeenkomst op 22 september komen de volgende onderwerpen aan de orde: hier groeit Hollandse verf, door Machiel van Westerhoven van RIGO Verffabriek, KEIM, minerale verven, (Frank Ankum, Technical Product Manager KEIM), Afwasbare coatings, (APP-Protect, Erik Amesz) en Verftechnieken in de schilderkunst, (Andre Gouw kunstschilder in Haarlem). De aansluitende discussie staat onder leiding van Wim Poelman voorzitter MaterialDesign en visiting professor TU Delft Industrieel Ontwerp.
Programma ‘De beleving van natuurlijke en minerale verf’: 17.30 Ontvangst en met koffie en een broodje 18.00 Rondleiding RIGO Verffabriek 18.30 Inleiding RIGO Verffabriek, hier groeit Hollandse verf, Machiel van Westerhoven 19.00 KEIM, minerale verven, Frank Ankum, Technical Product Manager KEIM 19.30- 20.00 Pauze 20.00 Afwasbare coatings, APP-Protect, Erik Amesz 20.20 Verftechnieken in de schilderkunst, Andre Gouw kunstschilder in Haarlem 20.40 Discussie o.l.v. Wim Poelman 21.00 Sluiting Datum: 22 september 2016 Tijd: 17.30 tot 21.00 uur Plaats: Rigo Verffabriek , Kaplanstraat 9, 1976 CA IJmuiden Meer op www.materialdesign.nl>
17 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
Afvalplastic als bouwstenen Conceptos Plásticos maakt van plastic- en rubberafval een bouwmateriaal en gebruikt het om snel en tegen een scherpe prijs huizen te bouwen. Het bedrijf realiseerde inmiddels al verschillende projecten in Colombia.
Conceptos Plásticos was onlangs een van de vijf bedrijven die deze zomer werden bekroond met de ‘Chivas Regal The Venture’-prijs. Dat gebeurde op donderdag 14 juli tijdens een live event in New York. De Chivas Venture-prijs is in het leven geroepen om wereldwijd ‘buitengewone’ start-ups te stimuleren en te inspireren om technologieën te ontwikkelen en toe te passen die de wereld kunnen veranderen. In totaal was er dit jaar een bedrag beschikbaar van 1 miljoen. Een kwart daarvan ging was gereserveerd voor de publieksprijs, de rest werd verdeeld onder vijf finalisten. Conceptos Plásticos werd een bedrag toegekend van $ 300.000.
Twee problemen
Het Colombiaanse bedrijf werd enkele jaren geleden opgericht door architect Oscar Mendez. Hij wilde daarmee twee problemen aanpakken. In de eerste plaats wilde hij iets doen aan de sterk groeiende bevolking in steden in LatijnsAmerika en het daarmee samenhangen-
18 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
de woningtekort. In de tweede plaats hoopt Mendez een bijdrage te leveren aan de oplossing voor de groeiende hoeveelheid plastic afval, met name op stortplaatsen. In Bogota alleen al wordt iedere dag 700 ton plastic weggegooid,
waarvan slechts 100 ton wordt gerecycled. Het plastic afval dat Conceptos Plásticos verwerkt, wordt gesmolten en in een mal gegoten tot plastic blokken. Die blokken worden op de bouwplaats ver-
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016 werkt als Lego-stukjes, waardoor hele gemeenschappen en families gemakkelijk hun eigen onderkomen kunnen construeren. De materialen bevatten additieven, waardoor ze brandwerend zijn. Het materiaal is volgens de bedenkers bovendien uitstekend bestand tegen aardbevingen. De bouw van een huis voor één gezin (vloeroppervlak van 40 m2, verdeeld in twee slaapkamers, een badkamer, woonkamer, eetkamer en keuken), kost vier mensen, zonder bouwervaring, niet meer dan vijf dagen. Bovendien zijn de kosten volgens het Colombiaanse bedrijf laag. Conceptos Plásticos beweert dat haar bouwconcept 30 procent goedkoper is dan de traditionele systemen.
Nuttig ingezet
Het bedrijf ziet belangrijke mogelijkheden voor de bouw van huizen en andere onderkomens als oplossing voor overbevolking, maar ook in gebieden die te maken hebben met daklozen- en vluchtelingenproblematiek. Andere voordelen zitten in de milieu-impact: het voorkomen dat plastic naar stortplaatsen gaat, het verminderen van water- en energieverbruik, maar vooral ook vermindering van de CO2-uitstoot door het gebruik van gerecycleerde materialen. Er zijn inmiddels verschillende projecten gerealiseerd, zoals de opvangfaciliteit voor 42 ontheemde gezinnen in Guapi. Dit project loste niet alleen de woonbehoefte voor een aanzienlijk aantal vluchtelingen op, maar er werd ook nog eens 200 ton gerecycled plastic nuttig ingezet. Tot de klantenkring van Conceptos Plásticos behoren de Colombiaanse overheid, NGO’s, stichtingen en privé-bedrijven. Conceptos Plásticos> Chivas Venture>
Video
19 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
Onderzoek TU Delft vezelversterkt reparatiemateriaal Als een betonnen constructie, zoals een brug of viaduct, begint te scheuren, zijn er verschillende manieren om deze scheuren te repareren. Promovenda Mladena Lukovic, TU Delft, onderzocht de geschiktheid van een nieuw ontwikkeld, cementgebonden materiaal, strain hardening cementitious composite (SHCC), om daarmee scheuren in betonnen constructies te kunnen repareren. SHCC is een vezelversterkt reparatiemateriaal, waarbinnen zich microscheuren vormen die het materiaal een groot rekvermogen geven. Conclusie: het nieuwe vezelversterkte reparatiemateriaal is een veelbelovende oplossing, vooral voor constructies die veel en zwaar worden belast, zoals viaducten en tunnels. Een andere toepassing is bij reparaties aan constructies waar veel vervormingen optreden, bijvoorbeeld bij aardbe vingen, of waar vervormingen door bijvoorbeeld voortduurende ASR of wapeningscorrosie verwacht worden. De behoefte aan reparatie en onderhoud van betonconstructies neemt hand over hand toe. Het effect van reparaties van beton is tot nu toe echter onvoldoende en verbetering is dringend nodig. Inzicht in hoe schade zich ontwikkelt in reparatiesystemen en in de wijze van voorspellen, modelleren en voorkomen van schade is cruciaal voor het verbeteren van betonreparaties. Het doel van het onderzoek van promovenda Mladena Lukovic (TU Delft) was om de schadeontwikkeling en bezwijkmechanismen in reparatiesystemen te onderzoeken en met name de wisselwerking van het reparatiemateriaal met het bestaande betonsubstraat. In het kader van het onderzoek van Lukovic werden verschillende reparatiematerialen (hoofdzakelijk SHCC) toegepast in een ‘patch repair’ in een tunnel (de Maastunnel). Lukovic bekeek op welke manier dit materiaal hecht aan het oude beton en
20 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
bestudeerde de eigenschappen van de grenslaag tussen het reparatiemateriaal en het oude materiaal, zowel op microniveau als op het niveau van de constructie zelf. Ze bekeek bijvoorbeeld het vochttransport tussen de nieuwe en oude laag, en zag hoe de mate van waterverzadiging van de ondergrond van invloed was op de kans op goede hechting van het reparatiemateriaal. Als de ondergrond te droog is, verdwijnt er te snel te veel vocht uit de reparatielaag, waardoor het cement niet goed kan uitharden en er geen goede hechting met de ondergrond tot stand komt. Ook de oppervlakteruwheid van het oude beton is een bepalende factor voor het succes van de reparatie. Als een constructie veel schuifkrachten te verwerken krijgt, blijft het reparatiemateriaal beter zitten dan wanneer de ondergrond ruwer is. Daarnaast zorgt een ruwer oppervlak ervoor dat er stabielere scheuren ontstaan als de constructie wordt gebogen.
Voorbehandeling
Volgens Lukovic is er veel te winnen met een juiste voorbehandeling. Dat was al langer bekend uit de praktijk, maar binnen het onderzoek is nu in detail gekeken naar de processen die in de grensvakken optreden en hoe het gedrag en de levensduur van een reparatie kan worden verbeterd door een goede voorbehandeling. Het vezelversterkte materiaal blijkt belangrijke voordelen te hebben boven de materialen die op dit moment worden gebruikt. De onderzoekers hebben het
gedrag van het vezelversterkte materiaal vergeleken met dat van commercieel verkrijgbaar reparatie-materiaal. Omdat er altijd een verschil in krimp bestaat tussen het reparatiemateriaal en de betonnen ondergrond, kan het reparatiemateriaal gaan opkrullen of scheuren. Het belangrijkste voordeel van het vezelversterkte materiaal is dat het flexibeler is, waardoor er geen grote brosse maar vele kleinere rekbare scheuren optreden. Deze scheuren verdelen de spanning beter over het materiaal, waardoor ze maximaal honderd micrometer groot worden. Vooral voor bruggen en viaducten die structureel en vaak zwaar worden belast, is het SHCC door deze eigenschap een veel belovend reparatiemateriaal. Voordat het vezelversterkte cementcomposiet daadwerkelijk als reparatiemateriaal op de markt kan komen, zijn er
volgens Lukovic echter nog belangrijke aanpassingen nodig. De materiaaleigenschappen kunnen nog verbeteren. Nu worden er bijvoorbeeld alleen reparatiemortels met fijn toeslagmateriaal gebruikt. Dat kan anders. Met het onderzoek zijn een aantal parameters duidelijk geworden die cruciaal zijn om het gedrag van reparatiemortels te optimaliseren. Lukovic werkt momenteel nog steeds bij de TU Delft aan de opschaling van het vezelversterkte materiaal, zodat het ook bij nieuw te bouwen constructies, waar met name een grote vervormingscapaciteit vereist is, toegepast kan worden. Tekst TU Delft/STW
Mladena Lukovic promoveerde begin dit jaar aan de TU Delft met de dis sertatie: ‘Influence of Interface and SHCC properties on the performance of repair systems.’ Het onderzoek werd gefinancierd door Technologiestichting STW. Naast Lukovic werkte ook promovendus Hua Dong aan dit project. Hij onder zocht de mogelijkheid om zeer dunne cementgebonden coatings te maken die bij beschadiging zichzelf zouden kunnen repareren. Daarnaast werkten beide promovendi samen met een onderzoeker van de Tongji University China, waar de ontwikkelde reparatiematerialen worden toegepast in con structies. Betrokken industriële partners: BAM Infraconsult BV, Heijmans Integrale Projecten, Shanghai Tunnel Engineering Co. Ltc. (China), SN1C (China), Rijks waterstaat
21 | INNOVATIEVE MATERIALEN 3 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
‘Alle constructies een materialenpaspoort’ Probleem van geopolymeerbeton is vooral dat het nieuw is en er eigenlijk nog geen regelgeving is, waardoor toepassers terughoudend zijn. De werkgroep ‘Geopolymeren’ van de SBRCURnet Commissie ‘Duurzame en betrouwbare betonconstructies’ houdt zich bezig met de vraag welke regels er nodig zijn voor nieuwe materialen om geen wissel te trekken op de toekomst. ‘Hoe de keten schoon te houden,’ zegt prof. Klaas van Breugel. Van Breugel is hoogleraar Materials & Environment aan de faculteit Civiele Techniek van de TU Delft en lid van de genoemde SBRCURnet-commissie. Hij vindt meer kennis over het lange termijngedrag van geopolymeerbeton van groot belang, maar ziet ook wel wat in een materialenpaspoort. ‘Onbekendheid met geopolymeren kan leiden tot weerstand of onzekerheid in de markt,’ zegt Van Breugel. ‘Onduidelijkheid betekent dat in het ontwerp grote marges moeten worden genomen, maar mogelijkerwijs ben ik dan ook weer te conservatief. Er is gewoon veel meer informatie nodig. Dan gaat het over zaken als de karakteristieken van de grondstof, de receptuur en de relatie daarvan met de
22 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
uiteindelijke performance. Punt is dat er niet één geopolymeer is, maar dat er een breed spectrum is. Het is net als bij conventioneel beton: allemaal grijs, maar de grondstoffen en eigenschappen kunnen heel divers zijn. Dat moeten we voor geopolymeerbeton allemaal uitzoeken. De SBRCURnet-werkgroep Geopolymeren wil een bijdrage leveren aan de ontwikkeling en verspreiding van kennis over geopolymeerbeton
en wijst kennislacunes aan, zoals het materiaalgedrag op lange termijn: kruip, relaxatie, krimp, carbonisatiesnelheid, enzovoorts. Het is eigenlijk niet anders dan bij cementgebonden beton. Daarvoor geldt ook dat er een heel arsenaal aan mogelijkheden is met een hele reeks aan verschillende sterktes en eigenschappen. De karakterisering van het materiaal berust op uitgebreid
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016 Keten schoon houden
Onzekerheid kan worden verholpen door eenduidige richtlijnen en regelgeving en dat is precies waar de SBRCURnet-commissie nu aan werkt. Van Breugel: ‘Een van de vragen waar de SBRCURnet-commissie zich mee bezighoudt is hoe hou je de keten schoon? Stel er is een nieuw materiaal, zoals geopolymeerbeton, waarvan relatief weinig bekend is. Hoe is dan te voorkomen dat er bij toekomstig hergebruik geen problemen zullen ontstaan? Of anders gezegd: welk risico wordt genomen als nu een nieuw materiaal in de keten wordt geïntroduceerd? Hoe kan nu worden geborgd dat er bij hergebruik een problematische cocktail van materialen ontstaat? Vergelijk het met het gebruik van kernenergie. Er werd onderkend dat er voor het vrijkomende kernafval nog geen oplossing was, maar tegen de tijd dat het urgent zou zijn, zou de wetenschap daar wel een oplossing voor hebben bedacht. Je geeft dan zo’n technologie carte blanche, terwijl er voor een wezenlijk probleem nog geen oplossing is. Dat moet je niet willen.’
Urban mining
Buiten de scope van de SBRCURnet-
commissie ziet Van Breugel nog een andere interessante oplossing voor het einde-levensfase-probleem van nieuwe materialen. Hij denkt aan een soort elektronisch gebouwenen/of materialendossier; een materialenpaspoort. Van Breugel: ‘Geef voor de hele constructie alle gebruikte materialen een barcode. Je weet dan precies welk materiaal waar zit. Met zo’n materialenpaspoort kun je voorkomen dat je in het hergebruikstadium onverwachte, problematische mengsels krijgt. En er is nog een voordeel. In de toekomst kan zo’n materialenpaspoort helpen om bij nieuwbouw urban mining toe te passen: sloopmateriaal uit de omgeving zo hoogwaardig mogelijk hergebruiken in nieuwe projecten. Het kan snel en effectief antwoord geven op de vraag welke materialen er binnen een bepaalde straal uit welke sloopprojecten beschikbaar komen. Daarmee is in de toekomst enorm te besparen op transport en energie. Het is een vorm van assetmanagement, waarbij de grondstoffen onze assets zijn. Het schept de mogelijkheid om materialenstromen te optimaliseren tegen een minimaal energieverbruik.’ ‘We zijn nog niet zo ver, maar het ligt
onderzoek in het verleden en jarenlange ervaring. Voor geopolymeerbeton is die ervaring er nog niet. Dat hele proces van karakterisering zal ook voor geopolymeren doorlopen moeten worden: het brede spectrum van geopolymeerbeton moet in kaart worden gebracht en er is meer inzicht nodig in de relatie tussen grondstoffen en eigenschappen. Neem de samenstelling van vliegas; die hangt af van het productproces dat de assen als restproduct afscheidt. En ook om het in het beton te activeren heb je weer verschillende mogelijkheden. Er gaat enorm veel tijd en energie in zitten om dat allemaal in beeld te krijgen. Maar je hebt het wel nodig om het vertrouwen van de markt te winnen. Dat inzicht, en dan vooral in het langetermijngedrag van geopolymeerbeton, is ook belangrijk voor constructeurs als zij moeten aangeven of voor een constructie in geopolymeerbeton de beoogde levensduur kan worden gegarandeerd . Hoe gedraagt het materiaal zich over 50, 80, 100 jaar?’
23 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016 voor de hand om dit soort informatie ook aan BIM te koppelen. We zullen er goed over moeten nadenken. Misschien moet er wel een landelijk databeheer komen, het gaat ten slotte ook om het beheer van infrastructuur en het optimaliseren van de materialenstromen in de keten. En het vraagt om een andere insteek: aan het begin van een bouwproject al nadenken over de hergebruikfase. Er moeten ook vragen worden beantwoord als van wie zijn die materiaalstromen eigenlijk? Waar kunnen we ze kwijt? Hoe optimaliseren we dit ook economisch gezien?’
Innovatie-bevorderend
‘Er is nog een ander aspect,’ zegt van Breugel. ‘Als je op deze manier met materialen omgaat, met zo’n materialenpaspoort, werkt dat ook innovatie-bevorderend. Stel dat een innovatief materiaal niet wordt toegepast, omdat op dit moment niet te garanderen valt dat er een
mengsel ontstaat dat bij hergebruik geen problemen oplevert. Met een materialenpaspoort kan worden geborgd dat niet-compatibele materialen bij hergebruikt niet gemengd wordt toegepast, waardoor onzekerheid over de grondstoffen wordt weggenomen. Scheiden vanaf het begin. Dat is een manier om later problemen te voorkomen en verlaagt de drempel om nu een innovatie toe te passen.’
Positieve business case
Het idee van een materialenpaspoort is volgens Van Breugel niet helemaal nieuw. In de jaren negentig is veel aandacht besteed een het zogenaamd geboortecertificaat van betonconstructies, een soort logboek met gedetailleerde informatie over de bouw van een constructie en gegevens over de eerste 28 dagen na oplevering. Het resultaat was een referentiedocument dat later belangrijke input gaf voor optimalisatie van het
beheer en onderhoud. Volgens Van Breugel zou een zelfde soort systematiek onderdeel kunnen uitmaken van een groter geheel, namelijk de totale levenscyclus van grondstof tot en met het hergebruik van materialen. Van Breugel: ‘Dat lukt alleen als alle partijen in de bouwketen ervan doordrongen zijn dat dit een gunstig effect heeft op de milieu-impact van het bouwen en ook economisch interessant is. Misschien kun je het op termijn ook via regelgeving afdwingen. Maar voor het zo ver is, is er meer fundamentele kennis nodig. Begin maar klein, lokaal of regionaal; je moet laten zien dat het technologisch en economisch kan en aantrekkelijk is. In verschillende om ons heen, maar ook in bijvoorbeeld Japan, studeert men op dergelijke concepten. Ik geloof er in.’ Dit artikel verscheen eerder in Civiele Techniek nummer 5/6 2016
Vakbeurs Surface 2016 2 - 6 oktober, Brabanthallen, ’s Hertogenbosch ION, Vereniging Industrieel Oppervlaktebehandelend Nederland, organiseert eens per twee jaar Surface, de totaalbeurs voor oppervlaktetechniek, dit jaar van 2 - 6 oktober vindt in de Brabanthallen in ’s Hertogenbosch. Het oppervlak speelt een cruciale rol bij vrijwel elk product en project. Oppervlaktebehandeling maakt materialen geschikt voor hun toepassing en geeft producten op allerlei manieren meerwaarde. Voorbeelden zijn slijtvastheid, uitstraling, onderhoudsvriendelijkheid, het toevoegen van een extra functionaliteit en verfraaiing. De oppervlaktetechniek-branche is volop in beweging, bijvoorbeeld op het gebied van duurzaamheid, bionica, biobased grondstoffen, fotokatalyse, 3D-(metal)printing, milieubesparende technieken, precisietechniek, ‘smart’ coatings, (hybride) materialen en en nanotechnologie. Er is steeds meer mogelijk met oppervlaktetechniek, om producten te laten doen wat ze moeten doen, het toevoegen van extra functionaliteiten en om het product een fraai uiterlijk te geven. De vakbeurs Surface 2016 is volgens de organisatoren zowel inspiratiebron als een belangrijke mogelijkheid om in een keer
24 | INNOVATIEVE MATERIALEN 4 2016
op de hoogte te worden gebracht van nieuwe technologische ontwikkelingen. Er zijn exposities zoals Surface Solutions, het Surface Lab, Wrapping, Glass Unlimited, het Kleur-inspiratieplein, de Innovatie Expo in het kader van de ION Borghardt Award, workshops en voordrachten. Surface 2016 is met meer dan 175 exposanten uit binnen- en buitenland de grootste vakbeurs in de Benelux op het gebied van oppervlaktebehandeling van materialen. De tweejaarlijkse vakbeurs maakt deel uit van de WOT2016, de Week van de Oppervlaktetechnologie.
ADVERTORIAL BERICHTEN
Innovatieve Materialen nummer 4 2015
‘Enabling materials innovation’ Het Materials innovation institute, M2i, biedt sinds begin dit jaar een verbreding van haar diensten aan. De kennisorganisatie combineert haar researchactiviteiten nu met een portfolio van commerciële diensten voor de industrie, universiteiten en onderzoeksinstituten. M2i wil een spilfunctie voor de Neder landse materialengemeenschap innemen. De netwerkorganisatie in ventariseert de behoefte aan materi aalonderzoek en -ontwikkeling, deze wordt vastgelegd in de High Tech Ma terials Roadmap. Daarnaast is M2i een belangrijke partner voor de industrie in het coördineren en uitvoeren van spe cifieke researchprojecten op het gebied van materialen en hun toepassingen. Onderzoeksvragen van de industrie worden vertaald naar volwaardige onderzoeksvoorstellen, M2i zoekt de kennispartners uit de industrie en de academische wereld voor het onder zoek, en zorgt voor de financiering van de projecten door middel het samen brengen van diverse funding-instru menten en bijdragen uit de industrie.
Pro-actief
De rol van M2i gaat sinds enige tijd verder. Om wetenschappelijk onder zoek om te zetten naar industriële toe passingen zet M2i pro-actief grotere samenwerkingsverbanden op. Meer dere industrieën en universiteiten werken dan in zogenaamde Platforms samen om nieuwe toepassingen tech nologisch en commercieel mogelijk te maken. Composieten, dunne films en 3D-printen zijn voorbeelden van actuele platforms.
Nieuwe kennis in business
Daarnaast speelt M2i concreet een rol in de overdracht van materiaalkennis naar bedrijven en in de implementatie van onderzoeksresultaten, bijvoorbeeld door nieuwe kennis over materiaalge drag in te brengen in simulatie-software die door bedrijven kan worden toege past om hun ontwikkelproces te ver snellen. Bedrijven besparen zo veel tijd en kosten.
M2i als bemensingspartner
M2i Human Capital is de nieuwe service die de centrale rol van M2i in het mate rialen ecosysteem compleet maakt. M2i Human Capital werft internationaal talent voor PhD- en PostDoc posities voor materiaalonderzoek aan de Ne derlandse Universiteiten. Voor de Ne derlandse industrie voert M2i Human Capital werving- en selectieopdrachten uit met een hoog specialistengehalte, de zogenaamde Specialist Search. En tot slot ontwikkelt M2i Human Capital een Professionals Program. Dit programma is erop gericht om buitenlandse, talent volle jonge PhD’s en MSc’s effectief en productief kennis te laten maken met werken in de Nederlandse Industrie. Zij worden ingezet op onderzoeks-, ontwerp- en engineeringsprojecten. Het uiteindelijke doel is hen een goed carrièreperspectief te bieden zodat de kennis die zij in Nederland ontwikkeld hebben ook voor Nederland behouden blijft.
Materials innovation institute (M2i) ondersteunt bedrijven met materiaalonderzoek en -advies om productontwikkeling mogelijk te maken. Materialen zijn overal en zijn niet weg te denken uit ons dagelijkse leven. We rijden auto of gebruiken onze smart phones, meestal zonder erbij stil te staan dat voor deze producten innovatieve, slimme materialen nodig zijn. Daarbij staan bedrijven voor de uitdaging steeds kosteneffectiever en duurzamer te produceren om internationaal te kunnen blijven concurreren. Materiaalinnovatie speelt een cruciale rol in deze technologische en maatschappelijke ontwikkelingen. Als onafhankelijke netwerkorganisatie voert M2i samen met zo’n 60 industriële en academische partners materiaalonderzoek uit. M2i is de verbindende schakel tussen industrie en kennisinstellingen; identificeert onderzoeksthema’s, definieert integrale programma’s en coördineert de projecten. Momenteel lopen ruim 100 onderzoeken op verschillende universiteiten, zoals materiaalmodellering om gedrag bij bepaalde omstandigheden te analyseren, of experimenteel onderzoek in nieuwe materiaalsamenstellingen. Meer informatie op www.m2i.nl, en rechtstreeks contact via email info@m2i.nl of telefoon 0880351900.
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