Onderzoek naar betonrecycling & geavanceerde karakterisering afgerond

TU Delft en Rijkswaterstaat hebben gezamenlijk een nieuwe methode ontwikkeld om vóór de sloop van betonconstructies de betonkwaliteit en samenstelling te karakteriseren, zodat de betonreststroom hoogwaardig hergebruikt kan worden. Betonhuis heeft bijgedragen aan dit onderzoek.

Op dit moment wordt sloopafval van betonproducten gerecycled zonder enige voorselectie. Slechts 5% van het gerecyclede beton (en dus 95% nieuw materiaal) wordt gebruikt voor de productie van nieuwe betonconstructies, vanwege de onbekende herkomst en kwaliteit van het gerecyclede oorspronkelijke beton. In de toekomst zullen betonreststromen een belangrijke grondstof worden voor de betonindustrie, gezien de druk op de winning van primaire grondstoffen.

Betongranulaat en cementpoeders 

Om ervoor te zorgen dat betongranulaat van de juiste kwaliteit is voor hergebruik in nieuw beton, is selectieve sloop van beton een cruciale stap. Testmethoden voor de chemische en mechanische beoordeling van in-situ beton zijn nodig om beton vooraf op kwaliteit en hoogwaardig hergebruik te kunnen beoordelen. Dit onderzoek beoogt de mogelijkheden van draagbare röntgenfluorescentie (hXRF) te demonstreren om concentraties van belangrijke elementoxiden (SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3) in poedermaterialen (cement en betongranulaten) in te schatten.

Inzet van Röntgenspectroscopie

De haalbaarheid van het gebruik van hXRF om beton te classificeren op basis van het type cement onder gecontroleerde omstandigheden is onderzocht. Beton met drie soorten cement (CEM I, CEM II/B-V, CEM III/B) werd overwogen. Gecombineerde metingen van desktop XRF en energie-dispersieve röntgenspectroscopie (EDS) werden voor validatiedoeleinden gebruikt. Door epoxy-impregnatie van poeders gevolgd door voorzichtig malen, wordt aangetoond dat poeders kunnen worden gekarakteriseerd over het gehele bereik van cement- en betongranulaatsamenstellingen.

Resultaten met uitgeharde monsters

Wat betreft de beoordeling van beton werd het effect van monstervoorbereiding en de meettijden van hXRF op de bulkchemische samenstelling onderzocht. Monstervoorbereiding (uitharding) bleek van grote invloed te zijn. De resultaten gaven aan dat bij het gebruik van nat uitgeharde monsters, vooral CaCO3 over het gehele betonoppervlak werd geïdentificeerd. Dit effect was minder problematisch bij beton met CEM III/B-cement. Naast nat uitharden werden ook luchtdrogen en oven drogen toegepast. De resultaten werden verbeterd door lucht- en ovendrogen. Echter, de mengontwerpen van beton die voor dit onderzoek zijn gebruikt, kunnen met de hXRF-meting worden geanalyseerd. De cementtypen worden duidelijk herkend met de meting, evenals de gebruikte aggregaten.