Permanente opslag van CO₂ in betongranulaat
Betongranulaat dat een significante hoeveelheid CO2 bindt, de kwaliteit van beton verbeterd en waarbij je minder cement nodig hebt. In 2022 publiceerde Cementbouw al een interessant artikel over dit onderwerp. Inmiddels zijn in Frankrijk ook goede resultaten behaald met de opslag van CO2 in betongranulaat in het zogenoemde FastCarb-project.
Bij de productie van cement en meer specifiek van klinker wordt veel kalk toegepast. Deze kalk splitst CO2 af (calcinatie) en vormt verbindingen met andere mineralen. Wanneer klinker met water reageert, komt de kalk deels terecht in portlandiet en deels in cementgel. Deze kalkverbindingen kunnen weer CO2 opnemen en vastleggen als kalk.
Carbonatie aan de oppervlakte
De reactie met CO2 gebeurt aan het oppervlak van beton tijdens de levensduur, wat bekend staat als carbonatatie. Dit is meestal ongewenst, omdat bij vergaande carbonatatie de wapening gevaar voor corrosie loopt. Carbonatatie vindt vooral in een deel van de betondekking plaats. De diepte is afhankelijk van de betonkwaliteit (cementsoort, wcf, nabehandeling, hydratatiegraad, levensduur), maar ook van de vochthuishouding. In droog beton kan CO2 snel in de poriën dringen, maar er is vocht nodig voor de carbonatatie-reactie. Wisselend nat-droog is dus het meest gunstig voor carbonatatie.
Onderzoek CRH
In een uitgebreid onderzoek is de CO2 -opname van verschillende fracties betonpuin onderzocht. Hierbij is ook nagegaan wat de invloed van de vochthuishouding is. Er is vastgesteld dat betongranulaat in 91 dagen onder wisselende nat-droog omstandigheden (buiten) ruim 6 tot bijna 12 kg CO2 per ton kan opnemen in de fractie 0/10 resp. 0/2 mm. Ook is vastgesteld dat met geconcentreerd CO2 een vergelijkbare hoeveelheid in zeer korte tijd kan worden opgeslagen. Het onderzoek toont aan dat de kwaliteit van het betongranulaat door carbonatatie verbetert; de porositeit neemt af, waardoor de wateropname afneemt en de sterkte toeneemt. Bij de productie van beton kan met dit granulaat cement worden bespaard. Dit levert een verdere winst in CO2 op van 9 kg per m3 ten opzichte van beton met primair materiaal.
FastCarb
Kan nóg beter? Wanneer de CO2-concentratie wordt verhoogd, verloopt de carbonatatie sneller en wordt meer CO2opgeslagen. Dat toont het project FastCarb aan. Franse overheid heeft een gezamenlijk onderzoeks- en ontwikkelingsproject gefinancierd waaraan 22 industriële en academische spelers betrokken zijn. Het doel is tweeledig: de eigenschappen van gerecyclede toeslagmaterialen verbeteren, waardoor het voor meer toepassingen te gebruiken is, op grotere schaal toegepast kan worden en beter verhandelbaar is. Het tweede doel is hergebruik van koolstof. Daarbij reageert CO2 met het calcium dat aanwezig is in de cementsteen die de oorspronkelijke aggregaten bedekt. Toepassing van hoge percentages van met CO2 behandeld betongranulaat kan dus een wezenlijke verlaging van CO2 profiel van beton opleveren. Volgens het onderzoeksrapport heeft het FastCarb-project aangetoond dat versnelde carbonatatie haalbaar is op industriële schaal met resultaten die in overeenstemming zijn met laboratoriumexperimenten.
Meer informatie
Informatie Cementbouw / CRH
Wetenschappelijke artikel FastCarb
