Bouwafval wordt een groen alternatief voor cement

Geavanceerde materialen

Redactieteam van de website voor technologische innovatie - 06/03/2025

Monsters van silica-afval en stof, gegenereerd door zaagsel van coatings. [Afbeelding: Shinya Inazumi et al. - 10.1016/j.clet.2025.100976]

Van stof tot cement

Japanse ingenieurs zijn erin geslaagd twee milieuonvriendelijke afvalmaterialen om te zetten in een vervanger voor cement . Daarmee hebben ze een alternatief gecreëerd om de afhankelijkheid van Portlandcement te verkleinen en tegelijkertijd bouwafval om te zetten in een waardevolle hulpbron.

Het nieuwe bindmiddel, dat het team een ​​"hoogwaardige bodemversteviger" noemt, is een geopolymeer dat is ontwikkeld op basis van silica in zand. Dat silica kan bestaan ​​uit gerecycled zand uit de bouw zelf of uit gerecycled glas. Ook is er een poeder dat ontstaat door het snijden van coatingmaterialen op basis van vezelcement, keramiek of zelfs steen.

De combinatie van coating- en vloerpoeder en de in het zand aanwezige silica vormt een verstevigingsmiddel op basis van geopolymeren dat de druksterkte van de grond kan verhogen tot boven de limiet van 160 kN/ ^m2 die vereist is voor civiele bouw.

Een cruciale stap in de omzetting van afval in cement was de warmtebehandeling van het coatingpoeder. Deze behandeling moet plaatsvinden bij een temperatuur tussen 110°C en 200°C. Hierdoor werd de reactiviteit ervan aanzienlijk verbeterd en het materiaalverbruik verlaagd zonder dat dit ten koste ging van de prestaties.

"Dit onderzoek betekent een belangrijke stap voorwaarts op het gebied van duurzame bouwmaterialen", aldus professor Shinya Inazumi van het Shibaura Institute of Technology. "Met behulp van twee soorten industrieel afval hebben we een bodemversteviger ontwikkeld die niet alleen voldoet aan de industrienormen, maar ook helpt bij het aanpakken van de dubbele uitdaging van bouwafval en CO2-uitstoot."

Snel uithardend cement

Hoewel het Portlandcement niet volledig zal vervangen – en er zou ook niet genoeg afval zijn om daarvoor te recyclen – biedt de oplossing talloze praktische toepassingen met verstrekkende gevolgen in de echte wereld.

"Bij de ontwikkeling van stedelijke infrastructuur kan onze technologie kwetsbare bodems onder wegen, gebouwen en bruggen stabiliseren zonder afhankelijk te zijn van koolstofintensief Portlandcement. Dit is met name waardevol in gebieden met problematische kleigronden, waar conventionele stabilisatiemethoden duur en schadelijk voor het milieu zijn", stelt Inazumi.

Gebieden die gevoelig zijn voor aardverschuivingen zouden ook kunnen profiteren van snelle bodemstabilisatie met het nieuwe bindmiddel, dat een goede verwerkbaarheid en zeer snelle uithardingstijden heeft bewezen, wat voldoet aan de behoeften van noodhulpdiensten. Bovendien zouden landelijke infrastructuurprojecten deze materialen kunnen gebruiken om gestabiliseerde grondblokken te maken voor de bouw, wat een koolstofarm alternatief biedt voor gebakken stenen of beton, suggereert het team.

"Door een geopolymeer-verharder te ontwikkelen uit gemakkelijk beschikbare afvalstromen, bieden we niet alleen een duurzame technische oplossing, maar herdefiniëren we ook de manier waarop we industriële bijproducten waarderen in een wereld met beperkte hulpbronnen", concludeerde Inazumi.

Ander nieuws over:

Meer onderwerpen