Betonmengsel op het scherpst van de snede ontworpen

Beton blijft vrij van krimpscheuren en vergt veel minder CO₂-uitstoot bij optimale benutting van de ruimtes tussen de zand- en grindkorrels. Een kwestie van nauwkeurig inpassen én geheime ingrediënten. Van Berlo bedacht er een revolutionaire methode voor. De betonmixers die arriveren op de bouwplaats met het innovatieve mengsel, kunnen niet meteen naar de betonpomp. Ze moeten eerst naar het mobiele laboratorium voor kwaliteitscontrole. Daar doseren de betonspecialisten van Van Berlo verschillende hulpstoffen om het mengsel de juiste eigenschappen te geven. Even mengen in de trommel van de mixer en de betonmortel is klaar voor gebruik. “Kost wat extra werk, maar het levert supervlakke vloeren op, zónder scheuren”, vertelt Nick Vervoort, hoofd R&D bij Van Berlo. “We kunnen bovendien tot wel 50 procent reductie op CO₂-uitstoot realiseren, doordat we minder cement en wapening gebruiken. Dat tikt aan bij de grote bedrijfsvloeren waarvoor we deze innovatie hebben ontwikkeld.”

Laserdiffractie

In de betonmortelindustrie is nog een wereld te winnen qua duurzaamheid, maar Van Berlo wilde niet wachten op innovaties van anderen. Dus sloeg de specialist in logistieke betonvloeren in 2017 de handen ineen met de TU Eindhoven voor een vijfjarig promotieonderzoek naar beton, dat moest afrekenen met een chronisch probleem: scheurvorming. Na afronding van het onderzoek ging het bedrijf verder in een speciaal opgerichte R&D-afdeling met betontechnologen en een betonlaboratorium. Dit resulteerde in een doorontwikkelde technologie die is toegepast op meerdere grote referentieprojecten.

Het geheim achter de innovatie is een uiterst verfijnde analysemethode. Van Berlo gebruikt daarvoor laserdiffractie. Deze hightech-techniek maakt door statische lichtverstrooiing de betonsamenstelling tot op poederniveau inzichtelijk. Je kunt daarmee haarfijn meten uit welke korreldiameters een bepaald poeder bestaat. Door deze bevindingen mee te nemen in een zogenoemd korrelpakkingsmodel, is het mogelijk een betonrecept te ontwerpen waarin de lege ruimtes tussen de zand- en grindkorrels worden gevuld met de juiste poeders. Het resulteert in een dichte structuur waardoor veel minder cement nodig is om de korrels aan elkaar te lijmen. Het mengsel krimpt daardoor bovendien nauwelijks bij uitharden. Belangrijk, want juist dat veroorzaakt scheuren.

Vooral in grote, voegloze bedrijfsvloeren is veel extra wapening nodig om krimpscheuren te beheersen. Door een laag watergehalte en gebruik van speciale hulpstoffen, neemt het krimpgedrag nog verder af. De precieze samenstelling hiervan is het geheim van de smid. Gebruik van korrelpakkingsmodellen is niet nieuw voor betoncentrales. Maar zij gaan lang niet zover als Van Berlo. “De betoncentrale stopt met het bepalen van korreldiameters op het niveau van zandkorrels, wij gaan door tot de poederdeeltjes”, zegt Vervoort. “Daarom hebben we minder cement nodig om al die microholtes te vullen.” In een normaal mengsel voor bedrijfsvloeren gaat zo’n 350 kilo cement per kubieke meter, in dat van Van Berlo 260 kilo. Een kwart minder dus. Slechts een klein percentage daarvan is portlandcement, de rest is hoogovenslak. Door uitblijven van krimp kan het ook met minder wapening. De vloer is daarnaast pakweg een centimeter dunner. Dat telt op tot een forse CO₂-reductie.

Mengsel

De hoeveelheid cement zou nog verder naar beneden kunnen, als de regelgeving niet in de weg zat. 260 kilo per kuub is namelijk het voorgeschreven minimum voor binnenvloeren. Duik je daaronder, dan is voor iedere vloer een apart testtraject nodig. Het is een probleem waarmee ook geopolymeerbeton – nog – te maken heeft.

Is het lage watergehalte in het geoptimaliseerde betonmengsel niet van invloed op de verwerkbaarheid? In de eerste proeven wel, maar doorontwikkeling maakte het mengsel minder plakkerig. Toch blijft toepassing in de praktijk van de bouwplaats uitdagend. Het Van Berlo-mengsel heeft niet de gebruikelijke buffers voor het opvangen van temperatuurschommelingen en vochtinwerking – bijvoorbeeld door een regenbui over zand- en grindopslag. “Conventionele betonmengsels kunnen daartegen, maar dat van ons is op het scherpst van de snede ontworpen”, zegt Vervoort. “Vandaar de controle op de bouwplaats. Het door ons ontworpen ‘basisbeton’ uit de betoncentrale krijgt op basis daarvan nog een toevoeging op maat.”

Het maakt de vloer, afhankelijk van de gewenste scheur- en CO₂-reductie, iets kostbaarder per vierkante meter. Dat komt door het gebruik van hulpstoffen en doordat er meer handelingen aan te pas komen. Van Berlo werkt daarom aan automatisering van het proces. De gedroomde machine voert sensormetingen uit en mengt de benodigde hulpstoffen zelfstandig bij. “Aan dit alles zit een prijskaartje”, zegt Vervoort. “Onze logistieke vloeren zijn echt ‘Champions League-niveau’ op het gebied van beton. Dankzij deze innovatie zijn geen dure scheurreparaties nodig. Uiteindelijk is het niet enkel de prijs, maar de opbrengst per vierkante meter die telt.”