Beton recyclen

Beton is onmisbaar in de bouw. Het materiaal is sterk, goedkoop en slijtvast. Maar voor beton zijn ook schaarse elementen van de aarde nodig. Tijd om te recyclen en te verduurzamen.

De meeste gebouwen om ons heen bestaan voor een groot deel uit beton. Het grijze mengsel is al decennialang een belangrijk materiaal in de bouw. Het is makkelijk te verwerken, het is sterk en gaat lang mee. Bovendien is het relatief goedkoop. Maar er is ook een keerzijde. Om beton te maken is veel zand nodig en dat wordt steeds schaarser. Daarnaast is beton ook vervuilend omdat het nog niet helemaal gerecycled kan worden. Maar daar komt nu verandering in. “We willen de cirkel sluiten. Door middel van drie verschillende technologieën kunnen we van betonafval weer nieuw beton maken”, zegt Francesco Di Maio, Research director van het Recycling Lab aan de TU Delft.

Aan de TU Delft wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan naar de verschillende technologieën die nodig zijn om beton te recyclen. Di Maio ziet vooralsnog geen kansrijke vervangers van beton, daarom is recyclen volgens hem de beste optie. Het potentieel van betonrecycling is groot. De CO2-voetafdruk van de betonindustrie wordt een stuk kleiner. 

Brokstukken sorteren en schoonmaken

Di Maio en zijn collega’s ontwikkelden een technologie (C2CA-technologie) om beton uiteen te laten vallen in losse ingrediënten, zoals steen en zand. “Stel je voor, een oud gebouw wordt afgebroken. Het staal – de bewapening – wordt uit de brokken beton gehaald met een magneet. De betonbrokken worden vervolgens in kleine stukken gehakt”, vertelt Di Maio.

Dan komt de nieuwe technologie in beeld. “Beton is gemaakt van steen, zand, cement en water. Onze machine – de Advanced Dry Recovery (ADR) – haalt de betonbrokken verder uit elkaar en sorteert ze in grove bestanddelen, zand en een fijn poeder”, zegt hij. Het zand wordt schoongemaakt met een andere machine die gebruik maakt van Heating Air and classification Systems (HAS)-technologie. Ook HAS werd door de groep van Di Maio ontwikkeld. Deze machine verwijdert mineralen en cementresten van het zand. Tot slot is er een derde technologie (een lazertechnologie) ontwikkeld om door middel van lasers die kwaliteit van de materialen te meten.

Kwaliteit meten

“Het gerecyclede beton dat we met deze technologieën kunnen maken, is qua kwaliteit vergelijkbaar met beton gemaakt van nieuwe grondstoffen. Het is heel belangrijk om dat ook aan te tonen bij gebruikers. Dat kan mensen ervan overtuigen om deze materialen te kopen in plaats van nieuwe. Het zorgt voor transparantie en vertrouwen”, geeft hij aan.

De weg naar de industrie

Vanuit de wetenschappelijke onderzoeken werd er in 2016 een start-up opgericht – genaamd C2CA – om de nieuwe technologie ook daadwerkelijk naar de markt te brengen. Dr. Thomas Petithuguenin, ervaren in het verduurzamen van de betonindustrie, werd aangetrokken om de start-up te leiden. C2CA werkt inmiddels aan een aantal grote pilots. “Wij opereren vooral aan de sloopkant van de betonindustrie. Als een gebouw gesloopt is, dan gaat het vaak naar een recyclebedrijf. Daar is onze technologie belangrijk”, vertelt de ceo. 

De machines om beton te recyclen, zowel voor de grote delen als voor de kleinere delen, draaien al op verschillende recycle plants. “Vooral in het recyclen van de fijne onderdelen zoals zand en cementpasta kunnen we het verschil maken. Dat was tot voorkort niet goed mogelijk.” De producten die uit de pilotopstellingen komen, verkoopt de start-up aan bedrijven die uiteenlopende producten van beton maken. “Dat maakt ons bedrijf extra sterk”, stelt Petithuguenin.

Automatisering

Het doel van C2CA: over vijf jaar in staat zijn om alle soorten betonafval – ongeacht de kwaliteit – om te zetten in hoogwaardige materialen voor nieuw beton. “In Nederland zijn de afvalstromen vaak redelijk goed gesorteerd. In andere delen van de wereld is dat niet altijd het geval. Dat vraagt ook weer om andere capaciteiten van ons systeem. Wat de kwaliteit van de input ook is, we willen dat de output altijd van goede kwaliteit is. Dat is een van de grootste uitdagingen voor de komende tijd.”

Petithuguenin is op dit moment bezig met een investeringsronde om de laatste stappen richting het opschalen en volledig commercialiseren van het product te zetten. “We zoeken investeerders die passen bij ons bedrijf en bij onze visie. De technologie is nieuw en de ontwikkeling en opschaling van grote apparaten zoals bij C2CA kost veel tijd en geld. Er is dus wat geduld en doorzettingsvermogen nodig. Aan de andere kant zijn er ook enorme kansen. De technologie is veelbelovend en kan een enorme impact maken. Dat moet een investeerder kunnen overzien.”

Ogen op het doel

Het ondernemen bevalt Petithuguenin goed. Eerder in zijn carrière werkte hij vooral bij grote bedrijven, dus het is allemaal nieuw. “Bij een corporate is alles goed geregeld, je hebt een heel supportsysteem achter je. Bij een start-up is dat er allemaal niet. Toen ik drie weken aan de slag was als ceo zat ik de website te coderen. Dat had ik van tevoren niet gedacht”, glimlacht hij. Toch heeft hij het naar eigen zeggen niet als vervelend ervaren. Hij had altijd een duidelijk doel voor ogen. “Een sterke visie voor de toekomst is onmisbaar. Ik ben echt gemotiveerd om de industrie te verduurzamen. Valt een resultaat tegen, dan moet je flexibel zijn en je bedrijf kunnen ombuigen naar een andere strategie om uiteindelijk toch je doel te kunnen behalen.”

Kennis delen

Di Maio en Petithuguenin werken intensief samen om de technologie verder te ontwikkelen. “Zo kijken we bijvoorbeeld naar het elektrificeren van de HAS”, vertelt Petithuguenin. Naast de samenwerking met de TU Delft, kijkt de start-up ook naar samenwerkingen met de TU Eindhoven. “Het is heel fijn om kennis te delen met verschillende universiteiten. In Delft is het onderzoek meer gericht op recycling en sorteertechnologieën, terwijl er in Eindhoven meer aandacht is voor de chemie en de kwaliteit van de materialen. Al deze aspecten zijn voor ons van belang om tot het best product te komen.” 

Ook de onderzoeksgroep van Di Maio werkt aan een nieuw project waarin een belangirjk rol is weggelegd voor Artificial Intelligence (AI). “We willen AI inzetten om de oude betonbrokken te analyseren en te sorteren naar grootte. Dat gebeurt nu nog grotendeels handmatig.”. Uiteindelijk is het doel om het complete recycleproces te automatiseren. “Met sensors kan geanalyseerd worden welke materialen er binnenkomen, het proces verloopt onder toezicht van een computer en uiteindelijk analyseert een computer of het eindresultaat voldoet aan de kwaliteitseisen om het weer te gebruiken”, droomt de betonwetenschapper.

Goed voor mens en dier

De ultieme toekomstdroom van Petithuguenin is een netwerk van duizenden installaties over de hele wereld. Zo wil hij de wereld voorzien van compleet beton zodat er geen grondstoffen uit de bodem meer nodig zijn. “Grondstoffen zoals zand zijn niet alleen schaars, het vergaren van dergelijke producten is ook erg schadelijk voor de omgeving. Zo is het weghalen van zand op de zeebodem – een veelgebruikte methode – erg schadelijk voor het leven in de zee. Dat vind ik een belangrijk argument om hier alternatieven voor te vinden.”