TNO heeft een nieuwe aanpak en tool ontwikkeld om de toepassing te verbeteren van duurzamere betonsoorten en secundaire grondstoffen. Tot nu toe worden deze materialen nog niet grootschalig ingezet, met name doordat toepassing in betonconstructies complex is.
Nederland staat voor een grote opgave om de CO2-uitstoot drastisch te verminderen en tegelijk de schaarste van materialen het hoofd te bieden. Bij het realiseren van de klimaatdoelen speelt de bouw een belangrijke rol. De sector verbruikt namelijk de helft van alle grondstoffen in ons land, is goed voor 40 procent van het energieverbruik en een derde van de totale CO2-uitstoot.
De helft van al het bouwmateriaal is beton, zodat er veel winst valt te boeken als beton duurzamer kan worden ingezet. TNO heeft hiervoor een nieuwe aanpak en tool ontwikkeld. Tot nu toe worden duurzamere betonsoorten en secundaire grondstoffen nog niet grootschalig ingezet, want de toepassing ervan in betonconstructies is complex. Aan de ene kant is er verandering gaande in het beton dat we altijd al kenden, aan de andere kant komen er steeds meer eisen. Een constructie moet niet alleen veilig en betaalbaar zijn, maar ook duurzaam en circulair.
MIMO
De nieuwe aanpak – Materiaal gedreven Multi-criteria Ontwerp-optimalisatie (MIMO) – helpt de betrokken partijen (opdrachtgevers, bouwbedrijven, aannemers, sloopbedrijven, recyclingbedrijven) bij het maken van de optimale keuzes. De MIMO-aanpak vormt een knooppunt tussen data, modellen en slimme software. Centraal in de aanpak staat informatie over lokaal beschikbare grondstoffen (resource based engineering). Daarbij worden bijvoorbeeld van elementen of korrels uit betonpuin de materiaaleigenschappen bepaald. Met de data hiervan worden gelijktijdig alle eisen meegegeven, zoals het minimaliseren van de milieu-impact, de kosten, maar ook het maximaliseren van veiligheid. We willen immers veilige betonconstructies.
MIMO verwerkt de data vervolgens met behulp van rekenmodellen tot ontwerpscenario’s die optimaal en meetbaar voldoen aan de verschillende eisen. De gebruiker kan zo eenvoudig afwegen wat het beste scenario is op basis van wensen en planning.
CO2-reductie
Elk jaar komt er zo’n 22 miljoen ton steenachtig afval vrij door sloop. Op dit moment wordt daarvan slechts 2 miljoen ton hergebruikt, terwijl we jaarlijks 33 miljoen nieuw beton produceren. Volgens TNO kan MIMO ondersteunen in het afwegen en optimaal inzetten van hergebruik en recycling uit bouw- en sloopafval. “Die stroom is goed voor meer dan de helft van de huidige betonproductie!”, vertelt Siska Valcke, bij TNO expert op het gebied van circulair beton. “Bij het optimaliseren van hergebruik, ook voor CO2-reductie, komen dankzij MIMO al gauw twee belangrijke strategieën in beeld. Het volledig hergebruik van elementen uit bestaande betonconstructies en de inzet van gemalen metselwerkpuin reduceren naar schatting 0,75 tot wel 1,25 miljoen ton CO2 per jaar”, aldus Valcke.
Ontwerpfase
MIMO sluit aan op initiatieven die de sector nu al ontwikkelt, zoals nieuwe betonsoorten met minder cement, slankere constructies en demontabel bouwen. Met MIMO kunnen partijen verschillende strategieën voor verduurzaming en circulariteit tegen elkaar afwegen en optimaal combineren. De nieuwe aanpak wordt inmiddels op beperkte schaal als tool beproefd. Daaruit blijkt welke voordelen de aanpak biedt voor de betrokken partijen, wanneer deze tijdens de verschillende stadia van de besluitvorming en de ontwerpfase wordt ingezet.
Constructeurs kunnen in een vroeg stadium de mogelijkheden en data van leveranciers, sloopbedrijven en recyclers betrekken in hun ontwerp om tot een optimale oplossing te komen. Opdrachtgevers krijgen inzicht in oplossingen die meetbaar voldoen aan hun eisen en die ze transparant met elkaar kunnen vergelijken. Aannemers en sloopbedrijven krijgen meetbaar inzicht in de kosten en baten van slim demonteren en de opslag van materialen.
Samenwerking
MIMO is zo opgezet dat nieuwe ontwerpvragen, eisen, data en modellen kunnen worden toegevoegd en gekoppeld, zodat de tool stap voor stap breder kan worden ingezet. Valcke: “Onze aanpak levert de meeste waarde als de samenwerking in de betonsector tussen bedrijven, overheden en kennisinstellingen gaat groeien. Dan activeert MIMO de ketenbrede transitie naar duurzamer beton. De basis is gelegd en van hieruit kunnen we samen met de sector aan de slag gaan om de transitie te maken naar duurzamer beton.”