Volgens ingenieurs, wortelgroenten zijn niet alleen goed voor het lichaam. Hun vezels kunnen ook helpen om betonmengsels sterker en milieuvriendelijker te maken.

Bouwprojecten hebben een grote impact op ons milieu. Om dit tegen te gaan, belanghebbenden in de academische en industriële sector hebben gezocht naar manieren om de industrie milieuvriendelijker te maken. Het door de EU gefinancierde project B-SMART zal hieraan bijdragen door zich te concentreren op beton en de meer schuldige van zijn ingrediënten:cement.

Onder leiding van Lancaster University in het Verenigd Koninkrijk, het project gaat onderzoeken hoe nanobloedplaatjes gewonnen uit de vezels van wortelgroenten betonmengsels robuuster en milieuvriendelijker kunnen maken. Tot dusver, eerste tests hebben aangetoond dat het toevoegen van nanoplaatjes van suikerbiet of wortel aan deze mengsels de mechanische eigenschappen van beton sterk verbetert.

Volgens hoofdonderzoeker prof. Mohamed Saafi van Lancaster University, de nieuwe cement-nanocomposieten die zijn ontwikkeld als onderdeel van dit project "worden gemaakt door gewoon Portland-cement te combineren met nano-bloedplaatjes die zijn geëxtraheerd uit afval van wortelgroenten uit de voedingsindustrie."

"De composieten zijn niet alleen superieur aan de huidige cementproducten in termen van mechanische en microstructuureigenschappen, maar gebruiken ook kleinere hoeveelheden cement, " Prof. Saafi zei in het nieuwsbericht op de website van de universiteit. "Dit vermindert zowel het energieverbruik als de CO2-uitstoot die gepaard gaat met de cementproductie aanzienlijk."

Een nadere blik op de milieu-impact van beton

De betonindustrie is een van de grootste producenten van CO2. Het ingrediënt dat hier grotendeels verantwoordelijk voor is, is gewoon Portlandcement, een van de hoofdbestanddelen van beton. De hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten tijdens de betonproductie is recht evenredig met de hoeveelheid cement die in het betonmengsel wordt gebruikt. Momenteel, voor elke ton cement die wordt gemaakt, er wordt ongeveer 900 kg CO2 uitgestoten, overeenkomend met bijna 90 procent van de emissies die gepaard gaan met de gemiddelde betonmix.

Het koolstofintensieve productieproces van cement is verantwoordelijk voor 8 procent van de totale CO2-uitstoot wereldwijd. Gezien de recente trends, De verwachting is dat de cementproductie de komende 30 jaar zal verdubbelen.

Hoe wortelgroenten helpen

Standaard beton wordt gemaakt met water, aggregaat (grind, steen of zand), en Portlandcement. Cement is het bindmiddel dat het beton uithardt en verstevigt. Maar wanneer de nanoplaatjes van wortelgroenten worden toegevoegd aan de standaard betonmix, de hoeveelheid calciumsilicaathydraat – het product dat verantwoordelijk is voor het sterk maken van beton – wordt verhoogd.

De onderzoekers ontdekten dat het toevoegen van de nanoplaatjes het beton zoveel sterker maakte dat er 40 kg minder portlandcement per kubieke meter beton nodig was. Deze afname komt overeen met 40 kg minder CO2 voor hetzelfde volume beton. Een sterker knolgewasmengsel betekent dus dat er minder beton hoeft te worden gebruikt in gebouwen, met aanzienlijke milieuvoordelen tot gevolg.

Het met groenten verrijkte beton van het onderzoeksteam bleek ook beter te presteren dan andere cementadditieven die op de markt verkrijgbaar zijn, zoals grafeen en koolstofnanobuisjes. Aanvullend, ze bleken ook veel goedkoper te produceren. Andere voordelen waren een dichtere microstructuur, dat helpt corrosie te voorkomen en maakt de materialen langer meegaand.

B-SMART (Biomaterialen afgeleid van voedselverspilling als groene route voor het ontwerpen van milieuvriendelijke, slimme en hoogwaardige cementgebonden composieten voor de volgende generatie multifunctionele gebouwde infrastructuur) zullen ook de mogelijkheid onderzoeken om bestaande betonconstructies te versterken met zeer dunne platen gemaakt van plantaardige nanoplaatjes.