Eeuwen van gebouwen, bruggen en andere constructies hebben beton gebruikt vanwege de hoge sterkte en eenvoudige productie. Toch is ongeveer 8% van de wereldwijde CO2-uitstoot afkomstig van de cementproductie. Er zijn dus voortdurende inspanningen om deze enorme CO2-voetafdruk te minimaliseren. Sommige van deze inspanningen om de vervuiling te verminderen, zijn gericht op het hergebruik van betonafval. Onderzoekers in Japan hebben bijvoorbeeld onlangs een pioniersrol gespeeld bij het verdichten onder hoge druk als een eenvoudige manier om beton te recyclen. Om dergelijke producten optimaal te benutten is echter verdere verbetering nodig.

Nu, in een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Construction and Building Materials , hebben onderzoekers van het Instituut voor Industriële Wetenschappen van de Universiteit van Tokio experimenteel de veranderingen in druksterkte en fijnstructuurstructuur gemeten die worden veroorzaakt door warmtebehandeling na een dergelijke verdichting. Deze studie zal helpen de eigenschappen van gerecycled beton te verbeteren en de duurzaamheid van de bouwsector te vergroten.

Warmtebehandeling is voorgesteld als een middel om de bruikbaarheid van hogedrukverdichting te vergroten. De resultaten zijn echter gemengd, variërend van verslechterde tot verbeterde kwaliteit. "We hebben geprobeerd duidelijkheid te scheppen in dit debat", legt Md. Ibrahim Mostazid, senior auteur, uit. "Door systematisch algemene warmtebehandelingsomstandigheden en de bijbehorende microstructuur te bestuderen, hebben we de verbeterde eigenschappen van het resulterende betonproduct grondig geëvalueerd."

De onderzoekers testten mengsels van gerecycled portlandcementbeton met toevoegingen van ijzer/staal en hoogovenslakken. Ze testten drie veelvoorkomende warmtebehandelingen na verdichting. De warmtebehandelingen zorgden allemaal voor microstructurele reorganisaties die resulteerden in verbeterde eigenschappen. Bovendien verhoogde het opnemen van slakken de dichtheid en fijnschalige homogeniteit van het beton, wat verder bijdroeg aan verbeterde eigenschappen. In één betonmengsel verhoogde bijvoorbeeld autoclaveren na verdichting bij 180°C gedurende 8 uur de druksterkte met>5× vergeleken met geen autoclaveren. Met andere woorden, de onderzoekers hebben een energie-efficiënte manier ontwikkeld om het resultaat van betonrecycling te verbeteren.

"Verschillende thermische behandelingen verbeterden de sterkte van het beton, maar door verschillende mechanismen", zegt Mostazid. "Het autoclaveren van het beton kwam bijvoorbeeld overeen met de productie van hydrogranaat, een ander mineraal dan wat we zagen na eenvoudige warmtebehandelingen."

In de toekomst kunnen onderzoekers deze gegevens vergelijken met de resultaten van hun eigen concrete recyclingprogramma's, bijvoorbeeld stoomuitharding. Daarbij zullen tests van de prestaties van gerecycled beton duidelijke numerieke en microstructurele referentiepunten hebben. Dergelijke normen zullen onderzoekers helpen bij het evalueren van verschillende procedures die allemaal gericht zijn op dezelfde duurzaamheidsdoelstellingen voor het milieu, en helpen de ecologische voetafdruk van de bouwsector te minimaliseren. + Verder verkennen

Gerecycled beton kan een duurzame manier zijn om puin van stortplaatsen te houden