Versterking Afsluitdijk ideale test voor duurzaam beton

In 2030 wil Rijkswaterstaat klimaatneutraal en circulair werken. Samen met ProRail en het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat werken we hieraan vanuit de strategie ‘ Naar klimaatneutrale en circulaire infraprojecten’. Bij Rijkswaterstaat voeren we dat programma uit langs 4 transitiepaden: bouwplaats en bouwlogistiek, wegverharding, kustlijnzorg en vaargeulonderhoud, en kunstwerken. Maya Sule is programmamanager van die laatste. ‘De kunstwerken die wij maken, hebben een belangrijk aandeel in onze klimaatimpact’, legt ze uit. ‘De meeste impact – bijna 90% – komt daarbij van beton. Daarmee bouwen we bruggen en viaducten, wanden van tunnels, maar bijvoorbeeld ook geluidschermen. Bij de productie van beton komt veel CO₂ vrij. Ons belangrijkste doel is om die uitstoot terug te brengen. Dat kan op allerlei manieren. Met nieuwe betonmengsels en andere ontwerpen, maar bijvoorbeeld ook met hergebruik van elementen uit oude kunstwerken en recycling van grondstoffen.’

Betonsector verduurzaamt

De ambities van Rijkswaterstaat sluiten aan bij de verduurzamingsbeweging in de hele betonsector. In het Betonakkoord werken overheden én marktpartijen aan hetzelfde doel. Sule: ‘Als opdrachtgever willen wij launching customer zijn. De marktpartijen leveren veel innovatieve voorstellen aan. Wij beoordelen welke innovaties echt passen bij onze opgave en klimaatambities. En welke specifieke projecten we kunnen gebruiken om ze te valideren. Daarvoor is het onder meer belangrijk dat de innovaties al ver genoeg in hun ontwikkeling zijn. Anders kunnen we ze niet toepassen in een project. We zijn nu met verschillende marktpartijen in gesprek en organiseren validatieruimte voor deze innovaties in concrete projecten.’

Bouwen aan vertrouwen

Een van de kansrijke projecten is de proeftuin duurzaam beton bij de Afsluitdijk. Sule: ‘Bij Rijkswaterstaat zijn we al langer op zoek naar nieuwe betonmengsels met minder CO₂-uitstoot bij de productie. Bij de Afsluitdijk zagen we de ideale mogelijkheid om mengsels van verschillende partijen in de praktijk te testen – voor langere tijd en onder extreme omstandigheden. Het is mooi dat we leveranciers en innovatieve aannemers deze kans konden bieden. Daarmee bouwen wij zelf weer kennis op, bijvoorbeeld over hoeveel CO₂-reductie nieuwe mengsels opleveren en welke invloed dat heeft op de levensduur. Dat is belangrijk om vertrouwen te krijgen in duurzaam beton.’

Kans aangegrepen

Voor het opzetten van de proeftuin zocht Rijkswaterstaat de samenwerking met bouwconsortium Levvel (BAM, Van Oord en Rebel), dat de werkzaamheden voor de versterking van de Afsluitdijk uitvoert. Levvel greep die kans met beide handen aan, vertellen adviseur Arjan Cheizoo en afdelingshoofd Erik Mangert van de afdeling materiaaltechnologie bij BAM. Mangert: ‘Wij weten uit ervaring hoe lastig het is om nieuwe betonmengsels in echte projecten uit te proberen. De eisen aan het materiaal voor bijvoorbeeld bruggen en tunnels zijn heel hoog. Zo’n kunstwerk moet 100 jaar betrouwbaar werken. Als daarbij iets misgaat, is de impact enorm. Een belangrijk voordeel bij de Afsluitdijk is de modulaire opbouw. We versterken de dijk met innovatieve betonblokken, zogeheten XblocsPlus – binnen dit project ook Levvel-blocs genoemd. Als er problemen optreden, kunnen we relatief eenvoudig 1 of 2 van die blokken vervangen.’

Mengsels van 8 marktpartijen

De losse betonblokken maken het bovendien mogelijk om meerdere mengsels naast elkaar te testen. In de proeftuin liggen nu 30 blokken: steeds 2 van 15 verschillende mengsels. De mengsels zijn geleverd door 8 marktpartijen. Cheizoo: ‘Samen met Rijkswaterstaat hebben we bij Levvel een kader met kwaliteitseisen opgesteld. De blokken zijn echt onderdeel van de dijkversterking en moeten dus wel voldoen aan de actuele eisen voor hoogwaterveiligheid. Ze moeten sterk genoeg zijn voor een storm die eens in de 10.000 jaar voorkomt. En ze moeten bestand zijn tegen de zwaarste maritieme omstandigheden met zout water en vorst. Vanuit dat kader heeft Rijkswaterstaat marktpartijen geselecteerd en benaderd. Vervolgens hebben de geselecteerde partijen met proeven in het laboratorium laten zien dat de innovatieve mengsels aan de gestelde eisen voldoen.’

Meest soepele samenwerking

Voor de praktische uitwerking vroegen Levvel en Rijkswaterstaat nog 2 marktpartijen om hulp. SGS Intron verzorgde de laboratoriumproeven en de Rutte Groep nam met hun eigen betoncentrale de productie van de blokken voor hun rekening. Cheizoo: ‘Als techneuten onder elkaar hadden we de meest soepele samenwerking die je je voor kunt stellen. De lijntjes waren kort, we hadden veel contact en schakelden snel. Van uitvraag tot productie waren we in een half jaar klaar, terwijl de interne afstemming nog eens een half jaar duurde. Het fijne is dat Rijkswaterstaat echt eigenaarschap toonde, waardoor de innovatieve partijen puur hun innovatie hoefden in te brengen. Rijkswaterstaat regelde productie en transport en nam de kosten en de verantwoordelijkheid op zich, terwijl de plaatsing van de blokken bij Levvel werd geïntegreerd. Het was een open samenwerking waarin de marktpartijen elk hun eigen sterke punten konden laten zien. Zo kwam de proeftuin tot stand zonder onze harde deadline voor de dijkversterking in gevaar te brengen.’

Hoe minder cement, hoe beter

BAM was niet alleen betrokken bij de organisatie van de proeftuin, als onderdeel van bouwconsortium Levvel. Het bedrijf deed zelf ook mee met een eigen duurzaam betonmengsel. Mangert: ‘Dat is best bijzonder. Wij waren 1 van de 2 aannemers in de groep. De andere 6 deelnemers zijn allemaal producenten van beton, grondstof, cement en hulpstof. Het punt is: de producenten kunnen wel innoveren, maar uiteindelijk moeten de aannemers die innovaties gaan gebruiken. Wij hebben ervoor gekozen om zelf op basis van onze eigen kennis, ervaring en inzichten een nieuw mengsel te ontwikkelen.’ In het mengsel van BAM is een hulpstof toegevoegd waardoor in het beton 20% minder cement benodigd is, terwijl de sterkte en andere eigenschappen gelijk blijven. Cheizoo: ‘Cement is de belangrijkste boosdoener bij de CO₂-uitstoot van betonproductie. Hoe minder cement, hoe beter.’

Modulair bouwen bevordert innovatie

Een belangrijke les uit de proeftuin is het belang van modulair bouwen, denkt Mangert. ‘Modulaire ontwerpen zijn sowieso duurzamer, omdat je onderdelen makkelijker kunt vervangen of hergebruiken. De proeftuin laat nu zien dat de modulariteit van de XblocsPlus bij uitstek mogelijkheden biedt om innovaties te testen. In de ongewapende XblocsPlus kunnen we diverse innovatieve mengsels in een agressief milieu testen zonder directe zorgen over effecten van bijvoorbeeld chloride-indringing. Onderzoek en monitoring kan bovendien in de tijd plaatsvinden en als een element niet meer aan de eisen voldoet, kunnen we het vervangen. Een ideale mix van testen in praktijksituaties zonder buitensporige kosten en risico’s.’ Hij vervolgt: ‘Het vinden van een heel scala aan duurzame betonsamenstellingen is overigens essentieel. Er is niet 1 ideale soort beton voor alle toepassingen. Aan een trottoirband worden immers andere eisen gesteld dan aan een sluiskolk. Bij BAM geloven we dan ook dat er met segmentatie een weg openligt om de juiste duurzame keuzes te maken. Door laagwaardiger materialen toe te passen waar de eisen of risico’s lager zijn en hoogwaardiger materialen waar de eisen en risico’s hoog zijn. Want elke stap die we in duurzaamheid zetten is er één.’

Nog minstens 10 jaar monitoren

Inmiddels liggen er 30 duurzame betonblokken op de Afsluitdijk. Cheizoo: ‘Het grappige is dat je dat direct ziet. Sommige van deze blokken hebben een duidelijk andere kleur grijs dan de rest van de XblocsPlus.’ In principe blijven de duurzame blokken voor de volledige levensduur liggen. Maar voor het geval er iets misgaat, liggen er nog 30 reserveblokken klaar. Levvel neemt de proeftuin mee in de jaarlijkse inspectie van de dijkversterking en Rijkswaterstaat voert met SGS Intron in ieder geval de komende 10 jaar aanvullende monitoring uit door boorkernen uit de blokken te halen en die in het laboratorium te onderzoeken. Bijvoorbeeld welk effect zoutindringing op het beton heeft en hoe de sterkte van de blokken zicht ontwikkelt. Rijkswaterstaat publiceert die gegevens. Zo kan de hele betonsector leren van de proeftuin duurzaam beton bij de Afsluitdijk.