Advertentie

Luiertechnologie in de strijd tegen lekkende Brusselse tunnels

De betonnen testpanelen in Brugge bevatten voor tienduizenden euro’s sensoren om corrosie, waterinsijpeling en scheurtjes te meten. ©Wouter Van Vooren

Onderzoeker Didier Snoeck hielp zijn vader/bouwondernemer tijdens de vakanties met metselwerk. Nu verlegt hij de limieten van beton en heeft hij een oplossing voor rottend beton in Brusselse tunnels en kaduke bruggen. ‘Zelfhelend beton, geïnspireerd op luiermaterialen, is de toekomst.’

‘Ons labo heeft soms wat weg van een drugslabo’, lacht betononderzoeker Didier Snoeck. Dat heeft alles te maken met tonnen en potjes met wit poeder die in zijn labo rondslingeren. Dat poeder - met super- absorberende krachten - is cruciaal in zijn onderzoek naar een nieuw soort beton.

Snoeck beet zich tien jaar geleden als burgerlijk ingenieur vast in het onderwerp. Hij maakt deel uit van een labo aan de UGent dat 50 man sterk is. En binnenkort mag hij zijn eigen team bouwen aan de VUB.

Een snee in de vinger groeit na enkele dagen weer dicht. Dat blijkt, met enige hulp, ook het geval bij betonscheuren.
Didier Snoeck
betononderzoeker UGent

‘Er beweegt veel. Beton is een hip materiaal’, zegt hij. ‘Het is, op water na, het meest gebruikte materiaal ter wereld. Het is overal. Het blijft me fascineren. Waar zit je nu weer naar te kijken, vragen mensen soms. Maar dan zie ik gewoon een mooie scheur. Het is misschien grijs en saai. En iedereen denkt dat beton gewoon beton is. Maar voor mij heeft het iets magisch om beton sterker, duurzamer en beter te maken.’

Wereldwijd zijn onderzoekers met beton bezig. Om cement, een van de grootste CO₂-uitstoters ter wereld, door iets beters te vervangen. Om beton met vlas-, hennep- of kunststofvezels beter bestand te maken tegen schokken en aardbevingen. Om met het materiaal constructies laagje per laagje te 3D-printen. En om beton zelfhelende eigenschappen te geven, zoals het menselijk lichaam.

De essentie

Didier Snoeck (foto) ontwikkelde een beton waarbij interne scheuren vanzelf dichtgroeien. Hij maakt daarvoor gebruik van superabsorberende polymeren, zoals in luiers.

Zelfhelend beton is nuttig in ondergrondse garages of tunnels om waterinsijpeling en corrosie van de bewapening te voorkomen. Testen in samenwerking met onder meer Interbeton en het aannemersbedrijf Artes Group waren succesvol.

Betononderzoek is in opmars. Denk aan alternatieven voor cement, manieren om beton te 3D-printen of aan beton met vlasvezels tegen aardbevingen.

‘Een snee in de vinger gaat na enkele dagen dicht. Gebroken botten groeien met enige hulp opnieuw aaneen. Dat principe blijkt ook te werken in beton’, zegt Snoeck, die een snelcursus beton geeft.

Broos

Beton is een stug materiaal en kan enorm veel druk verdragen, maar het is tegelijk broos en kwetsbaar voor scheurtjes. Beton kan kleine scheurtjes van maximaal 30 micrometer zelf herstellen. Maar bij grotere scheuren gaat het van kwaad naar erger. ‘Zodra water en andere ongewenste stoffen infiltreren, corrodeert de bewapening en gaat de structuur beetje bij beetje kapot.’

©Wouter Van Vooren

Het resultaat daarvan is onder meer zichtbaar in de Brusselse tunnels, waar zelfs stukken beton naar beneden zijn gekomen. De oplapwerken zijn niet alleen duur, ze veroorzaken ook grote verkeershinder en frustratie bij de omwonenden. Herinner u ook de instorting van de Ponte Morandi in Genua, die 40 slachtoffers maakte. ‘Het zou een grote stap vooruit zijn mochten ze ons beton gebruiken’, zegt Snoeck.

Zelfhelend beton is een hot topic. Denk aan beton met daarin minicapsules gevuld met polyurethaan dat begin te schuimen als het in contact komt met water en zo de betonscheuren dicht. En in Antwerpen is op een werf van de voorbereidende werken voor de Oosterweel-verbinding beton met bacteriën getest. Die ontwaken als ze in contact komen met water en zuurstof. Ze zetten de vorming van kalksteen in gang en dichten zo scheurtjes.

Snoeck gooit het over een andere boeg. Hij maakt gebruik van superabsorberende poly- meren. Die zitten ook in luiers om urine te bufferen. ‘Waarom die niet in beton gieten en zien wat het geeft?’, blikt hij terug op het prille begin. Samen met het Antwerpse bedrijf Chemstream werden de materialen geoptimaliseerd voor toepassingen in beton.

Spons

‘Dat poeder mengen we mee in beton, een mengeling van cement, zand, grind en water. Daar kan elk korreltje zoals een spons tot 20 keer zijn gewicht aan water opnemen.’

15%
Het zelfhelende beton is 15 procent duurder dan klassiek beton, maar je bespaart op bewapening en onderhoud.

Dat heeft een tweedelig effect. ‘Normaal krimpt beton als het uithardt. Dan komen er scheurtjes in, zelfs bij gewapend beton. Onze polymeren zuigen het water in het beton deels op en beginnen het na een dag weer af te geven, waardoor het beton geleidelijker uithardt, met minder risico op scheuren. Als die later toch ontstaan en water binnensijpelt, gebeurt de zelfhelende magie. De polymeren zwellen op. Het opgenomen water gaat reageren met de CO₂ en de calcium in het beton en vormt kristallen van calciumcarbonaat , zoals in eierschalen, die de scheur binnen de week dichten. Dat is dezelfde witte kristalafzetting die je soms ziet op plekken waar beton in tunnels of garages lekt.’

Snoeck en zijn doctoraatsstudent Tenorio Filho testten hun aanpak eerst in het labo, met betonstukjes van 1 tot 15 kubieke centimeter. Vorige zomer pakten ze het groots aan. Ze plantten zes betonplaten neer van in totaal bijna 3 meter hoog, 14 meter lang en 80 centimeter dik, in Brugge op een werf van Interbeton. Dat bedrijf, Chemstream en het aannemersbedrijf Artes Group zijn partners in het project.

©Wouter Van Vooren

De platen zitten vol met tienduizenden euro’s aan sensoren om exact te weten wat er inwendig gebeurt, om de vochtigheid, de temperatuur, de corrosie en de krimp te meten en scheuren te detecteren. ‘De eerste test in de wereld op dergelijke schaal’, zegt Snoeck. De analyse na een jaar: geen scheuren, geen corrosie, en het beton is na zelfheling bijna even sterk als voorheen.

Markt

De voorbije drie jaar werd zowat 700.000 euro in het project gestopt. Nu nog een vervolgtraject om extra gegevens te verzamelen en dan een certificering aanvragen. Het zal dus nog minstens vijf jaar duren voor het nieuwe beton commercieel beschikbaar is.

Beton is een hip materiaal. Het is misschien grijs en saai. Maar voor mij heeft het iets magisch om beton sterker, duurzamer en beter te maken.
Didier Snoeck
Betononderzoeker UGent

Snoeck is ervan overtuigd dat er een markt voor is. Hij ziet in eerste instantie een toepassing in tunnels of ondergrondse parkeergarages, waar water vaak een pijnpunt is. Maar ook in bruggen, waar herstellingen soms moeilijk en duur zijn. ‘Dit beton is 10 euro per kubieke meter duurder dan standaardbeton, zowat 15 procent dus. Dat is aanvaardbaar. Je moet de totale kosten bekijken. Je kan besparen op bewapening en onderhoud. Dat is een dubbele winst. En je spaart er potentieel veel ellende mee uit.’

In particuliere woningen zal het nieuwe beton volgens Snoeck niet meteen opduiken, al heeft hij in zijn nieuwbouwwoning toch een beetje van ‘zijn’ beton verwerkt. ‘In de fundering, op een niet-cruciale plaats. Niet veel hoor, een grote emmer of zo. Waarom? Als je er al zo lang mee bezig bent, speelt de trots toch een beetje.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie
Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud

Gesponsorde inhoud