Eerste verkeersbruggen van geopolymeerbeton
De Gemeente Dongen heeft de eerste verkeersbruggen van geopolymeerbeton. De bruggen zijn volledig geprefabriceerd, inclusief de landhoofden. Ontwerper ipv Delft creatieve ingenieurs koos daarvoor omdat het geopolymeerbeton zo onder gecontroleerde omstandigheden kon worden gestort.
Tekst: Henk Wind
Beeld: Ronald Rozemeijer, ipv Delft
Voor de vervanging van twee relatief kleine verkeersbruggen was de Gemeente Dongen op zoek naar duurzame oplossingen. De gedachte daarvoor ging onder meer uit naar de hybride hout-betonbrug die ipv Delft eerder ontwierp als ontsluiting voor een aantal particuliere woningen in Yerseke. Dit is een brug met houten liggers en een betonnen dek.
“Voor de bruggen die Dongen wilde, was dat echter geen goede oplossing”, zegt Ronald Rozemeijer, ontwerper bij ipv Delft. “Die hybride hout-beton oplossing is eigenlijk vooral interessant voor wat grotere overspanningen. Dan kun je eenvoudig de houten liggers hoger maken. Vanwege wapening en betondekking heeft het dek echter wel een dikte van 16 tot 18 centimeter. Voor de bruggen in Dongen hoefden we maar heel weinig dikte toe te voegen om ze volledig in beton uit te voeren.”
Beloning mki-score
Toen deze variant afviel, gingen de partijen op zoek naar andere duurzame oplossingen. Dat zou kunnen met hergebruikt staal of met duurzaam – cementloos – beton. De Gemeente Dongen stond er voor open om de stap naar duurzaam geopolymeerbeton te maken, al is dat nog relatief nieuw op de markt. “Geopolymeerbeton wordt wel al toegepast, maar het was vooral de vraag hoe ver de markt hiermee is als het gaat om inschrijvingen. Het is eerder onder meer toegepast als wanden van onderdoorgangen en ook wel als brugdekken. De eerste was de Floriadebrug in 2021. Maar tot nu toe waren dat allemaal langzaamverkeersbruggen. De bruggen in de Gemeente Dongen zijn gewone verkeersbruggen, al is het met een kleine overspanning en is het gebruik ook niet heel intensief.”
Om te kijken hoe ver de markt is, werd in het bestek geen geopolymeerbeton voorgeschreven, maar werd vooral de mki-score flink beloond. Voor de aanbesteding werden drie partijen uitgenodigd. Die durfden het overigens alle drie aan met geopolymeerbeton. De aanbesteding werd gewonnen door aannemersbedrijf Wallaard Noordeloos met Waco als producent van het prefab beton.
“Kenmerkend was wel dat alle drie partijen met dezelfde betonleverancier kwamen. Dat komt mede doordat de certificeringen in deze markt nog beperkt zijn. De eerste ervaringen met geopolymeerbeton waren ook wel wat wisselend. Er was sprake van kleine scheurvorming. Inmiddels is dat wel opgelost. Maar er moet meer mee gebouwd gaan worden om de ontwikkeling verder op te pakken. Een beetje kip en ei verhaal dus, waarvoor opdrachtgevers als Gemeente Dongen nodig zijn.”
“Overigens bleek de mki-score van geopolymeerbeton maar liefst 72% lager te zijn dan van regulier beton. Ik wist wel dat het lager was, maar dat het zo fors was had ik niet gedacht.”
Keuze voor prefab
Bij het ontwerpen van de bruggen was ipv Delft zich er van bewust dat storten van geopolymeerbeton extra eisen stelt aan de uitvoering. “Dan gaat het bijvoorbeeld om de verwerkings- en uithardingstijd.” Mede gezien de stand van zaken in de markt, koos ipv Delft er daarom voor om de brug volledig te laten prefabriceren. “We hebben één ontwerp gemaakt voor de twee bruggen, omdat de afmetingen gelijk konden zijn. We hebben niet alleen het dek ontworpen in prefab, maar ook de landhoofden met de vleugelwanden en de stootplaten. De overspanning was vrij klein, zodat we het brugdek in één geheel konden maken. Ook de afmetingen van de andere onderdelen waren geschikt om te transporteren en te hijsen en dus geschikt voor prefabricage. Landhoofden worden normaal in het werk gestort. Nu hebben we ze zo gemaakt dat het prefab betonelement in het werk over de funderingspalen kon zakken. Daarna konden ze middels stekken en gains worden aangestort.”
Gecertificeerd
Voor het overige is werken met geopolymeerbeton eigenlijk niet anders dan regulier beton. “De wapening is hetzelfde en het wordt ook in dezelfde bekisting gemaakt. En de betonleverancier kan gewoon voldoen aan de voorgeschreven constructieve sterkte. Dat is allemaal geen probleem. Het is in mijn ogen dan ook geen pilot wat we hier doen, maar een project dat gewoon volledig gecertificeerd is. Het beton blijft aan de bovenzijde in het zicht en is net zo slijtvast als ander beton. Het wordt hier ook niet afgewerkt met een slijtlaag, mede vanwege de milieubelasting daarvan. In plaats daarvan wordt het opgeruwd.”
“De bruggen voor Dongen zijn ontworpen voor een levensduur van 50 jaar. Tests hebben overigens wel al aangetoond dat geopolymeerbeton een gelijke of zelfs langere levensduur heeft dan traditioneel beton.”
Geopolymeerbeton werkt net iets anders
Werken met geopolymeerbeton betekende voor prefabbetonproducent Waco wel een aantal – relatief kleine – aanpassingen. Marco van der Helm, projectmanager bij Waco: “Belangrijkste verandering is vooral dat geopolymeerbeton geen zelfverdichtend beton is, waar we normaal mee werken. Je moet het dus trillen. Ten opzichte van in het werk gestort beton zal geopolymeerbeton niet heel anders zijn.”
“Wel heb je een andere verhardingstijd. Dat zie je ook in de kubussen die we drukken om betonsterktes te bepalen. Normaal ga je elementen de volgende dag ontkisten. Nu hebben we daar langer mee gewacht om ze zo uit de kist te kunnen halen dat ze er goed uitzien. Ook komen de elementen blauwgekleurd uit de kist. Dat wordt uiteindelijk wel weer grijs, maar het zou dus wat lastiger zijn als je een specifieke grijstint voorschrijft. Tevens is de chemische reactie bij de verharding van geopolymeerbeton anders dan bij cement. Bij verwerking zijn daarom PBM’s verplicht om huid- en oogcontact te voorkomen.”
Gecertificeerd betonelement
Waco liet het geopolymeerbeton leveren door Jansen Beton uit Etten-Leur. “Er zijn een aantal mengselsamenstellingen bekend voor geopolymeerbeton. Wij werken normaal met beton uit onze eigen centrale, maar die is volledig ingericht op zelfverdichtend beton. De grondstoffen voor geopolymeer zijn anders en hebben wij niet op voorraad. Jansen Beton is bekend met het mengsel en de ingrediënten.” Het eindresultaat is dan ook een volledig gecertificeerd betonelement, dat praktisch niet afwijkt van een element van cementhoudend beton.
Volgens Jansen Beton is geopolymeerbeton in een aantal opzichten zelfs nog beter dan cementhoudend beton. ‘Met geopolymeerbeton wordt niet alleen een CO2-reductie en een lage MKI score gerealiseerd, het product voldoet aan de dezelfde mechanische en fysieke eigenschappen als traditioneel beton. Cementloos beton ziet er ook hetzelfde uit, alleen heeft het van binnen een dichtere structuur. Deze producteigenschap brengt nog meer technische voordelen met zich mee. Het zorgt voor minder krimp- en scheurvorming, het heeft een hogere vorst-dooizoutbestendigheid, is zuurbestendiger en slijtvaster’, zo meldt het bedrijf.
