Om duurzamer te gaan bouwen in de toekomst, denken wetenschappers onder meer aan oesters. Er is een nieuw soort cement ontwikkeld door een natuurlijk proces van oesters na te bootsen. Het eindproduct zou naast duurzamer, ook taaier en flexibeler zijn, en nog andere voordelen hebben.
Chemicus maakt cement sterker en flexibeler dankzij 'oesterrecept'
In het kort:
Jonathan Wilker, professor chemie aan de Amerikaanse Purdue-universiteit, heeft een nieuwe formule voor cement ontwikkeld.
Hij vond zijn inspiratie bij een natuurlijk proces dat oesters gebruiken.
De productie van cement heeft een bijzonder hoge klimaatimpact.
Met de formule zou de voetafdruk verkleind kunnen worden.
Het 'nieuwe' type cement heeft ook andere voordelen: het is heel sterk en taai, maar toch een beetje elastisch.
De Amerikaanse chemieprofessor en onderzoeker Jonathan Wilker heeft aan de universiteit van Purdue (Indiana) een formule ontwikkeld voor een nieuw type cement.
Cement is een van de basiselementen om beton te maken waarmee we huizen bouwen, bruggen enzovoort. Cement is wereldwijd het meest door de mens gemaakte product. Maar het heeft een grote voetafdruk, omdat er hoge temperaturen (en veel energie) nodig zijn voor de aanmaak ervan, en wegens het chemische proces bij de productie.
Cement is verantwoordelijk voor naar schatting 7 tot 9 procent van de totale CO2-uitstoot door de mens op aarde.
Oesters als bouwmateriaal? "Nabootsing oesters gaf sterkere binding van cement"
Nu zou er dus een alternatief in de maak zijn dat cement sterker en flexibeler maakt. De inspiratie kwam van oesters, vertelt Wilker in een artikel van Purdue University .
"Oesters maken een soort natuurlijk cement aan. Ze gebruiken dit om zich aan elkaar vast te hechten wanneer ze een hele keten bouwen op oesterbanken. We hebben bestudeerd hoe ze dat doen, en waarom het zo goed werkt bij hen."
Principe van oesters nagebootst
"Onderzoekers hebben dus geen oesters toegevoegd aan hun cement. Ze hebben wel het principe en de chemie nagebootst in het lab. Die chemische samenstelling hebben ze dan gemengd met cement," vertelt Didier Snoeck, betontechnoloog en professor aan de Franstalige Brusselse universiteit ULB in 'Nieuwe feiten'.
De 'nieuwe formule' bleek goed te scoren: "Het bleek te leiden tot een sterkere binding, met een betere hechting tussen de cementdeeltjes. Het ging beter uitharden, vertoonde minder scheurtjes en een hogere sterkte."
Het nagebootste onderdeel bestaat uit polymeren (lange ketens van moleculen) met onder meer fosfaatgroepen, die een betere binding met het calcium in het cement geven.
Het grootste verschil zit, naast een lagere klimaatimpact en potentieel langere levensduur, in een grotere taaiheid en flexibiliteit van het product, denkt Snoeck.
Een klein beetje flexibiliteit of buigzaamheid voor harde materialen is immers een extra. Het menselijke bot bijvoorbeeld bevat collageen, wat voor meer elasticiteit en veerkracht zorgt, waardoor een bot minder snel breekt.
De hamvraag is nu hoeveel verschil het zou kunnen maken voor de van cement. Want het nieuwe product zal enkel worden toegevoegd aan cement zoals we die nu kennen, het zal de cement niet vervangen.
"Er zal iets minder cement nodig zijn. Het kan ook zijn dat dit materiaal duurzamer is, en een langere levensduur heeft. Die resultaten kennen we nog niet, maar het kan dus betekenen dat we op langere termijn daardoor minder cement nodig zullen hebben", schat Didier Snoeck in.
Het eindproduct zou langer kunnen meegaan, waardoor er minder cement nodig kan zijn
Betonexpert Didier Snoeck, ULB
Er zal sowieso nog wel wat tijd over gaan vooraleer het product gebruikt kan worden. Het moet ook nog blijken hoe duur het zal uitvallen, en hoeveel energie er kruipt in het maakproces. "Maar het geeft wel al een beter inzicht in de chemische binding van cementdeeltjes, en we kunnen dan gaan inzetten op CO2-reductie op de langere termijn."
Cement is momenteel een product waarvan de voetafdruk moeilijk te verkleinen is. Elk stapje in de juiste richting is belangrijk, benadrukt Snoeck.
Onderzoekers uit Purdue hebben al een patent genomen op hun formule. Ze gaan nu verder onderzoek doen om het materiaal in grotere hoeveelheden te kunnen produceren, om de CO2-uitstoot te kunnen verminderen en om het betaalbaar te maken.
