De wereldwijde bouwboom maakt een belangrijke grondstof steeds schaarser en duurder: zand. Hele megasteden worden letterlijk op zand gebouwd, of het nu in zee wordt gestort en kunstmatige eilanden worden gecreëerd, of er worden enorme bouwprojecten zoals gebouwen, wegen en bruggen gemaakt die zijn gemaakt van beton en tot tweederde van zand. Zand is een van de meest gebruikte vaste grondstoffen ter wereld - en het is eindig. Wat moeten we doen?
Wereldwijde bouwhausse verhoogt de vraag naar zand
Door de bouwhausse is de vraag naar zand en grind de afgelopen 20 jaar verdrievoudigd. UNEP, het VN-milieuprogramma, waarschuwt voor de exploderende vraag: er wordt twee keer zoveel zand gebruikt als er nieuw ontstaat. Naast de zeer hoge CO2-uitstoot bij de cementproductie, brengt de ongereguleerde afbraak ook het milieu in gevaar. In Marokko vind je tegenwoordig bijvoorbeeld veel kusten zonder zand - het is gewoon gestolen. Het risico op overstromingen neemt toe.
|
Criminele zandroof op grote schaal Doordat tweederde van het beton uit zand bestaat en de vraag blijft stijgen, wordt zand naast |
Slechts vijf procent van het zand in de wereld is geschikt voor beton. Dat is veel te weinig, want de vraag is momenteel bijna onvoorstelbaar 50 miljard ton per jaar - wat overeenkomt met een zandwand van 30 bij 30 meter rond de wereld.
Honderden miljoenen tonnen zand en grind verzwolgen de kunstmatige eilanden voor Dubai. Hun eigen voorraden staan al in de wolkenkrabbers. Materiaal werd dus van ver geïmporteerd.
Kan woestijnzand het bouwprobleem oplossen?
Ongeveer een vijfde van het aardoppervlak bestaat uit zand - de woestijnen. Men zou kunnen aannemen dat hier ondanks de bouwhausse toch genoeg beschikbaar moet zijn. Maar dit zand is nauwelijks geschikt om te bouwen. Korrels woestijnzand zijn te fijn, te rond en zo glad geschuurd door de wind dat ze niet goed aan elkaar plakken. Beton gemaakt van deze grondstof zou snel afbrokkelen. Of kan het woestijnzand nog worden gebruikt?
Beton uit woestijnzand: het Duitse bedrijf MultiCON ontwikkelt nieuwe technologie
Het in München gevestigde bedrijf MultiCON maakte in 2019 bekend dat het er zelfs op industriële schaal in geslaagd is met behulp van nieuwe technologieën. Hiervoor is het woestijn- of fijne zand nog fijner, als het ware vermalen tot zandmeel en vermengd met bindmiddelen en additieven. Pellets kunnen worden gegranuleerd uit de massa, die kan worden verwerkt als aggregaat voor beton met minder water en cement (tot 40 procent) dan normaal. De besparing op water en cement resulteert in een CO2-reductie van 30 procent. MultiCON gaat niet alleen over zand in woestijnlanden (waar de eerste systemen worden geïnstalleerd), aldus Leopold Halser, mede-oprichter en algemeen directeur, maar ook over het algemeen over het tegen marktprijzen gebruiken van de enorme hoeveelheden voorheen ongebruikt fijn zand in Europa voor de grote behoeften van de bouwboom. dichtbij.
Vanwege de huidige bouwhausse gaat 80 procent van de wereldwijde vraag naar zand naar de bouwsector. "De benodigde hoeveelheden geschikt zand kunnen nauwelijks uit het bestaande potentieel worden gehaald, en met een jaarlijkse vraag die met 7,5 procent groeit, zal dat in de toekomst onmogelijk zijn", waarschuwt de directeur van MultiCON. De toenemende druk op deze bij uitstek belangrijke hulpbron heeft ook de Verenigde Naties geschokt. MultiCON werd onlangs benaderd door de VN - zij zetten nu een gezamenlijk project op om in de toekomst het voorheen onbewerkte fijne zand te gebruiken, zegt Leopold Halser.
Woestijnzand als bouwmateriaal: het Duitse bedrijf PolyCare ontwikkelt polymeerbeton
Een ander Duits bedrijf, PolyCare Research Technology uit Thüringen, is er ook in geslaagd woestijnzand bruikbaar te maken als bouwmateriaal. PolyCare gebruikt (deels gerecyclede) polyesterharsen om woestijnzand te binden. Het materiaal wordt polymeerbeton genoemd. Het kan zelfs gemaakt worden met grondstoffen die weinig bruikbaar zijn voor cementgebonden beton: puin. Slimme recycling, want elk jaar komt er in Europa twee ton afval uit de bouwsector. "Er is nog veel potentieel", benadrukt Andreas Kunsmann, hoofd operations van PolyCares. “We zijn er nog maar net mee begonnen, maar ons doel is om overal in Europa meer oud materiaal te kunnen gebruiken om het toe te voegen aan ons polymeerbeton.” Als puin weer waardevol bouwmateriaal wordt, noemt PolyCare het simpelweg 'upcycling'.
Woestijnzand was het uitgangspunt voor het PolyCare-product MAS (modulair opbouwsysteem). De noppenbouwstenen die PolyCare uit polymeerbeton giet, zien eruit als legoblokken, alleen veel groter. Ze passen perfect bij de oversized bouwgiek. De MAS-elementen ontwikkeld door de PolyCare-oprichters Gunther Plötner en Gerhard Dust zijn eenvoudig in elkaar te zetten en vast te schroeven. Zelfs door ongeschoolde arbeiders aan de rand van de Namibische woestijn, die daar polymeerbeton produceren, gieten het in een mal voor de elementen en blokkeren plaatselijk de snel uitgeharde stenen. De Namibische overheid wil met PolyCare samenwerken om in 2030 40.000 kleine huizen te bouwen voor mensen met een laag inkomen: duurzaam, modulair, goedkoop.
Het bedrijf PolyCare bouwde een kerk in Namibië van MAS-elementen (modulair bouwsysteem) die woestijnzand bevatten. Er zijn huizen gepland voor ongeveer 80 landarbeiders, hotelpersoneel, game rangers en hun gezinnen.
Een bijzonder kenmerk van polymeerbeton is de stabiliteit: volgens PolyCare is het groter dan dat van gewoon beton. Daardoor kunnen de wanddiktes erg klein zijn: één kubieke meter van het materiaal kan worden gebruikt om 20 vierkante meter muur te maken, terwijl dat voor beton slechts 4 tot 5 vierkante meter is. Omdat er geen water of cement nodig is, wordt tijdens de productie ongeveer 60 procent minder CO2 geproduceerd. Een sterk argument voor dit bouwmateriaal en het steensysteem, die in Duitsland nog in het goedkeuringsproces verkeren. Gezien de bouwhausse echter een zeer positieve ontwikkeling.
Bouwboom en zand als eindige grondstof: wat zegt de expert?
Professor Dirk Hebel van KIT Karlsruhe doet onderzoek naar circulair bouwen en gecultiveerde bouwmaterialen.
Over het algemeen kan de vraagdruk op zand worden verminderd door recycling, vervangingsmateriaal of de productie van nieuwe materiaalsoorten, zegt Dirk Hebel. Hij is architect en hoogleraar duurzaam bouwen aan het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en een van de meest vooraanstaande onderzoekers op het gebied van zand. Lever roept de bouwsector op om meer te doen. Hun hoge aandeel in de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen - volgens de VN en de EU zo'n 40 procent - maakt het volgens de onderzoeker noodzakelijk om opnieuw na te denken. Ook doet Lever een beroep op fabrikanten van bouwmaterialen om meer materiaal te recyclen.
Hij ziet een duurzaam alternatief voor zand in glasafval uit de container, dat voor het grootste deel uit zand bestaat en weer fijn wordt vermalen tot een zandachtig materiaal. Geperste drankenkartons vormen stabiele panelen als dragend constructiemateriaal. Hernieuwbare bouwmaterialen en atypische bouwmethoden zijn voor Dirk Hebel verdere wegen naar het huis van de toekomst.
Zo doet de architect onderzoek naar het gebruik van bamboe in nieuwe biologische materialen. En: waarom zouden huizen niet zo worden ontworpen dat ze na gebruik uit elkaar gehaald en hergebruikt kunnen worden? Hulpbronnenbesparende circulaire economie, ook in de bouw.
“Een andere visie is om huizen te bouwen die we na gebruik niet weggooien, maar composteren. Dit zou voedingsstoffen opleveren om nieuwe regeneratieve bouwmaterialen te maken of te laten groeien ”, zegt Hebel. Hij vertrouwt op het wortelstelsel van schimmels, het mycelium. Het moet uitgroeien tot bouwstenen of grotere componenten: lichte materialen die goed isoleren. Al deze verschillende visies hebben hetzelfde doel: een bouwboom die de zandvoorraad niet tot de laatste korrel exploiteert.
