Van metselwerkpuin naar een nieuwe hoogwaardige baksteen

De circulaire economie is een onderwerp dat door de gehele bouwkolom steeds meer weerklank krijgt en uiteraard van groot belang is. Dit geldt niet alleen voor de beton- maar ook voor de keramische industrie. 

In het in dit artikel beschreven project is ingegaan op de mogelijkheid om baksteenmetselwerkpuin (inclusief de mortelresten) direct in te zetten bij de productie van nieuwe hoogwaardige bakstenen.

Hiertoe is door LMB (Limburgse Mineraalbrekerij) en Steenfabriek Vogelensangh een MIT R&D samenwerkingsproject onderzoek uitgevoerd, waarbij het bouwmateriaalkundig ingenieursbureau IBR Consult een deel van het onderzoek uitgevoerd heeft. BRBS Recycling heeft het project ondersteund met het inzichtelijk maken van de mogelijkheden van haar leden en Attero met het leveren van grotere hoeveelheden baksteenmetselwerkpuin.

Alhoewel klei geen schaars goed is noch dreigt te worden, zal ook de keramische industrie stappen moeten zetten om hun kringloop te sluiten ten behoeve van het realiseren van een geheel circulaire baksteensector. Dit betekent ondermeer dat baksteenmetselwerk afkomstig van sloop van gebouwen weer teruggevoerd moet worden in het grondstoffenpakket van de baksteenindustrie. Een probleem hierbij is de aanwezigheid van allerhande verontreinigingen, waarvan de mortel uit het voegwerk de belangrijkste is. In het verleden is vaker gekeken naar de hergebruikmogelijkheden van schoon baksteengranulaat bij de productie van nieuwe stenen. Vastgesteld is dat er met ca. 30 % toevoeging bakstenen geproduceerd kunnen worden conform het huidige baksteenproces. Hierbij was echter eerst een voorbewerking nodig om de mortelresten zo volledig mogelijk uit het puin te verwijderen zodat een “schoon” baksteenpuin overblijft. Dit is steeds een te dure (en deels inefficiënte) bewerkingstap gebleken.

Bij Steenfabriek Vogelensangh en haar technisch adviseur dhr. Frans Jansen is het idee opgekomen om een technologie te ontwikkelen, waarbij het baksteenmetselwerkpuin “as is” gebruikt kan worden, zonder dat de mortel fractie verwijderd hoeft te worden. Hiertoe heeft zij contact gelegd met de Limburgse Mineraalbrekerij om een gezamenlijk ontwikkelingsproject uit te voeren. Beide zijn MKB bedrijven met een hoge mate van specialisatie op hun vakgebied. LMB maalt allerhande producten voor diverse industrietakken en heeft daartoe een uitgebreid molen- en zeef park en een laboratorium waar allerhande instellingen getest kunnen worden. Steenfabriek Vogelensangh is een baksteenfabriek die dankzij haar specifieke proces (ringoven) en grondstoffengebruik in staat is een grote variatie aan hoogwaardige stenen voor bijzondere projecten te produceren.

Aanpak

Beide bedrijven hebben IBR Consult benaderd om het laboratoriumonderzoek uit te voeren die bij deze ontwikkeling nodig is en ze te ondersteunen bij de verdere ontwikkeling. IBR heeft vervolgens een plan van aanpak opgesteld op basis waarvan een MIT subsidie is verkregen. Het plan bestond uit verschillende delen beginnende met het in kaart brengen van waar en hoe baksteenmetselwerkpuin verkregen kan worden. BRBS Recycling heeft hier de helpende hand geboden met het delen van informatie. Mede op basis hiervan heeft IBR verschillende bedrijven (waaronder Attero) benaderd om nadere informatie te verkrijgen alsmede de mogelijkheid die zij zagen om een grotere hoeveelheid geselecteerd baksteenmetselwerkpuin te leveren.

In eerste instantie is een kleinere hoeveelheid monster materiaal geleverd op basis waarvan LMB het maalproces heeft ontwikkeld om fracties te verkrijgen die aan de generieke vereisten van het baksteenproces voldoen. IBR heeft hier vervolgens een uitgebreid onderzoek aan uitgevoerd om na te gaan wat de beste dosering is en hoe het proces aangepast moet worden om het gemalen baksteenpuin tot een hoogwaardige steen te kunnen verwerken. In diverse stappen is gekomen tot verschillende grondstofsamenstellingen en proces instellingen waarmee in het laboratorium de gewenste resultaten bereikt zijn. Om een realistische en tegelijkertijd succesvolle aanpak te kunnen realiseren is het van belang geweest dat hierbij alle bij partijen beschikbare kundigheid is ingezet.

Opschaling

Na de afronding van het laboratorium onderzoek zijn 2 mengselsamenstellingen (met 40 en 60% gemalen baksteenmetselwerkpuin) geselecteerd voor het uitvoeren van een fabrieksproef. Hiervoor is door Attero een sloopproject geselecteerd waarbij, mede dankzij de op de sloopplaats getroffen maatregelen, voldoende baksteenmetselwerkpuin vrijkwam zonder dat er verontreinigen (zoals zand en andere bouwdelen) in het puin terecht zijn gekomen. Om te kunnen voldoen aan de vereisten voor de fabrieksproef zijn door Attero en LMB het breekproces en het maalproces op elkaar afgestemd, waarbij  Attero het baksteenmetselwerkpuin gebroken heeft en het vervolgens door LMB gemalen is op de gewenste korrelgradering.

In een zorgvuldig opgestelde fabrieksproef met bijbehorend monitoring programma is vervolgens bij Steenfabriek Vogelensangh het gemalen baksteenmetselwerkpuin gemengd met respectievelijk 60 en 40 % geselecteerde klei. Hier zijn via het vormbak vormgevingsproces stenen van gemaakt, welke in de drogerij gedroogd zijn en vervolgens in de ringoven van Vogelensangh gebakken. De test is zonder noemenswaardige storingen in het proces verlopen. Na het bakken van de stenen zijn monsters getrokken voor het bepalen van de druksterkte, volumieke massa en wateropname. Uit deze metingen is gebleken dat de stenen (ruim) voldoen aan de vereisten waaraan de bakstenen moeten voldoen.

Overleg met betrokkenen

Na deze succesvolle fabrieksproef en het beschikbaar komen van de resultaten hebben twee informatiebijeenkomsten plaatsgevonden. De eerste bijeenkomst was met een aantal architecten. Hieruit is gebleken dat de architecten de stenen niet alleen esthetisch interessant vinden, maar zeker ook het feit dat hierin tot 60 % circulariteit is bereikt. Eerste afspraken voor vervolg gesprekken zijn dan ook al gemaakt.

De tweede bijeenkomst was voor toeleveranciers van geschikt bouwpuin. Hier waren BRBS Recycling en Attero vertegenwoordigd om niet alleen de resultaten te bespreken, maar ook gezamenlijk na te gaan hoe een vervolg er uit zou kunnen zien. Uit de gesprekken is gebleken dat de gehele opzet van de fabrieksproef realistisch was in termen van sourcing van het baksteenmetselwerkpuin, het breken en malen hiervan en de uitvoering van de fabrieksproef. Hierdoor kan worden gesteld dat het niet alleen goed mogelijk is om voldoende baksteenmetselwerkpuin te verkrijgen, maar ook dat op een praktische manier aan de vereisten (verontreinigingen en fractie(verdeling)) kan worden voldaan.

Het blijkt dat er geen bijzondere aanpassingen in de bestaande installatie nodig zijn voor het toepassen van het gemalen baksteenmetselwerkpuin. Hierbij hoeft niet op productiecapaciteit ingeleverd te worden (vermits maar de juiste instelling worden gekozen) en is er geen sprake van verhoogde uitval t.g.v. bijvoorbeeld scheurvorming of ongewenste vervormingen.

Het project, dat onder goed haalbare condities is uitgevoerd en een goed perspectief biedt voor toekomstige uitrol, is dan ook volgens alle betrokkenen als zeer succesvol beoordeeld.