R&D naar goedkopere en duurzame brandveilige bouwmaterialen

Er worden in de bouw nog steeds veel brandbare bouwmaterialen gebruikt. Zo worden uit klimaatoogpunt de laatste jaren vaak isolatiematerialen aangebracht die uitstekend isoleren, maar helaas ook brandbaar zijn. Het Verbond van Verzekeraars luidde daar vorige maand de noodklok over, naar aanleiding van oplopende aantallen branden. In een nieuw project gaat de TU Eindhoven nieuwe materialen ontwikkelen met extreem goede brandwerende kwaliteiten, die duurzaam zijn qua productie, en goedkoop. Dit moet rampen zoals die met de Grenfell-toren helpen voorkomen.

TU/e-hoogleraar Bouwmaterialen Jos Brouwers en universitair docent Qingliang Yu gaan in dit project uit van zogenaamde geopolymeren. Dit zijn materialen met een moleculaire structuur die lijkt op die van plastic. Maar waar de kern van plastic polymeren van organische oorsprong is, is het bij geopolymeren van mineralogische oorsprong, vandaar de naam. Geopolymeren lijken in de praktijk veel op cement.

Een belangrijke eigenschap is dat geopolymeren een ongekend hoge brandwerendheid hebben. Beton van normaal cement wordt boven de 500 graden gestaag zwakker; geopolymeer daarentegen behoudt zijn sterkte veel langer, onder meer doordat het veel minder versplintert. Daarnaast komt bij de productie van gewoon cement veel meer CO2 vrij dan bij het maken van geopolymeren. Voor vergelijkbare toepassingen ligt de totale CO2-uitstoot 20 tot 70 procent lager.

Brouwers en zijn onderzoekersteam willen een geopolymeer ontwikkelen dat qua CO2-uitstoot daar nog zo’n 30 procent onder zit. Ze gaan daarvoor een nieuw, minder energie-intensief procedé ontwikkelen voor de productie van nanosilica, het hoofdbestanddeel van hun geopolymeren. Ook gaan ze bekijken in hoeverre ze industriële afvalstoffen zoals vliegas als grondstof kunnen gebruiken.

Het ontwikkelde materiaal wordt in het project ook omgezet in twee toepassingen: structureel (dragend) beton, en brandwerende coating. Verder worden de eigenschappen van het nieuwe materiaal uitgebreid onderzocht, met speciale focus op de brandwerendheid. In samenwerking met de brandweer zal de nieuwe geopolymeer letterlijk het vuur aan de schenen gelegd krijgen. De uiteindelijke producten moeten qua prijs en qua CO2-uitstoot lager uitkomen dan de huidige brandwerende materialen, en qua brandwerendheid gelijk of hoger.

De universiteit voert het project uit met steun van, en in samenwerking met Brandweer Nederland, M2i en de bedrijven Rockwool, Mineralz, Kijlstra Beton en Nieman, die samen meer dan de helft van de ruim € 500.000 projectkosten dragen. Onderzoeksfinancier NWO draagt € 175.000 aan de projectkosten bij. Het project is in juni van start gegaan.