Toepassing van koolstofbeton in boogconstructies

Toepassing van koolstofbeton in boogconstructies als overkluizing
van infrastructuur
Beekhuis, 2003
De studie gaat om de toepassing van een door Shell ontwikkeld product. Het blijkt dat een zware koolstoffractie uit
aardolie bindende eigenschappen heeft. De koolstoffractie wordt C-fix (carbon fixation) genoemd en legt koolstof vast dat
anders door verbranding met stookolie als CO2 in de atmosfeer terecht zou komen. De “koolstoflijm” wordt vervolgens
vermengd met materialen als zand en grind. Dit levert een materiaal op waarvan de eigenschappen liggen tussen die van
asfalt en beton: koolstofbeton.
Infrastructuur brengt problemen met zich mee. Steeds vaker zullen er conflicten optreden tussen verschillende functies.
Zoals het probleem van de versnippering van de ecologische hoofdstructuur in Nederland. Bij een overkluizing blijft de
infrastructuur op het niveau van het maaiveld, maar wordt overkapt. Het is de verwachting dat een met C-Fix versterkte
boogconstructie als overkluizing van infrastructuur een economische oplossing kan zijn voor de problemen met
infrastructuur. Het hoofddoel van de studie zal zijn “het onderzoeken van de mogelijkheden van de toepassing van C-Fix
in boogconstructies om omgevingsproblemen met infrastructuur op te lossen”.
Ecoducten zijn faunapassages waarbij het wild over het
desbetreffende obstakel geleid wordt. Deze toepassing
is ter sprake omdat er de komende tijd in Nederland
een potentiële behoefte is naar ecoducten. Deze
behoefte vloeit voort uit de wens om in Nederland een
ecologische hoofdstructuur te vormen. Deze
zogenaamde EHS moet ervoor zorgen dat
natuurgebieden via verbindingszones onderling in
contact staan. Daar waar infrastructuur deze
verbindingen verhindert, wordt er over knelpunten
gesproken. Ecoducten zijn middelen om deze
knelpunten op te heffen.
Het idee om een boog bestaande uit C-fix en grond te
ontwerpen vindt zijn oorsprong in de wens om voor
toekomstige overkluizingen van infrastructuur uit te
gaan van het overbruggingsconcept waarbij aan de grond zelf een constructieve rol wordt toegekend. Het gebruik van Cfix is aan de orde omdat de cohesie van grond te laag is om zonder hulpmiddelen een boogvorm te behouden.
Om de beweringen die voortvloeien uit de theorie over boogconstructies te verifiëren is er een proefmodel van de
koolstofbetonnen boog gebouwd en getest. Na belasting tot de berekende bezwijklast bleef de proefboog in takt en
vertoonde acceptabele vormveranderingen. Volgens de proef is de boog beter in staat de belastingen af te dragen dan
volgens de theorie voorspeld was.
Om te kunnen concurreren met andere vormen van ecoducten zal de koolstofbetonnen boog goed uitvoerbaar en
economisch aantrekkelijker moeten zijn. Het blijkt dat er vier alternatieve manieren zijn om de boog te maken. Uit
kostenramingen blijkt dat de koolstofbetonnen boog tot ongeveer 30% goedkoper kan zijn dan vergelijkbare varianten
van beton.
Over het algemeen kan geconcludeerd worden dat de toepassing van koolstofbeton in boogconstructies goede kansen
biedt. Hiermee is een eerste stap gedaan in de richting van toepassing van C-Fix als binder in constructief koolstofbeton.
Daarnaast is gebleken dat de behoefte aan ecoducten voldoende is om daar op een lucratieve manier op in te springen
met een innovatieve, economische variant.
Faculty of Civil Engineering and Geosciences
Delft University of Technology