Nieuws Duurzaamheid

Zelfhelend beton: deze innovatie is klaar om de wereld te veroveren

Biochemie kan prachtige innovaties opleveren. Dat bewijzen de bedrijven Green-Basilisk en Corbion. Gezamenlijk brengen ze een unieke en duurzame oplossing naar de markt: beton dat zichzelf repareert.

Hidde Middelweerd (Duurzaam Bedrijfsleven) 27 januari 2020

Zorg over groeiend tekort aan bouwpersoneel blijft groeien

Foto ter illustratie. Bron: ANP

Het avontuur begon in het lab van TU Delft, waar in 2006 een Europees onderzoek naar zelfhelende materialen van start ging. Beton speelde vanaf dag één een belangrijke rol in dat onderzoek. Bart van der Woerd, managing director van Green-Basilisk, legt op Duurzaam Bedrijfsleven uit waarom: “Het is algemeen bekend dat beton scheurt wanneer het onder trekspanning belast wordt. Die scheurtjes zijn vaak het begin van grotere problemen, zoals corrosie van het wapeningsstaal en uiteindelijk betonschade. Maar wat als beton in staat is om dergelijke scheurtjes zélf te repareren? Dan smoor je al die problemen in de kiem.”

CO2-reductie en minder kilometers

Met dat doel in het achterhoofd ontwikkelde het Delftse onderzoeksteam een bacteriespoor dat kalksteen produceert. Wanneer je deze bacteriesporen toevoegt aan cement kunnen ze scheurtjes in het eindproduct (beton) in een later stadium weer dichten, door middel van het kalksteen dat ze produceren.

Dat brengt verschillende belangrijke voordelen met zich mee. Van der Woerd: “De levensduur van betonnen constructies wordt op deze manier met 40 procent verlengd. Daarnaast hebben ze minder onderhoud en in de toekomst misschien zelfs minder wapeningsstaal nodig. Dat brengt allemaal forse CO2-reducties met zich mee, want de totale beton- en staalproductie gaat omlaag en er worden minder kilometers gemaakt voor onderhoud.”

Uitdagingen

Voordat het product daadwerkelijk klaar was voor de markt, moesten er echter twee belangrijke uitdagingen getackeld worden. Hoe zorg je er ten eerste voor dat de bacteriën op het juiste moment geactiveerd worden? En ten tweede, hoe voorzie je ze op dat moment van de juiste voeding zodat ze daadwerkelijk kalksteen produceren? Bij het beantwoorden van deze vragen werd de hulp van Corbion ingeschakeld.

Corbion heeft inmiddels een breed portfolio aan duurzame oplossingen opgebouwd, van ingrediënten voor de voedselindustrie tot bioplastics. Een specifiek stukje kennis en kunde binnen het biotechconcern bleek zich echter uitstekend te lenen voor zelfhelend beton. Dat vereist een klein beetje achtergrond en uitleg: Corbion is wereldleider op het gebied van melkzuur. Wanneer je melkzuurmoleculen aan elkaar rijgt, krijg je polymelkzuur (PLA), een bioplastic. Als je dit polymeer weer combineert met andere biologische bouwstenen, creëer je co-polymeren. En dat is nu precies wat TU Delft nodig had om beton daadwerkelijk zelfhelend te maken.

Frederik Feddes, VP Biochemicals bij Corbion, legt uit: “Co-polymeren brengen een aantal belangrijke voordelen met zich mee. Eén daarvan is controlled release; ze kunnen als coating dienen, die onder de juiste omstandigheden weer afbreekt en producten (zoals de bacteriën in beton) op het juiste moment vrijgeeft. Denk bijvoorbeeld aan capsules die in het lichaam afbreken en medicatie op het juiste moment laten vrijkomen. Of denk aan de landbouw, waar je planten via deze weg op een veel preciezere en gecontroleerde manier kunt voeden. ”

Samenwerking is essentieel

Corbion heeft de kennis en kunde in huis om specifieke co-polymeren te ontwikkelen, die voldoen aan de wensen en eisen van de eindklant. Het brengt dit platform voor co-polymeren onder de merknaam Sentiall naar de markt. Samenwerking is daarbij essentieel, vertelt Feddes. “Co-polymeren dienen vooral als waardevolle toevoeging aan andere producten, om de veiligheid, effectiviteit en/of milieuvriendelijkheid ervan te verhogen”, legt hij uit. “Met andere woorden: we richten ons niet op de eindmarkt, maar zoeken actief naar partners die hun producten kunnen verbeteren of verduurzamen met onze co-polymeren.”

De samenwerking met TU Delft was het eerste wapenfeit van Sentiall en leidde meteen tot succes. Door de krachten te bundelen, werden de kalksteen-producerende bacteriën klaargestoomd voor de markt. Van der Woerd: “Door de bijdrage van Corbion komen de bacteriën pas vrij als er scheuren in het beton ontstaan. Wanneer de co-polymeer afbreekt, dient deze meteen als voedsel voor de bacteriën.”

Physee

Meer lezen over innovatieve bedrijven? In onze podcast spraken we met de ondernemer achter Physee, de nummer 1 in de KvK Innovatie top 100 van 2019. De ondernemer vertelt daarin over zijn innovatieve raam met zonnecellen dat zelf stroom opwekt. Hoe werd Physee met die uitvinding nummer 1 in de top 100? Luister de podcast hier.

Bewijzen dat het werkt

Green-Basilisk brengt het product sinds 2015 naar de markt, onder de naam Healing Agent, en doet dat met veel succes. De potentie voor groei is daarnaast levensgroot. “Healing Agent is geschikt voor betonnen constructies die in contact staan met water of buitenlucht, zoals tunnels, kelders en waterbassins”, zegt Van der Woerd. “Dan spreek je wereldwijd over een markt van grofweg 1 miljard kuub beton per jaar, dat ons product kan verduurzamen.”

De eerste grote projecten zijn inmiddels een feit. In 2017 werd een groot bluswaterbassin van Havenbedrijf Rotterdam voorzien van betonnen wanden die zichzelf kunnen repareren. “Aan de ene kant van het bassin hebben we Healing Agent toegevoegd en aan de andere kant niet, om het verschil te testen”, aldus Van der Woerd. “De wanden mét Healing Agent hebben nog geen lekkages vertoond, maar de muren zonder wel. Dat toont de meerwaarde van ons product onomstotelijk aan.”

Bij een grote uitbreiding van de kelder van het Paleis het Loo werd Healing Agent dit jaar ook succesvol ingezet, om lekkages in de grote betonnen kelder te voorkomen.

Toekomstplannen

Met deze geslaagde projecten op zak, ziet de toekomst er veelbelovend uit voor Green-Basilisk. Er staat al een nieuwe productielocatie gepland in Japan, zodat ook de Aziatische markt veroverd kan worden. Daarnaast wordt Healing Agent al verkocht in het Midden-Oosten.

''Je spreekt wereldwijd over een markt van grofweg 1 miljard kuub beton per jaar, dat ons product kan verduurzamen.''

Bart van der Woerd, managing director van Green-Basilisk

Maar ook op het gebied van technologische ontwikkeling staan Green-Basilisk en Corbion niet stil, vertelt Van der Woerd: “We werken hard aan de vierde generatie van ons product, zodat de verwerking van Healing Agent in de betonmix nog gemakkelijker gaat dan nu. Uiteindelijk moet het immers op grote schaal in betoncentrales verwerkt worden; dat werkt het beste via de doseerinstallatie van de centrale, met een simpele druk op de knop. We werken hard om dat mogelijk te maken.”

Duurzamer dankzij co-polymeren

Corbion blijft nauw betrokken bij deze ontwikkelingen. Tegelijkertijd gaat het biotechconcern op zoek naar nieuwe partners, bij wie co-polymeren ook tot verduurzaming kunnen leiden. Ook daar lijkt de potentie enorm. Feddes: “Alle trends in de markt wijzen erop. De vraag naar veiligere, recyclebare en milieuvriendelijkere producten wordt steeds groter; co-polymeren kunnen daar een belangrijke bijdrage aan leveren.”