Onderzoeksgroep

Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen (EMIB)

Expertise

Zie English description

Duurzame funderingen door in situ recycling met schuimbitumentechnologie. 01/11/2020 - 30/10/2022

Abstract

In Vlaanderen wordt meer en meer aandacht besteed aan duurzame wegstructuren. Voorlopig wordt de aandacht veelal gevestigd op de verhardingen. Doch, de komende decennia zullen ook ter plaatse van bestaande wegen de funderingen en onderfunderingen moeten vernieuwd worden. Alleen dit zal ons toelaten onze weginfrastructuur, die van primair economisch en maatschappelijk belang is, te bestendigen voor de volgende generaties. In het buitenland zien we meer en meer innovatief materiaalgebruik voor funderingen: nieuwe materiaalvormen (bijv. geopolymeren) en productietechnologieën (bijv. emulsies, schuimbitumen). In dit project wordt één van de veelbelovende innovatieve technologieën ingezet: in situ recycling van asfaltverhardingen tot gebonden funderingen. Met deze technologie wordt het bestaande asfalt al dan niet geheel afgefreesd, eventueel met een deel van de fundering en ter plaatse bewerkt met schuimbitumen en een hydraulisch bindmiddel. Vervolgens wordt dit mengsel verdicht tot een nieuwe funderingslaag. Bovendien worden twee alternatieve bindmiddelen in een vergelijkende labostudie mee opgenomen: geopolymeer ter vervanging van cement en emulsies ter vervanging van het schuimbitumen. Beide materialen worden heden onderzocht door UAntwerpen op hun toepasbaarheid in funderingen, in samenwerking met Odisee Hogeschool. De schuimtechniek bestaat al meer dan twintig jaar in het buitenland, doch krijgt geen vaste voet op Vlaamse bodem omwille van de hoge investering, tal van onbekende factoren voor materiaalselectie, rentabiliteit, know-how en geen echte productbeschrijvingen voor kwaliteit ter beschikking. Hierdoor wordt het potentieel van in situ recycling van bestaande funderingen sterk onderbenut. Verder wordt er momenteel ca. 40% van het vrijkomend asfaltgranulaat (600.000 ton) gebruikt als ongebonden steen als ophoging, of in gebonden toestand met cement, terwijl in combinatie met het schuimbitumen het kostbare bitumen van het asfaltgranulaat toch benut wordt, hetgeen wellicht voor een LCA en LCC de voorkeur zou genieten. Gezien de aanleg van funderingen veelal voor openbare werken gebeurt, acht de sector het noodzakelijk om deze innovatieve stap af toetsen voor de Vlaamse wegenbouw via een Tetraproject.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Technologieën beoordelen wanneer het er het meest toe doet: Een methodologisch framework om ex-ante LCA op innovatieve betontechnologieën uit te voeren. 01/11/2020 - 31/10/2021

Abstract

Er is momenteel een grote vraag naar innovatieve betontechnologieën omwille van de grote milieu impact die beton heeft. Door een kwantitatieve milieubeoordeling toe te passen, zoals een levenscyclusanalyse (LCA), kan de milieu impact van deze innovatieve technologieën geëvalueerd en verbeterd worden. LCA-studies worden meestal pas uitgevoerd wanneer de technologie volledig ontwikkeld is. Op dit punt zijn de kosten om verbeteringen aan te brengen ontzettend hoog, waardoor deze niet worden uitgevoerd. Het zou beter zijn om LCA uit te voeren tijdens de onderzoeksfase. Hierbij wordt er voorspeld wat de milieu impact van de technologie zou zijn wanneer deze zich op een industriële schaal bevindt. Het uitvoeren van zo een voorspellende LCA, ook wel ex-ante LCA genoemd, toont de impact van een technologieontwikkeling op de milieuprestaties en zorgt voor een optimalisatie tijdens het ontwerpproces. Het uitdagende aspect van een ex-ante LCA is om de nodige voorspellingen te maken a.d.h.v. weinig data. Dit project zal zich focussen op het ontwerpen van een methodologie voor het uitvoeren van een ex-ante LCA op innovatieve betontechnologieën, door de innovatieve technologie theoretisch op te schalen naar de industriële schaal en rekening te houden met veranderingen aan de huidige manier waarop beton wordt geproduceerd en veranderingen aan de background system die zullen opgetreden zijn wanneer de opkomende technologie volledig ontwikkeld is.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Betononderzoek - controle dichtheid/permeabiliteit betonvloer, gelegen te Grobbendonk (Kwartier Den Troon). 23/05/2019 - 30/08/2019

Abstract

Beoordeling van de conditie van gewapende betonvloer. Niet-destructieve evaluatie van de toestand van een bestaande gewapende betonnen plaat op volle grond met behulp van PermeaTorr luchtpermeabiliteitsmetingen, visuele inspectie van de schademechanismen en wapeningsdetectie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Betononderzoek - controle dichtheid/permeabiliteit betonvloer. 17/04/2019 - 05/07/2019

Abstract

Beoordeling van de conditie van gewapende betonvloer. Niet-destructieve evaluatie van de toestand van een bestaande gewapende betonnen plaat op volle grond met behulp van PermeaTorr luchtpermeabiliteitsmetingen, visuele inspectie van de schademechanismen en wapeningsdetectie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

KMO Reno. 01/12/2016 - 30/11/2018

Abstract

Dit onderzoekt focust zich op kwalitatieve renovatie van KMO-gebouwen. De primaire dragende structuur verkeert meestal wel nog in goede staat. Renovatie van deze gebouwen vormt dan ook een nieuwe businessopportuniteit. Het huidige gebrek aan theoretische en praktische kennis over renovatiemogelijkheden van dit type gebouwen, op maat van bouwbedrijven, leidt tot een suboptimale uitvoeringspraktijk. De vooropgestelde verbeteringen inzake energetische prestatie, comfort en esthetiek worden bestudeerd en opgelijst. Hiertoe vertaalt KMO Reno enerzijds de universele principes van duurzaam renoveren naar de bouwmethodes van KMO-gebouwen. Anderzijds worden ook innovatieve renovatiemethodes getoetst en gevalideerd, zo wel op theoretisch als praktisch vlak. Verspreiding van de resultaten gebeurt via een publiek toegankelijke website.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een multi-scale benadering voor het modelleren van vroegtijdige thermo-hydro-mechanischl gedrag van niet-verstevigd beton. 01/11/2016 - 31/10/2020

Abstract

De integriteit van niet-verstevigde betonnen structuren in beginstadium van constructie hangt af van vele factoren. Een van deze is het ontstaan van scheuren die cruciaal kunnen zijn bij bepaalde applicaties. Dit probleem is van groot belang voor diepe geologische afval afvoerconcepten dewelke beton als principiële barrière component beschouwen met een gebruiksduur van meerdere 1000en jaren. Dit is ook het geval met de huidige Belgische afvoerconcepten waarbij warmtestralend radioactief afval wordt nabehandeld in containers van beton en staal en die gepositioneerd worden diep onder de grond en gebruik maken van niet-verstevigde betonnen ondersteuning. In het beginstadium van de constructie van de bewaarplaats, de mechanische integriteit van de betonnen componenten is van cruciaal belang vanuit het standpunt van veiligheid alsook performantie. De basisdoelstelling van dit doctoraatsonderzoek bestaat uit het ontwikkelen en implementeren van een multiscale-gebaseerd gekoppeld thermo-hydro-mechanisch model dat zal gebruikt worden voor het bestuderen van niet-versterkte beton in een initieel stadium. Meer specifiek zal de doctorandus een mathematisch model ontwikkelen dat het ontstaan van scheuren beschrijft ten gevolge van thermo-hydraulisch-mechanische transiente condities. In mindere mate zal een tweede doelstelling bestaan uit het uitvoeren van experimenten op laboschaal met als doel het identificeren van de belangrijkste parameters ter validatie van het model.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Value Ash - Classificering van vliegassen in waardevolle grondstofstromen (VASH). 01/09/2016 - 01/03/2019

Abstract

Het VASH consortium werkt aan de maximale valorisatie van vliegassen uit verbrandingsprocessen. VASH onderzoekt en ontwikkelt een innovatief droog en gesloten scheidingsproces dat toelaat door middel van Elektro Magnetische en Massa Classificering (EMC) vliegassen in haar waardevolle fracties op te delen. Deze installaties zullen vanuit Vlaanderen volgens een Industry 4.0 concept ontwikkeld worden, en wereldwijd gecommercialiseerd. Simultaan zullen ook nieuwe producten en valorisatiepistes ontwikkeld worden voor de gescheiden vliegasfracties. Vliegassen uit steenkool, biomassa en huisvuilverbrandingsinstallaties behoren tot de meest geproduceerde afvalstoffen ter wereld, in de orde van 500 miljoen ton per jaar. Deze drie vliegassoorten worden momenteel grotendeels gestort. De VASH technologie maakt economische scheiding op industriële schaal van deze partikels commercieel mogelijk. VASH kan deze vliegasafvalstromen omzetten in interessante grondstofstromen die tot nieuwe applicaties leiden in de beton- en cementindustrie om zeer sterk en duurzaam beton te maken, in de wegenbouw en voor verscheidene andere industrieën.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)