I AM MATERIAL gaat over de verduurzamingsuitdagingen en -kansen van 10 materiaalgroepen. Op 12 juni was KLEI aan de beurt tijdens het seminar bij PRICE in Almere. De grondstof voor onze gebakken keramische elementen en baksteen. Ook niet gebakken ‘grond’stoffen zoals leemsteen, stampleem, bagger, 3d geprinte aarde en carbonatatie kwamen aan bod. Naast de technische kanten viel de poëtische oerliefde op voor de stenige grond, de nutriëntrijke aarde en zijn immer blijvende stoffelijkheid. De uitdaging ten opzichte van CO2 is duidelijk; het bakken – tussen de 900 en 1200 graden- kost ca 400 tot 600 kg CO2 per ton baksteen. Door het bakken sintert de klei tot keramische en glas-achtige delen wat het zo keihard, vocht -, vorst-, en algemeen bestendig maakt. Verduurzaming wordt gezocht in dunnere stenen tot en met dunne strips, droogstapelsystemen maar ook in alternatieve materialen die minder CO2 uitstoten en die circulair zijn.
Na gewoon ‘niet slopen’ is hergebruik van oude stenen het meest duurzaam. Bob Floris van Rebrick legde uit hoe dat werkt: Het hergebruiken van gevelstenen leidt tot 95% CO2-reductie vergeleken met nieuwe stenen. Rebrick biedt in Nederland op grote schaal herwonnen – met name Waalformaat – gevelstenen aan. Van het oogsten, palletteren, testen en opslaan ervan. Ca 95% blijkt geschikt voor hergebruik, en wordt gewoon aangeboden via de website. Uiteraard moeten deze circulair worden gemetseld met cementarme mortels om ook weer herbruikbaar te blijven. Het resultaat is ook nog eens prachtig, authentiek en doorleefd. Er wordt gewerkt aan geautomatiseerde opschaling.
(Stamp)Leem is een mengsel van klei, zand en grind en is afkomstig uit de bergen. Geen lokaal materiaal dus. In Frankrijk al veel toegepast, maar Charles Thuijls van Stampleem liet de mogelijkheden in Nederland zien. ‘Aardvochtig’ – mooi woord -wordt de grove leem in de bekisting geschept en laag voor laag aangestampt. De bekisting wordt direct verwijderd, en dan kan het drogen beginnen wat zo’n 3 a 4 maanden kan duren afhankelijk van de muurdikte. Voor binnenmuren, voor buitenmuren, ongewapend en met een buitengewoon hoog warmte accumulerend vermogen waardoor het in de zomer koel blijft en in de winter warm. Stampleem moet worden beschermd tegen capillaire inwatering van boven of onderaf. Mixen met kalk maakt het bestendiger. Het is een arbeidsintensieve dus redelijk kostbare methode, die vooral erg mooi is.
Prefab 3D printen met aarde door Jelle Feringa van Terrestrial: Jelle behoeft voor de insider geen introductie, voor alle anderen; Jelle Feringa is architectuur- en robotica-specialist. Was werkzaam bij One Architecture, is mede-oprichter van EZCT Architecture & Design Research in Parijs, PhD Hyperbody groep, TU Delft, is mede-oprichter van Odico formwork robotics & Block foundation in Denemarken en technisch directeur bij Aectual. Zijn werk wordt internationaal tentoongesteld. Feringa is een open- source software ontwikkelaar en geeft met regelmaat lezingen en workshops, waaronder op de Architectural Association en Bartlett in Londen en de IAAC in Barcelona.
Terrestrial ontwikkelt (in nauwe samenwerking met Summum Engineering )voor ProRail een ecologisch geluidsscherm. Bijzonder is dat deze geluidsmuur is geprint uit aarde en zo is ontworpen dat er geen trekspanning ontstaat bij windbelasting + een passerende HSL trein. Daardoor kan de fundering uit gravel bestaan in plaats van beton en wordt het mogelijk dat de geluidsmuur niet wordt gesloopt maar weer deel van de bodem wordt. Het profiel van het scherm is zo ontworpen dat het geluid naar de ballast van het spoor wordt weerkaatst, wat veel geluid absorbeert. Aarden geluidsschermen kunnen in plaats van beton dienen als een sculpturaal en levend onderdeel van elke stedelijke omgeving en vormen een verbinding in plaats van een grens binnen de ecologie van de stad.
Het materiaal is een mix van aarde, klei, zand en vezels, laag voor laag geprint en onder hoge druk verdicht. Deze shot-earth methode produceert 2 tot 4 m2 muur per uur. Feringa: “Om de wereldwijde bouwuitdagingen met aarde aan te gaan, kun je alleen een significante verandering teweegbrengen door op te schalen.”
Vandersanden is een van de 16 grote baksteenbedrijven, met 10 steenfabrieken. Cees Groot van Vandersanden heeft het niet over klei, of baksteen, of leem maar over hun Pirrouet: De eerste CO2 negatieve gevelsteen. Gemaakt van uitgezuiverde minerale reststromen van (rvs) staalslakken uit de elektrische staalindustrie die samen met CO2 een harde steen vormen, volgens het Carbonatatie proces, zoals Carbstone. Ze noemen het gevelsteen, het is geen baksteen maar een soort vervanger. Het mooie is dat van dit materiaal ook een unieke eigen vorm en esthetiek is gemaakt, de Prisma. Een 3D “geveltegel” in verschillende kleuren. Ook aan droogstapelen is gedacht. In de toekomst komt de CO2 uit de baksteenfabrieken van Vandersanden dus qua hoofdstuk CO2 reductie; check! Hoe zit het met de grondstof? Zolang de klei afkomstig is uit sedimentbeheer van de uiterwaarden is het een steeds opnieuw aangevoerd voorradig materiaal. En na gebruik kan het materiaal worden hergebruikt in nieuwe stenen.
Weetje: Er bestaat een baggermuseum en het staat in Sliedrecht. Als je op zoek bent naar lokale circulaire minerale materialen; Hollandser dan bagger wordt het niet. Waterweg en Blauwe bagger zijn deel van het circulair baggerconsortium. In Nederland hebben we een bagger overschot van 40 miljoen kuub per jaar. Dat bestaat voor 80% uit water en 20% substantie. Waterweg richtte zich op bagger vanwege een groeiend tekort aan bouwmaterialen, en heeft eerder onderzoek gedaan naar het ontwateren, filteren en schoonmaken van bagger om er bouwmaterialen van te maken, reeds parkeer/straatstenen zijn gerealiseerd. En vele pilots. Maar om op te schalen was een consortium nodig. Voor onderzoek naar de keten van baggeraar, de voorbewerker, en de betonproducent. Naar grondige materiaalonderzoeken op ieder moment van het proces.
Blauwe Bagger wil dat bagger grondstof wordt. Momenteel is het vooral vervuild en wordt het in depots gestort. Blauwe Bagger onderzoekt het indikken op locatie, het scheiden van materiaalstromen en het opschonen van vervuilde bagger. Ze onderzoeken de markt voor deze gescheiden stromen, zoals substitutie grondstoffen zoals organische nutriënten als bodemverbeteraar, lutumfractie voor de keramische industrie en fracties als betonaggregaat. In het consortium zitten momenteel de gemeente Rotterdam, Amsterdam, Leiden, de provincie Zuid Holland, Port of Rotterdam, Waterschap Hollandse Delta, Hoogheemraadschap Schieland en Krimpenerwaard. Wat ons betreft is dit lijstje een begin; wie sluit er aan en werkt mee om van bagger het nieuwe bouwmateriaal te maken? En voor Flevoland en Almere; de kennis en expertise is er om een eerder onderzoek naar het Weerwater in Almere in samenwerking met PRICE weer nieuw leven in te blazen; bouwen in Almere met Weerwaterbagger?
Niet op de agenda maar een verrassende aanvulling kwam van Sjap Horst met de StickBrick. Voor niet dragende binnenmuren ontdekte hij in 2008 dat het mogelijk is om fabrieksmatig geproduceerde ongebakken bakstenen, die aan speciale eisen voldoen, gewoon met water in verband te stapelen. Door het water treedt direct cohesie op tussen de stenen. Gereedschappen tijdens de bouw zijn: kuip met schoon water, hamer en beitel. De steen droogt snel weer op.
Doordat de Stickbrick niet gebakken is, wordt bij de productie ervan nagenoeg geen energie gebruikt. De stenen worden alleen gevormd en daarna gedroogd met restwarmte van de ovens van de baksteenfabriek, of in de buitenlucht. De steen kan na zijn levensloop weer voor 100% als grondstof dienen voor een nieuwe steen. Net als stampleem of leemstenen heeft het een vocht- en warmte accumulerend vermogen. In combinatie met houtskeletbouw als constructie levert het zo een energiebesparend comfortabel binnenklimaat. De Stickbrick is een ontdekking, maar was in 2008 zijn tijd ver vooruit. In deze tijd van circulaire, CO2 arme energetisch efficiënte én gezonde materialen is het tijd om het een serieuze kans te geven en vraagt het om meer toepassing en serieuze pilots. Interesse? Voor contactgegevens check www.artchitecture.nl
Deze I AM MATERIAL dag was een dag vol rauwe minerale aarde, grond, klei, circulaire stromen, reststromen, en vooral oude ontdekkingen, onderzoeken en innovaties waar NU de tijd rijp voor is.
Els Zijlstra, MaterialMatchMaker, curator I AM MATERIAL
Wil je de sessies nog een keer terugkijken?
Klik dan op één van de video’s hieronder.