Cement gemaakt van staalslak moet leiden tot enorme CO2-reductie

Bij de productie van staal ontstaat jaarlijkse wereldwijd ruim honderd miljoen ton staalslak. Deze gigantische berg restproduct blijft grotendeels ongebruikt. TU/e-hoogleraar bouwmaterialen Jos Brouwers gaat in samenwerking met industriële partners onderzoeken of hij er cement van kan maken. Als dat lukt, kan dat jaarlijks meer CO2-emissies besparen dan al het verkeer in Nederland uitstoot.

Staalslak ontstaat bij de omzetting van ruwijzer naar staal. Jaarlijks blijft er zo’n 125 miljoen ton van over. Dat wordt grotendeels gestort, en slechts een klein deel vindt toepassing, in ophogingen. Dat is zonde, vindt hoogleraar Jos Brouwers, want de mineralogische samenstelling lijkt sterk op die van cement.

Er zitten dezelfde componenten in, alleen in een andere verhouding. En van de cementindustrie is bekend dat ze bijzonder veel CO₂-uitstoot: vijf procent van de totale wereldwijde uitstoot. Een cementvervanger zonder extra CO₂-emissies is dus bijzonder welkom.

Hordes

Om dit voor elkaar te krijgen moet Brouwers’ team een aantal wetenschappelijke en technische hordes zien te nemen. Eerst gaan de onderzoekers met de nieuwste methoden de natuurkundige en chemische eigenschappen van de staalslak goed in beeld brengen. Ook gaan ze in detail kijken wat verschillende toevoegingen voor cementachtige kwaliteiten opleveren. Verder gaan zij met deze kennis en hun rekenmodellen verschillende nieuwe soorten cement en beton ontwerpen, en vervolgens beproeven.

“Belangrijk is dat je kunt sleutelen aan de samenstelling van het staalslak door de staalproductieprocessen bij te stellen”, licht Brouwers toe. “Je kunt de staalkwaliteit gelijk houden en toch ervoor zorgen dat de eigenschappen van het staalslak gunstiger zijn.”

Staalslakcement

Brouwers heeft goede hoop dat het lukt om van staalslak een cement te maken dat het ‘normale cement’ kan vervangen. Er zal weliswaar ongeveer twee keer zoveel van nodig zijn voor het zelfde resultaat, maar daarmee is het nieuwe cement nog steeds geschikt voor veel gangbare toepassingen. Dat scheelt in potentie tientallen miljoenen ton aan CO₂-uitstoot per jaar. Ter vergelijking: al het verkeer en vervoer in Nederland zorgt voor een uitstoot van zo’n dertig miljoen ton per jaar.

Daarnaast levert het nieuwe cement ook geld op. “Staalbedrijven moeten nu betalen om van hun slak af te komen; het heeft een negatieve waarde. Als wij slagen, of zelfs maar gedeeltelijk, dan kan dat alleen al in Nederland tientallen miljoenen euro’s opleveren”, aldus Brouwers.

Onderzoeksfinanciering

Brouwers’ groep ontvangt van technologiestichting STW 750.000 euro om dit te onderzoeken, uit het financieringsprogramma High Tech Materialen. Door de additionele cashbijdragen van de industriële partners, waaronder Tata Steel (Hoogovens), Heidelberg Cement (ENCI) en Inashco, komt het totale onderzoeksbudget boven de miljoen. Naast Brouwers en universitair docenten Qingliang Yu (medeaanvrager) en Miruna Florea, gaan drie promovendi en een postdoc eraan werken. Het project heet 'High-end application of converter steel slag in sustainable building materials' en gaat vier jaar duren.

bron: TU Eindhoven