De vorming van kalkzandsteen duurt normaal duizenden jaren. Onderzoek van TU en Deltares versnelt dat proces met Smartsoils-technologie tot hooguit enkele maanden.
Het is lastig bouwen in de lage landen. Wegen, spoordijken en gebouwen hebben hier sinds mensenheugenis van verzakkingen te lijden. Zou het niet mooi zijn als je veengronden zou kunnen verharden, slappe grond versterken en duinen verstevigen? Deltares denkt met Smartsoils de sleutel te hebben tot ‘grondeigenschappen op bestelling’. Het idee dat je bacteriën kunt gebruiken om de grond te versterken, stamt al uit 1966, vertelt dr. Henk Jonkers van het micromechanisch laboratorium van Civiele Techniek en Geowetenschappen. Toen ontdekten microbiologen een bacteriestam die ureum (een bestanddeel van urine) om kon zetten in ammonium (NH4+) en carbonaat (CO32-). Een kwart eeuw later verscheen het Australische bedrijf Calcite Technology op de markt met een miraculeuze manier om spoordijken te verstevigen door injecties met geheime oplossingen. Ingewijden wisten al snel dat het om het proces met grondbacteriën moest gaan. Jonkers: “Je injecteert eerst de bacteriën, daarna volgt het ureum gelijktijdig met het calciumchloride.” Die laatste zijn vloeibare zoutoplossingen, maar de calciumionen binden onmiddellijk met de door de bacteriën vanuit ureum geproduceerde carbonaationen in de bodem tot het onoplosbare calciumcarbonaat of calciet, dat zandkorrels aan elkaar kit tot poreus kalkzandsteen.
“Hoe vaker je spoelt, hoe sterker het materiaal wordt”, vertelt ir. Marien Harkes van Deltares. “We kunnen nu aan de knoppen draaien om te krijgen wat we willen. Twee keer spoelen voor kalkzandsteen, tien keer voor betonsterkte.”
Hoe de knoppen precies werken en hoe duurzaam het resultaat is, is het onderwerp van huidig onderzoek bij Deltares. De komende maand gaan er bij het Zeeuwse Yerseke tien blokken van een vierkante meter groot en ruim twintig centimeter hoog te water. Ze dienen als verankering van oesterclusters en blijven er bij wijze van proef twee jaar liggen. De hoop is dat er nieuwe oesters op groeien die de golfslag dempen en zand invangen. “Dit is geen oplossing voor de zware golfslag van de Noordzee, maar het kan wel helpen om zandplaten in stand te houden”, aldus Harkes.
Het zogenaamde Biogroutproces is weliswaar veelbelovend, maar nog niet helemaal duurzaam. Bij het spoelen van de grond ontstaat ammoniumchloride (NH4Cl), dat opgevangen moet worden en afgevoerd. Misschien kan het als meststof voor algen worden ingezet. Een andere manier, waarvoor het team onlangs de B-Basic innovatieprijs ontving, gaat uit van reststoffen uit de voedingsindustrie en calciumvetzuur. Bij dat proces komt alleen ongevaarlijk stikstofgas vrij.
Zie ook: Paradigmashift in polderland
Het is lastig bouwen in de lage landen. Wegen, spoordijken en gebouwen hebben hier sinds mensenheugenis van verzakkingen te lijden. Zou het niet mooi zijn als je veengronden zou kunnen verharden, slappe grond versterken en duinen verstevigen? Deltares denkt met Smartsoils de sleutel te hebben tot ‘grondeigenschappen op bestelling’. Het idee dat je bacteriën kunt gebruiken om de grond te versterken, stamt al uit 1966, vertelt dr. Henk Jonkers van het micromechanisch laboratorium van Civiele Techniek en Geowetenschappen. Toen ontdekten microbiologen een bacteriestam die ureum (een bestanddeel van urine) om kon zetten in ammonium (NH4+) en carbonaat (CO32-). Een kwart eeuw later verscheen het Australische bedrijf Calcite Technology op de markt met een miraculeuze manier om spoordijken te verstevigen door injecties met geheime oplossingen. Ingewijden wisten al snel dat het om het proces met grondbacteriën moest gaan. Jonkers: “Je injecteert eerst de bacteriën, daarna volgt het ureum gelijktijdig met het calciumchloride.” Die laatste zijn vloeibare zoutoplossingen, maar de calciumionen binden onmiddellijk met de door de bacteriën vanuit ureum geproduceerde carbonaationen in de bodem tot het onoplosbare calciumcarbonaat of calciet, dat zandkorrels aan elkaar kit tot poreus kalkzandsteen.
“Hoe vaker je spoelt, hoe sterker het materiaal wordt”, vertelt ir. Marien Harkes van Deltares. “We kunnen nu aan de knoppen draaien om te krijgen wat we willen. Twee keer spoelen voor kalkzandsteen, tien keer voor betonsterkte.”
Hoe de knoppen precies werken en hoe duurzaam het resultaat is, is het onderwerp van huidig onderzoek bij Deltares. De komende maand gaan er bij het Zeeuwse Yerseke tien blokken van een vierkante meter groot en ruim twintig centimeter hoog te water. Ze dienen als verankering van oesterclusters en blijven er bij wijze van proef twee jaar liggen. De hoop is dat er nieuwe oesters op groeien die de golfslag dempen en zand invangen. “Dit is geen oplossing voor de zware golfslag van de Noordzee, maar het kan wel helpen om zandplaten in stand te houden”, aldus Harkes.
Het zogenaamde Biogroutproces is weliswaar veelbelovend, maar nog niet helemaal duurzaam. Bij het spoelen van de grond ontstaat ammoniumchloride (NH4Cl), dat opgevangen moet worden en afgevoerd. Misschien kan het als meststof voor algen worden ingezet. Een andere manier, waarvoor het team onlangs de B-Basic innovatieprijs ontving, gaat uit van reststoffen uit de voedingsindustrie en calciumvetzuur. Bij dat proces komt alleen ongevaarlijk stikstofgas vrij.
Hoofdartikel: Paradigmashift in polderland
Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.