Zand is een zeer belangrijk basismateriaal binnen de bouwkunde. Het wordt al een lange tijd
intensief ontgonnen en verwerkt in bouwkundige toepassingen. Er wordt ook steeds meer en
meer gebouwd, dus de vraag naar zand stijgt. Dit zorgt ervoor dat er nu een tekort aan zand
zit aan te komen. De uitdaging van nu is het vinden van een zandvervanger die voldoet aan
de kwaliteiten die zand ons levert.
Wegenbouwbedrijf Viabuild, ging deze uitdaging aan en belandde bij een site te Sambreville
waar 200 000 m³ zandvliegasmengsel ligt opgeslagen. Deze site werd aangekocht met als
doel het afvalmateriaal te verwerken als zandvervanger. Dit thesisonderwerp werd in 2017-
2018 opgestart door Viabuild. Hanna Debruyne en Sinitha Ferier gingen op zoek naar het
meest interessante bouwproduct om het zandvliegasmengsel in te verwerken. Zij hebben
besloten dat de toepassing van het zandvliegasmengsel het meest voordelig kan worden
gebruikt in zandcement. In 2018-2019 gingen Ewout Vanden Bussche en Thibaut Vansteelant
op zoek naar een zo economisch mogelijk mengsel, binnen de toepassing zandcement, met
partiële zandvervanging door het zandvliegasmengsel. Finaal werden twee
mengselontwerpen met een financieel voordeel naar voor geschoven.
Deze thesis zet de zoektocht naar het meest interessante mengselontwerp verder. Het doel
van deze thesis is het oplossen van enkele cruciale vragen zoals: “Waarom wordt een hogere
druksterkte behaald bij verwerking van het zandvliegasmengsel?” en “Waarom wordt
nalevering in druksterkte als gevolg van deze verwerking waargenomen?”. Theoretisch
onderzoek en in mindere mate praktische testen zullen deze vragen moeten oplossen. De
antwoorden op de vragen zullen leiden naar het vinden van belangrijke parameters die
aangepast kunnen worden met als doel de mengsels te optimaliseren.
Het theoretisch onderzoek heeft geleid tot zeer relevante en interessante conclusies. In het
onderzoek werden de belangrijkste chemische aspecten van het puzzolaan vliegas
bestudeerd. Dit zijn de hydratatiereacties, de puzzolane reacties en het effect van de
zuurtegraad. Door bestudering van de puzzolane reacties werd geconcludeerd dat deze niet
optimaal worden gebruikt, omdat er niet genoeg calciumhydroxide wordt aangeboden aan de
vliegas. Dit heeft geleid tot het ontwerp van enkele mengselontwerpen met een toevoeging
van een bepaalde hoeveelheid calciumhydroxide. Deze mengsels werden ontworpen op basis
van een financiële analyse. De toevoeging van calciumhydroxide is dus een eerste
optimalisatievoorstel.
Het theoretisch onderzoek rond de zuurtegraad of pH-waarde heeft uitgewezen dat de
puzzolane werking van de vliegas optimaal wordt benut bij een zeer hoge pH-waarde (>13).
De kans bestaat dat de mengsels deze pH-waarde nooit halen en de puzzolane werking dus
niet optimaal wordt benut. Een mogelijke oplossing hiervoor is het toevoegen van een zeer
sterke base aan het mengsel, zoals NaOH. Dit is een tweede optimalisatievoorstel.
De twee optimalisatiemogelijkheden dienen nog gefundeerd te worden op experimentele data.
Ook dienen ze getest te worden op hun financiële maakbaarheid. Volgens ons hebben deze
twee optimalisatievoorstellen een goede kans van slagen. Vanuit ons perspectief en het
uitgevoerde theoretisch onderzoek betwijfelen we dat er naast deze voorstellen nog andere
parameters zijn die aangepast kunnen worden om de mengsels te optimaliseren.