De Beatrixsluis in Almere is voorzien van composiet planken in de damwanden. Het gaat om een proef. ‘Binnenkort halen we er twee planken uit om ze mechanisch te testen met een driepunts buigproef. Twee jaar geleden waren deze planken net zo sterk als die van azobe en ik denk dat dat nog zo is’, stelt Albert ten Busschen, associate lector kunststoftechnologie aan Hogeschool Windesheim in Zwolle.
Botensloper Bram van der Pijll heeft al zo’n 40 ton gesloopte stukken polyester klaarliggen voor verwerking. Ondertussen ‘sleutelt’ hij aan een Van der Stadt-jachtje. (Foto Sander Klos)
• Kunststof damwandplank gaat langer mee dan azobe
• Markt ontwikkelt zich nog niet goed
• Jaarlijks 6000 ton afval voor hergebruik
• Levensduur van 60 jaar is wat conservatief
•
Door Sander Klos
De Beatrixsluis valt onder waterschap Zuiderzeeland. ‘Wij willen de bedrijfsvoering zo duurzaam mogelijk maken. Hergebruik van eindige grondstoffen als composieten is één van de projecten waaraan we meedoen om ons grondstoffengebruik te verminderen. Een damwand van composietmateriaal komt in de plaats van houten (azobe) damwand, een grondstof met een vrij grote ecologische voetafdruk. Mits efficiënt verwerkt en geproduceerd, zal hergebruikt composietmateriaal een kleinere ecologische voetafdruk hebben. Daar streven wij naar’, belicht innovatiemanager Joost Schrander van Zuiderzeeland.
Schaal is alles
Volgens Schrander moet de eerste proef bij de Beatrixsluis uitwijzen of composietmateriaal zich leent voor gebruik als damwand. ‘We stellen uiteraard hoge eisen aan materiaal voor het waterbeheer. De eerste resultaten zijn positief. Mocht het materiaal goed blijven en we het kunnen laten produceren voor een goede prijs, dan lijkt een toekomstbeeld met composiet damwanden niet meer ver weg.’
Gevraagd naar voor- en nadelen van composieten in damwanden stelt Schrander dat de verwerking van oude composieten en de productie van nieuwe damwanden beter moeten. ‘Efficiënte inzameling en verwerking en een productielijn op grote schaal zal het materiaal concurrerend maken met houten damwanden. Ook het hoge gewicht is een aandachtspunt bij het aanbrengen van de damwand. Het vraagt een andere werkwijze van onze aannemers.
‘We streven er naar de kosten laag te houden. De onbekende factor is de levensduur van de planken. Die kunnen we pas over enkele decennia vaststellen. De verwachting is wel dat composietplanken minstens zo lang meegaan als die van azobe.’
Nieuwe stijl
Het opzetten van een echte productielijn is ook een kwestie van voldoende vraag. Ziet Schrander in de nabije toekomst vraag van enige omvang ontstaan vanuit waterbeheerders als waterschappen en Rijkswaterstaat?
‘Momenteel is het een kwestie van een nieuwe keten opzetten. Van verwerker, via producent tot afnemer. Er moet een nieuw verdienmodel worden ingericht, waarbij een evenwicht in vraag en aanbod moet ontstaan. Daarvoor moeten alle partijen in de keten achter deze innovatie staan en bereid zijn extra stappen te nemen. Voor Zuiderzeeland past dit duurzame initiatief helemaal in de stijl van het nieuwe waterbeheer.’
Samen zoeken
Albert ten Busschen van Hogeschool Windesheim is ook technisch directeur van Poly Products en was tot 2013 voorzitter van brancheorganisatie Vereniging Kunststof Composieten Nederland, sinds kort omgedoopt in CompositesNL. De vereniging streeft naar lagere kosten van composieten, bredere acceptatie door gebruikers en opdrachtgevers en meer circulariteit.
Het project waarover Ten Busschen en Schrander spreken is het tweejarige RAAK-MKB-project, dat zich richt op industrieel hergebruik van end of life (EoL) thermoharde composieten. Dat moet vragen beantwoorden als: kan het een industrie worden? Is het economisch haalbaar? Wat is de gewenste kwaliteit?
Aan het project nemen 26 bedrijven, drie brancheverenigingen, vier overheidspartijen, de TU Delft en onderzoekers van het lectoraat kunststoftechnologie deel.
Afvalstromen
Volgens Ten Busschen ontstaat in Nederland jaarlijks naar schatting 6000 ton composietafval. ‘In 2016 is bekeken hoe die stroom is samengesteld en bleken polyester bootrompen met 1400 ton nummer één, gevolgd door wieken van windmolens met 1300 ton.’
Goede derde is de grote stroom printplaten (in ons land 3,4 kton per jaar of meer). Die worden niet hergebruikt, maar altijd vershredderd en verbrand vanwege de economische terugwinning van waardevolle metalen in de componenten en de bedrading (koper).
Ten Busschen: ‘Staal, papier en glas zijn goed tot redelijk herbruikbaar, maar deze end of life composieten kun je na hun uitharding niet meer smelten tot grondstof voor een ander product. Ook zijn de versterkende vezels er niet uit te halen.’
Vochtbestendigheid
‘Maar er was ook een andere weg, gebaseerd op de mechanische sterkte en vochtbestendigheid van deze stoffen. Dat leidde tot proeven met composiet materiaal als vervanger van hardhout in onder meer sluisdeuren, beschoeiingen, wrijfgordingen en draglineschotten.’
Zo worden deze maand voor Groningen Seaports in Delfzijl 112 meter wrijfgordingen van hergebruikt composiet op de waterlijn aangebracht in vier remmingwerken. Een ander deel van de gordingen op het remmingwerk bestaat uit azobe, zodat vergelijken mogelijk is. Ten Busschen gaat uit van een ‘natte levensduur’ van hardhout van maximaal 30 jaar en rekent voor composiet op het dubbele.
Eerder werden in opdracht van Rijkswaterstaat goede ervaringen opgedaan met de kunststof deuren van de Spieringsluis in de Biesbosch. ‘Daarna werd het een tijd stil. Nu komt er weer gang in, want er zijn in Tilburg en Drenthe sluisdeuren in composiet uitgevoerd en in Friesland zijn er ook plannen. Daaraan werken bedrijven als FiberCore Europe in Rotterdam en Fiby Products in Emmen mee.’
Is Ten Busschen nog ietwat voorzichtig over de levensduur, FiberCore spreekt op haar site over sluisdeuren die ‘langer dan 100 jaar’ meegaan. Hij voegt daaraan toe: ‘Een levensduur van 60 jaar voor composieten in een buitentoepassing is misschien wat conservatief, maar is in elk geval zonder meer te verdedigen vanuit de literatuur.’
Hoe groen?
Een weerkerende vraag is, of geen vervuilende stoffen ontsnappen uit composietdelen, die in het water staan. ‘Mensen denken dan aan resten antifouling op verwerkte delen van bootrompen, of aan lood en cadmium uit scheepsverven.‘ Daarvoor loopt nu een aanvraag voor onderzoek.
Markt scheppen
De kennis en het netwerk om kunststoffen in te zamelen is er, de techniek om ze opnieuw te gebruiken ook. Maar dan moet er nog (betalende) vraag naar zijn. Die liefst niet teveel afhangt van subsidies.
Ten Busschen is positief over de meerprijs van 30% in offertes ten opzichte van hardhout, die waterschappen accepteren voor proeven met composieten. ‘Maar het gaat nu om opschaling. Nieuwe stukken voor 70% met composiet vullen is technisch mogelijk en levert een business case op. Maar op grote schaal produceren vraagt onder meer om een lange hal, grote en dure stalen matrijzen, een pultrusielijn en zware pullers. De techniek is bewezen en getest bij bedrijven als Bijl Profielen in Heijningen (Krafton) en Prince Fibre in Dronten.
‘Maar zo’n investering van tonnen is voor MKB-bedrijven een grote hobbel. Daarom zou het mooi zijn als bijvoorbeeld Rijkswaterstaat of een waterschap een keer het dubbele betaalt voor een eenmalig project. Dan kan het bedrijf dat de opdracht uitvoert de investering grotendeels op dit project afschrijven. Daarna kan zo’n bedrijf uit de voeten met de normale 130%-verhouding ten opzichte van hardhout.
‘Als ik hoor dat Welex in Lexmond, producent van draglineschotten, per dag zo’n 200 kuub hardhout (dus 200 ton) gebruikt en interesse heeft in gebruik van composieten, dan denk ik dat je in zulke schotten een heleboel composietafval kwijt kunt.’
Biobouwstoffen
De overheid kan via regelgeving sturen en duurzaamheid bevorderen bij overheidsopdrachten. ‘Zo wordt gepleit voor biobased composieten, waarin natuurlijke vezels de rol van glasvezel overnemen en ook bioharsen worden verwerkt. Maar vlas, hennep, sisal en kokos zijn altijd duurder. Wel komt vlas qua sterkte in de buurt van glasvezel. Belangrijke zwakte is verder echter de vochtgevoeligheid. Daardoor zijn biobased producten wel bruikbaar voor bijvoorbeeld gevelplaten en routepaddestoelen voor fietsers en wandelaars, maar zeker niet in permanent natte toepassingen.’
Meer hergebruik gewenst
Sinds de grootschalige export van afvalplastic naar China in 2018 aan banden werd gelegd, is meer aandacht ontstaan voor onze omgang met dat afval. Want in 2050 willen we een volledig circulaire economie hebben. En dat is nog niet zo makkelijk, want hoewel gescheiden inzameling van plastic op zich goed verloopt, bestaat volgens de website van Nedvang de helft van het plastic verpakkingsmateriaal uit ‘mixplastic’ en dat wordt gewoon verbrand.
Voor- en nadelen van composieten
Een composiet combineert twee of meer materialen en vormt zo een vezelversterkte kunststof. Bij composiet-productie worden het materiaal en het product tegelijkertijd gemaakt. De materialen waaruit het composiet gaat bestaan worden dus direct samengevoegd in de gewenste vorm van het eindproduct.
Een composiet bestaat uit versterkingsvezels, omsloten door een polymeermatrix. De vezels zorgen voor versterking en stijfheid. Maar zonder de inbedding in de matrix zouden de vezels geen druk- of afschuifspanningen kunnen overbrengen.
Meest gebruikt zijn glasvezels en koolstofvezels. De vezels kunnen de spanningen het beste opvangen in de lengterichting, daarom wordt per toepassing bepaald in welke richting ze komen te liggen. Van de vezels worden garens gevormd, die worden verwerkt tot grote bundels (rovings), matten, weefsels, legsels, enzovoort. Door de geringe diameter (meestal tussen 10 en 20 μm) zijn de vezels makkelijk buigbaar en kunnen gemakkelijk de vorm en details van een mal volgen waarin ze worden gelegd.
Productiemethoden
Verwerking van de vezels en de vloeibare kunststof kan door open-maltechnieken als handlamineren (hand lay-up), glas/hars-spuiten (spray-up) of wikkelen (filament winding).
Voorbeelden van gesloten-maltechnieken zijn injectietechnieken als vacuüminjectie onder folie, Resin Transfer Moulding (RTM) of pultrusie. Hierbij hardt het product in een afgesloten ruimte uit.
Ook is het mogelijk de vezels voor te impregneren met een thermoharder (prepreg), waarna in een tweede processtap het product wordt gevormd op een mal en uithardt in een autoclaaf.
Na eventuele verspanende bewerkingen als slijpen, schuren, zagen, boren en waterstraalsnijden, kan een product worden gecoat, maar vaak wordt de coating al direct geïntegreerd door in de mal een gelcoat aan te brengen.
Tot slot kunnen nog assemblage- en montagestappen volgen om het product met andere onderdelen te verbinden of op locatie te bevestigen aan een onderconstructie. Dat kan door mechanisch verbinden (bijvoorbeeld bouten), constructief verlijmen, aanlamineren of een combinatie van deze.
Een composiet wordt over het algemeen gezien als een hightech materiaal en wordt dus ook vaak toegepast bij high-end producten. Het gebruik heeft voor bepaalde doelen voordelen, maar uiteraard zijn ook nadelen te noemen.
Te verwachten stromen
Waterrecreatie Advies mat in 2015 met inbreng van Hiswa, Nederlandse Jachtbouw Industrie en Bram van der Pijll van bootjessloperij Het Harpje in Enkhuizen hoeveel pleziervaartuigen op korte en langere termijn aan het eind van hun leven komen.
In jachthavens lagen 154.000 boten en daarbuiten nog eens ruim 40.000. Naar schatting zouden 6000 stuks binnen vijf jaar moeten worden gesloopt.
Van de ruim 210.000 boten met een vaste ligplaats op de wal die nog met enige regelmaat werden gebruikt was onbekend hoeveel de status ‘end of life’ naderden. Er was nog geen onderzoek gedaan naar het aantal boten dat verwerkers per jaar aangeboden krijgen en verwerken. Gratis inleveren bij ‘de stort’ kon in elk geval niet.
Verder lagen in Nederland naar schatting zo’n 100.000 boten op de wal die niet meer werden gebruikt. De meeste in de categorie ‘end of life’, maar nog niet opgeruimd of verwerkt. Deze 100.000 boten zijn potentiële weesboten als geen goede inzamelstructuur wordt opgezet, stelt Waterrecreatie Advies.
Het aantal ‘spookboten’ neemt snel toe, van 6000 in 2015 toe naar 13.000 in 2018. Brancheorganisatie Hiswa is voor een registratiesysteem, maar daar is Nederlandse Jachtbouw Industrie (NJI) tegen, omdat die vreest voor de kosten op te draaien.
De te verwachten hoeveelheden afval vanuit polyester rompen in drie tijdvakken:
Tijdvak Vrijkomend composiet Composiet per jaar
2015-2020 7200 ton 1400 ton per jaar
2020-2025 14.000 ton 2800 ton per jaar
2025-2030 19.900ton 4 kton per jaar
(Bron: Onderzoek Waterrecreatie Advies)
Eigenaar Bootdump Nederland: ‘Jacht afdanken kost geld en dat helpt niet
Bram van der Pijll van Bootdump Nederland in Enkhuizen heeft een houten jachtje van Van der Stadt onderhanden. ‘Er is geen markt meer voor.’ Van der Pijll werkt als NJI-lid mee aan het RAAK-MKB-project en heeft nu al zo’n 40 ton slooppolyester liggen. Officieel heten ze vezelversterkte polymeren.
‘Die 40 ton is weinig voor een echte productie, maar in Duitsland ligt bijvoorbeeld 365.000 ton aan oude windmolen-onderdelen opgeslagen. En de windmolenbranche doet ook mee aan ons project.’
Van der Pijll ziet een markt met ‘grote potentie’ mits er vraag komt naar hergebruik. ‘Van de circa 500.000 boten van allerlei slag in Nederland liggen er 100.000 ongebruikt in havens, bergingen, achter het huis. In het verleden werd 20% van alle polymeren gebruikt in de jachtbouw. Het veel grotere deel ging zitten in windmolens, bushokjes, allerlei silo’s en bijvoorbeeld spoilers op voertuigen. Maar nog geen enkel bedrijf scheidt die materialen, omdat er geen vraag naar is.’
Ook zit er voor een eigenaar – als die al bekend is – weinig muziek in het inleveren van zijn schip, want dat levert niets op. ‘Ik heb net een polyester Volksboot opgehaald. Ze is compleet en vaarklaar, maar gedateerd. Voor zo’n klusje reken ik 50 euro, plus 100 euro voor het transport.
‘In Nederland is voor bijna alle afval wel iets geregeld, maar verwijdering van je boot kan je 1000 euro kosten, mits zij niet is gezonken en moet worden geborgen. Aan de andere kant is het aanbieden aan een sloopbedrijf als het mijne goedkoper dan nog weer een jaar liggeld betalen.’
Verwijderingsfonds
De sloper wijst op een Scandinavisch zeiljacht van een meter of 10. ‘Vorige week voeren ze er nog mee, maar er zijn problemen met de kielophanging. Voor 600 euro neem ik die in. Veel mensen denken dat dat veel duurder is.’
Waar een sloper als hij enthousiast van wordt? Van twee soorten: een schip met een jonge motor, veel lood erin en de nodige goede onderdelen én een schip van een apart type dat jaren in een schuur heeft gelegen en waarmee iemand aan het werk wil. ‘Zo verkocht ik een paar maanden geleden een Vrijheid naar Hongarije. Die man nam later ook een stel masten van me over.’ Zelf kwam hij zo aan zijn Alpa A11 uit 1962 van ontwerper Illingworth.
Op de vraag of de polyesterverwerkende industrie haar verantwoordelijkheid neemt door bijvoorbeeld een ‘verwijderingsfonds’ in te stellen of te ondersteunen, zegt Van der Pijll: ‘Veel jachtbouwers van weleer zijn verdwenen en je praat ook over producenten van windmolens en bushokjes. Die op één lijn krijgen lijkt me ingewikkeld.’
Bron: Schuttevaer
