Wollastoniet

(wollastonite)

Bindmiddel op basis van calcium-silicaat CaSiO3 dat reageert met CO2 tot cementsteen (CaO·SiO2 )

Wollastoniet (bron: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1379960)
Wollastoniet (bron: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1379960)

Nadere omschrijving

Naast de bekende klinkermineralen C3S en C2S kan er ook CS (CaSiO3 - wollastoniet) worden geproduceerd. Wollastoniet is, in tegenstelling tot aliet en beliet, een in de natuur veel voorkomend mineraal. Net als olivijn (magnesiumsilicaat 2MgO·SiO2) kan het reageren met CO2 tot carbonaat en (amorf) siliciumdioxide, maar de reactie verloopt sneller.

Wollastoniet kan met de gebruikelijke grondstoffen en installaties worden geproduceerd, waarbij naast CS ook C2S en C3S2 (rankiniet) ontstaan. CS, C2S en C3S2 reageren met CO2 tot calciumcarbonaat en amorf siliciumdioxide. De reactie voor wollastoniet verloopt als volgt: CaO·SiO2 + CO2 + H2O → CaCO3 + SiO2 + H2O

Water dient dus alleen als medium en doet niet mee in de reactie. De cementsteen bestaat uit niet-gereageerde CS-deeltjes met een schil van siliciumdioxide in een matrix van kalksteen (fig. 9).

Doordat bij de productie veel minder kalk wordt gebruikt en de brandtemperatuur veel lager is (circa 1250 °C) wordt er tijdens de productie ongeveer 30% minder CO2 uitgestoten vergeleken met de productie van portlandcementklinker.

Daarnaast wordt tijdens de verharding circa 30% CO2 opgenomen. De totale besparing aan CO2-uitstoot ten opzichte van portlandcement bedraagt zo circa 60%.

De sterkteontwikkeling is zeer snel: na 24 uur wordt een sterkte bereikt die met portlandcement pas na 28 dagen wordt bereikt. Deze voordelen maken wollastoniet een zeer interessante ontwikkeling. Er zijn echter ook de nodige nadelen: omdat er CO2 moet kunnen indringen, zijn de afmetingen beperkt tot een dikte van circa 200 mm. Verder is de pH van ongeveer 9 te laag voor toepassing in constructief beton. Tot slot vraagt de verwerking van wollastoniet een speciaal productieproces, met een klimaatkamer met zuiver CO2, wat ook de nodige veiligheidsvoorzieningen vraagt.

Voor betonwaren kan wollastoniet een serieus alternatief zijn voor regulier cement.

Normen/aanbevelingen/literatuur

Geplaatst op ma. 28 jun. 2021Laatst aangepast op ma. 28 jun. 2021