Prestatie- en milieubeoordeling van beton gemaakt met gezuiverd industrieel afvalwater

Waarom afvalwater omzetten in bouwwater ertoe doet

Beton is alomtegenwoordig in het moderne leven, van woningen en bruggen tot scholen en ziekenhuizen. Maar het maken van al dat beton verbruikt enorme hoeveelheden schoon drinkwater, juist op een moment dat veel regio’s al kampen met waterschaarste. Deze studie onderzoekt een eenvoudig idee met groot potentieel: kan zorgvuldig behandeld industrieel afvalwater veilig vers water vervangen bij het maken van beton en mortel, zonder gebouwen te verzwakken of het milieu te schaden?

Van fabrieksafvoeren naar bouwplaatsen

De onderzoekers werkten met twee echte typen gezuiverd industrieel afvalwater, één afkomstig van een textielfabriek en één van een voedingsverwerkend bedrijf. Ze maakten ook laboratoriumwater met alleen bekende hoeveelheden koper en zink, zodat ze zware metalen afzonderlijk konden bestuderen. Eerst maten ze de basiswaterkwaliteit, inclusief zouten, organische stof en metaalgehalte, en vergeleken de resultaten met nationale en internationale limieten voor betonmengwater. De meeste waarden lagen binnen de toegestane grenzen, hoewel het industriewater meer organische stof bevatte dan drinkwater.

Hoe het beton zelf presteerde

Het team mengde vervolgens drie batches beton: één met gewoon drinkwater en twee met de gezuiverde fabriekswaters. Ze testten de verwerkbaarheid van vers beton en de sterkteontwikkeling over dagen en maanden. De verwerkbaarheid bleef vrijwel gelijk. De druksterkte, die aangeeft hoeveel samendrukkende kracht het materiaal kan dragen, daalde met minder dan 10 procent bij gebruik van behandeld water. Splits-trek- en buigsterkten, gerelateerd aan scheurvorming en doorbuiging, namen met minder dan 5 procent af. Deze kleine verliezen bleven binnen de bouwvoorschriften en zouden normaal gesproken het ontwerp van een constructie niet veranderen.

Wat er in de poriën gebeurt

De duurzaamheid van beton hangt sterk af van hoe water en opgeloste stoffen door de kleine poriën bewegen. In deze studie nam beton gemaakt met gezuiverd afvalwater zelfs minder water op door capillaire werking, waarschijnlijk omdat organische verbindingen enkele van de fijnste poriën gedeeltelijk blokkeerden. Tegelijkertijd toonden snelle chloride-doordringingstesten iets hoger elektrische lading door monsters gemaakt met textielafvalwater, wat wijst op meer ionenbeweging in de porievloeistof. Röntgendiffractiemetingen bevestigden bescheiden veranderingen in de interne kristalproducten van cementhydratatie, consistent met milde vertragingen veroorzaakt door onzuiverheden.

Veiligheid voor mens en milieu controleren

Om te onderzoeken of schadelijke metalen na verloop van tijd kunnen ontsnappen, maakten de onderzoekers cementpasta’s en mortels met de synthetische koper- en zinkoplossingen. Ze maten de vultijden en sterkte en voerden vervolgens versnelde uitlogingstests uit waarbij monsters in water werden geplaatst terwijl vrijgekomen metalen over enkele dagen werden gevolgd. Wanneer de concentraties zware metalen op of onder 0,5 gram per liter bleven, verloor de mortel minder dan 10 procent van zijn sterkte en voldeden de vultijden nog aan de voorschriften. Boven die drempel daalde de sterkte te veel en werden vertragingen in het uitharden onaanvaardbaar. Desondanks lieten de uitlogingstests zien dat meer dan 94 procent van het zink in de cementmatrix vergrendeld bleef, met slechts een klein deel dat in het omliggende water terechtkwam.

Wat dit betekent voor toekomstig bouwwater

Concreet laat dit werk zien dat goed gezuiverd industrieel afvalwater in veel beton- en mortelmengsels drinkwater kan vervangen met slechts kleine effecten op sterkte en scheurgedrag, terwijl zware metalen grotendeels in het verharde materiaal worden vastgehouden. Zolang het water regelmatig wordt getest en de metaalniveaus onder duidelijke limieten blijven, is het gebruik ervan in structureel beton zowel technisch verantwoord als milieuvriendelijk. Deze aanpak kan bouwprojecten helpen duizenden liters waardevol zoet water te besparen, de druk op schaarse voorraden verlichten en toch duurzame, betrouwbare infrastructuur leveren.

Bronvermelding: Mohsen, S., Shamseldein, A., hany Wadie, E. et al. Performance and environmental assessment of concrete made with treated industrial wastewater. Sci Rep 16, 15062 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50807-5

Trefwoorden: gezuiverd industrieel afvalwater, beton duurzaamheid, uitloging van zware metalen, duurzame bouw, hergebruik van water