We bouwen de wereld op beton. Bruggen, wolkenkrabbers, wegen en viaducten — zonder beton staat onze moderne infrastructuur nergens. Maar achter die robuuste basis van de beschaving schuilt een probleem van formaat: betonproductie is verantwoordelijk voor maar liefst 8% van de wereldwijde CO2-uitstoot. Ter vergelijking: als de cementindustrie een land was, zou het de vierde grootste uitstoter zijn, na China, de VS en India.
Aan Temple University in de Verenigde Staten werkt civiel ingenieur en universitair docent Mehdi Khanzadeh aan een veelbelovende oplossing: een slimme manier om beton niet alleen sterker, maar ook aanzienlijk duurzamer te maken — door het CO2 te laten absorberen. Hij schreef daarover in zijn onderzoek, gepubliceerd in ACS Sustainable Chemistry and Engineering.
Het concept is niet helemaal nieuw. Zogenaamd carbonatable concrete — beton dat CO2 opneemt in plaats van water tijdens het uithardingsproces — bestaat al langer, maar bleef tot nu toe een nichetoepassing. Het werd vooral gebruikt in betonnen blokken die geen dragende functie hebben, zoals CMU-blokken (betonblokken die vaak in muren zitten zonder dat ze een gebouw dragen). De reden? Dit type beton was simpelweg niet sterk of duurzaam genoeg voor serieuze constructietoepassingen. En dat is natuurlijk een probleem als je hoopt het grootschalig in te zetten.
De doorbraak: CO2-curing van binnen én buiten
Daar komt nu verandering in. Khanzadeh heeft een innovatieve techniek ontwikkeld die deze beperkingen grotendeels weet te omzeilen. Zijn methode, internal-external CO2 curing, zorgt ervoor dat CO2 veel dieper in het beton doordringt dan voorheen mogelijk was. Die diepere ‘carbonatie’ is cruciaal: hoe dieper het CO2 zich kan verspreiden in het materiaal, hoe beter de mechanische eigenschappen en hoe langer de levensduur.
De eerste testresultaten zijn indrukwekkend. Betonnen constructies die met deze nieuwe methode zijn behandeld, laten tot wel 100% verbetering zien in sterkte en duurzaamheid ten opzichte van bestaande varianten van carbonatable concrete. Dat opent de deur naar toepassingen op grote schaal: van pilaren tot funderingen en andere dragende elementen.
Van lab naar bouwplaats
Khanzadeh werkt sinds 2021 aan deze techniek. Hij begon met kleinschalige experimenten in het lab — eerst met vloeistoffen, daarna met pasta’s en mortel — om vervolgens de stap te zetten naar echte betonsystemen. Sinds kort richt hij zich op opschaling, want zelfs de meest veelbelovende technologie is waardeloos als ze niet in de praktijk toepasbaar is.
“Zelfs als dit succesvol blijkt in het lab, moet ik me afvragen: is dit toepasbaar? Is het schaalbaar? Kan het concurreren met conventioneel beton?”, aldus Khanzadeh. En dat zijn geen loze vragen. Beton is een massaproduct. Een duurzaam alternatief moet dus niet alleen technisch kloppen, maar ook beschikbaar en betaalbaar zijn — overal.
Wat deze ontwikkeling bijzonder maakt, is dat het meerdere problemen tegelijk aanpakt. Niet alleen maakt het beton sterker (wat op zich al een prestatie is), het vermindert ook de uitstoot tijdens de productie. Normaal gesproken komt er veel CO2 vrij bij het maken van cement — het bindmiddel dat beton zijn stevigheid geeft. Carbonatable concrete werkt anders: het gebruikt een speciaal type cement dat minder energie kost om te maken én het vangt tijdens het uitharden actief CO2 op uit de lucht.
Of het nieuwe beton zelfs CO2-negatief wordt — dus meer CO2 opneemt dan dat het uitstoot tijdens de productie — is nog onderwerp van lopend onderzoek. Khanzadeh wil in volgende testfasen achterhalen hoe ver dat effect precies gaat.
Wat betekent dit voor de bouwsector?
Mocht de technologie succesvol worden opgeschaald, dan kan dit wel eens een kantelpunt zijn in duurzaam bouwen. De bouw is namelijk een van de moeilijkste sectoren om te verduurzamen. Je kunt elektrische graafmachines inzetten en gerecyclede materialen gebruiken, maar zolang cement en beton CO2 blijven uitstoten, blijft de impact groot.
Een materiaal dat z’n eigen uitstoot opvangt — en ondertussen ook nog eens beter presteert — is dan niets minder dan een gamechanger. Niet voor niets kreeg Khanzadeh in 2024 een prestigieuze NSF CAREER Award toegekend, een Amerikaanse subsidie die veelbelovende jonge onderzoekers helpt hun werk op te schalen.
Hoewel de eerste resultaten veelbelovend zijn, is de techniek nog in de proof-of-concept-fase. Dat betekent dat verdere validatie nodig is voordat het op grote schaal kan worden ingezet. Maar de richting is duidelijk: in een sector die snakt naar duurzame innovaties, is dit precies het soort oplossing waar men op wacht.
Met de juiste investeringen, standaardisering en industriële partners kan Khanzadeh’s methode een nieuwe standaard worden. Een toekomst waarin gebouwen niet alleen geen CO2 uitstoten, maar het actief opnemen — het klinkt als sciencefiction, maar komt met dit soort innovaties steeds dichterbij.
