Corrosie, betondeeltjes en treinrails

Een aantal onderzoeken gaan binnenkort van start waaronder een fundamenteel onderzoek naar het proces van corrosie en twee toegepaste onderzoeken, de eerste naar het recyclen van fijne betondeeltjes en de tweede naar schade-ontwikkeling in treinrails.

ThinCorr project

Fundamenteel onderzoek | Geavanceerd meten, modelleren en voorspellen van corrosie.
Looptijd: 5 jaar
Investering van € 1.162.592
Partners: TU Delft, VUB, NLDA, French Corrosion Institute, Arcelor Mittal, Tata Steel Europe, SKF, Zensor

Doel van het ThinCorr project is meer inzicht te krijgen hoe het proces van corrosie – oftewel de aantasting van metalen- in zijn werk gaat. Het onderzoek is van belang voor een brede verzameling van toepassingen, van kogellagers en auto’s tot gebouwen en constructies. Uniek aan het ThinCorr project is de wijze waarop getest wordt. In de testen worden de atmosferische omstandigheden waaraan metalen bloot staan – droog, nat, temperatuurswisseling, luchtvervuiling- zo goed mogelijk nagebootst. Meer inzicht in het corrosieproces zal leiden tot verbeterde materiaalkeuze en nieuwe onderhoudsprocedures waardoor de levensduur van producten verlengd wordt. Dit zal economische voordelen, verbeterde veiligheid van constructies, verminderd materiaalgebruik en lagere CO2-emissies tot gevolg hebben.

Achtergrond

Alle door de mens gemaakte producten en structuren zijn onderhevig aan milieu-invloeden en veroudering. Er is een toenemende behoefte om degradatie van gebouwen en constructies, zoals door vermoeiing en corrosie, te verminderen en zo de veilige en economische levensduur te verlengen. Voor de industrie, met name de transportsector en de civiele sector, is de selectie van de juiste materialen essentieel om de veiligheid van de constructie gedurende een levensduur van meer dan 10 jaar te garanderen. Het is daarbij vereist om de mechanismes van degradatie te begrijpen en ervoor te zorgen dat de juiste materialen ontwikkeld en gekozen worden en tijdig onderhoud gepleegd kan worden. Op deze manier kunnen afvalstromen worden gereduceerd.

Optimaal hergebruik fijne fractie uit beton

Industriële onderzoeksprojecten langlopend | Optimaal hergebruik fijne fractie uit beton
Looptijd: 2 jaar
Investering van € 420.000
Partners: TNO, M2i, TU Delft, RWS, Twee R Recycling, Cementbouw Recycling, AVG en BRBS Recycling

Een consortium van kennisinstellingen, overheidsinstanties en bedrijven is onlangs gestart met onderzoek naar optimaal hergebruik van de fijne fractie -oftewel fijne deeltjes- van oud beton. Momenteel zijn voor deze fijne fracties -jaarlijks goed voor 5 Mton aan betonafval- nog geen hoogwaardige toepassingen. Dit heeft te maken met de variaties in de fijne fracties waardoor die moeilijk te verwerken zijn, het effect van de fijne fracties op het betonmengsel waarin ze verwerkt worden en de hoge eisen aan de opslag ervan. Ook is de regelgeving nog niet optimaal afgestemd op dit hergebruik.

Bepaalde fracties zouden zich echter uitstekend lenen om toegepast te worden in nieuw beton voor gebouwen of in constructies zoals bruggen en viaducten. Om het hergebruik van de fijne fractie te bevorderen, gaat een consortium van kennisinstellingen en bedrijven de komende twee jaar onderzoek doen. Doel is zowel scheidingstechnologieën voor het recyclen van beton als toepassingen met fijne fracties te ondersteunen en te versnellen.

Achtergrond

In Nederland wordt jaarlijks 33 megaton (Mton) nieuw beton geproduceerd en komt ongeveer 12 Mton oud beton vrij. Daarnaast is de Nederlandse productie van beton verantwoordelijk voor bijna 2 procent van de jaarlijkse CO2-uitstoot in Nederland. De CO2 komt vrij tijdens het produceren van cement; het bindmiddel van beton. Recycling van de 12 Mton vrijkomend beton levert grofweg 7 Mton grof granulaat (> 4 mm) en 5 Mton fijne fracties tussen 0 en 4 mm op. Met de huidige toenemende vraag naar grof betongranulaat en de te verwachten afnemende vraag voor betonpuin onder het wegdek, kampen de recyclingbedrijven met de fijne fracties die achterblijven. Hergebruik van de fijne fracties in nieuw beton zal leiden tot een aanzienlijke vermindering van de CO2 emissie.

Schade-ontwikkeling in treinrails

Industriële onderzoeksprojecten langlopend | schade-ontwikkeling in treinrails na het slijpen ervan
Looptijd: 5 jaar
Investering van € 485.000,-
Partners: TU Delft, ProRail, Vossloh en British Steel

Het staal van de treinsporen wordt dagelijks zwaar belast, onder meer door de wrijving van de treinen die erover heen rijden en de temperatuurstijging die met deze wrijving gepaard gaat. Ook past Prorail een onderhoudsschema toe waarbij de rails regelmatig wordt geslepen. Dit kan leiden tot schade in het materiaal die de verwachte levensduur van de rails aanzienlijk verkorten.
Doel van dit publiek-private samenwerkingsproject is inzicht te krijgen in de ontwikkeling van schade in de rails na het slijpen ervan. Voor Prorail is het voorgestelde onderzoeksproject essentieel voor het optimaliseren van de onderhoudsschema's van het spoor en het voorkomen van ongeplande storingen.

Achtergrond

ProRail zorgt voor dagelijks veilig vervoer voor 1.200.000 passagiers en 100.000 ton aan producten met 6.550 treinen op 7.000 km baan. De veiligheid van spoorwegen is van groot maatschappelijk belang vanwege het gevaar van schade aan de staalmicrostructuren van de spoorrails, die mogelijk tot railbreuk en ontsporing van de trein kunnen leiden. De contactomstandigheden bij wielpassage over rails zijn extreem vanwege de hoge mechanische belasting, het niet-gesmeerde contact, de wrijving en de lokale temperatuurstijging. Onder deze zware belasting ondergaat de microstructuur van het spoorwegstaal duidelijke veranderingen. Dit kan leiden tot schade in het materiaal die de verwachte levensduur aanzienlijk verkort.

Eerder materiaalsucces

WAAMPELLER, de voor het eerst in 3 D geprinte scheepsschroef, is een mooi resultaat van eerder gehonoreerd materiaalonderzoek door de topsector HTSM.

Meer over het beoordelingstraject

Aanvankelijk heeft M2i haar 12 projectvoorstellen gepresenteerd aan de Roadmap council – de adviesraad met een vertegenwoordiging van de 15 roadmaps van de topsector HTSM. De projecten zijn daarnaast besproken in de Programmacommissie van M2i die bestaat uit hoogleraren die zijn gespecialiseerd in materialenonderzoek en vertegenwoordigers van de industriële partners van M2i. Beide gremia hebben een positief oordeel gegeven. Alle projecten van M2i passen binnen de Roadmap High Tech Materials (HTM) van de topsector HTSM.

Meer over de toeslagregeling

Met de toeslagregeling stimuleert de overheid de industrie en onderzoeksorganisaties tot het doen van gezamenlijk onderzoek. De topsector HTSM zet de toeslag in bij projecten uit calls en programma’s uitgevoerd door Nederlandse onderzoeksorganisaties, met name NWO, TNO, NLR, Holst Centre, ESI, M2i, de Technische Universiteit Eindhoven, de Technische Universiteit Delft en Universiteit Twente.

Verdere informatie

Voor meer informatie over de twaalf materiaal-onderzoeken kunt u contact opnemen met Bert van Haastrecht, directeur programma’s van M2i op +31 6 5729 1390 of b.vanhaastrecht@m2i.nl.