Productblad uitgelicht: stalen damwanden
Een nieuwe loot aan de stam van productbladen in het Moederbestek van BouwCirculair is het productblad voor stalen damwanden. Hiervan zijn er drie opgesteld, vanwege de onderlinge verschillen in eigenschappen, toepassing en de mate van milieu-uitstoot. Roel Bijlard van ArcelorMittal licht het hoe en waarom van de bladen toe.
Auteur: Mark Bos
Fotografie: ArcelorMittal
Nieuwe warmgewalste stalen damwanden
Nieuwe koudgevormde stalen damwanden
Gebruikte warmgewalste stalen damwanden
“Als je een beetje bekend met damwanden bent, zie je vaak wel in één oogopslag of je maken hebt met een warmgewalste of koudgevormde damwand”, vertelde Bijlard in februari tijdens de Gebruikersbijeenkomst van BouwCirculair. “Een warmgewalste damwand heeft een relatief afdichtend slot dat goed in elkaar grijpt, terwijl dat bij een koudgevormde damwand een gebogen slot is, waartussen ook veel meer ruimte zit.”
Verschil in dikte, staalkwaliteit en sterkte
De twee soorten damwanden worden op verschillende manieren geproduceerd: de warmgewalste wordt gewalst uit gloeiend staal: een halffabrikaat wordt naar een walstemperatuur van 1200 graden gebracht, om het vervolgens uit te walsen naar het uiteindelijke damwandprofiel. “En doordat je het warm walst, kun je de dikte fluctueren over het profiel. Dus je kunt extra dikte daar stoppen waar je in het profiel de meeste sterkte nodig hebt. Daarnaast kunnen de sloten verstevigd en afdichtend worden gemaakt.”
Koudgevormde damwanden worden gemaakt uit een coil, een staal op rol, en die wordt gebogen naar het damwandprofiel. “Die rol heeft altijd een homogene dikte: omdat het niet warm verwerkt wordt, blijft die dikte over het hele profiel gelijk. Doordat je ze koud vormt, kunnen de sloten niet afdichtend gemaakt worden.”
Er zit ook een verschil in wanddikte tussen beide type damwanden: warmgewalst varieert tussen 6 en 24 millimeter - onder de 6 mm kun je niet warm walsen. De koudgevormde beginnen bij 3 mm en houden op bij 10 mm. Daarna worden diktes te groot om ze nog koud te kunnen vervormen. “Dat dikteverschil betekent ook een sterkteverschil”, licht Bijlard toe. Het weerstandsmoment is daarvoor een goede graadmeter. “Die ligt bij een warmgewalste damwand tussen de 600 en 5155 cm3/m, bij koudgevormd begint die lager, op 50 cm3/m, en dan is er een stukje overlap, tot maximaal 2400 cm3/m, omdat de dikte gelimiteerd is.”
Naast het lagere weerstandsmoment zijn ook de hoogst toepasbare staalkwaliteiten lager bij koudgevormde damwanden, waardoor de sterkte ook lager uitvalt. “Dat zie je ook terug in de toepassingen. Waar de warmgewalste damwanden vaak worden gebruikt voor de zwaarder belaste beschoeiingen, bouwputten, oeverbeschermingen en kademuren, zijn de koudgevormde vaak voor de kleine beschoeiingen: grond- en waterkerende wanden met een beperkte kerende hoogte (< 5 meter). Omdat een warmgewalste wand ook vaak dikker is, is die ook sterker en beter geschikt voor hergebruik. De dunnere koudgevormde wanden zijn minder vormvast en raken bij installatie mogelijk al beschadigd, waardoor hergebruik zeldzaam is.”
IJzererts en schroot
Er zijn grofweg twee productiemethoden: de eerste is uit ijzererts, dat in hoogovens gesmolten wordt om er vloeibaar ijzer van te maken. “IJzererts is eigenlijk ijzeroxide, om staal te maken moet je zuurstof uit het ijzererts halen. Dat doen we in een hoogoven door kolen toe te voegen en dat veroorzaakt de CO2-uitstoot. Om 1 ton staal uit een hoogoven te produceren, stoot je ongeveer 2,5 ton CO2 uit.”
Om staal van het ijzer uit de hoogoven te maken, wordt het verder behandeld in en OXY-staaloven.
“Want staal is niet alleen ijzer, het heeft ook legeringen. En in een OXY-staaloven worden schroot en legeringen toegevoegd aan het ruwijzer om er staal van te maken in de gewenste staalkwaliteit”.
In dit primaire staalproductieproces wordt 15 tot 20 procent schroot toegevoegd. Het tweede productieproces is productie vanuit circa honderd procent schroot. Dat gebeurt in een vlamboogoven, waar het gesorteerde schroot wordt gesmolten naar vloeibaar staal. In een Ladle-oven wordt vervolgens de juiste staalkwaliteit verkregen. “Het grote verschil is dat schroot eigenlijk oud staal is, waarin geen zuurstof meer zit, dus er hoeven geen kolen te worden toegevoegd om zuurstof te onttrekken. Daardoor is de CO2-uitstoot al veel lager, die ligt op 0,5 ton CO2 per ton staal, kortom een factor vijf lagere CO2-uitstoot.”
De secundaire productiemethode in de vlamboogoven leidt er toe dat staal oneindig recyclebaar is, zonder verlies van kwaliteit. “Die wordt zelfs vaak hoger door de manier van smelten en walsen. Waar vroeger S 240 GP de basiskwaliteit was, is dat nu S 355 GP voor warmgewalste damwanden.”
Rekenen per ton in plaats van vierkante meter
De drie profielen voor de bladen zijn gebaseerd op de standaardprofielen van de Nationaal Milieu Database (NMD). “We hebben alleen de categorie 3 toeslag eraf gehaald om strengere MKI-waarden te krijgen. Daarnaast worden de getallen in de NMD uitgedrukt in MKI/m2 voor een damwand. En dat is eigenlijk vreemd omdat een damwand altijd per ton wordt uitgedrukt. En sterk profiel is zwaarder ten opzichte van een zwakker profiel, wat per m2 niet goed meegerekend wordt. Dus we doen het per ton zodat je het eenvoudig per type damwandprofiel kunt toetsen.”
Het eerste productblad is de warmgewalste damwand uit schroot, die in een vlamboogoven wordt geproduceerd met een minimale circulariteit van 95 procent. De koudgevormde damwanden komen vrijwel altijd uit ijzererts, daar zit dan een lagere minimale circulariteit aan van 17 procent. Bij de gebruikte warmgewalste damwand is de circulariteit per definitie honderd procent.
Scenario’s einde levensduur nieuwe damwand
In de NMD zijn zeven verschillende toepassing- en levensduurcombinaties vastgesteld omdat voor iedere toepassing de damwand een ander vastgelegd eindelevensduurscenario in de NMD heeft. “We hebben deze overgenomen in de productbladen van de nieuwe damwanden. Al die verschillende toepassingen hebben andere percentages hergebruik, recycling en landfill, wat leidt tot verschillende MKI-waarden. Dat komt naast levensduur ook door de verschillende corrosiewaarden. Indien het staal bij zware corrosieomstandigheden niet beschermd wordt, kan het minder goed hergebruikt worden voor een volgend project.”
Scenario’s einde levensduur gebruikte damwand
Bij het productblad van de gebruikte damwand zijn de scenario’s vereenvoudigd naar twee toepassingen: de tijdelijke of permanente toepassing. De gebruikte damwand in een tijdelijke toepassing heeft een MKI van 30 euro per ton, die in een permanente heeft een bovengrens van 100 euro per ton. “Al deze bedragen zijn uit de NMD gehaald, maar dan nu toegespitst op per ton in plaats van per vierkante meter.”
