’Mijnsteen al een halve eeuw een prima bouwstof voor de waterbouw’ Met medewerking van: ing. Rinus Pigmans, Rotim Steenbouw, s-Hertogenbosch Bij de winning van steenkool komt als restmateriaal mijnsteen beschikbaar. Dit materiaal heeft bewezen eigenschappen voor toepassing in de waterbouw. Mijnsteen is vanaf de watersnoodramp in 1953 grootschalig ingezet voor de Deltawerken. Ook voor de huidige waterbouwkundige projecten zoals Maasvlakte II en Ruimte voor de rivier is deze bouwstof goed inzetbaar. Vanaf 2007 is Rotim Steenbouw gestart met de aanvoer van Mineralith® mijnsteen onder KOMOcertificaat in Amsterdam en Rotterdam. Door de ideale ligging van de winplaatsen in het Ruhrgebied is het materiaal in verschillende sorteringen en ‘just in time’ leverbaar.
Het lossen van mijnsteen bij project buitendijkse versterking Lekkerkerk. Foto: combinatie Schuwagt (Boskalis/Van den Herik) Wat vooraf ging In de vijftiger jaren van de vorige eeuw werd voor het verwarmen van woningen in West-Europa veel gebruik gemaakt van steenkool. Dat de mijnsteen, die bij de steenkoolwinning vrijkomt, ook ingezet is voor de bescherming van Nederland tegen hoogwater is minder bekend. Mijnsteen wordt al sinds mensenheugenis toegepast in civiele werken; direct na de tweede wereldoorlog voor het sluiten van een aantal bressen in de dijken en later bij de bouw van de afsluitdammen van het Deltaplan. Het mes snijdt hier aan twee kanten; de mijnindustrie heeft voor mijnsteen geen nuttige toepassing en in de waterbouw kan mijnsteen door de gunstige eigenschappen hoogwaardig ingezet worden. Daarnaast kan bespaard worden op andere hoogwaardige bouwgrondstoffen zoals zand en natuursteen. Nu er weer enkele grootschalige werken in de waterbouw in uitvoering gaan, wordt het interessant om de kennis van dit materiaal op te frissen. Wat is mijnsteen Mijnsteen is een verzamelnaam voor alle soorten nevengesteenten die bij de winning van steenkool vrijkomen. De aardlagen waarin steenkool voorkomt zijn gevormd in de geologische periode het Bovencarboon (ruim 200 miljoen jaar geleden). In die periode ontstonden afwisselend afzettingen van veen, klei en soms zand. Onder invloed van grote belastingen (door latere afzettingen op deze lagen of door vulkanische activiteit) is het veen veranderd in steenkool, de klei in leisteen en de zandige afzettingen in
zandsteen. Ook vormden zich overgangsgesteenten tussen de verschillende soorten materiaal. De mijnsteen wordt onderscheiden in een aantal soorten: - mijnsteen die vrijkomt bij het maken van schachten en gangen; - mijnsteen die vrijkomt door een droge scheiding van steenkool en mijnsteen; - mijnsteen die vrijkomt bij scheiding van de steenkool en mijnsteen via een nat proces, de zogenaamde wassteen; - mijnsteen gewassen en ongewassen van bestaande depots; - gebrande mijnsteen, door de steenbergen (al of niet gecontroleerd) te laten branden ontstaat rode of gebrande mijnsteen. De totale jaarlijkse beschikbare hoeveelheid mijnsteen van alle locaties in Duitsland bedraagt circa 30 miljoen ton. In Duitsland worden de steenkolenmijnen geëxploiteerd door Evonik Industries [voorheen Ruhrkohle AG]. In deze organisatie zijn alle zeven steenkoolwinningen in het Ruhrgebied, Teckelenburgerland en Saarland gebundeld. Tabel 1: Overzicht productieplaatsen mijnsteen voor Mineralith® mijnsteen Locatie NL-BSB / BBK Certificaat (BRL-9301) Ibbenbüren Lippe Auguste Victoria Saar Berkwerk west Berkwerk ost Prosper Haniel
Vorm-gegeven Bouwstof Niet-Vormgegeven Bouwstof Partijkeuring -
ja ja -
De mijnsteen die in Nederland wordt geleverd, is voornamelijk afkomstig uit mijnen in Duitsland. De ingevoerde mijnsteen komt uit de lopende productie. Als mijnsteen van bestaande bergen wordt geleverd, dan is deze in het algemeen bewerkt (breken, zeven en wassen). Kader De winning van steenkool vindt plaats middels de zogenaamde schachtbouw. Er wordt gebruik gemaakt van de nieuwste technieken op het gebied van ARBO en veiligheid. Op een diepte van 1000-1500 m onder maaiveld bevindt zich een industrieel complex waar speciale kolengraafmachines voorzien van grote snijkoppen het materiaal lossnijden. Aan de hand van boringen en geologisch onderzoek worden de lagen steenkool gelokaliseerd en separaat verwijderd. De mijnsteen (die om de steenkool te kunnen winnen ook verwijderd moet worden) haalt men separaat weg. Het materiaal wordt via een kettingsysteem, per spoor of gondelbaan naar de verticale schacht vervoerd waarna het via een lift naar het oppervlak wordt gebracht. Daar wordt de mijnsteen in grote bergen opgeslagen. De gradering is afhankelijk van de geologische samenstelling van de formatie waaruit deze gewonnen wordt. De verschillende graderingen worden apart opgeslagen. Om uitdroging te voorkomen worden de mijnsteenbergen besproeid met water. Net voor het transport zeeft men de mijnsteen af zodat ze aan de standaardsorteringen (KOMO: 0/180 of CE CP 45/125, CP 45/180 of CP 63/180 mm) voldoen. Daarna wordt het materiaal direct vanaf de loswal in het schip geladen en naar Nederland vervoerd. Mijnsteen die in Nederland wordt toegepast moet voldoen aan de eisen van de Standaard RAW, de NEN-EN-13383 (norm voor waterbouwsteen) en de eisen van het bouwstoffenbesluit. Mineralith® mijnsteen wordt geleverd met zowel een CE als een KOMO certificaat afgegeven door KIWA (K45074 en K47469 volgens de BRL-9301.) Hiermee is zowel de fysisch-mechanische als de milieuhygiënische kwaliteit van het materiaal gewaarborgd inclusief de erkenning voor het bouwstoffenbesluit.
Vermelding certificeringregeling mijnsteen op de site van de stichting bouwkwaliteit details certificaatnr
brl
Kiwa K45074/01 9301
bedrijf
product
Rotim Steenbouw b.v. 's-Hertogenbosch
Mijnsteen korrelgradering: 0/180, 45/125, 45/180 of 63/180 mm
erkenning BB
erkenning Bsb
n.v.t.
erkend
privaat
ja
datum afgifte
merk
1-12-2007 KOMO
Details certificaat
Kiwa K45074/01 - BRL 9301 - d.d. 1-12-2007
type
KOMO - attest met product
bedrijf
Rotim Steenbouw b.v. Julianaplein 31 5211 BB 's-Hertogenbosch telefoon (073) 612 12 11
productielocatie (s)
Carl-Duesberg-Strasse, D-45772 Marl (Duitsland)
erkenning
Bouwbesluit - n.v.t. Bouwstoffenbesluit - erkend Bodemkwaliteit --
privaat
ja
productinfo
Mijnsteen korrelgradering: 0/180, 45/125, 45/180 of 63/180 mm
Materiaalkundige aspecten van mijnsteen De dichtheid van mijnsteen kan variëren (van 2450 tot 2650kg/m3). Dit wordt veroorzaakt door enerzijds verschil in krachten die bij het ontstaan op het materiaal werden uitgeoefend, anderzijds door de hoeveelheid koolstof die in de mijnsteen aanwezig is. De wateropneming is afhankelijk van de dichtheid en bedraagt circa 1-4 %. Doorgaans wordt de mijnsteen meestal direct uit het schip in het werk gelost. De in Nederland gebruikte mijnsteen die afgezeefd is op 45 of 63 mm is voornamelijk afkomstig uit de uitbouw voor de ondergrondse gangen. De dichtheid van deze steen bedraagt minimaal 2600 kg/m³ en is van significant betere kwaliteit, dan die in het verleden is toegepast. De verbrijzelingswaarde volgens de NEN 5180 bedraagt ca 24%. Toepassingsmogelijkheden Mijnsteen is door de grove korrelopbouw in de waterbouw zeer goed toepasbaar als: - perskaden onder, op en boven de waterlijn; deze perskaden worden veelal in de teenconstructie van het definitieve werk opgenomen; - als funderingslaag in een glooiingsconstructie tussen een zandlichaam en de open of gesloten toplaag; - als beschermingsmateriaal tegen uitschuring van vooroevers en bodems; - in filterlagen; - in aanvullingen en als kernmateriaal.
Milieukundige aspecten Uit de analyseresultaten blijkt dat Mineralith® mijnsteen voldoet aan de eisen van het besluit bodemkwaliteit van 1 juli 2008 (voorheen Bouwstoffenbesluit) voor categorie 1 materiaal. In onderstaande tabel staat een overzicht van de analysefrequentie op basis van de kolomproef [niet vormvast]. Overzicht analysefrequentie Mineralith® mijnsteen Element Aantal onderzoeken Opmerkingen Zink 1 keer per jaar Arseen 5 keer per 3 jaar Nikkel 5 keer per 3 jaar chloride 5 keer per jaar Alleen bij toepassing in de landbodem Voorbeeldprojecten In 2007/2008 is in Amsterdam inmiddels een grote levering mijnsteen sortering 45/180 mm toegepast in het project natuurcompensatie IJburg. In verband met de verwachte stijging van het waterpeil in het IJmeer moet de veiligheid van de waterkeringen verhoogd worden. In het kader van de natuurcompensatie wordt de ecologie verbeterd door bodembescherming en de aanleg van vooroevers. Over een oppervlak van circa 3 ha is een bodembestorting aangebracht van mijnsteen afkomstig uit de mijn Auguste Victoria. Binnen twee jaar zal zich hier een populatie driehoeksmosselen vestigen, die als voedsel dient van een aantal doelsoorten (waar onder het nonnetje) voor het IJmeer.
Mijnsteen 45/180 mm vormt een goede habitat voor driehoeksmosselen in het IJmeer.
Rotterdam Waalhaven en Lekkerkerk In augustus 2007 is in de Rotterdamse Waalhaven ruim 5.000 ton Mineralith® mijnsteen aangevoerd. Het gemeentelijk havenbedrijf, dat in het verleden veel mijnsteen in waterbouwkundige werken heeft toegepast is tevreden over de kwaliteit en levertijden van het materiaal. Door de ideale ligging van de steenkoolmijnen in het Ruhr-gebied en de goede aanvoermogelijkheden over de rivieren is het mogelijk om mijnsteen ‘just in time’ te leveren. Door combinatie Schuwagt (Boskalis/Van den Herik) is voor de buitendijkse versterking bij Lekkerkerk ruim 150.000 ton mijnsteen toegepast. Rotim leverde een sortering 45/180 mm voor dit werk. Ook voor de kustbescherming van de Maasvlakte II kan mijnsteen toegepast worden als kern van de golfbrekers of als bodembescherming. Mijnsteen is bij gebruikmaking van de specifieke kwaliteiten en technische mogelijkheden in de waterbouw zeer kosteneffectief gebleken. Vooral bij grootschalige projecten, waarbij in zeer korte tijd
grotere hoeveelheden [10-20.000 ton/week] moeten worden geleverd, blijkt de combinatie met de logistieke invulling zeer effectief. In het kader van duurzaam bouwen hoeft bij gebruikmaking van deze mijnsteen geen beroep te worden gedaan op primaire grondstoffen.
Aanvoer van mijnsteen in de Waalhaven van Rotterdam
Verder lezen: http://www.rag-deutsche-steinkohle.de/virtuelle_grubenfahrt/index.php http://www.bouwkwaliteit.nl/ http://rivm.openrepository.com/rivm/bitstream/10029/16406/1/711701062.pdf http://www.deltametropool.nl/pages/activiteiten/ideeenmachine.php?cat=60
