KGK 2022 1

39ste jaargang - nummer 3 - 2018 43ste jaargang - nummer 1 2022

Stenen waterkering Porselein repareren met 3D-printer Onderzoek naar uitstoken organisch materiaal in keramische producten Excursion to Stephan Schmidt Group Keramische pleister

Materiaalkeuze wordt ook voor de GWW steeds belangrijker. In de eerste plaats stellen opdrachtgevers steeds scherpere eisen aan duurzaamheid en milieuprestaties (zoals carbon footprint en cradle to cradle). En daarnaast leggen grote, opdrachtgevende partijen meer en meer verantwoordelijkheid bij de markt. Precies daar liggen kansen. Door te kiezen voor slimme, duurzame innovatieve materialen is het voor marktpartijen steeds beter mogelijk zich te onderscheiden. Innovatieve Materialen kan daarbij helpen.

Innovatieve Materialen gaat over materiaalinnovatie in het algemeen, maar is speciaal gericht op de civieltechnische sector, bouw, architectuur en design.

Circulariteit Innovatieve Materialen besteedt veel aandacht aan ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies. Maar ook circulariteit, milieufootprint en hergebruik zijn regelmatig terugkerende onderwerpen.

Verspreiding Het tijdschrift wordt verspreid onder civieltechnici, ingenieurs- en adviesbureaus, uitvoerende en opdrachtgevende organisaties in de bouw en GWW, architecten, ontwerpers, plus verspreiding via het intranet van Rijkswaterstaat.

De lezers zijn overwegend van WO/HBO+ niveau.

Innovatieve Materialen is een digitaal tijdschrift. Het wordt als zodanig verspreid via ons eigen platform, maar ook via onze partners. (zie www.innovatievematerialen.nl) Video Voordeel van die digitale vorm is bovendien dat er allerlei informatie in wordt gepresenteerd, die niet of moeilijk in een papieren tijdschrift kan worden opgenomen, zoals rapporten, dissertaties en videomateriaal.

Innovatieve Materialen verschijnt zowel in het Nederlands als in de Engelse taal.

Interesse in een gratis en vrijblijvend kennismakingsexemplaar?

Stuur een mailtje naar: info@innovatievematerialen.nl Innovatieve Materialen SJP Uitgevers Kalkhaven 53 4201 BA Gorinchem tel. (0183) 66 08 08

www.innovatievematerialen.nl

COLOFON KGK Onafhankelijk vakblad voor keramiek, glas en minerale materialen.

De redactie staat open voor bijdragen van vakgenoten.

U kunt hiervoor contact opnemen met de redactie.

Redactieraad

INHOUD 8

Emissieloos werken aan een unieke stenen waterkering Mariëlle Nijmeijer en Philippe Schoonen, Waterschap Drents Overijsselse Delta

12

Historisch porselein repareren met 3D-printer IKTS Dresden

W. van den Berg A.J.A. Winnubst P.B.M. Schoonebeek E. Brinkman G.J.H. van Nifterik Hoofdredactie G.J.H. van Nifterik gvn@kgkmagazine.nl

15

Water gestimuleerde breukgroei in glas Pusan National University, Korea

16

Onderzoek uitstoken organisch materiaal in keramische producten Wilco van den Berg, TCKI

19

Efficiëntierecord perovskiet zonneceltechnologie National University of Singapore (NUS)

20

Excursion to Stephan Schmidt Group in the Westerwald region Anett Hümmer, Stephan Schmidt KG

23

Nooit meer prikangst met keramische pleister Louis Winnubst, Mike de Leeuw, Gerard van Nifterik

Redactie SJP Uitgevers Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel: + 31 (0)183 66 08 08 info@kgkmagazine.nl Uitgeverij/advertenties SJP Uitgevers Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel: + 31 (0)183 66 08 08 sjp@sjp-uitgevers.nl Abonnementen Abonnementsprijs Nederland (2022): € 69,35 (excl. BTW, incl. verzendkosten binnen Nederland) Abonnementsprijs buitenland (2022): € 72,45 (excl. BTW en verzendkosten) Voor leden van KNB en NKV is het abonnementsgeld inbegrepen in de contributie.

Abonnementen gelden voor onbepaalde tijd, tenzij schriftelijk/per e-mail wordt opgezegd voor 1 november Website: www.kgkmagazine.nl Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van herdruk of op welke wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

BERICHTEN

EIB is positief over bouw, maar ziet geen 100.000 woningen per jaar Donderdag 27 januari publiceerde het EIB de bouwprognoses voor de periode tot en met 2026. Daaruit wordt een ding duidelijk: 900.000 nieuwe woningen tot en met 2030 is geen realiseerbare opgave.

In zijn presentatie maakte EIB-directeur Taco van Hoek melding van een woningbouwmarkt die in 2021 licht is gecorrigeerd. Eenzelfde beeld speelt bij de utiliteit: 2020 was een slecht jaar maar in 2021 is deze aangetrokken. Over de hele pandemie gemeten stelt het EIB vast dat de totale bouwproductie stabiel is gebleven. Daarentegen liep de spanning op de arbeidsmarkt sterk op.

Orderportefeuilles De afgifte van bouwvergunningen voor nieuwe woningen herstelde zich in 2020 en ook in 2021 steeg het aantal vergunningen. En hoewel in het derde kwartaal van 2021 de afgifte wat tegen viel verwacht het EIB zo’n 77.000 bouwvergunningen voor woningen in 2021.

Bij bouwbedrijven zitten de orderportefeuilles voor woningen vol. Veel nieuw werk zit dus nog in de pijplijn. Betrokken op de woningnieuwbouw wordt de productie in 2022 geschat op +10,5% volumemutatie.

Op de middellange termijn zal deze afvlakken tot zo’n 1,5 procent in 2026.

De subsector herstel en verbouw wordt ook dynamisch ingeschat, vooral door de verduurzaming. Op de middellange termijn betekent dit dat de vergunningenafgifte sterk vooruitloopt op de gereed meldingen. In getallen betekent dit tot 85.000 toevoegingen in 2026 met als kanttekening dat toevoegingen ook omvatten de nieuwe woningen door gebouwtransformatie en splitsing. 2026 is een jaar na het eind van deze Kabinetsperiode wat de conclusie oplevert, aldus EIB-directeur Van Hoek, dat de komende jaren sprake is van een serieuze stijging maar niet de 100.000 nieuwe woningen waaraan gedacht wordt.

Over de totale werkgelegenheid in de bouw merkt het EIB op dat daarin een sterke groei is te verwachten: van 462.0000 werkenden in 2020 naar 500.000 in 2026 ofwel het hoogste aantal in de afgelopen 40 jaar. Het extra aanbod moet dan vooral uit de zij-instroom komen (dat is de instroom anders dan uit opleidingen en buitenland). Opleidingen blijken wel nog de grootste bron die in de instroombehoefte moet voorzien.

Opleidingen Over die opleidingen toont het EIB zich trouwens positief: er zit (weer) groei in het aantal MBO-leerlingen op de bouwopleidingen.

Dit hoewel de bouw voor nieuwe leerlingen moet concurreren met andere sectoren. Belangrijk vindt Van Hoek om te zien wat er gebeurt met de buitenlandse arbeidskrachten. Dat aantal is tijdens de pandemie sterk gedaald wat ook wel de arbeidsschaarste verklaart, ondanks dat de productiegroei niet enorm was. Het EIB verwacht overigens dat na het einde van de pandemie het aantal buitenlandse arbeidskrachten weer zal groeien maar de echte groei zal moeten komen uit zij-instroom.

Binnen/buitenstedelijk Kijkend naar het Coalitieakkoord van het Kabinet Rutte IV ziet het EIB dat er veel middelen worden uitgetrokken om de bouw te stimuleren en dat dit ook in het ruimtelijk beleid flink wordt ondersteund.

Tegelijkertijd is te zien dat het Coalitieakkoord het binnenstedelijke appartementengebouw centraal stelt. Aangezien de gemeten woningvoorkeur daarvan sterk afwijkt verwacht het EIB spanning met de te verwachten vraag (naar grondgebonden woningen in het groen).

Daarnaast zal een inzet op binnenstedelijk bouwen ook consequenties hebben voor realisatie van het beleidsdoel. Binnenstedelijk bouwen betekent moeizame logistieke, bezwaren van omwonenden, saneringsnoodzaak van bedrijven, bodemsaneringen ofwel: hoge kosten en lange doorlooptijden. Wil het kabinet bouwen, bouwen, bouwen dan bepleit het EIB meer balans in het ruimtelijk beleid. Dat betekent binnenstedelijk maar ook buitenstedelijk bouwen.

EIB-directeur Van Hoek stelt daarmee vast dat op deze wijze niet wordt gekomen tot realisatie van het beleidsdoel van 100.000 nieuwe woningen (zeg: toevoegingen) per jaar.

Bron: KNB Nieuws

2 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

BERICHTEN

Flexiramics op zevende plaats KVK Innovatie Top 100 2021 Jaarlijks vallen er doden en gewonden doordat elektronica oververhit raakt en ‘spontaan’ in brand vliegt; de smartphone in de broekzak, de accu van de elektrische auto of cellen in zonnepanelen op het dak. De beschermlaag van Flexiramics voorkomt deze branden. De onlangs gepresenteerde KVK Innovatie Top 100 2021 zette Flexiramics op de zevende plaats.

Flexiramics is een spin-off van de Universiteit Twente, waar veel kennis is over (nano)materialen. Het nieuwe materiaal dat Flexiramics heeft uitgevonden is licht en flexibel als een papieren zakdoekje, mét de eigenschappen van keramiek waardoor het onder andere brandveilig is. Keramiek is zowel hitte- als corrosiebestendig, maar van origine is het materiaal juist zeer inflexibel. Daardoor bood het voor veel producten geen oplossing. Maar als Flexiramics kan het wel breed worden toegepast.

Van batterij tot ruimtevaart Flexiramics-producten verbeteren de veiligheid bij hoge temperaturen en brand, warmtedistributie, de mate waarin een materiaal uitzet of krimpt bij temperatuurveranderingen, microfiltratie, lithiumgeleiding en 3D-toepassingen. Afhankelijk van de behoefte van de klant kunnen de flexibiliteit, dichtheid, keramische samenstelling en de geometrie van het materiaal worden aangepast. Daardoor kunnen producten van Flexiramics worden gebruikt in veel verschillende toepassingen, zoals ruimtevaart, batterijen, elektronica en filtratie.

De ontwikkeling is al een aantal jaren geleden in gang gezet en op laboratoriumschaal getest. De bedoeling is dat in samenwerking met een engineer in 2022 een productielijn voor grotere schaal wordt ontwikkeld: circa 180.000 vierkante meter per jaar voor alle toepassingen.

Het nieuwe materiaal van Flexiramics is licht en flexibel als een papieren zakdoekje mét de eigenschappen van keramiek waardoor het onder andere brandveilig is

If we chase perfection we can catch excellence

Bron: KVK (Zie ook KGK nummer 1 2021)

Innovatie Top 100 KVK presenteert elk jaar de KVK Innovatie Top 100, een etalage vol succesvolle innovaties uit het midden- en kleinbedrijf.

Vijftien jaar KVK Innovatie Top 100 is terugkijken op 1500 prachtige innovatieve producten en diensten van Nederlandse bedrijven.

De kracht van de KVK Innovatie Top 100 is volgens de organisator van de lijst te laten zien waartoe het Nederlandse mkb in staat is. Aan de KVK Innovatie Top 100 is bewust geen (geld)prijs verbonden. De afgelopen vijftien jaar is deze prijs uitgegroeid tot de grootste en belangrijkste innovatieprijs voor het mkb. www.kvkinnovatietop100.nl/site/home

www.stafier.com

3 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1 082018_Stafier_A6_Advert.indd 1

21-Aug-18 3:00:44

BERICHTEN

CicloBrick Onder het motto ‘de baksteen met een verleden’ introduceert Wienerberger in samenwerking met New Horizon de circulaire gevelbaksteen CicloBrick. De productie is duurzaam omdat de baksteen voor 20 procent uit keramisch restmateriaal bestaat dat door New Horizon ‘geoogst’ wordt uit te slopen donorgebouwen. Volgens de betrokken partijen draagt de CicloBrick bij aan het verkleinen van keramisch sloopafval en voorkomt verspilling. Hij is er in drie kleuren waalformaat: rood, oranje en brons.

Hoewel een traditioneel te verwerken standaard baksteen, is de CicloBrick in meerdere opzichten duurzaam en circulair. Als basisgrondstof wordt Nederlandse rivierklei gebruikt; duurzaam, want oneindig en lokaal beschikbaar. Daarnaast wordt 20 procent keramisch restmateriaal als grondstof aan de CicloBrick toegevoegd. Met behoud van alle functionele en esthetische eigenschappen als gevelbaksteen, is dat garantie voor een lange levensduur. Het restmateriaal wordt ‘geoogst’ en duurzaam gebroken door Urban Mining specialist New Horizon.

Aan het einde van de levensduur kan de CicloBrick op dezelfde wijze selectief gesloopt, verwerkt en als materiaal hergebruikt worden. Dat maakt de circulaire cyclus weer rond.

Urban Mining Collective Met de gezamenlijke ontwikkeling en introductie van de CicloBrick treedt Wienerberger ook toe als partner van het Urban Mining Collective van New Horizon. Partners van dit collectief hebben een gezamenlijke circulaire missie, waarin de stad als bron wordt gebruikt en grondstoffen en materialen uit slooppanden geschikt worden gemaakt voor hoogwaardig hergebruik. Inmiddels is er een ruim assortiment circulaire bouwmaterialen beschikbaar, waaronder de nieuwe CicloBrick.

Bron: Wienerberger

WE KUNNEN NIET ZONDER NATUUR Word nu lid op natuurmonumenten.nl en ontvang 4 x per jaar het magazine Puur Natuur

4 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

BERICHTEN

Wij leveren complete installaties voor ontstoffing, luchtreiniging en pneumatisch transport Technieken voor o.a.: - Ontstoffing van productieruimtes (MAC) - Reduceren van geuremissies (NER) - Reduceren van stofemissies (NER) Componenten die wij o.a. kunnen leveren: - Natfilters & Droogfilters - Cyclonen - Gaswassers - Topsteen- / Frogreinigers - Naverbranders

Natfilter met slibtransporteur

Projecten kunnen turn-key worden uitgevoerd Wij garanderen de emissie & grenswaarden Engineering, bouw en onderhoud in eigen beheer

Hoog vacuüm stofzuiginstallatie

Frogreiniger

Full service dienstverlener

Mesys Industrial Air Systems BV Molenstraat 27, 6914AC Herwen

www.mesys.nl

+31 (0) 316 248744

Info@mesys.nl

WINNING EN VERKOOP

Hendrik Bedrijven Brunssum B.V. T +31-45-527 04 56

HENDR 185x124 FC Mag_2018_v2.indd 1

...van zand en grind in diverse gradaties, klei en leisteen

www.mourik.com E pswelsen@mourik.com

5 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

12/3/18 2:33 PM

BERICHTEN

Europese fabrikanten tevreden over orderintake in 2021 Bijna alle leveranciers van baksteentechnologie konden de coronaperiode vorig jaar het hoofd bieden. De enige zorgen zijn de hoge grondstofprijzen en vertragingen bij de levering. Dat meldt de European Ceramic Technology Suppliers, ECTS. Wat de orderontvangst betreft, lijken de meeste bedrijven het precorona niveau te hebben bereikt. Veel ECTS-leden hebben echter te maken met hoge en verder stijgende grondstofprijzen en lange levertijden. In sommige gevallen zijn de prijzen verdubbeld en zijn de levertijden in sommige gevallen verlengd van vier weken naar vier maanden. Sommige leveranciers van machineonderdelen hebben geen voorraad meer en kunnen geen leverdata aangeven. Een dergelijke situatie maakt het maken van offertes moeilijk, omdat grondstoffen pas worden ingekocht nadat de bestellingen zijn ontvangen.

Daarom nemen sommige fabrikanten prijsindexen op in hun aanbiedingen in plaats van geldwaarden.

Wat de orderontvangst betreft, zijn het vooral reserveonderdelen en moderniseringsprojecten die de business stimuleren. Voor 2022 zijn slechts enkele greenfield-projecten gepland. Centraal-Europa blijft de sterkste markt voor keramiektechnologie. De Amerikaanse markt blijft volgens ECTS veelbelovend.

Digitalisering Een blijvend positief effect van de pandemie is volgens de ECTSleden dat de reiskosten met ongeveer 40 procent zijn gedaald als gevolg van nieuwe virtuele communicatie-ervaringen tijdens de lockdown. Veel bedrijven zetten in toenemende mate diensten op afstand in. In die zin is de pandemie een motor geweest voor digitalisering.

Naast dienstverlening op afstand hebben ECTS-leden ook een deel van hun verkoopactiviteiten naar de virtuele wereld verplaatst. Voor de zware kleisector is het grote thema voor de toekomst decarbonisatie. Dit geldt voor alle gebieden in de productieketen.

Ceramitec De volgende aanloophaven voor de keramische industrie en om meer te leren over de nieuwste technologieën is ceramiec in München. Van 21 tot en met 24 juni 2022 zullen meer dan 600 exposanten van over de hele wereld hun volledige portfolio presenteren op de keramiekbeurs: machines, apparaten, installaties, processen en grondstoffen.

Van klassieke keramiek tot industriële keramiek, keramiektechnologie tot technische keramiek en poedermetallurgie, alle sectoren van de industrie zullen vertegenwoordigd zijn. In het ceramitec Forum krijgen beursgasten op alle beursdagen informatie over productontwikkelingen, trends en marktanalyses. ECTS organiseert de hele dag programma’s in de sectie zware keramiek met presentaties, paneldiscussies en lezingen. Meer informatie op www.ceramitec.com.

ECTS ECTS staat voor European Ceramic Technology Suppliers. Het is een werkgroep van Europese leveranciers van machines, materialen en technische diensten voor de productie van keramiek, poedermetallurgie en aanverwante technologieën.

Keramiek omvat hier alle soorten grondstoffen, evenals installaties en machines voor de productie van vuurvaste materialen, bakstenen, tegels, sanitair keramiek, tafelgerei en geavanceerde keramiek. ECTS netwerkt en promoot haar leden en bevordert samenwerking op alle niveaus. Het hoofdkantoor van ECTS is gevestigd in Frankfurt am Main. ects.vdma.org

Foto: LINGL

6 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

BERICHTEN

30 jaar MJA brengt keramiek forse energiebesparing

Tone . Schamotte . Massen

SINCE 1924

Na bijna 30 jaar rondde de sector keramiek in 2021 deelname aan de Meerjarenafspraak Energie-efficiency definitief af. In 2021 vond de laatste jaarlijkse energiemonitoring over 2020 plaats en verscheen de eindrapportage.

Resultaat: in 30 jaar tijd daalde het energiegebruik in de fijn- en grofkeramische industrie met resp. 25 en 30 procent.

Sinds de start in 1993 passeerden drie generaties van een Meerjarenafspraak Energie-efficiëntie. Dit is een afspraak tussen overheid en industrie over energiebesparing en efficiencyverbetering, zowel in het proces als in de keten.

Bijna 30 jaar geleden tekenden de toenmalige keramische brancheverenigingen KNB, Nedaco en AVA, samen met NOVEM en het Ministerie van Economische Zaken de eerste generatie Meerjarenafspraken (MJA1). Deelname van keramische bedrijven aan de MJA was vrijwillig, maar niet vrijblijvend. Het energieconvenant leverde de bedrijven echter veel inzicht en kennis op evenals handelingsperspectief, binnen wettelijke kaders. De fijn- en grofkeramische bedrijven van toen namen allemaal deel en bleven dat ook doen toen in 2000 de volgende generatie (MJA2) van start ging, en in 2008 de derde en tevens laatste generatie (MJA3).

In de laatste MJA3-periode werd voor de fijnkeramische sector een procesefficiencyverbetering opgetekend van maar liefst 15,3 procent ten opzichte van referentiejaar 2005. De grofkeramische industrie noteerde in die periode een verbetering van de procesefficiency met 17,7 procent.

Door een nadruk sinds 2019 op emissiereductie boven energieefficiency besloot het Rijk met de MJA-systematiek te stoppen. Tegelijk blijft deze naar mening van KNB actueel, aangezien de keramische sector voorlopig nog geen zicht heeft op toepasbare en beschikbare duurzame alternatieven voor aardgas. Dit vraagstuk is overigens exemplarisch voor zogenaamde Cluster 6-sectoren. Dit zijn decentraal gevestigde, energie-intensieve industrieën die merendeels tot het MKB behoren.

Daarom bepleit KNB al langer maatwerk voor specifiek deze sectoren.

Daar past de bewezen en bij ondernemers bekende systematiek van de MJA-convenanten bij. In een moderne jas, dat wel, als samenwerking van industrie en overheid gericht op verduurzaming van de processen: de MeerjarenAfspraak Verduurzaming (MEV).

Meer informatie over de periode na het aflopen van de MJA vindt u op de website van RVO.

Our expertise has made your clay for decades!

Our numerous raw clays form the basis for customized clay mixtures, raw chamotte and bodies for the manufacturing of ceramic products.

Bron KNB

Goerg & Schneider GmbH u. Co. KG Guterborn 1 • 56412 Boden • Germany Telephone: + 49 (0) 2602 / 9273-0 www.goerg-schneider.de

7 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

BAKSTEEN

Emissieloos werken aan een unieke stenen waterkering

(Foto’s: WDODelta/Cloudshots)

De Stenendijk in Hasselt (Overijssel) beschermt de omgeving tegen overstromingen vanuit het Zwartewater. De dijk is nog veilig, maar wel kwetsbaar. Rijksmonument de Stenendijk in Hasselt (Overijssel) beschermt de omgeving tegen overstromingen vanuit het Zwartewater. De dijk is nog veilig, maar wel kwetsbaar. Het waterschap Drents Overijsselse Delta en de Dijkzone Alliantie Stenendijk Hasselt gaan dit monument restaureren en de dijk versterken voor de toekomst.

Bijzonder is dat het hele project elektrisch wordt uitgevoerd. Van het slijpen van stenen tot het drukken van de grote damwanden.

Mariëlle Nijmeijer en Philippe Schoonen, Waterschap Drents Overijsselse Delta

De monumentale muur vertelt het rijke verhaal van het leven met water door de eeuwen heen. De eerste vermeldingen van deze muur dateren uit de 15de eeuw. Hoe lang de muur en dijk al een plek in het landschap kennen, hoe nieuw is de gekozen aanpak voor de restauratie en dijkversterking. Het hele project wordt emissieloos uitgevoerd door Dijkzone Alliantie

8 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Stenendijk Hasselt (bestaande uit Ploegam, Dura Vermeer en Gebroeders De Koning, in samenwerking met Koninklijke Woudenberg, Fugro en TAUW). Zo wordt de uitstoot van stikstof op het nabijgelegen Natura 2000-gebied Uiterwaarden Zwarte Water en Vecht tot nul gereduceerd.

Naast het emissieloos werken, wordt de damwand

in de 1200 meter lange Stenendijk gedrukt in plaats van getrild. Daarmee wordt de kans op mogelijke schade aan de aanliggende huizen tot een minimum beperkt. De damwand is ontworpen als een zelfstandig kerende constructie. Dat betekent als de stenen muur onverhoopt bezwijkt, de stalen wand de waterkerende functie van de dijk overneemt.

Eén van de meest in het oog springende machines is de GIKEN Silent-Piler. Vanaf de zomer 2022 gaat deze machine aan de slag met het drukken van de AZ18 damwandplanken tot een diepte van circa twaalf meter. Voor de Stenendijk wordt gebruikt gemaakt van een unieke versie van deze machine. Behalve de drukstelling, is direct op de machine ook een crushinstallatie aanwezig, die grond loswoelt en obstakels in de ondergrond kan verbrijzelen. Door de rijke geschiedenis is er een kans dat er nog niet ontdekte objecten in de ondergrond zitten.

Hoogwaterbeschermingsprogramma De Stenendijk Hasselt is één van de projecten uit het landelijke Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). Daarin werken waterschappen en Rijkswaterstaat samen aan de grootste dijkversterkingsoperatie ooit sinds de Deltawerken. De komende 30 jaar worden in heel Nederland 1.500 kilometer aan dijken en 500 sluizen en gemalen versterkt. Voor waterschap Drents Overijsselse Delta gaat het om totaal 180 kilometer dijk, die niet meer aan de norm voldoet. Het werk is verdeeld over achttien projecten.

Meer informatie op wdodelta.nl/hwbp.

9 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Daarnaast wordt de machine voorzien van een volledig elektrisch aangedreven hydraulische pomp met een PowerPack. De Silent-Piler wordt daarvoor in Nederland aangepast, want een elektrische Silent-Piler is als dusdanig niet leverbaar. Ten slotte staat direct achter de machine een volledig elektrische clamp crane op de damwand om de damwandplanken aan te reiken.

Het emissieloos werken brengt allerlei nieuwe uitdagingen met zich mee, zoals het vinden van elektrische

10 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

kranen, shovels, trekkers en het vinden van geschikte laadplek. Voor het laatste is bij de Stenendijk een zware aansluiting gevonden bij de autowasstraat die ‘s nachts toch niet aanstaat.

In september is de eerste schop de grond ingegaan voor de restauratie van de muur. Rond de zomer van 2022 wordt gestart met het aanbrengen van de damwand in de dijk. In 2023 moet het project klaar zijn.

ONDERZOEK

RestaurAM

Historisch porselein repareren met 3D-printer

Gerestaureerde vaas met olifantenkop met een gereconstueerde slurf. 3D-printprocessen hebben volgens IKTS de potentie om een belangrijke aanvulling te worden op de restauratie van waardevolle porseleinen kunstvoorwerpen

Moderne, hoogwaardige technologieën kunnen restaurateurs helpen om historische kunstvoorwerpen nauwkeuriger te repareren. Het Fraunhofer Instituut voor Keramische Technologieën en Systemen IKTS in Dresden heeft nu samen met een aantal bedrijven uit Saksen een methode onderzocht om beschadigingen aan porseleinen kunstvoorwerpen, zoals kleine afgebroken porseleinen onderdelen, te repareren met een 3D-printer.

IKTS Dresden

Het reconstructieproject van IKTS begon toen de Staatliche Kunstsammlungen Dresden (SKD) het Fraunhofer instituut benaderde met de vraag of IKTS wetenschappers konden helpen bij het repareren van beschadigde vazen - zogenaamde Prunkvasen - van de Turmzimmer in het Dresden Residenzschloss.

Omdat het project nogal complex was, stelde het instituut vervolgens een consortium samen van

12 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

benodigde experts. Daarin bevonden zich naast de IKTS en SKD ook de Saksische bedrijven KI Keramik-Institut GmbH, COX3D en de Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen GmbH. Het initiatief werd financieel ondersteund door BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) in het kader van het zogenaamde Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand.

Het project, RestaurAM, startte in het voorjaar van 2018. In de drie en een half jaar die volgden, ontwikkelden en testten de partners verschillende processen om met een 3D-printer porseleinen onderdelen te maken om ontbrekende of beschadigde vaasfragmenten te vervangen; en dat zo echt en nauwkeurig mogelijk.

Fused Filament Fabrication Om bijvoorbeeld een ontbrekend onderdeel - een tuit - van een vaas te reproduceren, gebruikte het consortium een 3D-printproces, dat bekend staat als ‘Fused Filament Fabrication’, kortweg FFF, een additief fabricageproces (AM) waarmee thermoplastisch materiaal (het filament) door een verwarmd mondstuk wordt geduwd en objecten laag voor laag worden opgebouwd. In dit geval werden de filamenten verrijkt met porseleinpoeder, met de consistentie van tandpasta, die als sliertje en laagje voor laagje tot de gewenste vorm opgebouwd. Het te reconstrueren object was met zestien centimeter relatief groot.

Vanwege die afmetingen vervormde het 3D-geprinte object enigszins in het daaropvolgende bakproces, waardoor het object niet precies op het breukvlak paste. Volgens IKTS is er op het vlak van FFF dan ook in de toekomst nog verder onderzoek nodig.

Slurfje Intussen probeerden de partners een andere AMtechniek uit: vat-polymerisatie, een methode die ook bekend staat onder de naam stereolithografie. Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van een vat met vloeibaar fotopolymeerhars, waarin het model laag voor laag wordt opgebouwd. Met behulp van ultraviolet (UV) licht wordt de hars uitgehard exact daar waar het nodig is. Het object bevindt zich op een platform dat na iedere uitgeharde laag een stukje naar beneden beweegt. Vervolgens wordt een nieuwe laag uitgehard.

De onderzoekers gebruikten deze techniek voor de reconstructie van een afgebroken, tien centimeter grootte slurf, versierd met olifantenkoppen. Uit een speciaal ontwikkelde suspensie van lichtuithardbaar hars en porseleinpoeder, werd een nieuwe porseleinen slurf in duizenden minieme laagjes opgebouwd; ieder laagje met een dikte van circa 25 micrometer.

Tegelijk met het slurfje werden extra binnen- en buitenondersteuningsstructuren meegeprint, die moesten voorkomen dat het object, inclusief het gereconstrueerde breukpunt tijdens het opvolgende verhittingsproces zouden vervormen. Uiteindelijk kon de namaak-slurf met succes aan de vaas worden bevestigd.

Potentieel van 3D-printen van porselein De resultaten die met dit proces zijn bereikt, zijn volgens IKTS veelbelovend. Momenteel moeten restaurateurs de benodigde kleine beschadigde onderdelen handmatig uit porselein of kunststof vormen. Volgens IKTS zouden de onderzochte

13 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Beschadigde historische vaas met olifantenkop uit de collectie van de Staatliche Kunstsammlungen Dresden. De tien centimeter lange, kapotte slurf kon met 3D-printen natuurgetrouw worden gereconstrueerd (Bron: Porzellansammlung, Staatliche Kunstsammlungen Dresden, foto: Adrian Sauer)

processen een interessante aanvulling kunnen zijn op de restauratie van kostbare porseleinen kunstvoorwerpen. Ook hopen de betrokken partijen dat er een impuls van het project zal uitgaan voor digitale uitwisseling tussen nationale en internationale kunstcollecties. Voordat vaasfragmenten met een 3D-printer kunnen worden gerepareerd, moeten ze namelijk eerst worden ingescand. In de toekomst zouden musea die digitale 3D-gegevens kunnen vergelijken met vergelijkbare beschadigde objecten elders. Hierdoor zou een digitale tweeling uit het origineel kunnen worden gemaakt.

De projectpartners hebben inmiddels hun resultaten gepresenteerd aan restaurateurs van gerenommeerde kunstcollecties en bedrijven uit heel Duitsland. De kunstwereld reageerde vooralsnog positief. Kort na de presentatie van de resultaten, ontving het consortium al het eerste verzoek voor een porseleinreconstructie.

3D-geprinte porseleinen slurf met een precies passend breekpunt. De binnen- en buitenondersteuningsstructuren moeten vervorming van het object tijdens het bakproces voorkomen

De nieuwe porseleinen 3D-printprocessen zijn volgens IKTS echter (voorlopig) nog te duur en tijdrovend om ieder gebroken kopje van oma’ te repareren. Volgens Tassilo Moritz, hoofd van de afdeling Formgebung und additive Fertigung bij IKTS zijn de nieuw ontwikkelde technieken geen processen voor de reparatie van

alledaagse objecten, maar vooral bedoeld voor historische kunstvoorwerpen die nu kunnen worden gerestaureerd met kwalitatief hoogwaardige materialen die identiek zijn aan die van het origineel.

Voeg informatie toe aan de Kennisbank Biobased Bouwen De Biobased Economy speelt een belangrijke rol in de duurzame ontwikkeling van Nederland en biedt nieuwe kansen voor het bedrijfsleven. Via de kennisbank kunt u kennis vergaren en delen over de beschikbaarheid en toepassingsmogelijkheden van biobased materialen, producten en bouwconcepten. Samen versterken we zo de biobased economie.

Ruim dertig partijen in de bouwsector ondertekenden de green deal biobased bouwen. Deze producenten, architecten, adviseurs en kennisinstellingen delen hun kennis rond kansrijke mogelijkheden van biobased bouwen. Ook de ministeries van Binnenlandse Zaken (Wonen en Rijksdienst), Economische Zaken, en Infrastructuur en Milieu ondersteunen de green deal.

Bouw ook mee aan de biobased economie en voeg uw project- of productbeschrijvingen toe aan deze kennisbank.

Kijk op www.biobasedbouwen.nl voor meer informatie>

advertentie.indd 1

14 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

1-2-2016 15:58:48

ONDERZOEK

Water gestimuleerde breukgroei in glas Pusan National University, Korea

Glazen ramen staan vaak gedurende langere tijd bloot aan zware omgevingsinvloeden zoals wind, regen en vocht. Dat zorgt voor kleine ‘contactfoutjes’ op het oppervlak, die groeien wanneer ze waterdruppels tegenkomen. Om de mechanismen achter dit fenomeen te begrijpen, onderzocht een team van onderzoekers van de Pusan National University, Korea, dit door water gestimuleerde kraakgedrag op twee veelgebruikte glassoorten. Hun bevindingen bieden ingenieurs en ontwerpers belangrijke inzichten in de oorzaken van glasbreuk.

Als water in contact komt met zulke oppervlaktedefecten, dringt het door in de microscheurtjes en lost langzaam de silicium-zuurstofbindingen op. Dit chemische proces breekt de glasnetwerken, waardoor geleidelijk de mechanische sterkte en optische eigenschappen van het glas achteruit gaan: een proces dat bekend staat als spanningscorrosie of subkritische scheurgroei (SCG).

Onlangs hebben wetenschappers onderzoek gedaan naar het effect van SCG op twee veelgebruikte soorten natronkalkglas: gegloeid en gehard glas. De meeste onderzoeken waren echter gericht op het vaststellen van scheurgroeisnelheden en er is niet veel bekend over het effect van water op de voortplanting van scheurdefecten. Bovendien is vooral gekeken naar gegloeid glas en niet naar gehard glas.

De resultaten van de studie zijn gepubliceerd in Journal of the European Ceremic Society, getiteld ‘Vickers crack extension and residual fracture strength of annealed and thermally tempered glass in water.’

15 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Om die reden heeft een team van onderzoekers van de Pusan National University (PNU) recentelijk onderzoek gedaan naar het door water gestimuleerd scheurgedrag van microdefecten in zowel gegloeid als gehard glas. Thermisch gehard glas is commercieel belangrijk. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in onder andere displays, beschermhoezen en autoruiten.

Om microscheurtjes op het oppervlak na te bootsen, maakten de onderzoekers kunstmatige defecten op een glazen oppervlak met behulp van een Vickersindenter - een instrument dat wordt gebruikt om de hardheid van een materiaal te testen. Vervolgens werden de monsters blootgesteld aan luchtvochtigheid en water om de scheurgroei te analyseren. Het team ontdekte dat de maximale lengte van de scheurgroei in gehard glas veel lager was dan in gegloeid glas.

Een daaropvolgende test waarbij de monsters 24 uur in water werden ondergedompeld liet zien dat er in gegloeid glas radiale scheuren ontstonden en laterale scheuren in gehard glas.

Volgens de onderzoekers geeft de vergelijkende studie nieuwe inzichten in het ontstaan van glasscheuren, wat nuttig kunnen zijn voor glasontwerpers, ingenieurs en architecten. En dat zeker nu klimaatverandering en de verwachte toename van (zware) stormen het meer en meer noodzakelijk maakt om veiligheidsproblemen met glazen ramen en constructies op te lossen.

TCKI

Optimalisatie van de stookcurve

Onderzoek uitstoken organisch materiaal in keramische producten

Figuur 1: Stapelwijze onderzocht pakket metselbakstenen. Verschillende thermokoppels zijn aangebracht om temperatuurverschillen gedurende het stookproces tussen de omgevingslucht en de kern van het pakket bij te houden

In de keramische industrie is klei het hoofdbestanddeel van de gebruikte grondstofrecepturen.

Klei bevat organische resten van planten, dieren en micro-organismen, ook wel humus genoemd.

Het gehalte organisch materiaal in de verschillende toegepaste kleien in Nederland varieert sterk, afhankelijk van onder meer de afzetgeschiedenis, ouderdom en het winningsgebied.

TCKI heeft onderzoek gedaan naar hoe het organisch materiaal in metselbakstenen het meest effectief kan worden uitgestookt.

Wilco van den Berg TCKI

Het organisch materiaal in metselbakstenen bestaat uit koolwaterstofverbindingen (C, H, O) in verschillende verhoudingen, en wordt door middel van de analyse organisch koolstof gekwantificeerd. Gedurende het stookproces van keramische producten zal organisch koolstof in het product gaan ontleden en verbranden vanaf circa 300 °C. Het volledig verbranden van organisch koolstof in het product dient te gebeuren tijdens de opwarmfase. Wanneer dit in onvoldoende mate heeft plaatsgevonden - voordat de start van het

16 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

sinterproces op hoge temperatuur wordt bereikt - kan het dan nog aanwezige koolstof blijvende ongewenste verkleuringen en effecten veroorzaken, zogenaamde (eventueel zelfs opgeblazen en verglaasde) reductiekernen. Het risico op het ontstaan van deze effecten neemt toe wanneer meer organisch materiaal in de grondstoffen aanwezig is.

In dit kader heeft TCKI onderzoek gedaan naar het uitstoken van organisch koolstof. Het doel van het onder-

zoek is te onderzoeken wat er chemisch gezien exact gebeurt tijdens het uitstoken van organisch koolstof gedurende het stookproces, en op welke temperatuur het uitstoken energetisch gezien het meest effectief kan plaatsvinden. Er zijn verschillende soorten gedroogde handvorm- en strengpers metselbakstenen tot bepaalde uitstooktemperaturen gestookt in een laboratoriumgasoven. Er is daarna niet doorgestookt naar toptemperatuur. In figuur 1 is de stapelwijze weergegeven. Er is bewust gekozen voor een dichte pakking, om zo het effect van reductie meer zichtbaar te laten zijn. Aan de hand van de mate van aanwezige reductiekernen en de chemische samenstelling van deze kernen is meer inzicht verkregen in de processen die plaatsvinden gedurende reductie.

Er zijn veel soorten oxides aanwezig in keramische producten. IJzer is normaal gezien, zeker in de grofkeramische industrie, verreweg het meest voorkomende element in keramische grondstoffen dat meerdere valenties heeft, namelijk 2+ en 3+. Dit betekent dat ijzer verschillende verbindingen kan aangaan met zuurstof (die altijd valentie 2- heeft), zoals FeO (ijzer(II) oxide), Fe2O3 (ijzer(III)oxide) en Fe3O4 (combinatie van ijzer(II)- en ijzer(III)oxide). Zuurstof zal worden onttrokken uit ijzeroxides wanneer te weinig zuurstof

Figuur 2: Reductiekern in een keramisch product

17 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

kan worden verstrekt uit de lucht voor de verbranding van organisch koolstof. De volgende reacties spelen daarbij een rol: 6Fe2O3 → 4Fe3O4 + O2 of 2Fe3O4 → 6FeO + O2 De verhouding Fe2+/Fe3+ zal hierdoor veranderen. Er is relatief meer Fe2+ aanwezig in het product direct na het onttrekken van zuurstof/ direct na het reduceren. In rivierkleien, die veelvuldig worden ingezet in de grofkeramiek, is ijzer normaal gesproken vooral als Fe2O3 aanwezig. Dit ijzeroxide is rood van kleur of bruin (als Fe2O3.H2O). Tijdens de reductie wordt dit Fe2O3 omgezet in Fe3O4, FeO of mogelijk zelfs in metallisch ijzer (in volgorde van steeds verder gaande reductie). Deze verbindingen zijn allen grijs/zwart van kleur. Hierdoor ontstaat, wanneer relatief veel organisch materiaal aanwezig is, een zeer duidelijk aanwezige donkere kleur in het product (reductiekern).

In figuur 2 is een reductiekern weergegeven.

De porositeit en de ‘pakking’ van de producten tijdens het stookproces spelen hierbij ook een rol. Een te dichte pakking van producten zorgt ervoor dat de binnenkant van het pakket (deels) wordt afgesloten van toevoer van verse lucht. Wanneer het product laag poreus is zal lucht minder gemakkelijk het product binnendringen. Vanwege de beperkte beschikbaarheid van zuurstof zijn de reductiekernen dan groter en soms ook zichtbaar aan het oppervlak van het product.

Tevens wordt heroxidatie van de reductiekernen bemoeilijkt. De porositeit van het product is afhankelijk van de gebruikte grondstofreceptuur. Maar ook de vormgevingsmethode speelt een rol, waarbij strengpersproducten over het algemeen een lage porositeit bevatten vanwege de dichte wijze van persen en het minder verschraald zijn van de kleireceptuur.

Heroxidatie van de gereduceerde (ijzer)verbindingen is nodig om de reductiekernen te doen verdwijnen.

Hierbij wordt, bij voldoende aanwezigheid van zuurstof, weer het rode ijzeroxide (Fe2O3) gevormd uit grijs/ zwart kleurende ijzeroxides. In de opwarmfase van het stookproces moet, afhankelijk van de hoeveelheid organisch materiaal, lange tijd een bepaalde temperatuur worden aangehouden ten behoeve van de volledige verbranding van organisch koolstof en de heroxidatie van de eventueel gevormde reductiekernen. Boven deze temperatuur zal door de verdichting de intrede van zuurstof slechter worden. Pas daarna kan worden opgestookt naar toptemperatuur. Wanneer te snel wordt opgestookt zal het eventueel overgebleven organisch koolstof doorreageren, waarbij CO2 en CO vrijkomt, en zal het product opblazen op toptemperatuur. De reductiekernen zullen blijven bestaan, wat de kwaliteit en het uiterlijk van het product niet ten goede komt. Het is ten aanzien van energieverbruik en de productiesnelheid van belang de meest optimale temperatuur te vinden voor het uitstoken van het organisch koolstof.

het pakket, aangegeven door het hoge Fe2+-gehalte.

Op een bepaalde temperatuur zal het sinterproces starten, wat een belemmering vormt voor het uitstoken van organisch koolstof en heroxidatie. Het sinterproces zorgt er namelijk voor dat poriën dichtsmelten, waardoor verse zuurstof uit de lucht moeilijker het product kan binnendringen. De verhouding Fe3+/Fe2+ is het laagst op 1000 °C, bovendien is het gehalte Fe3+ significant lager (bijna geen Fe3+ meer aanwezig). Hier wordt een aanwijzing gevonden dat op deze temperatuur het begin van het sinteringsproces is opgetreden, waardoor verse lucht met zuurstof (nog) minder goed naar de binnenkant van het productpakket kan doordringen. Hierdoor is minder zuurstof beschikbaar voor de heroxidatie van ijzeroxides. Dit zorgt voor een zeer laag Fe3+-gehalte. Bovendien geldt in het algemeen dat op hogere stooktemperaturen de heroxidatie van gereduceerd ijzer slechter verloopt.

Tabel 1: Resultaten van onderzoeken aan een product.

Aanhoudtijd toptemperatuur = 10 uur

In het uitgevoerde onderzoek is een product steeds tot een bepaalde uitstooktemperatuur gestookt. Na het stookproces is vervolgens onderzoek gedaan naar het organisch koolstof gehalte en het Fe2+/Fe3+-gehalte, van een product in de kern van het pakket en van een product aan de buitenkant van het pakket. Op deze manier wordt een beeld verkregen van de mate van reductie/heroxidatie dat heeft opgetreden, en mogelijke verschillen tussen de kern en de buitenkant van het pakket. Tabel 1 geeft de resultaten weer van één van de onderzochte producten.

Uit de resultaten wordt duidelijk dat het verbranden van organisch koolstof sneller plaatsvindt op hogere temperaturen. Op lagere stooktemperaturen is het gehalte organisch koolstof in de kern van het pakket hoger dan aan de buitenkant van het pakket, wat aangeeft dat te weinig zuurstof aanwezig is in de kern van het pakket voor een snelle volledige verbranding van organisch koolstof. Het organisch koolstof in de kern van het pakket wordt uiteindelijk wel volledig verbrand bij stokingen op hogere temperaturen. Er is dan nog wel duidelijk sprake van reductie in de kern van

Het blijkt dat voor dit onderzochte product een temperatuur van 900/950 °C optimaal is voor het uitstoken van organisch koolstof en de heroxidatie van tweewaardig ijzer. Op deze temperatuur zal de verbranding van organisch koolstof het snelst plaatsvinden, en zal heroxidatie niet worden belemmerd door de start van het sinteringsproces. De (bewust gekozen) dichte pakking van de producten zorgt er echter voor dat van heroxidatie van de reductiekern nog niet volledig sprake is. Er zal in dit geval in de praktijk een andere pakking moet worden gekozen, mogelijk in combinatie met een langere aanhoudtijd voor het uitstoken van organisch koolstof.

Naast de temperatuur spelen ook een aantal andere factoren een rol bij de (snelheid) van het verbranden van organisch koolstof en de heroxidatie, die per product zeer verschillend kunnen zijn. Denk hierbij aan de type kleimineralen en de daarmee samenhangende thermische stabiliteit en de poriegrootteverdeling. Er is daarom geen universeel optimum in temperatuur (en aanhoudtijd) voor het uitstoken van organisch koolstof, dit zal per product verschillend zijn. Aan de hand van een soortgelijk onderzoek is TCKI in staat voor alle producten te bepalen wat de optimale temperatuur is voor het uitstoken van organisch koolstof en de heroxidatie van tweewaardig ijzer. Hiermee kan ook het energieverbruik tijdens het opwarmen worden geoptimaliseerd en de productiesnelheid worden verhoogd.

Waar ren jij mee?

Ga naar rentegenkanker.nl

18 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

ONDERZOEK

Efficiëntierecord perovskiet zonneceltechnologie National University of Singapore (NUS)

Een team van onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) heeft een nieuw record gevestigd in de energieconversie-efficiëntie van zonnecellen die zijn gemaakt met perovskiet.

Volgens NUS maakt deze technologische doorbraak de weg vrij voor flexibele, lichtgewicht, goedkope en

ultradunne fotovoltaïsche cellen. In hun laatste werk hebben de NUS-onderzoekers een energieconversieefficiëntie van 23,6 procent aangetoond; wat tot nu toe een record is voor dit type zonnecellen. Het benadert de stroomconversieratio van 26,7 procent van siliciumzonnecellen, de meest gangbare zonnetechnologie in de huidige fotovoltaïsche markt.

Een aantal jaren geleden werd al aangetoond dat perovskiet-zonnecellen theoretisch even efficiënt zouden kunnen worden als traditionele kristallijn silicium (c-Si) zonnecellen. De verwachtingen ten aanzien van deze dunne film PV-technologie zijn dan ook hooggespannen. Volgens wetenschappers wijst alles erop dat deze perovskiet-zonnecellen een goede ‘tandem’ kunnen vormen met c-Si-zonnepanelen. Deze tandemcombinatie zal naar verwachting kosteneffectieve zonnepanelen opleveren met een rendement van meer dan dertig procent.

Met hun onderzoek betreedt het onderzoeksteam volgen NUS nieuwe wegen op het gebied van perovskiet/ organische tandemzonnecellen. Hun ontdekking opent de deur naar dunne-film tandem-zonnecellen die licht en buigbaar zijn, en breed toepasbaar zijn, bijvoorbeeld in zonwering op zonne-energie, voertuigen, boten en andere mobiele apparaten.

Ass. Prof Hou Yi (rechts), Dr. Chen Wei (links) en hun team hebben perovskiet/organische tandemzonnecellen ontwikkeld die een energieconversie-efficiëntie van 23,6 procent bereikten

Het onderzoek is op 20 januari 2022 gepubliceerd in Nature Energy: (Monolithic perovskite/organic tandem solar cells with 23.6 procent efficiency enabled by reduced voltage losses and optimized interconnecting layer).

Perovskiet zonnecellen Perovskiet zonnecellen zijn flexibel, licht, goedkoop en ultradun. De grondstoffen om perovskiet halfgeleiders te maken zijn goedkoop en er is maar een superdun laagje perovskiet nodig in een zonnecel. Bovendien kan perovskiet met een relatief eenvoudig depositieproces en bij betrekkelijk lage temperatuur op een substraat worden aangebracht, waardoor de productiekosten ook relatief laag zijn. Bovendien is er relatief weinig energie nodig om een perovskiet-cel te maken. De meest efficiënte commercieel verkrijgbare zonnecellen van silicium daarentegen worden gebakken op temperaturen boven 800 °C. Nadeel is dat de opbrengst aan elektriciteit nog achterloopt op die van silicium-cellen en dat de stabiliteit van het perovskiet te wensen overlaat. Veel onderzoek is erop gericht om deze problemen op te lossen.

19 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

TCKI

Excursion to Stephan Schmidt Group in the Westerwald region

The first group at the Wimpfsfeld pit, a deposit of high-quality, light-firing clays

For many years now, students from the KNB post-HBO course, given by TCKI, have visited Stephan Schmidt KG in Langendernbach after having completed their course module on raw materials. This excursion traditionally takes place in November, under the direction of Hans van Wijck. As the excursion had unfortunately not been possible in Covid year 2020, two events, each with around 20 students, were held in 2021: the date for the postponed excursion being in September while the traditional annual excursion went ahead in November. For both excursions, most of the visitor groups came from the heavy clay ceramics sector.

Anett Hümmer, Stephan Schmidt KG

Stephan Schmidt, Managing Partner, personally welcomed the groups and presented the raw materials company. His claim that every person uses around 29 tons of clay over 70 years gave rise to some astonishment.

The raw materials supplier, now under the ownership of the third generation of the family, celebrates its 75th anniversary in 2022.

The Schmidt Group is known for supplying raw material blends with consistent quality. In 20 surface mines, including sixteen in the Westerwald region, two in Central Hesse and two in Eastern Germany, around

20 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

400 tons of clay are extracted - that is approx. 1.6 million tons annually. In 2021, the Group introduced a new raw material characterization, with which the individual mined clays are distinguished on the basis of various parameters. Based on these characterizations, the different clay blends are prepared. Most of these blends are specifically adapted to customer needs. Depending on customer requirements, they are further processed to ground clay or granulate bodies.

Besides its Ceramics Division, Stephan Schmidt Group has been successfully working in areas outside the ceramics industry for many years. For the students,

With the dense November fog, the visitors were only able to guess the dimensions of Meudt pit

some applications for specialty clays were new, e.g. for borehole sealing.

The theory-based introduction was followed by a practical session: the September group, in the meantime experienced ceramics students, had the good fortune to view the Wimpsfeld pit and then the homogenization, preparation and grinding facility at Maienburg in glorious weather. At the Wimpfsfeld mine, the visitors were impressed by the selective extraction of the individual layers of clay. To reach these, a large quantity of overburden must be stripped and moved. For the students, all of whom work in ceramics companies and study part-time, so to speak, it was really worth seeing

The grinding process at the Sedan preparation plant

21 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

how much effort is involved in extracting the clay.

At Maienburg, predominantly white-firing clays are processed. The students had the opportunity to learn about the entire value-added chain - from pit clay to enamel clays packed into bags.

During the November visit, the weather was unfortunately not so favourable: dense fog billowed through Meudt pit so that the visitors were hardly able even to make out the bottom of the currently around 50 m deep pit. The largest pit of Stephan Schmidt Group was impressive, nevertheless. The around 500 000 tons of clays extracted per year include light-firing clays, along with the well-known red grades, which

Maximilian Ferdinand, Head of the Application Engineering department, explained customer-specific development at Stephan Schmidt Group

many of the participants process in their plants to produce bricks and tiles. Stephan Schmidt Group has big plans for this pit. Investment will start from 2022, with a belt conveyor and new bays, with preparations already underway in 2021. During the subsequent tour around the Sedan mixing and grinding plant, the students were able to trace the route from the pit through ground clay to red-firing granulate bodies.

Following a lunch at the Stephan Schmidt Group headquarters, the students were split into two groups and started their tour through the laboratories and the development department.

Olaf Schlimm, Head of the Central Laboratory and QA, explained the route of clay samples through the different QA areas, starting with a representative sample from the pit through to the QA certificate for the customer. Maximilian Ferdinand, who heads the Application Engineering unit, presented the development

department. He clearly explained to the students how all new products are developed in close cooperation with the customer.

After the official part in Langendernbach, some of the participants made an interim stop at Bendorf Harbour.

Stephan Schmidt Group supplies its specialty clays worldwide, by lorry, rail or ship. From Bendorf Harbour, large quantities, above all red-firing clays, are transported by ship to brickworks in Germany, Belgium and the Netherlands.

For 2022, too, another excursion of the TCKI is planned. Stephan Schmidt looks forward to perhaps welcoming Ronny Lugtenberg together with the students and their teacher Hans van Wijck. Alongside his work as TCKI Director, Ronny Lugtenberg, the successor to Hans van Wijck, will assume responsibility for further training of the students in the medium term.

Olaf Schlimm, Head of the Central Laboratory and QA, informed the visitors about quality control of the different raw materials

22 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

INNOVATIE

Nooit meer prikangst met keramische pleister

Louis Winnubst, Mike de Leeuw, Gerard van Nifterik

MyLife Technologies BV (Leiden) werkt aan een innovatieve toedieningstechnologie voor vaccins via keramische vaccinpleisters. De keramische vaccinpleisters zijn uitgerust met piepkleine keramische micronaaldjes die ervoor zorgen dat vaccins pijnloos en uiterst efficiënt kunnen worden toegediend. Hierdoor worden in de toekomst injectiespuiten in de toekomst overbodig voor bijvoorbeeld Covid-19, vaccincampagnes en bepaalde kankerbehandelingen overbodig worden.

Er zijn miljoenen geïnvesteerd om de technologie te kunnen testen.

MyLife Technologies, dat zich richt op de ontwikkeling van keramische vaccinpleisters voor de eenvoudige, efficiënte en pijnloze toediening van vaccins via de huid, heeft € 3,5 miljoen opgehaald bij Fare Capital BV, SAL Beheer BV, informele investeerders en de bestaande aandeelhouders. Met dit kapitaal wordt de productie van de vaccinpleisters voor klinische studies gestart en investeert het met partners in demonstratieprojecten tegen Covid-19, HPV en in vaccintherapie tegen bepaalde soorten kanker. MyLife voorziet begin 2023 een volgende investeringsronde van zo’n € 15 miljoen voor onder andere de bouw van een proeffabriek en uitbreiding van de activiteiten naar de VS en Azië.

23 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Aubergines De basis voor de keramische pleister werd ruim tien jaar geleden gelegd door onderzoekers van de Universiteit Twente onder leiding van dr. Regina Luttge, en wel aan het UT- MESA+ onderzoeksinstituut. Ze ontwikkelden een methode waarbij met behulp van een micromoldingproces stabiele, nanoporeuzemicronaald-arrays van Al2O3 konden worden gemaakt. .

Na sinteren bij temperaturen tussen 1300 en 1500 °C werden keramische pleisters verkregen met een porositeit van 30 procent en een poriegrootte van 80 nm.

Daarna werd eerst met behulp van aubergines aangetoond dat deze nanoporeuze naalden effectief konden worden gebruikt voor zowel het inbrengen van stoffen

De nadelen van een injectienaald en de voordelen van een keramische pleister in een oogopslag

als de extractie daarvan. Vervolgens werd de afgifte van verbindingen geëvalueerd in een ex-vivo menselijk huidmodel.

Met dat idee startte MyLife Technologies in 2012 als een spin-off van de Universiteit Twente. De onderneming heeft tot doel het commercialiseren van de innovatieve keramische pleister (Micro-Needle Array Patch) voor intradermale toediening van vaccins en geneesmiddelen.

Poreuze structuur Gemaakt van inert keramisch materiaal, bevat een pleister ongeveer honderd microscopisch kleine naaldjes. Ze dringen door de buitenste huidlaag, maar bereiken nooit de gevoelige zenuwen of bloedvaatjes.

Daardoor is het aanbrengen en het toedienen van vaccins of medicijnen geheel pijnloos, te vergelijken met het aanbrengen van een normale pleister. De nanoporeuze structuur van het gepatenteerde keramisch materiaal kan tot vijftig keer meer vaccinmateriaal of medicijnstoffen vasthouden en afleveren dan micronaaldjes die gemaakt zijn van andere materialen.

Voordelen keramische pleister:

• • • • • • •

Veel lagere vaccindoses dan spierinjectie Geen reden voor prikangst Eenvoudiger te bewaren vaccins Minder bijwerkingen Lagere kosten Draagt belangrijk bij aan het vroegtijdig beteugelen van potentiële epidemieën/pandemieën in midden- en lage inkomenslanden Verlaagt drempel voor onder andere HPVvaccinatie bij kinderen en adolescenten

Het door MyLife Technologies ontwikkelde keramiek is volledig inert, niet-uitlogend en niet afbreekbaar.

Het poreuze keramische materiaal biedt uitstekende oppervlakte-eigenschappen voor coating/adhesie en voor snelle vloeistofopname.

Het volledige volume van de array inclusief de achterplaat (de ‘rug’ van de pleister) kan worden gebruikt voor het laden van actieve stoffen.

De fijne korrelstructuur van deze keramische pleisters resulteert in een nano-porie structuur terwijl poriën kunnen worden geproduceerd met kleinere of grotere diameters om de belasting en release eigenschappen exact af te stemmen.

Efficiënter Afgifte van vaccins via de huid is veel efficiënter dan via een standaardinjectie in de spieren. MyLife werkt aan het verlagen van vaccindoses met een factor vijf tot twintig om tot dezelfde bescherming te komen met minder bijwerkingen. In de bovenste huidlagen bevinden zich speciale immuuncellen, die vaccins tegen virussen en bacteriën kunnen opnemen. In de spieren komen deze speciale cellen normaliter niet voor. Bij vaccin-injecties in spieren worden extra chemische stoffen, zogenaamde adjuvantia, toegepast om die

24 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

cellen alsnog naar de plaats van injectie te lokken om voldoende immuunreactie te bereiken. Bij afgifte via de huid zijn deze adjuvantia meestal overbodig.

Daarnaast verbetert MyLife met haar keramische materialen bestaande of nieuwe vaccins tot een stabiel, droog product dat houdbaar blijft bij normale temperaturen. Daarmee bespaart men veel tijd, geld en productverlies op de momenteel gangbare dure en complexe koude-keten-transport en -opslag van vaccins. Door het ontwerp van deze keramische pleisters is het aanbrengen eenvoudig en pijnloos. Dat biedt oplossingen voor veel mensen met naaldangst. De keramische pleister wordt binnen dertig seconden aangebracht, zoals iedere andere pleister en kan er na enkele minuten eenvoudig worden afgehaald en verwijderd als normaal restafval.

epidemieën/pandemieën (‘Pandemic Preparedness’) en biedt betaalbare oplossingen voor vaccinaties in midden- en lage inkomenslanden. Daartoe werkt MyLife Technologies al samen met internationale vaccinbedrijven en is er contact met wereldwijd werkende NGO’s zoals PATH, GAVI, CEPI en de Bill & Melinda Gates Foundation. Zo wordt er gewerkt aan laagdrempeliger toediening van vaccins tegen COVID-19, Humaan Papilloma Virus (HPV), Influenza en therapeutische vaccines tegen diverse vormen van kanker.

Referenties:

• •

Pandemic Preparedness De voordelen van de micronaald-pleisters zijn legio: minder vaccinstoffen per behandeling, minder bijwerkingen, geen naaldangst en (veel) lagere kosten.

De oplossing waaraan MyLife Technologies momenteel werkt, zou volgens het bedrijf goed ingezet kunnen worden bij het vroegtijdig beteugelen van potentiële

5,6 & 7 april 2022 UTRECHT (WERKSPOORKATHEDRAAL)

25 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

• • •

Svetlana Bystrova and Regina Luttge, ‘Micromolding for ceramic microneedle arrays’ Microelectronic Engineering, Volume 88, 2011, 1681 - 1684.

Michel Verhoeven, Svetlana Bystrova, Louis Winnubst, Hammad Qureshi, Tanja D. de Gruijl, Rik J. Schepper and Regina Luttge, ‘Applying ceramic nanoporous microneedle arrays as a transport interface in egg plants and an ex-vivo human skin model’ Microelectronic Engineering, Volume 98, 2012, 659-662.

Regina Luttge, Maciej Domanski and Louis Winnubst, ‘Ceramic nanomolding’, KGK nr 4 2011 ‘Keramische micronaalden: Pijnloos prikken, beter vaccineren’, KGK nr 2 2013 www.mylifetechnologies.nl

De data en locatie van MaterialDistrict 2022 zijn bekend. Het evenement verhuist van maart naar 5,6 & 7 april en van Rotterdam naar Utrecht (Werkspoorkathedraal).

MaterialDistrict Utrecht (voorheen Material Xperience) is het enige jaarlijkse evenement in Nederland dat materiaalfabrikanten en bestekschrijvers van materialen in alle sectoren van de ruimtelijke vormgeving (interieur, architectuur, tuin & landschap, vrije tijd, meubel& interieurbouw en expositie, podium & decor). https://utrecht.materialdistrict.com

Meeting Materials Postponed to 5 April 2022, Noordwijkerhout This year’s session topics will be: • • • • •

Engineering materials (including additive manufacturing and steel manufacturing) Sustainability Artificial Intelligence in materials modelling and manufacturing Advanced Materials Characterisation Metamaterials (4TU.HTM session)

Elevator Pitches SMEs (MKB) or start-ups involved in materials development are invited to participate in the yearly Elevator Pitch session. An unique opportunity to catch the attention of a very diverse audience with a 90 seconds presentation.

Meeting Materials 2019 (Foto: M2i)

What began in 1997 as an annual meeting for the Dutch materials science community, existing of a dozen researchers, students and industrial partners has blossomed into an invigorating event about innovations in materials. This year we again expect over 300 participants, representatives from SME’s to renowned industrial manufacturing companies, and from international universities and research institutes. This year the Program consists of interesting workshops and presentations and of course a lot of opportunities to expand your network.

M2i Meeting Materials 2021 is free of charge and open for everyone who is interested in materials development. The conference is an opportunity to learn about the latest insights and developments in the field of innovative and smart materials, along with ways in which these materials can stimulate economic progress and a sustainable society.

This day is co-organized with 4TU.HTM and supported by the Bond voor Materialenkennis (BvM).

26 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

Exhibition of expertise All participants in the Elevator Pitch session will get the chance to display their products and services in the central conference hall throughout the conference. Great opportunity to network with the audience.

Interested in joining the Elevator Pitch session? Please email your input to conference@m2i.nl

http://hightechmaterials.4tu.nl

Select key words and find relevant materials scientists or research groups within 4TU.

High-Tech Materials form the key to innovative and sustainable technology

www.4tu.nl/htm @4TU_HTM

4TU.HTM Research Programme New Horizons in Designer Materials | Visibility and accessibility of Materials Science & Engineering | Annual symposium Dutch Materials | 4TU.Joint Materials Science Activities | web application http://hightechmaterials.4tu.nl

AGENDA De corona-crisis maakt het onzeker of evenementen op de geplande datum zullen plaatsvinden. Veel evenementen worden uitgesteld.

Onderstaande agenda geeft de stand van zaken weer per februari 2022.

Voor de actuele stand van zaken: www.kgkmagazine.nl

Material District 5 - 7 april 2022, Utrecht https://utrecht.materialdistrict.nl/

Challenging Glass 8 23 - 24 juni 2022, Gent https://www.challengingglass.com/

Bioceramics 32 20 - 23 september 2022, Venetie http://bioceramics32.org

Gevel 2022 31 mei - 2 juni 2022, Utrecht www.gevel-online.nl/

ECerS Conference and Exhibition 10 - 14 juli 2022, Krakow https://ecers.org

Colloquium on Refractories 2022 28 -29 september 2022, Aken http://ecref.eu/index.php?id=icr&L=1

Glasdag 2022 9 juni 2022, Leusden www.glasinbeeld.nl/glasdag/

Medic 20 - 23 september 2022, Venetië http://bioceramics32.org

BAUMA 24 - 30 oktober 2022, München www.bauma.de

Ceramitec 21 - 24 juni München https://www.ceramitec.com/en/

Tecna 2022 27 - 30 september 2022, Rimini, Italië https://www.tecnaexpo.com/

VETECO 2022 15 - 18 november 2022, Frankfurt am Main https://www.ifema.es/en/veteco

Ceramic Congress/Cimtec 2021 20 - 29 juni 2022, Montecatini Terme http://2022.cimtec-congress. org/15thceramics-congress

Glasstec 20 - 23 september 2022, Messe Düsseldorf www.glasstec-online.com

27 | KGK Jaargang 43 2022 | Nummer 1

MARKTINF IN MARKT

MARKT INFO Delfstoffen en industriële mineralen

Grondstoffen Algemene Grondstoffen

Rieter Morando s.r.l.

de Beijer Bouwgrondstoffen Betanet Industrial Minerals B.V. d’Artgnanlaan 46 6213 CK Maastricht T (043) 321 45 14 E administratie@betanet.nl www.betanet.nl

Waalbandijk 69 6669 MC Dodewaard T (088) 4006 300 E info@debeijerbv.com www.debeijerbv.com

Strada Rilate 22, 14100 Asti- Italy T +39 0141 417311 F +39 0141 417504 info@rietermorando.com www.rietermorando.com

Grondstoffen Keramische/vuurvaste grondstoffen

Drogerijwagens en droogplaten Delgromij B.V. Goerg & Schneider GmbH u. Co. KG Guterborn 1 D-56412 Boden Duitsland T +49 (0)2602 9273-0 E info(at)goerg-schneider.de www.goerg-schneider.de

Postbus 200 6660 AE Elst T (024) 348 88 44 F (024) 348 88 40 info@delgromij.nl www. delgromij.nl

Stafier Holland bv Postbus 34, 6900 AA Zevenaar Marconistraat 35-37 6902 PC Zevenaar T (0316) 33 27 41 E info@stafier.com www.stafier.com

Gevelstenen

Adolf Gottfried Tonwerke GmbH Gottfried Feldspat GmbH Hendrik Bedrijven Brunssum BV Waubacherweg 20 6442 PW Brunssum T (045) 527 04 56 mobiel: 06 53 39 26 46 E hendrik@mourik.com www.mourik.com

Tonwerkstrasse 3 D-96269 Grossheirath/Coburg T +49 9565 797 0 F +49 9565 79735 E info@gottfried.de www.gottfried.de

Hendrik Bedrijven Brunssum B.V. is een dochtermaatschappij van Joh. Mourik & Co. Holding B.V.

Rodruza BV Sint Canisiussingel 20 6511 TJ Nijmegen T (024) 329 74 50 F (024) 322 27 68 E info@rodruza.nl www.rodruza.nl

Helmut Kreutz Mahlwerke GmbH Helmut-Kreutz-Strasse 35708 Haiger T +49 (0) 02773 9441-0 F +49 (0) 02773 9441-60 E info@kreutz-mahlwerke.de www.kreutz-mahlwerke.de

28 | KGK Jaargang 42 2023 | Nummer 1

NFO FO

MARKT INFO Milieu Afzuiginstallaties

Vuurvaste materialen

Saarfeldspatwerke H. Huppert GmbH & Co KG Kobenhüttenweg 43 D-66123 Saarbrücken Duitsland T +49 681 968790 F +49 681 62296 E info@saarfeldspat.de www.saarfeldspat.de

Mesys Industrial Air Systems BV Molenstraat 27 6914 AC Herwen T (0316) 24 87 44 F (0316) 24 85 44 E info@mesys.nl www.mesys.nl

EmcoTherm M. Moutin, P. Schmitz - GbR Nerscheider Weg 74 D-52076 Aken, Duitsland T +49 2408 955 8280 F +49 2408 955 8655 E info@emcotherm.com www.emcotherm.com

Stephan Schmidt Gruppe Bahnhofstraße 92 D-65599 Dornburg T 0049 6436 609 0 F 0049 6436 609 49 E marketing@schmidt-tone.de www.schmidt-tone.de

Wetering Cultuurtechniek b.v.

Insulcon B.V. Hellmich GmbH & Co. KG Holtkampweg 13 32278 Kirchlengern Duitsland info@hellmich.com T +49 5223 75770 F +49 5223 757730 www.hellmich.com

Technische keramiek

Cereslaan West 11 5384 VT Heesch T 0412-451368 E contact@wetering.nl www.wetering.nl

Interesse in vermelding in deze rubriek?

Neem contact op met de uitgever: 0183 66 08 08; info@kgkmagazine.nl

Zilverhoek 4 4651 SP Steenbergen T (0167) 56 57 50 F (0167) 56 62 63 E info@insulcon.com www.insulcon.com

Refratechnik Ceramics GmbH Barkhausener Strasse 55 D-49328, Melle T 0049 5427 81 0 F 0049 5427 81 102 E ceramics@refra.com www.refra.com

Gimex technische keramiek Grasbeemd 21 5705 DE Helmond T (0345) 574 255 E info@gimex.nl www.gimex.nl

29 | KGK Jaargang 42 2023 | Nummer 1

Eigen mensen en materieel; dat is de kracht van Wetering.

Van het vooronderzoek bij kleiwinning tot ondersteuning bij het ontwikkelen van een nieuwe kleireceptuur.

Foto: depot bemonstering Het volledig ontzorgen van de klant en streven naar honderd procent kwaliteit staan hoog in het vaandel bij Wetering. Machines zijn geheel uitgerust met een 2D GPS-systeem om de kleilagen nauwkeurig te verwerken. De gecreëerde lagen worden in vakken verdeeld en dagelijks bemonsterd, waarna op analyseresultaten wordt geanticipeerd. Het geleverde eindresultaat moet daarbij de juiste hoeveelheid natuurlijke grondstoffen bevatten.