DEL084 – 11200451 biocementatie in de ondergrond: Verplaatsing toepassingsbereik naar grond met hoger silt of lutumgehalte

Geplaatst op: 29 maart 2021

Aanleiding van het project

Biocementatie kan de sterkte en doorlatendheid van grond sterk beïnvloeden met toepassingen in aardbevingsgevoelige gebieden of als erosiebeschermingsmaatregel, of ter preventie pipingproblematiek bij dijken. Naast biocementatie kan ook gasontwikkeling door micro-organismen zorgen voor een ander (verbeterd) grondgedrag. Stabilisatie van fijne en siltige zanden is een terugkerende vraag op (inter)nationale civiele projecten, zowel in het kader van erosie (bijv scour rondom offshore structures) maar ook in relatie tot aardbevingsbelastingen (liquefaction).Hierbij zijn de te bereiken sterktes ordes van grootte lager dan in de ”biogrouting” toepassingen waar in het verleden naar is gekeken.Huidig onderzoek en toepassingen hebben zich vooral gericht op zand (en in een enkel geval grind) met relatief hoge sterktes, maar nooit op toepassingen met grotere hoeveelheden fijn materiaal en lage sterktes.

Doel van het project

(beschrijf de projectdoelstellingen en doelen in SMART termen: Specifiek, Meetbaar, Acceptabel, Realistisch en Tijdgebonden. De doelen moeten gelinkt worden met de doelstellingen zoals verwoord in het Kennis- en Innovatieagenda Deltatechnologie)
Doel van dit TKI is in hoeverre bestaande biologische methodes voor het verbeteren van grondeigenschappen kunnen worden ingezet in een breder toepassingsgebied, zoals erosiebescherming, taludstabilisatie of liquefaction mitigationZowel de mate van cementatie als gasontwikkeling in de porienruimte zijn daarbij doelen; gekeken zal worden naar veranderingen in contractant gedrag, stijfheid en sterkteontwikkeling van de behandelde monsters. Op basis hiervan kan een werkmethode worden uitgewerkt voor het opschalen van de resultaten uit de labproeven naar een praktijksituatie.
Daarbij wordt gewerkt
– met grond van mogelijk te behandelen locaties (en niet met modelzanden)
– met mogelijk vervuilde grond
– met grond met een grote fijne fractie
– op pilotlocaties

Uitgevoerde activiteiten

2017Q1:
– Voorbereiden proef
– Kweken of ophopen geschikte microorganismen
– Selecteren geschikte pilotlocatie/beschikbaarheid monsters
2017Q2:
– Uitvoeren 5 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 1)
– Uitvoeren 3 proeven in triaxiaalcellen met metingen van biochemische en geotechnische parameters (grondtype 2)

2017Q3:
– vertaling concept naar pilottoepassing
– inventarisatie commercieel interessante toepassingen

2018Q1: voorbereiden pilot biocementatie
2018Q1Q2: uitvoeren pilot
2018Q2-Q4: ontwikkelen gasvorming en compactie

2019Q2/3:
– Rapportage en disseminatie

Gerealiseerde resultaten

-De proeven gaan uitsluitsel geven (proof of principle) van de toepasbaarheid van biocementatie in gronden met een grote fijne fractie.
-Effecten van heterogeniteit en praktijk-effecten worden beschreven
-Mogelijkheden en uitvoeringsmethodiek voor gasvorming gekoppeld aan compactie beschikbaar in werkprotocol.

Innovativiteit

Het project heeft een kennismeerwaarde
-op het gebied van toepassing van biocementatie door het exploreren van een veel breder toepassingsgebied
-op het gebied van toepassing door in samenwerking met de industrie praktische en kosteneffectieve aanbrengmethodes voor uitvoering te onderzoeken
– door experimenteel te werken met een biochemische reactie in een geotechnische opstelling (triaxiaal-cellen), waardoor onder geotechnische gedefinieerde omstandigheden beproefd kan worden. Het gebruik van dergelijke opstellingen komt zeer weinig voor.
-Door toepassing van het proces van biocementatie op de grootste schaal ooit in een pilot toegepast wordt unieke kennis verkregen

Valorisatie

Valorisatie vindt plaats door directe toepassing op een (nader te bepalen) specifieke locatie, zodat direct de praktische wensen en eigen kunnen worden meegenomen en het geen academisch experiment wordt.
Bovendien wordt –indien succesvol- actief gezocht naar mogelijkheden voor verdere opschaling (pilot testen)
Resultaten zullen gepresenteerd worden op nationale en internationale platforms (bij voorbeeld BodemBreed, RemTech, WaterTech, Canadian Urban Institute) en er wordt gestreefd naar een wetenschappelijke publicatie om ook de kennisontwikkeling goed vast te leggen.
Resultaten worden voorgelegd aan mogelijke gebruikers. De schaal van de pilot maakt dat apparatuur getest kan worden, en vertrouwen van gebruikers kan worden gewonnen voor praktijkschaaltoepassing.

Link naar projectresultaten…