Nijpend woningtekort vs. strenge regels uitstoot: deze start-up biedt uitkomst

Het Eindhovense Zavhy wil de bouwsector verduurzamen en digitaliseren met het 3D-printen van beton (3DCP).

Het is een van de grootste uitdagingen in Nederland. Aan de ene kant: het woningtekort, waarover bureau ABF Research vorige week bekend maakte dat het opnieuw fors gestegen is (een toename van 75.000 huizen in 2022 tot een tekort van 390.000 in totaal). Aan de andere kant: strengere regels voor gasuitstoot die ervoor zorgen dat het ene na het andere (nieuw)bouwproject stil komt te liggen. 

Een spin-off van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) werkt hard aan een oplossing. Die oplossing komt in de vorm van 3DCP. “Met deze technologie kunnen we sneller bouwen en de kwaliteit van de bouw verbeteren. Bovendien wordt het proces goedkoper en duurzamer, omdat we het materiaal efficiënter kunnen gebruiken”, legde ceo en medeoprichter Zeeshan Ahmed van de techstart-up vorig jaar uit aan IO.

Het afgelopen jaar is er veel gebeurd. Met de twee 3DCP-systemen die Zavhy ontwikkelde, werden positieve testresultaten behaald, de start-up sloot deals met nieuwe partners en introduceerde een alternatief bindmiddel voor beton. Reden genoeg om bij te praten met Zeeshan en R&D engineer Taco Westerouen van Meeteren.

RED en FRED

Het idee voor Zavhy ontstond toen Zeeshan tijdens zijn PhD aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) onderzocht hoe de twee grote beperkingen van 3DCP-technologie – het ontbreken van zowel stalen bewapening (dat zorgt voor stevigheid) als additieven (die de eigenschappen van beton verbeteren) – konden worden verholpen.

Zijn onderzoek resulteerde in twee revolutionaire 3DCP-systemen: RED en FRED – (Fibre) Reinforcement Entrainment Device. Waar vorig jaar nog onduidelijk was of (F)RED voldoende treksterkte kon toevoegen aan geprinte betonstructuren en of de toepassing van de technologie genoeg kostenvoordeel met zich mee zou brengen, zijn die twee obstakels inmiddels overwonnen.

“We hebben bewezen dat we structurele staal fibers, grove aggregaten én bewapening in de vorm van staalkabels kunnen implementeren in 3D-geprint beton. De treksterkte van de geprinte structuur hebben we verhoogd van acht à negen MPa naar achttien à twintig MPa*. Bovendien wijzen testen uit dat de kosten van ons printbeton met twintig a dertig procent kunnen verlagen door grove aggregaten* toe te voegen”, vertelt Zeeshan.  Het RED-systeem is onder andere gebruikt om zowel de 3DCP-brug in Gemert (de eerste gewapende 3DCP-brug ter wereld) als de fietsbrug in Nijmegen te versterken.

Een groot voordeel van het 3D-beton dat Zavhy ontwikkelt, is dat er geen externe bekisting nodig is, maar dat de bewapening intern is opgenomen in het beton. “Waar je normaal gesproken hele ingewikkelde bekisting nodig hebt om geavanceerde vormen te maken, kun je nu gewoon materiaal toevoegen waar het nodig is. Dit zorgt ervoor dat we veel minder materiaal nodig hebben”, legt Van Meeteren uit. 

Fors minder CO2-uitstoot

Ook op het gebied van duurzaamheid boekte de start-up veelbelovende resultaten. Het bedrijf wist het gebruik van cement te verminderen 75 procent in verhouding met commerciële 3DCP mengsels. Door het gebruik van alternatieve binmiddelen in het printbeton, werd de CO2-voetafdruk teruggebracht van 400 naar 100 kilo CO2 per kubieke meter. Zeeshan: “Bovendien is het bindmiddel dat we gebruiken is afkomstig uit gerecycled afval uit de metaalindustrie. Grootschalige toepassing van onze technologie kan een grote cruciale bijdrage leveren aan verduurzaming van de bouw.”

"Grootschalige toepassing van onze technologie kan een grote cruciale bijdrage leveren aan verduurzaming van de bouw."

CEO en medeoprichter Zeeshan Ahmed

Hard- en software, bouwprojecten en een 3DCP faciliteit

Het jonge bedrijf werkt samen met hun consortiumpartners aan een totaaloplossing voor de bouwindustrie om de groei van de 3DCP-markt te stimuleren. Zavhy richt zich op het ontwikkelen van nieuwe 3DCP hardware- en softwaretechnologie, draagt bij aan het realiseren van 3DCP bouwprojecten en zet uiteindelijk een 3DCP productiefaciliteit op waar constructies en ontwerpen kunnen worden geprint.Uiteindelijk wil Zeeshan zijn systeem franchisen, om de doelstellingen van de Nederlandse overheid te ondersteunen om een miljoen huizen te bouwen in 2030. Tegen 2025 moeten er ten minste tien andere 3DCP-franchises werken met het systeem van Zavhy.

“Mede door onze veelbelovende onderzoeksresultaten hebben zich, naast Van Beek and TBRM ES, acht nieuwe bedrijven aangesloten bij ons consortium. Die bedrijven variëren multinationals als Bekaert en Yaskawa tot lokale, Nederlandse bouwbedrijven – Dekker Groep, Remmits GWW, Remix Droge Mortel BV en IMd Raadgevende Ingenieurs – en innovatieve TU/e start-ups zoals AGMAH en Qugate. We beschouwen dit als een belangrijke mijlpaal in het aantrekken van de industrie om samen te werken aan een 3DCP-oplossing voor de bouwsector. We hebben een gezamenlijk doel: het ontwikkelen van een visie voor duurzame, betaalbare huisvesting en infrastructuur in Nederland”, aldus Zeeshan.

"We hebben een gezamenlijk doel: het ontwikkelen van een visie voor duurzame, betaalbare huisvesting en infrastructuur in Nederland”

CEO en medeoprichter Zeeshan Ahmed

Tot slot was de financiële steun die het consortium ontving van de Nederlandse overheid via de REACT EU, MIT R&D en TTT (Thematische Technologie Transfer) subsidies van vitaal belang voor het creëren van het consortium en de industrialisatie van de 3DCP-technologie.

De ondernemer benadrukt dat het belangrijk is dat bedrijven uit verschillende domeinen binnen 3DCP technologie – ontwerp en bouw, robotica en material engineering – zich aansluiten bij het consortium. “Alleen als de technologie die binnen het ene domein is ontwikkeld, compatibel is met technologie van de andere domeinen, kunnen we de 3DCP-technologie toepassen. We werken op dit moment aan de ontwikkeling van een nieuw brugproject. Dit wordt een upgrade van eerdere 3DCP-bruggen in Nijmegen en Gemert met betrekking tot het verbeteren van de sterkte, duurzaamheid, kosten en milieu-impact. En, het belangrijkste: het bieden van een oplossing voor het verbeteren van automatisering en digitalisering bij de bouw van dergelijke infrastructuurprojecten.”

<sub>* MPa: megapascal. Pascal is de SI-eenheid voor druk.
* Beton bestaat uit cement en water, aggregaten worden gebruikt als vulstof.</sub>