Digestaat opslaan in beton: waarom de betonsamenstelling anders is

Digestaat is geen mest. Het is wat er van mest en co-substraat overblijft nadat een vergister er het methaan uit heeft gehaald, en het gedraagt zich chemisch anders: hogere pH, hogere temperatuur, meer ammoniumstikstof en een sterkere gasfase boven het vloeistofniveau. Een opslag die voor drijfmest volstaat, is daarom niet automatisch geschikt voor digestaat.

Waarom digestaat agressiever is

In een vergister wordt het gemakkelijk afbreekbare organische materiaal omgezet in biogas. Wat overblijft, is dunner, gehomogeniseerder en warmer dan de mest die erin ging. Drie eigenschappen zijn bepalend voor de opslag:

• Temperatuur. Digestaat verlaat de vergister warm. Warmer beton betekent snellere chemische reacties, en bij het afkoelen ontstaan temperatuurverschillen over de wanddikte die spanning geven.
• Ammoniak en pH. Het aandeel ammoniumstikstof is hoger en de pH ligt doorgaans hoger dan bij ruwe drijfmest, waardoor er meer ammoniak vrijkomt naar de gasfase.
• Zwavelverbindingen. Waterstofsulfide in de gasruimte wordt op het vochtige betonoppervlak biologisch omgezet in zwavelzuur. Dat is het mechanisme dat beton in de gasfase aantast, en het werkt in een digestaatopslag harder dan in een gewone mestsilo.

De gasfase is de kritieke zone

Dit is het punt dat in offertes vaak onderbelicht blijft. De zwaarste aantasting zit niet onderin de tank, waar de vloeistofdruk het hoogst is, maar op de wandstrook net boven het vloeistofniveau. Daar is het beton vochtig, is er zuurstof, en zit de hoogste concentratie zwavelverbindingen. Precies de combinatie die zwavelzuur oplevert.

Bij een opslag met wisselend niveau schuift die zone bovendien op en neer, waardoor een bredere band van de wand wordt belast. Een goed ontwerp houdt daar rekening mee: de milieuklasse wordt bepaald op de zwaarst belaste zone, niet op het gemiddelde.

Waar de betonsamenstelling op wordt aangepast

Voor een digestaatopslag wordt de betonsamenstelling afgestemd op de betreffende agressiviteitsklasse. In de praktijk gaat het om drie knoppen:

1. Cementsoort. Hoogovencement met een hoog slakgehalte is beduidend beter bestand tegen sulfaataanval dan portlandcement en is daarom de standaardkeuze voor mest- en digestaatopslag.
2. Dichtheid van de matrix. Een lagere water-cementfactor levert een dichter beton met minder capillaire poriën. Minder poriën betekent minder transport van agressieve stoffen naar binnen.
3. Dekking op de wapening. Een ruimere betondekking geeft de aantasting meer materiaal om doorheen te werken voordat het staal bereikt wordt.

Deze drie werken samen. Een goede cementkeuze in een poreuze matrix levert weinig op, en een dichte matrix met te weinig dekking evenmin.

Waarom naden hier zwaarder wegen dan bij drijfmest

Alle bovenstaande maatregelen gelden voor het beton. Een voeg tussen twee prefab elementen is geen beton: het is een voegband of een kit, met een eigen bestendigheid tegen ammoniak, zwavelzuur en temperatuurwisselingen. In een digestaatopslag wordt precies dat onderdeel het zwaarst belast, en juist daar zijn de drie knoppen hierboven niet van toepassing.

Bij een monolithische, ter plaatse gestorte wand is er geen verticale voeg. De volledige wand is één doorlopend materiaal, waarvan de samenstelling in één keer op de zwaarste belasting is afgestemd. Ook de overgang vloer-wand wordt monolithisch uitgevoerd, zodat daar geen constructieve voeg ontstaat op de plek waar de vloeistofdruk het hoogst is.

Afdekken of niet

Een afdekking op een digestaatopslag doet drie dingen tegelijk: ze beperkt ammoniakemissie, ze houdt regenwater buiten het op te slaan volume, en ze maakt het mogelijk om restgas op te vangen in plaats van te laten ontsnappen. Dat laatste is bij digestaat relevanter dan bij ruwe mest, omdat er na de vergister nog nagisting plaatsvindt. Wie een afdekking overweegt, doet er goed aan die keuze bij het ontwerp te maken en niet erna: de constructie moet op de belasting van de afdekking berekend zijn.

Kort samengevat

Digestaat vraagt een zwaardere betonspecificatie dan drijfmest, en de maatgevende zone zit boven het vloeistofniveau. De betonsamenstelling wordt daarop afgestemd via cementsoort, dichtheid en dekking. Onderdelen die geen beton zijn, kunnen niet meeprofiteren van die afstemming, en dat is precies waarom een wand zonder voegen in deze toepassing het meest oplevert.

Monostore bouwt zowel de vergistingstank als de na-opslag. Meer daarover leest u op de pagina’s over betonnen tanks voor biogas en de betonnen mestsilo.