RESTAURATIE VAN DE BETONNEN KOEPEL VAN DE ENSOR GAANDERIJ TE OOSTENDE

Transcriptie

1 RESTAURATIE VAN DE BETONNEN KOEPEL VAN DE ENSOR GAANDERIJ TE OOSTENDE ir. S. Ignoul, Triconsult nv & KU LEUVEN em. prof. dr. ir. D. Van Gemert, KU LEUVEN & Triconsult nv Technisch Seminarie 18 november 2015 Kathodische bescherming voor een duurzame betonherstelling

2 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

3 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

4 Ensor Gaanderij

5 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat

6 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje )

7 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje ) 1928: Verlengd tot de Christinastraat

8 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje ) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen

9 Overspanning: 5m tot 7m (centraal) Koepel

10 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje ) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij

11 Baron James Ensor Beroemde Oostendse kunstschilder ( ) Modernisme en symbolisme Geraamtes, maskers, dood, carnaval, Carnaval, 1929 Pictoright Amsterdam/Stedelijk Museum Amsterdam

12 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje ) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij 2002: Geklasseerd als monument

13 Ensor Gaanderij Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: t Glazen straatje ) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij 2002: Geklasseerd als monument 2010 (Ensorjaar): Restauratie wordt geïnitieerd

14 Ensor Gaanderij Ernstige betonschade door langdurige blootstelling aan chlorides (zeeklimaat) Chloridegehalte van bijna 0 tot meer dan 2 m-% beton Carbonatatiediepte van bijna 0 tot 80mm Betondekking van 0 tot 30mm

15 Betonaantasting

16 Betonaantasting

17 Betonaantasting Dekking [mm] Carbonatatie diepte [mm] Chloridegehalte % m/m beton Visuele beoordeling 0-2 [cm] 2-5 [cm] Bogen 1 B(ottom) 1 T(op) M(edium) 2 B 2 T B(ad) 3 B 3 T G(ood) 4 B 4 T G 5 B 5 T B 6 B 6 T B 7 B 7 T G Proeven ABG, 2012

18 Betonaantasting Dekking [mm] Carbonatatie diepte [mm] Chloridegehalte % m/m beton Visuele beoordeling 0-2 [cm] 2-5 [cm] Gordingen 1 B 1 T 2 B 2 T G B 3 B 3 T M 4 B 4 T G 5 B 5 T M 6 B 6 T B 7 B 7 T G 8 B n.a. G Proeven ABG, 2012

19 Betonaantasting Dekking [mm] Carbonatatie diepte [mm] Chloridegehalte % m/m beton Visuele beoordeling 0-2 [cm] 2-5 [cm] Binnengoten G M B M G M G M >2 >2 B Proeven ABG, 2012

20 Concrete damage Klassieke betonherstelling: - Wegkappen gecarbonateerd en aangetast beton - Stralen en coaten inwendige wapening - Herprofileren opengekapte zones met hoog alkalische herstelmortel (min. 30mm dekking) GROOT VERLIES ORIGINEEL MATERIAAL BELANGRIJKE WIJZIGING IN GEOMETRIE

21 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

22 Corrosie door chlorides Chlorides tasten passivatielaag aan Bron chlorides: o Maritieme omgeving o Ingemengd (bindingsversneller CaCl 2 ) o o Dooizouten (NaCl) Vicieuse cirkel: Chlorides worden niet opgebruikt

23 Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 Anode Corrosieproces in beton FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O 2OH - 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Kathode 2e - Fe 3 O 4 γfe 2 O 3 Fe 3 O 4 γfe 2 O 3 Fortius/Vector Corrosion Technologies

24 Waarom? Corrosiepotentiaal staal in beton Metaal Potentiaal (*) Staal in chloridevrij beton Staal in chloridehoudend beton 0 tot -200 mv -350 tot -500 mv *t.o.v. koper-kopersulfaat elektrode

25 Corrosieproces in beton Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 Anode -350 mv -500 mv FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O 2OH - 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Kathode -200 mv 2e - Fe 3 O 4 γfe 2 O 3 Fe 3 O 4 γfe 2 O 3 Fortius/Vector Corrosion Technologies

26 Chloridehoudend beton Chloridevrije herstelling Corrosion Between New and Old Anode Ringanode-effect -350 mv 2OH mv 2e - Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Kathode -200 mv Fortius/Vector Corrosion Technologies

27 Aangepaste herstelprocedure Voorzichtig gritstralen (verwijderen verf) Manueel hameren om losse stukken te verwijderen Kathodische Bescherming (KB): o o ingebedde galvanische opofferanodes (Galvashield XPT) ingeboorde anodes (Galvashield CC135) Herprofilering met zelfverdichtende polymeergemodificeerde gietmortel (grote zones) of vezelversterkte troffelherstelmortel (kleine zones) Aanbrengen chlorideinhibitor en realkalisatie Uitvlakken poreus oppervlak met cementgebaseerde egalisatiemortel

28 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

29 Kathodische Bescherming (KB) Principe Kathodische Bescherming is niet nieuw. Het process werd geïntroduceerd door Sir Humphrey Davey in 1824 Hij gebruikte ijzeren anodes om de koperen beplating van oorlogsschepen te beschermen Fortius/Vector Corrosion Technologies Het eerste KB-systeem in een betonnen structuur werd in de jaren 70 geïnstalleerd.

30 Potentialen en elektronenstroom Galvanische serie e - electronic Metaal Zink Staal in beton Potentiaal mv -200 mv to -500 mv K + Na + ionic *t.o.v. koper-kopersulfaat elektrode Zinc CL - OH - Steel Fortius/Vector Corrosion Technologies

31 Galvanische bescherming Anode is meer elektronegatief en corrodeert preferentieel (t.o.v. staal) Geen uitwendige stroombron nodig

32 Galvashield XP/XPT Galvanische anode

33 Werkingsprincipe Chloridehoudend beton Chloridevrije herstelling 2e - Zn + 2OH - Zn(OH) 2 + 2e - 2e - 2e - 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - 2OH - Fortius/Vector Corrosion Technologies

34 In-situ resultaat Extent of pores containing white corrosion products Encasing Mortar Coherent interface Zinc corrosion product Bright Zinc substrate (top darker layer scraped off) Zinc substrate Repair mortar Tie wires

35 Opofferanode

36 Corrosie Controle door inbooranode Corrosie activiteit gereduceerd Anode beschermt galvanisch de omliggende wapeningen Fortius/Vector Corrosion Technologies

37 Inbooranodes

38 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

39 Betonherstelling

40 Betonherstelling

41 GFRP-wapeningsstaven

42 Opgieten met zelfverdichtende mortel

43 Eindresultaat

44 Eindresultaat

45 Eindresultaat

46 Voordracht Ensor Gaanderij in Oostende Corrosie door chlorides Kathodische Bescherming (KB) Herstellingswerken Besluiten

47 Besluiten Langdurige blootstelling aan chlorides heeft geleid tot ernstige betonschade in de betonnen koepel van de Ensor Gaanderij in Oostende Door toepassing van polymeergemodificeerde herstelmortels en innovatieve technieken, zoals Kathodische Bescherming en impregnatie met chlorideinhibitoren kon een esthetisch, historisch en structureel correcte herstelling van de betonnen koepel bekomen worden.