Versterken van Beton, Metselwerk en Hout Kathodische Bescherming

Transcriptie

1 Versterken van Beton, Metselwerk en Hout Kathodische Bescherming Gelijmde wapening met koolstofvezel : lamellen, folies, mesh Kunststofwapeningstaven Staalvezels met ATG certificaat Kunststofvezels om initiële krimp te voorkomen of als structurele wapening (i.p.v. netten) NDT Concrete day 1

2 NSM voor brugdek : voorkomen doorbuiging Inrijgen van kolommen Topwapening in brugdek Wapening in kaaimuren NDT Concrete day 2

3 Doorboring van diepwand in station Glasvezel kooi voor metro van Dubai in doorlopend gewapend beton voor elektrische bus rond detectielussen in trambanen NDT Concrete day 3

4 Ankers in dubbelwanden Ankers in sandwichpanelen Verankeren van natuursteen Houten balkkop reparatie NDT Concrete day 4

5 ATG certificatie ( voor Benor vezelbeton) Betonvloeren (i.p.v. netten) wapening in prefab elementen Wapening in slibform betonplaten NDT Concrete day 5

6 Galvanische oppofferings anodes Systeem met opgelegde stroom Het principe van Kathodische Bescherming is niet nieuw. Het idee was eerst geïntroduceerd door Sir Humphrey Davis in Hij had het idee om koperen wanden van oorlogsschepen te beschermen met KB. De eerste KB systemen voor betonnen structuren waren geïnstalleerd in de 1970 s NDT Concrete day 6

7 Chlorides Carbonatie Verschillende metalen Resulteert in de vernietiging van de passieve beschermlaag of de passiveringslaag op het wapeningsstaal De Chlorides breken de passiveringslaag op het staal af. Bron van Chlorides: Maritieme omgeving Strooizouten (NaCl, CaCl2) Chemische fabrieken/omgeving Chlorides als versneller gebruikt en aanwezig in het beton of aanwezig in de grondstoffen. Vicieuze cirkel: Chlorides worden niet opgeconsumeerd NDT Concrete day 7

8 Visuele Inspectie Delaminatie onderzoek Chloride onderzoek en analyse Beton dekking onderzoek ph en chemische testen (Carbonatie) Corrosie halfcel potentiaal meting NDT Concrete day 8

9 Identificeren van corrosiezones Roestvlekken aan het oppervlak Scheuren Delaminatie Blootliggende wapening Noteren van de problemen en hun locatie Locale zones waar beton is losgekomen van de wapening. Ook Sounding Hamer test Ketting overgaan NDT Concrete day 9

10 Chloride hoeveelheid bepalen op verschillende locaties in het beton Chloride concentraties kunnen bepaald worden met kernboring of op betonpoeder Chloride hoeveelheid (% cement) Risico voor corrosie < 0.4 Te negeren mogelijk hoogstwaarschijnlijk > 2.0 zeker NDT Concrete day 10

11 Bepaal de gemiddelde dekking van het beton op de wapening Vergelijk de dekking met de resultaten van het chloride gehalte en carbonatie gehalte Bepaald met een pachometer Hoofdzakelijk om de carbonatatie te bepalen Kan ook gebruikt worden om sommige chemische vervuiling te meten 1% phenolphthalein in alcohol Normaal voor ph > NDT Concrete day 11

12 Geeft een indicatie van mogelijke corrosie activiteit waar geen betonschade zichtbaar is Bepaalt de zones waar eventueel chloridegehalte bepaald moet wordt. In kaart brengen van hotspots Corrosie resultaten Copper Sulphaat Electrode Corrosie conditie > -200 mv Laag 10% risico op corrosie tot 350 mv Gemiddeld corrosie risico 1 < -350 mv Hoog- <90% risico of corrosie 2 < -500 mv Zware corrosie 3 A B C D E NDT Concrete day 12

13 MACBEN Kathodische bescherming Corrosie controle Hoogste niveau van bescherming om corrosieproces volledig te stoppen Reductie of stoppen van corrosie activiteit Corrosie Preventie (Kathodische Preventie) Preventie van de start van nieuwe corrosie NDT Concrete day 13

14 Corrosie cel in Beton Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 Anode 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 - Cathode 2e - Fe 3 O 4 γfe 2 O 3 Fe 3 O 4 γfe 2 O NDT Concrete day 14

15 Vrijmaken van de wapeningsstaven. Roest of andere bijproducten verwijderen van de staven. Groter volume beton verwijderen dan origineel aangetast. Leidraad en aanbevelingen op Reparatie mortel Contact vlak Betonnen Structuur Reparatie mortel moet compatibel zijn met de bestaande beton NDT Concrete day 15

16 Chloride vervuilde beton Anode Fe Fe e - 2OH - 2e - Chloride vrije reparatie mortel 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Cathode Fe Cl - FeCl 2 FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O Chloride vervuilde beton Anode -350 mv Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 2OH - 2e - Chloride vrije reparatie -200 mv 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Cathode FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O -200 mv NDT Concrete day 16

17 Electrochemische behandeling Stopt corrosie door de omgeving rond de wapening te veranderen. Opgelegde stroom (Ebonex systeem) Permanente stroom vloeit van de anode naar de wapening (kathode). Opofferings anodes ( Galvashield ) Opofferingsanode corrodeert i.p.v. wapening Aan de oppervlakte geïnstalleerd Intern geïnstalleerd NDT Concrete day 17

18 Chloride vervuilde beton Anode beschermt galvanisch de omliggende wapeningstaven Chloride vervuilde beton -350 mv Chloride vrije reparatie -200 mv GalvanischeAnodemV beschermt de wapening NDT Concrete day 18

19 Galvashield XP Galvashield XPT Galvashield N NDT Concrete day 19

20 Aangetaste beton verwijderen NDT Concrete day 20

21 Installatie van de anodes rond de omtrek van de te repareren zone (Typische afstand: 35cm tot 50 cm) Meten of de anode goed contact geeft met de wapening NDT Concrete day 21

22 Aanbrengen van reparatie mortel NDT Concrete day 22

23 Verbreding van een brug Brug voegen NDT Concrete day 23

24 Parkings Reparatie in chemische fabriek NDT Concrete day 24

25 Opdrachtgever:Agentschap Wegen en Verkeer Aannemer : Aswebo NV Consultant corrosie: ABG Consulting Totaal van 500 Galvashield XP 2 geïnstalleerd in Juli 2011 de viaduct werd gebouwd van 1974 en En is reeds verschillende malen hersteld. in 2000 was een nieuw wegdek aangelegd. de uitzetvoegen waren in 1999 vervangen. levensduur van de voegen is ongeveer 20 jaren. dus tijd om de voegen te vervangen en andere werken uit te voeren NDT Concrete day 25

26 Verwijderen van de vangrails Pit corrosie werd vastgesteld Installatie van Galvashield XP2 Galvashield XP NDT Concrete day 26

27 NDT Concrete day 27

28 Opdrachtgever: Agentschap Wegen en Verkeer Studiebureel: ABG consultants Aannemer: Janssens Spec technieken Insijpeling dooizouten door voegen wegdek brugdek betonrot NDT Concrete day 28

29 Reparatie en KB van landhoofd Vervanging voeg wegdek rugdek reparatie mortel Galvashield Anodes Extra nieuwe wapening Verankering in oude beton NDT Concrete day 29

30 Studiebureel : Scicon Worldwide Aannemer: Bouwteam De Groote Chloride aangetast balkon Chloride aangetaste balken NDT Concrete day 30

31 Galvashield XPT op 25 cm Controle verbinding (met multimeter) Onaangetast beton dat bescherming vraagt. Structuren die reparatie nodig hebben, maar waar geen beton verwijderd kan worden. Misschien meer economisch dan beton te verwijderen NDT Concrete day 31

32 Geïnstalleerd in voorgeboorde gaten. Beschermd beton dat aangetast is. Corrosiebescherming van Hot Spots NDT Concrete day 32

33 Corrosie activiteit is terug gedrongen De Anode beschermt de omliggende wapening Afmetingen inboor anodes CC 65 CC 100 CC NDT Concrete day 33

34 Anode aansluiting aan de wapeningstaal NDT Concrete day 34

35 Corrosie bescherming van een brug over autostrade, LE TOUVET, FRANCE NDT Concrete day 35

36 Locatie : Le TOUVET, Frankrijk ( autostrade in de Alpen) Probleem : aantasting van wapening door dooizouten Behandelen van zones met chloride gehalte van 0,8 to 1,5 % Gebruik van Galvashield CC 65 Behandelen van beschadigde zones ( chloride gehalte > 1,5 %) Gebruik van Galvashield XP NDT Concrete day 36

37 NDT Concrete day 37

38 NDT Concrete day 38

39 CC65 Anodes in boorgaten Voorspankabels NDT Concrete day 39

40 NDT Concrete day 40

41 New York State Department of Transportation New York State Department of Transportation NDT Concrete day 41

42 New York State Department of Transportation Combinatie Galvashield XPT, CC135 en Aslan 100 Studiebureel: Triconsult Aannemer: IBT NDT Concrete day 42

43 Corrosie van wapening door geringe dekking Infiltratie zee zouten Oplossing : KB met Galvashield XPT KB met Galvashield CC135 Aslan als nieuwe wapening Boorgaten Galvashield CC afstand 50 cm Installatie Galvashield CC NDT Concrete day 43

44 Galvashield XPT op gezandstraalde wapening Galvashield XPT iedere 50 cm Aslan 100 als nieuwe wapening Combinatie Aslan-Galvashield XPT NDT Concrete day 44

45 Na 15 jaren installatie Geïnstalleerd in 1999 Gemeten over 15 jaren NDT Concrete day 45

46 Mean Current (µa) Time (days) De mortel is speciaal geformuleerd zodat het zink actief blijft. Hoge ph Mortel laat toe dat de bijproducten van de corrosie van het zink weg kunnen. Activatie gebeurt door de alkali component en niet door een zout (kan corrosie veroorzaken) NDT Concrete day 46

47 Extent of pores containing white corrosion products Encasing Mortar Zinc corrosion product Bright Zinc substrate (top darker layer scraped off) Coherent interface Zinc substrate Repair mortar Uncorroded tie wires (a) (b) Zinc core Verandering van Zink in Zink oxide Reparatie mortel Poriën gevuld met zink oxide/zink hydroxide corrosie producten Anode mortel NDT Concrete day 47

48 2 tot 4 keren meer zink Corrosie controle waar actieve corrosie reeds bestond Hoog corrosie risico (hoog chloride gehalte) Verminderen van aantal anodes bij hoge densiteit van staalwapening Galvashield XP2 Galvashield XP NDT Concrete day 48

49 Roest loopt over de CFRP lamellen Roest komt door de CFRP folies NDT Concrete day 49

50 Ebonex anodes NDT Concrete day 50

51 Steel frame Mason s mortar infill _steel Current Flow + anode Steel becomes cathode and does not corrode Boren en controle & inspectie Installatie Ebonex anode Ti draden in voegen NDT Concrete day 51

52 Ebonex 10/200 keramische anode geïnstalleerd in boorgat van 14 mm Op afstand van 60 cm van elkaar Studiebureel: Triconsult Aannemer: Verstraete- Van Hecke NDT Concrete day 52

53 Opbouw toren staalskelet Opbouw toren NDT Concrete day 53

54 Inwendige structuur FORTIUS NDT Concrete day 54

55 Scheuren boven lateien Verticale scheuren boven I profielen NDT Concrete day 55

56 Scheuren boven I profielen NDT Concrete day 56

57 Staal Mortel / Natuursteen, metselwerk _ + Sleuven in voegen voor Ti draden Aansluiting Ti draden met Ebonex NDT Concrete day 57

58 Bekabeling in voegen Verbinding met staalskelet Grote keuze van Kathodische Beschermings systemen Lokale of algemene behandeling System kiezen, gebaseerd op: Bestaande conditie, blootstelling in toekomst, duur van bescherming, onderhoud mogelijkheden en budget NDT Concrete day 58

59 Dank u voor uw aandacht Bert Kriekemans NDT Concrete day 59