ONDERZOEKSGROEP EXPLOIT1\ TIEPROB~EMEN L 6

Transcriptie

1 ONDERZOEKSGROEP EXPLOIT1\ TIEPROB~EMEN L 6

2 ~.,ç:- ~..00 W O -Jee.,t..-.J IIIl1illlilJlIlIlIllHlllfliJl ll/lillilli!!hiii Hili/ IIUi/lilli/iJI!11 1/1/1 ililllllllll ll lllll!ilil 1111/ 1111/1 I11I 1 illlll,llllll llllll llill 1IIIIiIJlIII.IIIIIIIIIIIIIIIJII JIIIII IIIIII. II"jl lllll lllllllllll/ i li ll Jl UI! ft I 1I ii 1I1 111 lijlillul TH-VRIJE-BELEIDSRUIMTEONDERZOEK (DREIGENDE) SLOOP VAN NAOORLOGSE WONINGEN: OORZAKEN, LESSEN, PREVENTIE ) deel 2 BETONSCHADE;ooRZAKEN,HERSTEL EN FINANCIELE KONSEKWENTIES een trendrapport P. Groetelaers Delftse Universitaire Pers BIBLIOTHEEK TU Delft P c I ----_/

3 Delftse Universitaire Pers Mijnbouwplein R T Delft tel (015) J I CIP-GEGEVENS KONINKLIJKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG Groetelaers, P. Betonschade: oorzaken, herstel en financiële konsekwenties: een trendrapport / P. Groetelaers. - Delft: Delftse Universitaire Pers «Dreigende) sloop van naoorlogse woningen; dl. 2) TH-Vrije-beleidsruimteonderzoek. - Met lito opg. ISBN SISO UDC Trefw.: betonschade Copyright 1985 P. Groetelaers No part of this book may be reproduced in any form, by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission from the Delft University Press, The Netherlands.

4 INHOUD PAG. o. 1. Î2'J! ~ ( 3~ ~ ( INLEIDING 1 BETON, GEWAPEND BETON 3 BETONSCHADE 7 ~eiding 7 SOOrtenbetonschade 7 ()orzakenbetonschade 8 Fysische aa.ntasting 8 Mechanische aa.ntasting 10 Chemische aa.ntasting 10 CORROSIE VAN HET 8ETONST AAL 15 TECHNISCHE ASPEKT EN VAN HERSTEL VAN 8ETON- SCHADE 19 Het vaststellen van de omvang van de schade 19 Reparatiemogelijkheden 21 ~eiding 21 Voorbewerkingen 22 Reparatiemethoden 25 Vervangen van beton (-elementen) 35 EEN VooR8EELD UIT DE PRAKTIJK: HERSTEL 8ETON SCHADE AAN DE E8A-FLATS IN ZOETERMEER 39 Inleicfing 39 De omvang van de betonschade 39 Het initiatief tot de reparatie van het beton 41 De uitvoering. 42 Bouwplaatsinrichting 42 Het slopen en vervangen van de platen 42 De reparatie van de consoles 45 Kosten en financiering 45 FINANCIERING EN SU8SIDIERING VAN HERSTEL VAN 8ETONSCHADE 81J WONING80UW 47 AJgerneen systeern 47 Terugploegen van uitkeringsgelden 49 Reikwijdte van de regelingen 55 SLOTOPMERKINGEN 59 /

5 BIJLAGE I: Overzicht van de rechtsvorderingen die de opdrachtgever kan instellen 63 BIJLAGE n: Uit Bouwwereld 80 (1984), nr april, pp BIJLAGE ID: Uit Bouwwereld 80 (1984), nr april, pp BIJLAGE IV: Literatuur

6 / O.INLEIDING Sinds eind 1983 is een aantal medewerkers van de Afdeling der Bouwkunde van de Technische Hogeschool Delft, bezig met een onderzoek naar de ontwikkelingen in een toenemend aantal naoorlogse woningkomplexen, die geteisterd worden door excessieve exploitatieproblemen. Dit onderzoek "(Dreigende) sloop van naoorlogse woningen: oorzaken, lessen, preventie" wordt gefinancierd uit de zogenaamde 'vrije beleidsruimte' van de Technische Hogeschool. In relatie tot dit onderzoek, dat een looptijd heeft van vier jaar, wordt ook kontraktresearch uitgevoerd, om de relatie tussen theorie en praktijk te vergroten. Anno 1985 bestaat bijna driekwart van de Nederlandse woningvoorraad uit naoorlogse woningen. Een aantal na 1945 gerealiseerde komplexen is inmiddels om 'volkshuisvestingsredenen' gesloopt. Een veel groter aantal komplexen verkeert in grote exploitatieproblemen. Soms weet men met deze problemen geen raad, soms ook heeft men ambitieuze plannen ontwikkeld om de moeilijkheden het hoofd te bieden. De symptomen van deze moeilijkheden zijn vaak pluriform. Er kunnen zich in de desbetreffende komplexen sociale problemen voordoen waarvan vandalisme en hinderlijk woongedrag voorbeelden zijn en/of problemen van financiële aard zoals leegstand en huurachterstand. Meestal spelen ook technische problemen een rol. In dit working paper wordt een van die technische problemen, n.l. dat van de betonschade, besproken. Naast hoofdstukken over schade-oorzaken, herstelmogelijkheden en financiële konsekwenties, worden aan de hand van een komplex flats te Zoetermeer bouwtechnische, bestuurlijke en juridische aspekten besproken van omvangrijke betonherstelwerkzaamheden in dit hoogbouwkomplex. Bij het samenstellen van dit working paper zijn veel opmerkingen bij en aanvullingen op eerdere concepten van medeonderzoekers en konsulenten verwerkt. Met name prof.ir A.J. Hogeslag heeft een aanzienlijke bijdrage geleverd bij het samenstellen van de eerste vier hoofdstukken. -1-

7 -2-

8 1. BETON, GEWAPEND BETON Alvorens een uiteenzetting te geven over betonschade en betonherstel presenteren wij eerst een kort hoofdstuk over beton en beton-eigenschappen. Beton is een bros, steenachtig materiaal dat ontstaat door verharding van betonspecie. Betonspecie is een mengsel van cement, toeslagmaterialen (zand en grind) en water. De verharding is een scheikundige reaktie hetgeen betekent dat de samenstelling van de betonspecie volgens precieze richtlijnen moet gebeuren. De sterkte van beton is hiervan afhankelijk. Cement is een hydraulisch bindmiddel, d.w.z. dat het een stof is die tezamen met water reageert en na reaktie een waterbestendige massa vormt. In ons land worden hoofdzakelijk portlandcement en hoogovencement toegepast. Er bestaan ook nog andere cementsoorten voor speciale toepassingen (niet in de woningbouw). De grondstoffen voor portlandcement zijn mergel, klei en een ijzerhoudende toeslag. De grondstoffen voor hoogovencement zijn portlandcementklinker, hoogovenslak en gips. Bij de reaktie van hoogovencement met water wordt minder warmte ontwikkeld dan bij de reaktie van portlandcement met water. Hoogovencement is ook kalkarmer dat portlandcement. Beton met hoogovencement heeft daardoor een wat grotere weerstand tegen voor beton agressieve milieus. Bij de verharding (reaktie van cement met water) ontstaat vrije kalk in de beton. Dit is van belang omdat dit bestanddeel aan vrije kalk in beton gevoelig is voor aantasting door bijvoorbeeld zuren! Als toeslagmateriaal voor beton komen in aanmerking: natuurlijk-gewonnen toeslagmaterialen zoals zand en grind voor normale beton, natuurlijkgewonnen lichte toeslagmaterialen voor lichtbeton en tenslotte kunstmatig vervaardigde toeslagstoffen. De toeslagmaterialen moeten een bepaalde korrelgrootteverdeling (fijnheidsmodulus) hebben en mogen geen verontreiniging bevatten die hinderlijke bijverschijnselen kunnen veroorzaken (zoals klei en organische stoffen). Water heeft een tweedelige funktie in beton: 1. reaktie met cement; 2. de nodige verwerkbaarheid van de betonspecie tot stand brengen. Het is noodzakelijk dat het water schoon en zuiver is. In het algemeen is leidingwater goed bruikbaar. De verhouding tussen de hoeveelheid water en de hoeveelheid cement (water-cementfaktor) is van groot belang voor de kwaliteit van beton (sterkte en dichtheid). -3-

9 Aller lei hulpstoffen kunnen aan de mortel of betonspecie worden toegevoegd om een of meer eigenschappen van de betonspecie of van het beton (na verharding) te wijzigen. Dergelijke hulpstoffen zijn bijvoorbeeld: - luchtbelvormers voor verbetering van de verwerkbaarheid van de specie en ter verbetering van de vorstbestendigheid van beton (nadeel: minder grote sterkte); - versnellers of vertragers be invloeden de binding van cement, en daardoor de snelheid van het verharden van beton. Een bekende versneller is calciumchloride waarmee zeer voorzichtig omgesprongen moet worden. Hierop komen we nog terug; - dichtheidsmiddelen die de capillaire poriën in beton verminderen of onderbreken; - Kleurstoffen voor het wijzigen van de kleur van beton. Beton kan goed druk opnemen, maar de treksterkte bedraagt nog niet 1/10 van de druksterkte. Door staalstaven in het beton toe te passen, die de trekspanningen opnemen, kan men de geringe treksterkte van beton compenseren. Het staal moet daarom op de juiste plaats (waar trekspanningen optreden) in de beton aangebracht worden. Men spreekt dan van gewapend beton. Men kan ook tevoren druk introduceren in beton waar trekkrachten verwacht worden door de belasting. Men spreekt dan van voorgespannen beton: dit, komt in de woningbouw minder vaak voor. De samenwerking tussen beton en staal is optimaal als het staal door het alkalisch milieu van beton tegen corrosie beschermd wordt. Van belang is hiervoor in eerste instantie dat de beton dekking (d.i. het laagje beton tussen de buitenkant van het beton en de buitenkant van de wapeningsstaaf) voldoende groot is en de beton erin een goede dichtheid. In de volgende hoofdstukken wordt o.a. beschreven wat er allemaal kan gebeuren indien dat niet het geval is. -4-.

10 bouw voor de eeuwen bouwin beton '.lw: ;: ~ I, '.',, 1"1 b lflgt:r!::\. '.fan g(!. dr:: (;~de lef: ~ m e!'; ViJl; h()ul, V(ln rrmrgr.!, vf.l!11jj'"er, e:n '1LW ~,t il<!l: wam r; ~ '~1 a!!"\c0.!l :1(: m~;! ~ f. i::(: t iu,!> van gebouwd... Er. nu, in onze ~!%W, i~ ~~: (jal) d r~ 1 pr<ld~t! Qf! t 0 \1~...!~;a:m! na: t!~ I D ~ ;: 8CW!l i j.,! c~.." ij!! kan:> g (;!~ f j tm ï :;r;llq men,'all v()rrr;~!, WiWf men w).::! 1~;.. v'c:: l ( i;i ~,,1',,,,,;( i3wl i(cr; êm~i(;~ r... 8cu.'{ :rl!)c!gn Hf, m <.lak l lw tj e:to!l!tibt cement Vjl!) (ie r,00q!i!t' kwi::!ilr::il (i!"l -.' ;~r. ; ~t)~, :;i\i : ;t Noder/andt> CE/mi'lJt g6ijfi ZffKertioid: IJ kent (j!~ oor3p:r)/)g! Advertenties uit de jaren zestig/zeventig -5-

11 VOORPATRIMONIUM-VOORZI1TER GEEN NIEUWS Betonrot erfenis van revolutiebouu

12 20 BETONSCHADE 2.1. Inleiding Hoewel door velen is beweerd dat beton onderhoudloos duurzaam is, blijkt zeker de laatste tijd dat beton wel degelijk onderhoud behoeft. kan. Er is op heel wat plaatsen schade aan beton gekonstateerd, maar er is ook goede beton, waarmee niets aan de hand is. Sommige soorten schade zijn altijd al voorgekomen in beton en zijn ook gerepareerd. De laatste tijd is betonschade meer in de belangstelling gekomen door bijvoorbeeld verontrustende berichten van de Nationale Woningraad en vooral door het gebruik van het woord "betonrot" in de pers. In het volgende zal blijken dat het woord betonrot een onjuiste benaming is Soorten betonschade Betonschade manifesteert zich in de vorm van het afspringen van hoeken in het beton, het afspringen van schollen, scheurvorming, verkleuring, roestvorming, uitgesleten plekken enz. Al deze vormen van schade kunnen kom bi naties van oorzaken hebben. De Commissie Rationalisatie Beleggingsobjekten heeft de volgende lijst van schademogelijkheden opgesteld: 1. erosie van het betonopppervlak 2. kalkafzetting 3. algen en mosaangroei 4. zoutvorming 5. haarscheuren 6. bredere scheuren 7. grindnesten, gietgallen 8. roestplekken 9. vochtplekken 10. doorbuigen en vervorming van de constructie 11. stortnaden 12. onvoldoende afschot en afwatering 13. aanwezigheid van loodslabben van onjuiste afmeting 14. mechanische beschadigingen 15. toestand en detaillering van aansluitingen. In deze lijst zijn oorzaken en mogelijke gevolgen door elkaar genoemd. In de volgende paragraaf zullen wij de oorzaken en gevolgen proberen te scheiden. Deze lijst kan nog worden aangevuld met schade, die slechts met behulp van bepaalde gereedschappen en instrumenten kan worden vastgesteld, te -7-

13 weten: 16. schade door coatings (indien aanwezig) 17. schade door dilatatievoegen 18. poreusheid - permeabiliteit 19. te hoog vochtgehalte 20. 'bomijs' 21. onvoldoende betondekking 22. afname alkaliteit 23. roestvorming van de wapening 24. te geringe druksterkte Al met al een hele lijst, waarop wel kritiek mogelijk is (sommige hier genoemde schade mogelijkheden zijn identiek of gevolg van elkaar). In de volgende paragraaf wordt enige ordening gebracht in de lijst door de soorten en oorzaken van betonschade systematisch te beschrijven Oorzaken van betonschade D-e meest voorkomende soorten van betonschade zijn in drie groepen te verdelen: 1. Fysische aantasting; 2. Mechanische aantasting; 3. Chemische aantasting. Binnen elk van deze drie groepen kunnen de oorzaken liggen bij: a. ontwerpfouten; b. uitvoeringsfouten; c. fouten bij gebruik; d. fouten bij beheer en onderhoud. In veel gevallen zijn ook kom bi naties van oorzaken aan te wijzen voor de gekonstateerde schade. Uit een groot aantal literatuur bronnen haalden wij de volgende schadeoorzaken die wij gerubriceerd hebben volgens de hierboven genoemde schadesoorten Fysische aantasting Temperatuurverschillen en vorst-dooi worden als de meest voorkomende bouwfysische oorzaken van betonschade beschreven. temperatuurverschillen in betonkonstrukties kunnen worden veroorzaakt door de verschillen in temperatuur ten gevolge van zomer en winter, maar ook van dag en nacht, van binnen en buiten, of van zon- en schaduwzijde. Deze temperatuurverschillen hebben vervormingen tot gevolg. Indien deze vervormingen niet of onvoldoende in dilatatievoegen opgevangen kunnen worden, ontstaan er spanningen in de konstruktie die tot scheurvorming kunnen leiden. Door koudebruggen tussen binnen en buiten ontstaat kondens en vochttransport, dat in bepaalde gevallen schadelijk kan zijn. -8-

14 vorst-dooi Water zet ongeveer 10% uit bij bevriezing. Ingeval vers gestort beton bevriest, ontstaan grotere holle ruimtes en scheuren in het beton. Verhard beton is minder gevoelig voor vorst, mits de kritische verzadigingsgraad niet wordt overschreden, hetgeen inhoudt dat de volumevergroting van het bevroren water opgenomen kan worden in holle watervrije ruimtes. Indien deze ruimtes eveneens verzadigd zijn met water, zal het beton kapot vriezen. Ontwerpfouten die fysische aantastingen kunnen veroorzaken zijn bijvoorbeeld: te weinig dilataties; onvoldoende isolatie waardoor koudebruggen kunnen ontstaan of waardoor beton ongelijk kan vervormen (bijv. zon-, schad.uwzijde). Uitvoeringsfouten zijn bijvoorbeeld: foutieve water-cement faktor Afhankelijk van de hoeveelheid cement in de mortel moet voor de verharding een bepaalde minimum hoeveelheid water worden toegevoegd. Deze I hoeveelheid is echter onvoldoende om de massa ook verwerkbaar te maken. Daarom wordt in de praktijk dikwijls meer water dan deze chemisch nodige hoeveelheid toegevoegd. Dit chemisch niet gebonden water zal later deels uit het materiaal verdampen, waardoor holle ruimten (poriën) ontstaan. De verhouding tussen de hoeveelheid gebruikt water en de hoeveelheid cement in het beton noemt men de water-cementfaktor (w.c.f.). De water"';cementfaktor is uiterst belangrijk voor de sterkte en de dichtheid van beton. foutieve verdichting Door foutieve verdichting kunnen grindnesten ontstaan en bestaat de kans dat de wapening onvoldoende wordt opgesloten in het beton. Verdichten gebeurt met trilnaalden in het beton of met trilmotoren op de mal. Door te lang trillen kunnen grindnesten ontstaan en er kunnen door te slappe mallen grindbiggel op een bepaalde afstand van het oppervlak van de bekisting blijven. Hierdoor ontstaat tussen het grind en de mal een overmaat aan water en cement. Daardoor wordt het beton in de buitenste laag extra gevoelig voor krimp en bij onvoldoende nabehandeling sterk poreus. In geval van vries-dooi en overschrijding van de kritische verzadigingsgraad ' kunnen vooral deze plekken stuk vriezen: het zgn. 'scaling-effekt'. Dit kan vooral voorkomen in de fase van de uitvoering. Na verharding is de kans hierop in ons klimaat vrij klein. te veel wapening Soms liggen wapeningstaven zo dicht op elkaar dat het grind er niet tusliendoor kan bij het storten. Het gevolg is een buitenste betonlaag met een overmaat aan water en cement, dan wel zelfs het ontbreken van de betondekking. gebruik van stoom om de verharding te versnellen Om de verharding van beton te versnellen werd vaak de mal met stoom ver- -9-

15 hit. Te hoge verhitting leidt ertoe dat te veel water in de beton mortel verdampt: het verhardingsproces vindt onvoldoende plaats, waardoor minder sterkte en grotere porositeit ontstaat. Tegenwoordig komt het gebruik van stoom om de verharding te versnellen nauwelijks meer voor. Een bekende uitvoeringsfout is voorts het te vroeg ontkisten, waardoor scheurvorming en/of ontoelaatbare doorbuiging ontstaat. Fouten bij gebruik, beheer en onderhoud behoeven nauwelijks een beschrijving. Schade door slecht onderhoud treedt al snel op, vooral bij die onderdelen van konstrukties waarbij bijvoorbeeld de vorst vrij spel heeft. Een voorbeeld van fysische aantasting zijn de vier Haagse flats áan de Melis Stokelaan die gebouwd zijn in een glij bekisting. De ontwerpfout die hierbij gemaakt is, houdt in dat het beton niet van buiten geïsoleerd is. De gevel aan de zonzijde zet meer uit en krimpt meer dan de andere gevels en vooral de aanslui tende binnenwanden. Hierdoor ontstaan scheuren, die in de loop der tijd steeds ernstiger geworden., Mechanische aantasting In de kategorie mechanische aantasting zijn vooral slijtage, zettingen en brand te noemen (sommigen zullen brand ook als chemische oorzaak noemen). slijtage Slijtage van wegen, bedrijfsvloeren, etc. zettingverschillen Vormverandering door ongelijke zettingen, als gevolg van belastingverschillen, verschillen in funderingsgrondslag, mankementen in de fundering, etc. brand Temperaturen tot C kan ieder beton opnemen zonder kwaliteitsverlies. Er kunnen echter wel scheuren ontstaan. Afhankelijk van het soort toeslagmateriaal en het vochtgehalte van het beton, kunnen bij hogere temperaturen schollen afspringen. stootbelastingen bijvoorbeeld ten gevolge van aanrijdingen. De oorzaken van de mechanische aantastingen zullen meestal gelegen zijn in uitvoerings- en gebruiksfouten. Slijtage wordt vooral veroorzaakt door te intensief gebruik of te zware belasting Chemische aantasting De chemische aantasting van beton is meestal de belangrijkste soort van betonschade; vooral omdat bijna alle hiervoor genoemde schadesoorten bij het uitblijven van reparatie, chemische aantastingen nog bevorderen. Bijna alle chemische aantastingen bespoedigen uiteindelijk de corrosie van het betonstaal. Dit gaat gepaard met volumetoename waardoor scheurvor- -10-

16 ,.'.... ming ontstaat en het beton uit elkaar wordt gedrukt. In hoofdstuk 1 werd reeds aangegeven dat de samenwerking tussen beton en betonstaal optimaal is door het alkalisch milieu in het beton dat een corrosieproces verhindert. De meest voorkomende chemische aantastingen zijn carbonatatie en chloride-aantasting. Daarnaast komt ook sulfatatie voor. carbonatatie Het carbonatatieproces is het proces waarbij kooldioxyde uit de lucht met water (door de luchtvochtigheid) reageert met de kalk in het beton tot calciumcarbonaat. Deze reaktie heeft twee gevolgen: 1. De alkaliteit van beton wordt verlaagd van ph = 13 tot circa ph = 9. (*) 2. De vorming van calciumcarbonaat gaat gepaard met volumetoename. Dit proces begint aan het oppervlak. Nadat alle kalk aan het oppervlak is omgezet, vindt dit omzettingsproces steeds dieper in het beton plaats. Omdat CO 2 -gas via de poriën het beton zal binnendringen, maakt het verschil of het 5eton vochtig of droog is. In vochtig beton zullen de poriën in het beton met meer water gevuld zijn, zodat COTgas slechts langzaam kan binnendringen. De oplosbaarheid van gassen in water is beperkt. In droog beton zijn de poriën minder gevuld met water, zodat COTgas gemakkelijker zal binnendringen. De carbonatatiesnelheid neemt toe naarmate het beton droger wordt. Bij lage relatieve vochtigheden is echter te weinig water aanwezig om het oxydatieproces snel te laten verlopen. De grootste carbonatatiesnelheid in beton vindt plaats bij een relatieve vochtigheid van ongeveer 50%. In de praktijk blijkt dat in betonnen konstrukties de regenzijde vaak een geringere carbonatatiediepte vertoont dan bijvoorbeeld een beschut betonoppervlak. In een binnenklimaat worden doorgaans de grootste carbonatatiesnelheden aangetroffen, omdat daar de relatieve vochtisheid la,_ is dan buiten. Roestvorming zal binnen echter nog niet optreden omdat de relatieve vochtigheid daarvoor (nog) te laag is. Bij beschut beton buiten is. dat anders. De relatieve vochtigheid is hier meestal hoger en de poriin zijn minder gevuld met water, waardoor CO 2 gas erin kan binnendrin,en. Naast de genoemde faktoren die van invloed zijn op de carbonatatiesnelheid, zijn ook de poreusheid van het beton (w/c faktor) en de cementsoort van belang. De cabonatatiesnelheid en -diepte kan aan de hand van deze faktoren berekend worden. Door met een kleur indicator; bijvoorbeeld fenolftale ine, een vers breukvlak ~ I te bespuiten, kan men duidelijk zien tot welke diepte het carbonatatieproces is 'gevorderd. Niet-gecarbonateerd beton kleurt roze tot roo4, terwijl gecarbonateerd beton niet verkleurt. Indien de dekking volledi, i,.ecarbonateerd en de wapening in de gecarbonateerde zone komt te liuen, kan corrosie van de wapening plaats vinden. (*) De ph-waarde van een oplossing is de negatieve logaritme van de waterstofionenconcentratie in die oplossing: een oplossing met ph = 7 is neutraal, ph > 7 is alkalisch, ph < 7 is zuur. De ph van vers beton bedraagt 12,5. '1, 1-11-

17 Carbonatatie treedt dus altijd op en 'hoeft' niet tot schade te leiden. Carbonatatie wordt daarom als een niet-agressieve aantasting gezien. Het proces kan wel aanzienlijk worden versneld door ontwerp- en uit voeringsfouten waardoor te poreuze beton ontstaat of door slecht onderhoud (van reeds te poreuze beton). Ook scheurvorming leidt tot toename van de carbonatatie. Te weinig beton dekking leidt tot 'eerdere' aantasting van de wapening. chloride-aantasting De aanwezigheid van chloride in het beton kan eveneens tot corrosie van de wapening aanleiding geven. Chloride kan zijn binnengedrongen vanuit de omgeving (onder maritieme omstandigheden of bij gebruik van dooizouten) of bij de betonfabricage reeds aanwezig zijn. Daarbij kan gedacht worden aan toevoeging van calciumchloride (CaCI 2 ) als verhardingsversneller of chloride dat als verontreiniging in de samenstellende componenten van de betonspecie aanwezig is. Indien chloride rond de wapening in voldoende mate aanwezig is, wordt de wapening gedepassifeerd. Hierdoor kan, ondanks de nog aanwezige hoge alkaliteit, corrosie plaatsvinden. Chlorideaantasting is een agressieve aantasting. De chloride-aantasting is zo gevaarlijk en kan zo moeilijk worden afgeremd, dat vele deskundigen afraden chloriden te gebruiken in beton. In juli 1984 is de nieuwe norm NEN 3880 "Voorschriften Beton VB 1974/1984" verschenen. In de norm zijn twee nieuwe artikelen opgenomen over het maximaal toelaatbare gehalte aan chloriden in beton. Dit met het oog op de bescherming:. van de wapening tegen corrosie. Het maximale gehalte aan chloriden (Q ) in gewapend beton mag ten hoogste 0,3% (m/m) bedragen van de hoeveelheid cement. In voorgesparmen beton is het maximale gehalte op 0,1% (m/m) gesteld. In oude voorschriften was men niet zo streng met het gehalte aan chloriden. Ook bij de uitvoering zijn vaak fouten gemaakt. Bij de samenstelling van de betonspecie is het toelaatbare gehalte chloriden nog wel eens overschreden. Als de porositeit van beton groot is, kunnen chloriden uit de lucht (zout uit de zee) of dooiiout, snel het beton aantasten. sulfatatie Naast carbonatatie als belangrijke oorzaak van betonschade kennen we ook sulfatatie. Ook hier is prake van de reaktie van een gas dat met water een zuur vormt. Bij sulfatatie gaat het om 50 T gas, dat vrijkomt bij sommige brandstoffen als kolen, huisbrandolie, diese[olie e.d. 502 lost op in water en vormt daarmee zwavelig zuur. Dit zwavelig zuur wordt gemakkelijk in zwavelzuur omgezet en reageert, met de vrije kalk uit het beton, tot calciumsulfaat. Het zwavelzuur tast zelfs het ontstane calciumcarbonaat aan, waardoor weer CO 2 vrijkomt, dat verder reageert met de vrije kalk. Zowel calciumsulfiet als caliumsulfaat kunnen kristalwater opnemen. Daardoor ontstaat volumevergoting c.q. het afspringen van beton. De ontstane sulfaten betekenen tevens een bedreiging voor het nog gezonde beton. Er kan opzwelling ontstaan, ook wel de beton bacil genoemd. De sulfaten tasten de gehydrateerde kalk aan en vormen ettringiet, dat kristalwater opneemt. De daarmee gepaard gaande volumevergroting bedraagt maar liefst -12-

18 2 tot 3 maal de oorspronkelijke molecuulgrootte. Er zijn nog meer gassen, die aantasting kunnen veroorzaken. Alle gassen die met water zuren kunnen vormen, kunnen een belangrijk aandeel hebben in aantastingen van beton (bijvoorbeeld stikstofoxyde NO x is/wordt minstens zo belangrijk als 502 door de vorming van salpeterzuur). 5ulfaataantastingen Komen meer voor bij waterbouwkundige werken in zeewater. Zeewater bevat een aanzienlijke concentratie aan sulfaten. Ook grond en grondwater bevatten dikwijls sulfaten. In rioolbuizen kunnen bij aanwezigheid van zwavelhoudende verbindingen eveneens sulfaten worden gevormd. In de woningbouw komt sulfatie maar weinig voor. Carbonatatiedieptemeting (foto: Sikkens). Kalkuitbloeling als gevolg van schetrvorming en waterdoorstroming (foto: Sikkens). Kontroleren van de druksterkte met een Schmidthamer (foto: Sikkens). Dilatatie loopt niet door en de oplegging van de vloer op de balk is niet vrij beweegbaar (foto: Afd. der Bouwkunde, TH-Delft). Wapeningdetector voor het bepalen van de betondekking (foto: Sikkens). -13-

19 Dilatatie loopt niet door en de oplegging van de vloer op de balk is niet vrij beweegbaar (foto: Afd. der Bouwkunde, TH-Delft). Hellingbaan aangetast door dooizouten (foto: Afd. der Bouwkunde, TH-Delft). -14-

20 3. CORROSIE VAN HET BETONSTAAL Zoals reeds gezegd kunnen alle hiervoor genoemde aantastingen uiteindelijk tot corrosie van de wapening leiden met als gevolg een mogelijke gevaarlijke. sterktevermindering. Er komen twee soorten van corrosie voor; egale corrosie en putcorrosie. Indien een wapeningsstaaf in gecarbonateerd beton komt te liggen en er voldoende water en zuurstof aanwezig zijn, zal het staal egaal over het hele staaloppervlak corroderen. Schade uit zich door scheuren in het beton en door het afdrukken van de dekking. Het volume van gecorrodeerd staal is + 10 x het volume van niet gecorrodeerd staal. Bij egale corrosie bedraagcde corrosiesnelheid in het gecarbonateerde beton ongeveer 0,01 tot 0,09 mm per jaar. Als corrosie plaatsvindt door de aanwezigheid van chloride in beton, zal een corrosievorm optreden waarbij plaatselijk op de staaf sprake is van sterke aantasting. Er ontstaat een 'put' in het staal en deze corrosievorm wordt dan ook putcorrosie genoemd. In plaats van egale aantasting corrodeert het ijzer op slechts enkele plaatsen. Een snelle vermindering van de staafdiameter is het gevolg. Er behoeft aan het betonoppervlak nog geen scheurvorming op te treden. Dit maakt putcorrosie een verraderlijke vorm van corrosie. Naast de genoemde faktoren die corrosie initiëren, ijn voor de voortgang van het corrosieproces zoals gezegd, zuurstof en water noodzakelijk. Ontbreekt een van deze faktoren, dan zal het corrosieproces nauwelijks meer optreden. Twee belangrijke chemische reakties bepalen het corrosieproces. Dit is enerzijds de oxydatiereaktie van ijzer: Fe --+ Fe eijzer ijzerionen electronen I Het staal 'lost op' onder de vorming van ijzerionen en electronen. Dit wordt een oxydatieproces genoemd en vindt plaats aan de anode. De electronen moeten worden weggenomen. Dit wordt gedaan door zuurstof waarbij met water hydroxyde-ionen worden gevormd: O 2 zul~rstof + 2H 0 2 water + 4e- ~ electronen 4 OHhydroxyde Dit proces wordt een reductiereaktie genoemd en vindt plaats aan de kathode. De electronen bewegen in het staal van de anode naar kathode, zo- -15-

21 I dat er een kleine stroom door het metaal loopt. Bij een corrosieproces moet er een gesloten stroomkring bestaan. Dit betekent dat er in het beton, in het poriewater, ook een stroompje zal lopen. Dit is een ionenstroom. Nu is ook duidelijk waarom zuurstof en vocht noodzakelijk zijn om het corrosieproces gaande te houden. Bij afwezigheid van zuurstof kunnen de vrijgekomen electronen niet worden opgenomen en stopt het proces. Als het beton droog is, is de elektrische weerstand zo hoog dat er geen noemenswaardige ionenstroom kan lopen. Bij het roesten reageren de ijzerionen (Fe 2 +) en de hydroxyde-ionen (OH-). met elkaar onder vorming van het zeer slecht oplosbare ijzerhydroxyde (Fe(OH)2) dat ' dan ook neerslaat. Bij verdere reaktie met zuurstof wordt xfeo.yfe zH 2 0 gevormd, de welbekende roodbruine roest. Roest belemmert wel de toevoer van zuurstof, maar stopt deze niet. Het soortelijk volume ervan is 2 à 3 maal zo groot als dat van ijzer. Staal kan door roestvorming dan ook in beton zulke hoge trekspanningen veroorzaken dat het materiaal kan gaan scheuren. In een later stadium kan roest de betondekking doen afsplijten. Roest aan de onderzijde van gajerijplaten door calciumchloridetoevoeging. -16-

22 Betonschade aan een balkonrand door roestende wapening (foto: Bofimex Almere). Betoncilincler; de betondekking is door roestende wapening afgedrukt (foto: O.W. de Meer, 1983). Egale corrosie (foto: SIM, ArkeO, -17-

23 -18- Ernstige betonschade aan de flats te Zaandijk (foto: BIM, ArkeO.

24 4. TECHNISCHE ASPEKTEN VAN HERSTEL. VAN BETONSCHADE De wijze waarop betonschade moet worden hersteld, hangt sterk af van de oorzaak en de omvang van de schade. In dit hoofdstuk wordt daarom zowel het repareren als het vervangen van beton beschreven Het vaststellen van de omvang van de schade Detectiemethoden van wapeningscorrosie bestaan voornamelijk uit visuele waarnemingen aangevuld met laboratoriumonderzoek. De carbonatatiediepte en de betondekking worden bepaald bij inspecties, scheuren worden opgemeten en de mate van corrosie wordt vastgesteld. Daarnaast kunnen in het laboratorium de betonsamenstelling en de kwaliteit worden bepaald, bovendien kan het chloridegehalte worden vastgesteld. In het algemeen vindt geen corrosie plaats bij lage chloridepercentages. Het chloridegehalte wordt bepaald ten opzichte van de cementmassa. Bij lagere chloridegehal 'ten dan 0,3% ten opzichte van de cementmassa is de kans op corrosie betrekkelijk gering, maar deze is aanwezig. Bevindt zich meer dan 1% chloride ten opzichte van de cementmassa in het beton, dan bestaat er een grote kans op corrosie. In het tussenliggende gebied is de kans op corrosie niet precies bekend, maar deze neemt toe bij toename van het chloridegehalte. In hoofdstuk 3 meldden we al dat volgens de nieuwste voorschriften het maximale gehalte aan chloriden in gewapend beton ten hoogste 0,3% (m/m) mag bèdragen van de hoeveelheid cement. In voorgespannen beton is het maximum gehalte op 0,1 % (m/m) gesteld. De meeste onderzoekmethoden zijn destruktief: er zullen monsters van het beton moeten worden genomen en deze dienen te worden geanalyseerd. Een niet-destruktieve onderzoeksmethode berust op het meten van de elektrische stromen die het gevolg zijn van het corrosieproces. Daarbij worden de spanningsverschillen van de wapening ten opzichte van een referentiespanning (potentiaal) bepaald. Met een referentie-electrode wordt een vochtig betonoppervlak afgetast waarna de potentiaal van de wapening wordt geregistreerd. De waarde van de potentiaal en de onderlinge verschillen duiden plaatsen aan waar corrosie plaatsvindt zonder dat dit aan het betonoppervlak reeds te zien behoeft te zijn.. Een andere niet-destruktieve methode om schade vast te stellen aan de wapening is het maken van röntgenfoto's. Deze mèthode is echter vrij kostbaar; in bewoonde gebouwen kan het afschermen van straling extra problemen opleveren. -19-

25 Röntgenfoto van een gesprongen voorgespannen kabel (toto: Röntgen Technische Dienst b.v. Rotterdam). -20-

26 4.2. Reparatiemogelijkheden Inleiding Over het repareren van betonschade zijn diverse rapporten verschenen. De vraag di~ gesteld wordt door. eigenaren en beheerders van woningen waar: aan betonschade gerepareerd moet worden, luidt: "Welke garantie kan worden gegeven dat de reparaties deskundig en kwalitatief goed worden uitgevoerd?" Een aantal betonreparatiebedrijven heeft daarom de VBR opgericht. VBR staat voor Vereniging Betonreparatiebedrijven. Het is een overkoepelende organisatie, die kennis en ervaring bundelt van een groot aantal in het repareren van beton en betonkonstrukties gespecialiseerde bedrijven. De VBR is opgericht in De VBR pretendeert dat de leden voldoen aan hoge eisen van vakbekwaamheid. Zij hanteren uniforme, uitgebreide garantiebepalingen. Door middel van een gezamenlijk gevormd waarborgfonds bieden zij de zekerheid dat die garantie kan worden gerealiseerd. De aangesloten ondernemingen werken met het VBR-garantiecertificaat en voeren het VBR-vignet. Ook verschillende "coating"bedrijven zijn inmiddels bezig met het oprichten van een vergelijkbare organisatie. Alvorens op specifieke reparatiemethoden in te gaan maken wij enkele algemene opmerkingen over reparatiemogelijkheden. Op grond van de theorie van het corrosieproces in beton is een aantal mogelijkheden aan te geven om het corrosieproces te stoppen c.q. het beton te repareren. Indien wapeningscorrosie wordt gekonstateerd, dient allereerst de oorzaak van de schade te worden vastgesteld. Is er sprake van corrosie ten gevolge van carbonatatie, dan zal verwijderen van de losse betondelen en, na ontroesten van de staven, het herstellen van het alkalisch milieu rond de wapening voldoende zijn. Een tweede principe berust op het volledig afsluiten van zuurstof en vocht. Is de schade een gevolg van de aanwezigheid van chloride, dan is reparatie veel moeilijker uit te voeren. Chloride-ionen kunnen' namelijk niet snel uit het beton worden verwijderd. Vervanging van de konstruktie is dan de enige oplossing. Chloridehoudend beton verwijderen, is vaak alleen zinvol indien chloride is binnengedrongen vanuit de omgeving. Er hoeft dan slechts een schil van beton verwijderd te worden. Preventieve maatregelen dienen genomen te worden indien bekend is dat de betonkonstruktie wordt blootgesteldaan een agressief milieu. Naast het verhogen van de betondekking kan het beton worden gecoat met een dichte coating of kunnen de wapeningsstaven van een dichte coating worden voorzien. De beste en goedkoopste maatregel is het gebruik van goed dicht beton met voldoende dekking, zonder toevoeging van chloride. Dan behoeft niet gevreesd te worden voor een vroegtijdige beëindiging van de levensduur van gewapend betonnen konstrukties. -21-

27 \ Voorbewerkingen Alvorens men tot repareren kan overgaan, moet men eerst het oppervlak van het (beschadigde) beton verbeteren. Middelen om het oppervlak te verbeteren zijn volgens het CUR-rapport 91: a. mechanische middelen (borstelen, opruwen, afbikken, boucharderen, gritstralen, afschrapen, spuiten met water onder druk); b. zuurbehandeling; c. oplosmiddelen; d. vlam stralen. a. mechanische middelen Een zachte poreuze oppervlaktelaag kan het beste worden verwijderd met mechanische middelen. Kleinere oppervlakken kunnen met handgereedschap worden behandeld (staalborstel), grotere met machinaal gereedschap. De naaldenbikhamer is geschikt voor behandeling van kleinere oppervlakken, evenals het boucharderen. Gritstralen biedt de mogelijkheid tot zowel licht opruwen van een oppervlak, als het verwijderen van dikkere lagen. Een nadeel is het ver weg springen van het straalmiddel, waardoor beschermende voorzieningen voor de direkte omgeving nodig kunnen zijn. Toch is gritstralen de meest toegepaste methode voor oppervlaktereiniging van beton. Afschrapen kan worden toegepast bij horizontale oppervlakken met verrijdbare machines die zijn voorzien van om een horizontale as roterende staalborstels of met stalen beitels bezette cilinders. Perslucht is geschikt voor het verw~deren van losse delen en stof. Water k~ onder matige druk (0,8 à 1 N/mm ) tot zeer hoge druk (25 à 30 N/mm ) worden verspoten. Aan, water onder matige druk wordt meestal een toeslag toegevoegd, bijvoorbeeld zand. Losse delen en stof kunnen op deze wijze wor~en verwijderd, evenals sterk hechtende oppervlakteverontreinigingen. Met water onder zeer hoge druk kunnen zelfs dikke lagen beton van slechte kwaliteit worden weggespoten. Een voordeel van stralen met water is de betrekkelijk geringe overlast voor de omgeving. Er vliegt geen grit in het rond, terwijl het losgespoten materiaal door het water wordt 'gebonden'. b.zuurbehandeling Voor het verwijderen van een cementhuid of voor het opruwen van een te glad betonoppervlak wordt wel gebruik gemaakt van een behandeling met verdund zoutzuur. Voordat het zoutzuur op een betonoppervlak mag worden aangebracht, moet dit zijn verzadigd met water om te sterke opzuiging van de zoutzuuroplossing te voorkomen. Het oppervlak moet worden nagespoeld met zeer veel water. Nadelen van deze chemische methode zijn de agressiviteit van zoutzuur voor de verwerker en het gevaar voor aantasting van de wapening en het beton. Het gevaar voor de verwerker kan grotendeels worden opgeheven door gebruik van (duurder) fosforzuur in plaats van zoutzuur. Zuurbehandelingen zijn weinig milieuvriendelijk en zouden derhalve verboden moeten worden. c. Oplosmiddelen Voor het reinigen van vervuilde betonoppervlakken kan gebruik worden gemaakt van fysisch of chemisch werkende middelen (oplosmiddelen, zepen, -22-

28 e.d.). Bij gebruik van deze middelen zullen echter doorgaans resten van de opgeloste of chemisch omgezette verontr:einiging achterblijven en een ongunstige invloed uitoefenen op de hechting van later aan te brengen spuitbeton of zelfs kan goede beton weer aangetast worden door de chemische werking van het oplosmiddel zelf. Reinigingspasta's die een organisch oplosmiddel bevatten, kunnen worden toegepast voor verwijdering van oppervlakkige, niet in het beton gedrongen verontreinigingen. De verontreiniging wordt door de pasta geabsorbeerd en zo vrijwel geheel verwijderd. Deze pasta's zijn echter duur in het gebruik. Dieper doorgedrongen verontreinigingen kunnen soms vrijwel geheel worden verwijderd met een grote overmaat van oplosmiddel (water, stoom voor het oplossen van b.v. suiker, vetten e.d.). Indien dit vanwege de kosten niet mogelijk is (b.v. bij gebruik van dure organische oplosmiddelen zoals ammoniak, terpentine, trichlooretheen e.d.) of indien verontreinigingen zeer diep in het beton zijn doorgedrongen, kan beter een thermische of mechanische behandeling worden toegepast, waarbij een toplaag van voldoende dikte wordt verwijderd. Met betrekking tot de vervuiling en het schoonmaken van gevels wordt er door een internationaal samengestelde technische kommissie TC-62 van de RILEM (reunion internationale des laboratoires d'essais et de recherches sur les materiaux et les constructions) (*) "Soiling and cleaning of facades" een studie gemaakt. In deze studie wordt behalve het verwijderen van agressie-. ve stoffen ook het schoonmaken uit een oogpunt van esthetica resp. het schoonmaken van gevels voor verdere behandeling onder de loupe genomen. Tot op dit moment onderscheidt deze kommissie drie manieren van schoonmaken: - wassen: Water wordt met kracht tegen de gevel gespoten en neemt zo het vuil mee. Voor hardnekkig vuil kan ook heet water of stoom gebruikt worden of er kan een hoeveelheid grit aan het water toegevoegd worden; - chemisch reinigen: Hierbij worden chemicaliën zoals hydrofluoride, ammonium bifloride of zuren in water gebruikt. Het chemisch reinigen vergt veel voorzorgsmaatregelen en ook een goede nabehandeling; - mechanisch reinigen: Hiertoe zijn te rekenen het droog en nat stralen, borstelen, schuren, slijpen en kartelen. d. Vlamstralen Vlamstralen is het bewerken van de ondergrond met een krachtige vlam. Het werkingsprincipe berust op de, zogeheten, 'thermische schok'. Het te b~werken oppervlak wordt nameli&k kortstondig blootgesteld aan een vlam met een temperatuur van ca C. Naast deze hoge temperatuur moet de vlam ook een zeer gekoncentreerde warmte leveren. Het juiste mengsel van acetyleen met zuurstof levert een vlam die bij uitstek aan deze eisen voldoet. Door het schokeffekt - de kombinatie van de hoge temperatuur, de warmtekoncentratie en de korte duur - springt van het te bewerken materiaal alleen de bovenlaag los. Het onderliggende kernmateriaal blijft absoluut onaangetast. (*) Secretariaat: ir. K.L. Pwa, T.H. Delft Afd. Civiele Techniek, Postbus 5048, 2600 GA Delft -23-

29 Gritstralen. Stofloze straajunit (foto: Straal techniek International BV, Dordrecht). Vlamstralen (foto: AG A-gas, Amsterdam; BIM, Arkel). -24-

30 De meest geëigende toepassingen zijn: - Het verwijderen van oude coatings en verven; met name chloorrubberverven laten zich gemakkelijk verwijderen. - Het voorbewerken van beton voor reparaties; slechte reparatiedelen worden onherroepelijk losgemaakt; scheuren en vervuilde delen worden schoon en opgeruwd. - Het verfraaien van beton; als er goede toeslagmaterialen zijn gebruikt, zal vlam stralen een bijzonder effekt aan het oppervlak geven. De vlam straal-techniek levert een schoon, ruwen droog oppervlak, waarop direkt mortels en coatings kunnen worden aangebracht. Door de hoge temperatuur worden oude lagen verf, coatings en dergelijke tegelijk verbrand met het afspringen van het bovenste betonlaagje. Als ze zeer hard zijn, worden ze mét het afspringende betonlaagje verwijderd. Ook verontreinigingen, zoals oliën en vetten verbranden mee. De warmte zorgt er tevens voor dat alle vocht verdampt, zodat het oppervlak na het vlamstralen kurkdroog is. Vlamstralen is niet alleen een kwalitatief zeer goede techniek, het is ook een schone en een efficiënte techniek, ten opzichte van verschillende andere methoden: - Er worden voor het stralen geen hinderlijke hulp- of toevoegmiddelen gebruikt. - Vlamstralen veroorzaakt relatief weinig lawaai. - Het vereist geen afdekvoorzieningen. - Er zijn minimale investeringskosten voor apparatuur mee gemoeid. - 'Nabewerking', in de vorm van het schoonmaken van de totale omgeving, is niet nodig. Na het vlamstralen moet het bewerkte oppervlak altijd geborsteld worden! Dat kan eenvoudig met een staalborstel gebeuren. Door de hoge vlamtemperatuur zal een deel van de toplaag (zandkorrels e.a.) verglazen en achterblijven als kleine bolletjes. Deze verminderen de hechting van mortels en moeten daarom worden verwijderd Reparatiemethoden In het CUR-VB-rapport 90 (vervangen of repareren van beschadigde konstrukties) wordt een overzicht gegeven van reparatiemethoden en de daarbij te gebruiken materialen. In dit schema (zie pag. 26) worden ook een aantal oppervlakte-behandelingen genoemd. Deze oppervlakte-behandelingen kunnen niet alleen als bescherming maar ook als verfraaiing dienen. Voor reparaties kunnen twee soorten mortels gebruikt worden: cementgebonden mortels of kunstharsgebonden mortels. Cementgebonden mortels Cementgebonden reparatiematerialen herstellen het alkalisch milieu rondom aanwezige wapening en zijn niet dampdicht, waardoor reparatie het beton niet afsluit en dampdrukopbouw achter de reparatie wordt voorkomen. De uitzettingscoëfficienten van ondergrond en reparatie zijn nagenoeg gelijk. Kunstharsgebonden materialen moeten een waterdichte reparatie geven en -25-

31 Reparatiemethoden en daarbij te gebruiken materialen (Bron: CUR-VB rapport 90) methode aanstorten pleisteren spuitbeton impregneren verzegelen coaten materialen gewone betonsamenstelling of betonsamenstelling met fijner grind a. traditionele cement- 1.:lIldmortels b. kunsthars-cementmortels (cementmortel waaraan een betrekkelijk geringe hoeveelheid kunsthil l's - veelal in de vorm van een dispersie - wordt toegevoegd) c. zuivere kunstharsmortels (compounds) cement, zand en grind bij impregneren en verzegelen: gewoonlijk worden oplosmiddelhoudende kunstharsen gebruikt: bij coaten: gewoonlijk oplosmiddelvrije verfsystemen opmerkingen De aan te brengen laag moet dikker dan de betondekking zijn. Bekisting meestal noodzakelijk. Uitvoering betrekkelijk eenvoudig en goedkoop. Voor een goede dichtheid is een cement rijke mortel vereist. Er is geen bekisting nodig. Uitvm:ring is eenvoudig, goedkoop bij niet te uitgebreide oppervlakteschaden. Een probleem is voldoende hechting. De kunsthars geeft verbetering van de aanhechting en van andere morteleigenschappen. Deze gemodificeerde mortels zijn duurder dan de traditionele mortels. Veelal wordt de kruip vergroot, terwijl soms ook de sterkte nadelig wordt beïnvloed. Niet alle dispersies zijn geschikt voor een vochtige conditie. Voor de bescherming van de wapening moet de mortel volkomen dicht zijn, omdat het nieuwe milieu niet alkalisch is. Bij chemische belasting is een anti-corrosie behandeling van de wapening gewenst. Uitvoering is duur ten gevolge van de dure grondstor. Daarom veelal alleen toepassing op moeilijk bereikbare plaatsen of bij kleine oppervlaktereparaties. Ten gevolge van de wijze van aanbrengen wordt een sterke, dichte en goed op de ondergrond hechtende beton verkregen. Gezien de benodigde apparatuur zal slechts uitgebreide schade in aanmerking komen. Uitermate geschikt voor het opnieuw aanbrengen of vergroten van de betondekking. Oppervlaktebehandelingen die het oppervlak geheel of ten dele afsluiten, zodat het indringen in het beton van agressieve stoffen wordt belemmerd. Impregneren heeft vaak tot doel de poriën te blokkeren en de poriënwanden waterafstotend te maken. Dij verzegelen wordt het impregneren verder doorgezet, waardoor een oppervlaktelaag wordt gevormd. Onder coatings worden dichte oppervlaktelagen verstaan. Er is geen bekisting nodig. injecteren meestal kunstharsen die na Het onder druk inbrengen van laag visceuze vloeistoffen het uitharden de gewenste in scheuren of grindnesten. Meestal moet eigenschappen moeten worden geïnjecteerd om lekkage via scheuren tegen bezitten te gaan. Indien het geïnjecteerde beton wordt belast, moeten kunstharsen met een zeer goede aanhechting en met voldoende treksterkte worden gebruikt _ afdichten van ~cheuren sterk deformecrbare elastische kunstharsen Vooral bij bewegende scheuren is dit de meest effectieve methode. Mogelijkheden: formeren van een voeg ter plaatse van de scheur of de scheur overbruggen met een vervorm baar membraan. -26-

32 de wapening afsluiten van vocht en zuurstof, waardoor deze niet verder roest. De reparatie sluit het beton af, waardoor dampdrukopbouw in het capillair systeem kan ontstaan, wat op den duur de reparatie los kan drukken, immers het alkalisch milieu wordt niet hersteld. De uitzettingscoëfficienten van kunsthars materialen verschillen met die van beton. Ook is er een verschil in E-modules; onder spanningen wordt dus verschillend gereageerd. Voor cementgebonden reparatie moet de ondergrond liefst 24 uur lang nat worden gehouden, terwijl voor kunstharsreparaties de ondergrond zo droog mogelijk dient te zijn. Het nat houden van de ondergrond heeft een tweeledig doel. In de eerste plaats zal een vochtige ondergrond geen water onttrekken aan de reparatiemortel en in de tweede plaats kan de ondergrond door wateropname iets zwellen en zo - bij later drogen van de reparatie - de krimpspanning iets reduceren. Op het moment van aanbrengen van de reparatiemortel mag geen water op het oppervlak aanwezig zijn; het oppervlak moet zogenaamd "dofnat" zijn. Bij het aanbrengen van de reparatiemortel kan met een cementrijke aanbrandlaag verbetering in de aanhechting worden bereikt, eventueel met toevoeging van een kunstharsdispersie. Wat echter het allerbelangrijkste is bij reparaties met cementgebonden produkten, is het nat houden van de reparatie gedurende ten minste 7 dagen. Het gebruik van de zogenaamde "curing compounds" is wel het minste wat men kan doen, maar vooral bij kleine reparatie-oppervlakken is nat houden beter. Bij de cementgebonden mortels zijn drie wijzen van verwerking mogelijk: - pleisteren - aanstorten van beton - spuitbeton. Pleisteren komt meestal voor bij kleine reparaties aan beton. Hiervoor wordt handgereedschap gebruikt. Problemen hierbij zijn wel het realiseren van een goede dichtheid en de hechting. Het aanstorten van beton komt meestal voor bij grote of diepe beschadigingen. Bij deze reparatiemethode is een bekisting nodig. De betonsamenstelling is dezelfde als die van normaal beton of eventueel met fijner grind. Spuitbeton is een specie die met behulp van gecomprimeerde lucht via een transportleiding en een spuitkop met tamelijk hoge snelheid op een ondergrond wordt gespoten en die daardoor tevens wordt verdicht. Spuitbeton kan in dunne lagen worden opgebracht op betonoppervlakken in elke stand, in het algemeen zonder dat een bekisting noodzakelijk is. Grotere dikten worden verkregen door meer lagen over elkaar te spuiten. Bij reparatiewerk wordt doorgaans spuitbeton toegepast met een maximale korrelgrootte van 5 mm (= grof betonzand); meestal wordt een hoog cementgehalte aangehouden. -27-

33 Reparatie m.b.v. spuitbetoo (foto: BIM, Arken. -28-

34 Gebruikelijke mengsels 1:3 à 1:5 in volumedelen (afhankelijk van de fijnheidsmodulus) blijken te voldoen. De watercementfaktor (wcf) is doorgaans laag: gewoonlijk tussen 0,35 en 0,40. Er bestaan twee betonspuitmethoden, namelijk de droge methode en de natte methode. In beide gevallen wordt gebruik gemaakt van een doseerinrichting, van waaruit de specie door een slang naar de spuitkop wordt gevoerd. Bij de droge methode, die in Nederland het meest toegepast wordt, wordt de vrij droge specie met behulp van gekomprimeerde lucht naar de spuitkop getransporteerd. Vlak voordat de specie de spuitkop verlaat, wordt het aanmaakwater toegevoegd. De hoeveelheid aanmaakwater wordt geregeld door de spuiter. Voordat met het spuitwerk begonnen wordt, moeten andere materialen (glas, hout, aluminium, etc) in de omgeving die schade kunnen oplopen, afgedekt worden. Dit afdekken moet ook gebeuren als vóór het spuiten gestraald wordt. Als met het spuiten wordt begonnen, springt het meeste toeslagmateriaal met aanhangend cement terug. Op die manier wordt een cementrijk laagje opgebouwd met wat fijn materiaal. Als eenmaal een zekere dikte is opgebracht, wordt de hoeveelheid terugslag minder. Deze hoeveelheid is afhankelijk van: - de grootste korrelafmeting, de korrelverdeling en de verhouding cementtoeslagmateriaal; - de spuitsnelheid; - de spuitrichting, de afstand van de spuit tot het te bespuiten vlak en de hoek waaronder de specie het oppervlak treft; - de soort en de hoeveelheid wapening. Bij het spuiten speelt uiteraard de vakbekwaamheid van de spuiter een grote rol. Terugslag mag nooit worden ingespoten en evenmin opnieuw worden verwerkt, want daardoor wordt de kwaliteit van het spuitwerk nadelig be invloed. Bij het verspuiten van hoekige of kantige konstrukties moeten vaak voorzorgen worden genomen om al te groot materiaalverlies te voorkomen, en (indien gewenst) ook om bestaande hoeken en kanten scherp af te werken (bijvoorbeeld met behulp van bekistingslatten of geleidelatten). Een gevaar is hierbij vaak weer het insluiten van de terugslag (bijvoorbeeld in inspringende hoeken). In diepe gaten wordt altijd een belangrijke hoeveelheid terugslag ingespoten, hoe men de spuit ook hanteert. Zo mogelijk moeten deze gaten dan ook schuin worden uitgehakt. Bij het inspuiten van wapening ontstaan gemakkelijk slecht gevulde plekken achter de wapening. Door vakkundig spui ten kan dit echter worden voorkomen. De oppervlaktelaag van spuitbeton is vrij ruw van aanzien. Het verdient de voorkeur dit oppervlak zo te laten. Bij afwerkingen, vooral bij het afreien of het gebruik van troffels, is de kans op verstoren van de aanhechting tussen het spuitbeton en de wapening of de ondergrond erg groot en zullen veelal scheuren worden getrokken. Indien men een gladder oppervlak wil hebben, kan nagespoten worden met een fijne specie. Het nagespoten laagje kan dan met een spaan gelijkmatig worden verdeeld en vlakgestreken, waarbij overigens ook de grootste voorzichtigheid betracht moet worden. Beter kan het oppervlak vlakker worden gemaakt door oneffenheden weg te snijden met een stalen spaan of een snijdraad. Vooral bij reparaties is het zeer belangrijk dat zowel vóór, tijdens als na -29-