Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicaties

Titelblad

Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicaties is toegelaten na gunstig advies van de KHBO-promotor, vermeld op het titelblad.

Woord vooraf Gedurende het afgelopen jaar zijn we met enorm veel mensen in contact gekomen. Die gesprekken leverden telkens weer bijkomende informatie op. Deze informatie gaf ons elke keer iets meer inzicht in het door ons onderzochte onderwerp. Hierbij zouden wij dan ook graag iedereen: aannemers, architecten, controlebureaus, producenten, studiebureaus, syndici bedanken om een deel van hun kostbare tijd vrij te maken om even met ons van gedachten te wisselen. Naast deze personen zouden wij ook graag onze binnenpromotor Dhr. Spegelaere bedanken voor zijn medewerking, advies en opvolging van ons eindwerk. Ook gaat onze dank uit naar onze familie en vrienden die steeds bereid waren om even te luisteren en de door ons geschreven teksten na te lezen. Zonder al deze personen zou dit eindwerk niet zijn wat het nu geworden is. Daarvoor onze dank, Hanne, Bart en Bruno

Abstract Dit eindwerk kadert in de oprichting van het bouwkenniscentrum van de kust. De bedoeling is dat in de loop van tijd dit kenniscentrum uigebouwd wordt te Oostende door dhr. Spegelaere. Het vooropgestelde doel van dit centrum is, mensen die in de toekomst problemen ondervinden met betonrot de mogelijkheid geven het bouwkenniscentrum te contacteren. De problemen zullen ingeschat worden, rekening houdend met de reeds opgedane ervaringen. Om van start te gaan werd de kustlijn van Oostende geïnventariseerd. Er werd nagegaan of het gebouw reeds gerestaureerd geweest was en wie de syndicus van het gebouw is. Na verzameling van de gegevens, werden de voornaamste syndici gecontacteerd. Via de syndicus kwamen we gegevens te weten over de gebouwen en over hoe de problematiek in verband met betonrot aangepakt werd. Op die manier kwamen we bij aannemers, architecten en producenten terecht. De volgende stap in het eindwerk was contact opnemen met de vermelde en gelijkaardige firma s. Met al deze personen werden er afspraken gemaakt. De nodige vragen werden gesteld en op die manier werd gepoogd om de plaats van die personen in de restauratieprocedure te verduidelijken. In dit eindwerk werden dan ook zo goed en zo kwaad als het kon de belangrijkste personen in het proces besproken. De thesis kan dan ook bekeken worden als een handleiding, die aantoont welke de nodige stappen zijn wanneer er betonrot geconstateerd wordt in het gebouw. De komende jaren kunnen deze gegevens dan aangevuld worden met nieuwe gegevens. En de kustlijn van Oostende kan uitgebreid worden tot gans de Belgische kust.

Inhoudsopgave Woord vooraf... 3 Abstract... 4 Inhoudsopgave... 5 Figuren- en tabellenlijst... 9 Inleiding... 12 1. Betonrot... 13 1.1. Wapeningscorrosie als gevolg van carbonatatie... 13 1.1.1. Carbonatatie... 13 1.1.2. Corrosieproces... 15 1.2. Wapeningscorrosie als gevolg van chloridenaantasting... 19 1.2.1. Chloridenaantasting... 19 1.2.2. Herkomst chloriden... 20 1.2.3. Snelheid aantasting... 21 1.3. Herstelmethoden... 22 1.3.1. Oppervlaktebehandeling... 22 1.3.2. Bescherming van de wapening... 24 1.3.3. Herstellen van het oppervlak... 24 1.3.4. Afwerking... 32 1.3.5. Specifieke oplossingen... 33 2. Inventariseren van de gebouwen... 37 2.1. Doel... 37 2.2. Werkwijze... 37 2.3. Gebouwenlijst... 38 2.4. Resultaten... 38 2.4.1. Gerenoveerde gebouwen... 39 2.4.2. Aangetaste gebouwen... 39 2.4.3. Andere gebouwen... 40 2.5. Besluit... 40 3. Syndicus... 42 3.1. De syndicus... 42

3.1.1. Wat is een syndicus... 42 3.1.2. Wat doet een syndicus... 43 3.1.3. Hoe wordt een syndicus aangesteld... 44 3.1.4. Wie kan syndicus zijn... 44 3.2. De algemene vergadering... 44 3.2.1. Wat is de algemene vergadering... 44 3.2.2. De algemene vergadering samenroepen... 45 3.2.3. Wat doet de algemene vergadering... 45 4. Architect... 46 4.1. Algemeen... 46 4.2. Evaluatie vragenlijst... 47 4.2.1. Restaureren versus nieuw concept... 47 4.2.2. Wanneer vergunning nodig... 48 4.2.3. Grens nieuw concept - restauratie... 49 4.2.4. Uitzondering... 51 4.2.5. Studiebureau contacteren... 51 4.2.6. Procedure... 52 4.2.7. Kostprijs... 53 4.2.8. Aantal mensen gemiddeld aanwezig op werf... 54 4.2.9. Restauratiepremie... 55 4.2.10. Veiligheidscoördinator... 55 4.3. Besluit... 56 5. Studiebureau... 58 5.1. Algemeen... 58 5.2. Onderzoek... 59 5.3. Uitvoer... 60 5.3.1. Betondekking... 60 5.3.2. Carbonatatie... 60 5.3.3. Chloriden... 61 5.4. Testmateriaal... 62 5.5. Besluit... 62 6. Vooronderzoek... 64 6.1. Algemeen... 64 6.2. Onderzoek... 64

6.3. Hoe de aantasting bepalen... 65 6.3.1. Visuele vaststelling van de schade... 66 6.3.2. Schade bepalen op niet-destructieve wijze... 66 6.3.3. Schade bepalen op destructieve wijze... 72 6.3.4. Verzamelen van aanvullende gegevens... 74 6.4. Besluit... 75 7. Aannemer... 76 7.1. Werkwijze... 76 7.2. De aannemers... 76 7.2.1. Batsleer... 76 7.2.2. Bodima... 77 7.2.3. Boey NV... 77 7.2.4. Braet NV... 77 7.2.5. Carrera... 78 7.2.6. IBT... 78 7.2.7. Iris... 79 7.2.8. John Saey... 79 7.2.9. MRT... 80 7.2.10. Van Britsom... 80 7.2.11. Van Huele... 80 7.3. Evaluatie vragenlijst... 81 7.3.1. Toepassing producten... 81 7.3.2. Combinatie van merken... 82 7.3.3. Manier van opmeten voor kostenbepaling... 82 7.4. Besluit... 85 8. Producent... 86 8.1. Wat is een producent... 86 8.2. Producenten... 87 8.2.1. BASF... 87 8.2.2. Pentagon Plastics... 90 8.2.3. Sika... 91 8.2.4. Andere producenten... 92 8.3. Technische goedkeuring... 92 8.3.1. Nodige attesten... 92

8.3.2. ATG... 93 8.3.3. Europese norm... 95 8.4. Productlijsten... 96 9. Controlebureau... 97 9.1. Algemeen... 97 9.2. Welke firma s... 97 9.2.1. SGS... 97 9.2.2. Seco... 98 9.3. Werkwijze... 99 9.4. De tienjarige verzekering... 99 9.4.1. Verzekerde personen... 100 9.4.2. Voorwerp van de verzekering... 100 9.4.3. Schade binnen 10 jaar... 100 9.4.4. Soorten verzekering... 101 9.5. Evaluatie vragenlijst... 101 9.6. Besluit... 102 10. Casestudy: Costa Brava... 103 10.1. Het gebouw... 103 10.2. Eerste renovatie... 104 10.3. Tweede renovatie... 105 10.3.1. Vooronderzoek... 105 10.3.2. Uitvoer... 106 10.4. Derde renovatie... 107 10.4.1. Verwijderen loszittende stukken... 107 10.4.2. Vooronderzoek bij Costa Brava... 107 10.4.3. Kathodische bescherming... 110 10.4.4. Keuze van uitvoer... 111 10.4.5. Uitvoer... 112 10.5. Besluit... 118 Besluit... 119 Bijlagen... 120 Literatuurlijst... 144

9 Figuren- en tabellenlijst Fig. 1.1: CUR Rapport 90-3. (1990). Carbonatatie, corrosie en vocht. Gouda, CUR. Fig. 1.2: CUR Rapport 90-3. (1990). Carbonatatie, corrosie en vocht. Gouda, CUR. Fig. 1.3: CUR Rapport 90-3. (1990). Carbonatatie, corrosie en vocht. Gouda, CUR. Fig. 1.4: CUR Rapport 92-7. (1990). Kritisch chloridegehalte in gewapend beton. Gouda, CUR. Fig. 1.5: CUR Rapport 92-7. (1990). Kritisch chloridegehalte in gewapend beton. Gouda, CUR. Fig. 1.6: CUR Rapport 92-7. (1990). Kritisch chloridegehalte in gewapend beton. Gouda, CUR. Fig. 1.7: CUR Rapport 92-7. (1990). Kritisch chloridegehalte in gewapend beton. Gouda, CUR. Fig. 1.8: Zandstralen. http://www.ervas.nl/library/images/brep4.jpg Fig. 1.9: Aanbrengen herstelmortel. http://www.had-vochtwering.nl/004.jpg Fig. 1.10: Betonscheuren. http://www.perfectbouw.nl/images/beton3.jpg Fig. 2.1: gerenoveerd gebouw. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig. 2.2: gerenoveerd gebouw met roestplekken. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig. 2.3: aangetaste gebouwen. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig.6.1: Afbeelding van blaasvorming en het afschilferen van het oppervlak. De Mulder Eline (2006). Kathodische bescherming van gewapende betonconstructies. Nietgepubliceerd eindwerk voor het behalen van het diploma industrieel ingenieur bouwkunde optie finaliteit, Oostende, KHBO. Fig. 6.2: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://www.tqcinfo.nl/images/products/150x150/ld0500.jpg(18-04-2007). Fig. 6.3: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://info.benoratg.org/media/docs/local/ipm106_wgi.pdf (18-04-2007). Fig. 6.4: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://info.benoratg.org/media/docs/local/ipm106_wgi.pdf (18-04-2007).

10 Fig. 6.5: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://info.benoratg.org/media/docs/local/ipm106_wgi.pdf (18-04-2007). Fig. 6.6: scheuren in het beton. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig. 6.7: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://info.benoratg.org/media/docs/local/ipm106_wgi.pdf (18-04-2007). Fig. 6.8: Principetekening van een potentiaalmeting. De Mulder Eline (2006). Kathodische bescherming van gewapende betonconstructies. Niet-gepubliceerd eindwerk voor het behalen van het diploma industrieel ingenieur bouwkunde optie finaliteit, Oostende, KHBO. Fig. 6.9: Onderzoekstechnieken op verhard beton. http://info.benoratg.org/media/docs/local/ipm106_wgi.pdf (18-04-2007). Fig. 6.10: fenolftaleïnetest. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig. 10.1: Costa Brava. De Clerck, Bruno, Vercoutere, Hanne, Meulders, Bart (2007). zelf gemaakte foto s. Fig. 10.2: resultaten potentiaal meting. Giorgini, Roberto (2004). Project 20.344: Vooronderzoek ten behoeve van kathodische bescherming en corrosie preventie aan verschillende met chloride aangetaste betonnen onderdelen aan de voorgevel van het appartementencomplex Costa Brava aan de Zeedijk te Oostende. ConCorDe BV.. Fig. 10.3: verschillende concepten. IBT (2005). Gevelrenovatie Residentie Costa Brava: algemene veragdering 21 mei 2005. Fig. 10.4: detail terrasopbouw. IBT (2005). technische tekening terrasrand. Fig. 10.5: terras. Naessens, David (2005). zelf gemaakte foto s. Fig. 10.6: lintelen. Naessens, David (2005). zelf gemaakte foto s. Fig. 10.7: luifel. Naessens, David (2005). zelf gemaakte foto s. Fig. 10.8: gevelelementen. Naessens, David (2005). zelf gemaakte foto s. Tabel 1.1: maximaal toegestane chloridengehalte in het beton. CUR Rapport 92-7. (1990). Kritisch chloridegehalte in gewapend beton. Gouda, CUR Tabel 1.2: Schiessl, P., Repair strategies for concrete structures damaged by reinforcement corrosion, studiedag Herstellen van beton, Technologisch Instituut, Antwerpen. Tabel 1.3: Schiessl, P., Repair strategies for concrete structures damaged by reinforcement corrosion, studiedag Herstellen van beton, Technologisch Instituut, Antwerpen.

11 Tabel 6.1: De Mulder Eline (2006). Kathodische bescherming van gewapende betonconstructies. Niet-gepubliceerd eindwerk voor het behalen van het diploma industrieel ingenieur bouwkunde optie finaliteit, Oostende, KHBO.

12 Inleiding Doordat er vaak problemen opduiken in verband met de restauratie van betonrot kwam onze binnenpromotor, Dhr. Spegelaere, op het idee om een bouwkenniscentrum op te richten. Dit kenniscentrum zou de bewoners en alle andere personen die met deze problematiek in aanraking komen met raad en daad bijstaan. Het resultaat van dit eindwerk kan gezien worden als een handleiding die gevolgd kan worden wanneer er betonrot optreedt. Alle mogelijke instanties kunnen dan hier de nodige informatie halen. Deze informatie kan allerhande zijn, van vooronderzoek tot de vereiste attesten, van uitvoeringswijze tot restauratieproduct. Het eindwerk bestaat uit drie grote delen. In het eerste hoofdstuk zal het onderwerp betonrot bekeken worden. Hier zal de oorzaak van betonrot uit de doeken gedaan worden, de manier waarop het vastgesteld kan worden en hoe het hersteld kan worden. Hoofdstuk twee tot negen zal alle mogelijke zaken en instanties die betrekking hebben tot de herstelling van betonrot van naderbij bekijken. Dit zijn de gebouwen aan de kustlijn van Oostende, de syndici, de architecten, het vooronderzoek, de studiebureaus, de aannemers, de producenten en de controlebureaus. Het laatste hoofdstuk, hoofdstuk tien, is een casestudie van de residentie Costa Brava. Dit appartementsgebouw heeft al enkele herstellingen achter de rug en werd bij de laatste restauratie voorzien van kathodische bescherming om een nieuwe aantasting door betonrot te vermijden. De reeds gebeurde herstellingen worden kort besproken. Om het overzicht te bewaren werd vóór ieder hoofdstuk een organigram geplaatst. Op die manier kan nagegaan worden waar men zich bevindt in de thesis.

Hoofdstuk 1: Betonrot 13 BETONROT Vooronderzoek Studiebureau Gebouw Syndicus Architect Aannemer Controlebureau Producent Casestudy Costa Brava 1. Betonrot Betonrot heeft hoofdzakelijk twee oorzaken: carbonatatie en chloridenaantasting. Deze twee oorzaken hebben als gevolg dat de wapening in beton roest. Aangezien roest een groter volume inneemt dan het oorspronkelijke staal zullen er spanningen in het beton ontstaan. Deze zorgen er voor dat het beton weggeduwd wordt en zo ontstaan er scheuren. In het ergste geval is er afbrokkeling van het beton. 1.1. Wapeningscorrosie als gevolg van carbonatatie 1.1.1. Carbonatatie Het beton beschermt de wapening tegen corrosieaantasting. Aangezien het beton een redelijk hoog alkalisch gehalte heeft (ph-waarde van ongeveer 13) zal het staal een beschermende laag hebben. Deze laag wordt de passiveringslaag genoemd. De passiveringslaag is eigenlijk een dunne oxidelaag: Fe 2 O 3 en Fe 3 O c.

Hoofdstuk 1: Betonrot 14 Fig. 1.1: Stroomkring corrosieproces bij ph > 9 Er zijn verschillende redenen waarom staal op zich niet roest in beton: gassen (zuurstof) kunnen niet doorheen de poriën dringen die gevuld zijn met water; in een binnenklimaat kunnen de gassen wel doordringen (de poriën zijn niet volledig gevuld met water), maar de nodige hoeveelheid water om corrosie tot stand te brengen ontbreekt; de passiveringslaag verhindert de elektrische stroom, het verhindert dat de ijzerionen het staal verlaten. De voorwaarden voor passivering zijn de volgende: poriënvloeistof moet een voldoende hoge alkaliteit bezitten (ph-waarde 13); de chloridenconcentratie in het beton mag een bepaalde waarde niet overschrijden (zie chloridenaantasting). De lucht bevat koolstofdioxide. Deze CO 2, zorgt ervoor dat het alkalische gehalte van het beton daalt van 13 naar 8 à 8,5. Hiermee is de beschermende werking van het beton t.o.v. staal verdwenen. Carbonatatie is een langzaam proces omwille van twee redenen: er is maar een lage concentratie koolstofdioxide in de lucht aanwezig; het beton heeft een grote reserve aan alkaliën. Carbonatatie zal optreden op het grensvlak poriewater-lucht: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (koolstofdioxide + water koolzuur)

Hoofdstuk 1: Betonrot 15 Aangezien er in beton steeds vrije kalk (Ca(OH) 2 ) aanwezig is, zal dit reageren met koolzuur als volgt: Ca(OH) 2 + H 2 CO 3 CaCO 3 + H 2 O (calciumhydroxide + koolzuur calciumcarbonaat + water) Het onoplosbare calciumcarbonaat zal neerslaan in de poriën van het beton en zo verdere indringing van koolzuurgas verhinderen. Deze afzetting van het calciumcarbonaat zal dus zorgen voor een betere dichtheid van het beton. Voor betonstaal echter kan dit proces roestvorming geven: als het calciumhydroxide wordt omgezet in calciumcarbonaat zal de ph-waarde van het beton sterk dalen (naar ongeveer 8 à 8,5). We gaan over van een sterk alkalisch, basisch milieu naar een basisch, neutraal milieu. Uit dit proces ontspringen de verschillende redenen waarom carbonatatie een langzaam proces is: eerst moet alle kalk in de omgeving omgezet worden en moet het gevormde water verdampen. Enkel als dit gebeurd is kan het carbonatatiefront verder doordringen. 1.1.2. Corrosieproces Corrosie zal optreden als het vochtfront rond de wapening ligt. Op figuur 2 hieronder kan je zien hoe corrosie in zijn werk gaat: Fig. 1.2: Stroomkring corrosieproces bij ph > 9

Hoofdstuk 1: Betonrot 16 Om corrosie te verkrijgen moet er aan een aantal voorwaarden voldaan zijn: er moet een potentiaalverschil aanwezig zijn; de anode en kathode moeten onderling verbonden zijn; depassivering is noodzakelijk; de kathode moet voldoende O2 bezitten ter vorming van OH-. Metaal bestaat uit een kristalrooster van positief geladen metaalionen. De bijhorende elektronen vormen de compenserende negatieve lading. Als staal in contact komt met water (aanwezig in de poriën van beton) zullen de ijzerionen door de watermoleculen uit het kristalrooster gehaald worden. De ijzerionen worden opgenomen in het water. De vrijgekomen ijzerionen zullen een reactie met de OH - -ionen aangaan ter vorming van ijzerhydroxide (die zal neerslaan). Dit eindproduct zal omgezet worden in de slecht oplosbare, poreuze massa, ijzerroest, die een volume kan aannemen die veel groter is dan oorspronkelijk (tot 7 maal groter). Corrosie van wapening is een elektrochemisch proces en bestaat uit twee fasen: initiatiefase: tijdens deze fase wordt het beschermende milieu rond de wapening teniet gedaan; propagatiefase: tijdens deze fase wordt de corrosie ontwikkeld. Fig. 1.3: corrosie fases initiatiefase staal + OH - roest + e - (oxidatie) Dit proces vindt plaats aan de anode en stabiliseert na enige tijd. propagatiefase O 2 + 2H 2 O + 4 e - 4 OH - (reductie)

Hoofdstuk 1: Betonrot 17 Het proces vindt plaats aan het staaloppervlak en aan de kathodezijde. Zolang er zuurstofaanvoer is kan dit proces continu verlopen. De vrijgekomen elektronen (in de initiatiefase) worden omgezet in OH - -ionen (in de propagatiefase), die op hun beurt zorgen voor roestvorming in de initiatiefase. Zo verkrijg je dus een cirkel en wordt er een elektrische stroom gecreëerd: de elektronen stromen van de anode naar kathode. Er zijn verschillende situaties waarin corrosie kan voorkomen: Binnenklimaat: er vindt vrij snel uitdroging plaats. Carbonatatie kan de uitdroging niet bijhouden (er is water nodig); dit heeft als resultaat dat het beton maar vrij zwak wordt gecarbonateerd tot op vrij grote diepte. De wapening ligt dan wel in het carbonatatiefront en er is zuurstof aanwezig, maar er is onvoldoende water om corrosie te verkrijgen. Dus zal corrosie niet plaatsvinden. Buitenklimaat, blootgesteld aan weer en wind: in deze situatie is er veel variatie. Soms vind er uitdroging plaats. In deze perioden verdampt het water en kan er carbonatatie plaatsvinden. Maar het verdampen gaat niet zo vlug als bij binnenklimaat, met als gevolg dat de carbonatatie veel langzamer verloopt. Daarna kan het regenen en worden de poriën volledig gevuld met water. Dit zorgt ervoor dat zuurstof niet kan doordringen in beton. In deze periode treedt carbonatatie niet op. Carbonatatie kan pas weer optreden als er een volgende droge periode aanbreekt. Het carbonatatiefront kan zo geleidelijk dieper doordringen. Als de constructie goed is uitgevoerd zal in deze situatie geen ernstige schade opleveren. Buitenklimaat, beschermd tegen directe regeninslag: ook hier schommelt het vochtfront, zoals in vorige situatie. Er zijn droge perioden, waar het water verdampt, en vochtige perioden die ervoor zorgen dat de poriën water opnemen. Maar hier zal het vochtfront dieper indringen dan in de vorige situatie. Deze situatie is de meest ernstige: op de plaats van het vochtfront is er continu een lage ph-waarde en zuurstof en water aanwezig. Deze voorwaarden zijn nodig om corrosie te laten plaatsvinden. Als de wapening zich in het vochtfront bevindt, zul je ernstige schade hebben aan je structuur.

Hoofdstuk 1: Betonrot 18 Onder water: in deze situatie heb je onvoldoende CO 2 om carbonatatie te laten optreden. Corrosie zal hier niet voorkomen omdat er een sterke ph-waarde aanwezig is en er is een tekort aan zuurstof. Fig.1.4: Locaties milieuklassen XD en XS Fig. 1.5: Carbonatatiediepte in functie van de tijd, bij verschillende klimatologische omstandigheden

Hoofdstuk 1: Betonrot 19 1.2. Wapeningscorrosie als gevolg van chloridenaantasting 1.2.1. Chloridenaantasting De hoeveelheid chloriden die in beton aanwezig mogen zijn is beperkt. De maximale hoeveelheid wordt voorgeschreven door de norm NEN- EN 206-1, zie tabel 1. Tabel 1.1: Maximaal toegestane chloridengehalte in beton Maximaal toegestane chloridegehalte volgens NEN-EN 206-1 soort beton max. chloridengehalte tov cementgehalte (%) ongewapend 1,00 gewapend 0,40 voorgespannen 0,20 De aantasting van beton, betonstaal verloopt in verschillende fasen: Eerste fase: vrije chloorionen die in het beton aanwezig zijn dringen door in de passiveringslaag. Daar zullen ze reageren met het ijzer en vormen het goed oplosbaar ijzerchloride (FeCl 2 ). Dit ijzerchloride zal op zijn beurt reageren met OH - -ionen waardoor de chloorionen afgestoten worden. Doordat in de laatste reactie OH - -ionen gebruikt wordt zal de ph-waarde van het beton dalen tot 8 à 8,5. Fe 2+ + 2Cl - FeCl 2 FeCl 2 + 2(OH) - Fe(OH) 2 + 2Cl - Tweede fase: door de hydrolyse van het ijzerchloride kan er een zoutzuur (HCl) ontstaan: FeCl 2 + 2H 2 O Fe(OH) 2 + 2HCl Derde fase: kleine hoeveelheden chloriden kunnen een plaatselijke verstoring van de passiveringslaag tot gevolg hebben. Plaatselijke aantasting van de wapening gaat gepaard met putjes in het staaloppervlak. Dit verschijnsel wordt putcorrosie genoemd en is zichtbaar door roestvlekjes die op het buitenvlak van het beton tevoorschijn komen.

Hoofdstuk 1: Betonrot 20 1.2.2. Herkomst chloriden De chloriden die in het beton aanwezig zijn zitten er van in het begin in door het inmengen van grondstoffen of ze zijn doorgedrongen in het beton van buitenaf. De voornaamste bronnen van herkomst van chloriden zijn: Fig. 1.6: Locaties milieuklassen XD en XS Chloriden uit grondstoffen: alle grondstoffen waarmee beton wordt gemaakt bevatten chloriden, de chloridenconcentratie mag bepaalde waarden niet overschrijden (zie tabel). Grondstoffen uit de zee gewonnen bevatten normaal gezien meer chloriden dan gewonnen uit rivierbeddingen. Chloriden uit niet-maritieme bronnen: Dooizouten milieuklasse XD1 Zwembadwater en industrieel (afval)water milieuklasse XD2 Horizontale vloeren blootgesteld aan dooizouten milieuklasse XD3 Chloriden uit zeewater en zeewind. Betonconstructies aan de kust milieuklasse XS1 Beton van maritieme constructies, permanent onder water milieuklasse XS2 (geringe gevolgen door gebrek aan zuurstof onder water) Beton van maritieme constructies, in getijde-, spat- en stuifzone boven water milieuklasse XS3 (groot risico)

Hoofdstuk 1: Betonrot 21 1.2.3. Snelheid aantasting Er spelen verschillende zaken een rol bij de snelheid van aantasting van beton door chloriden. De snelheid en de mate waarin chloride door de betondekking kan binnendringen en de wapening kan aantasten hangt af van volgende elementen: Soort cement: beton dat gemaakt is op basis van hoogovencement heeft bij volledige hydratatie een dichtere poriënstructuur dan beton gemaakt op basis van portlandcement. Hoe dichter de poriënstructuur, hoe geringer de doordringing van chloriden zal zijn. Met als gevolg dat de aantasting van het betonstaal ook geringer zal zijn. Hieruit volgt dat hoogovencement betere bescherming biedt tegen chloridenaantasting dan portlandcement. Portlandcement Hoogovencement Fig. 1.7: Verschil in dichtheid van de cementsteen tussen portlandcement en hoogovencement Chloridenbinding: hoogovencement bevat cementsteen dat grotere hoeveelheden chloriden kan absorberen dan portlandcement. Doordat er meer chloriden worden geabsorbeerd zijn er minder vrije chloriden. Aangezien het enkel de vrije chloriden zijn die zorgen voor aantasting van het betonstaal, is hoogovencement beter dan portlandcement. Cementgehalte: hoe hoger het cementgehalte, hoe minder indringing van de chloriden. Als het cementgehalte hoger is zullen er meer chloriden gebonden worden met het cement waardoor er minder vrije chloriden zijn. Water-cementfactor: een verlaging van de water-cementfactor heeft een reductie van indringing van chloriden tot gevolg. Hoe minder chloriden kunnen indringen, hoe minder aantasting van het betonstaal.

Hoofdstuk 1: Betonrot 22 Nabehandeling: De hydratatiegraad heeft een belangrijke invloed op de indringing van chloriden. De duur en de kwaliteit van de nabehandeling hebben een grote invloed op de mate van hydratatie. 1.3. Herstelmethoden Restauratie gebeurt in enkele stappen. Op de eerste plaats wordt het oppervlak behandeld, want om tot een goed resultaat te komen moet het oppervlak gereinigd worden. Eens dit gebeurd is, zal het aangetaste oppervlak hersteld worden. Indien nodig komt dan nog een afwerklaag op het herstelde oppervlak. Er mag niet vergeten worden dat elke restauratie uniek is en dat elke oorzaak een specifieke oplossing heeft. Daarom zullen twee gevallen iets nauwkeuriger bekeken worden. Namelijk wapeningscorrosie door carbonatatie en door chloriden. 1.3.1. Oppervlaktebehandeling Zoals steeds geldt ook bij deze restauratie dat er op een gezonde, gereinigde ondergrond gewerkt wordt. Om dit te bekomen zullen alle verontreinigingen die de hechting negatief zouden beïnvloeden verwijderd worden. Het loszittend en gescheurd beton zal tevens verwijderd worden. Er wordt steeds aangeraden om het beton zo hoekig mogelijk uit te hakken. Hierdoor zal de restauratiemortel eenvoudiger aangebracht kunnen worden en al er dus ook een betere hechting zijn. Naast het haaks uithakken van het beton zal er ook voor gezorgd worden dat deze tot voorbij de wapening weggehaald wordt. Er wordt gesteld dat men met de hand achter de wapening moet kunnen. Alle geroest en aangetaste wapening zal op die manier bloot komen te liggen. Er wordt voor gezorgd dat aan elke kant van de aangetaste wapening steeds enkele cm blanke wapening te zien is. Op die manier kan men vrij zeker zijn dat alles wat aangetast is verwijderd of hersteld zal worden. Eens de wapening blootgesteld is, zal deze beoordeeld worden. Wanneer het staal er niet goed meer uitziet zijn er enkele mogelijkheden. Er kan wapening bijgelegd, bijgekleefd worden of er kan beton bijgestort worden. Wanneer de wapening wel nog in goede staat is, zal deze gereinigd worden. Dit kan gebeuren aan de hand van zandstraling. Het is niet zo dat steeds alle roest verwijderd dient te worden. Dit is afhankelijk van welk materiaal er later gebruikt zal worden. Deze oppervlaktebehandeling kan op verschillende manieren gebeuren.

Hoofdstuk 1: Betonrot 23 1.3.1.1. De mechanische methode Bij de mechanische methode kan gritstralen of afschrapen toegepast worden. Bij gritstralen worden gebroken en gemalen schelpen met een hoge snelheid tegen het oppervlak gespoten. Op deze manier wordt het wapeningsstaal ontroest. Afschrapen kan enkel toegepast worden op horizontale vlakken met behulp van machines die langs de onderkant over staalborstels of stalen beitels beschikken. Fig.1.8: Zandstralen 1.3.1.2. De hydraulische methode Bij de hydraulische methode wordt water onder hoge druk (20 à 160 bar) tot zeer hoge druk (600 à 1200 bar) met behulp van een waterslang op de te behandelen oppervlakten gespoten. Deze methode wordt voornamelijk toegepast bij het verwijderen van verven, de cementhuid en slechte betonoppervlakken. Eventueel wordt er staalgrit toegevoegd om het effect te verhogen. 1.3.1.3. De thermische methode De thermische methode zorgt enkel voor het loskomen van de oppervlaktelaag onder de vorm van schilfers. Deze methode moet gevolgd worden door de mechanische methode om alle loszittende deeltjes te verwijderen. De thermische methode bestaat erin door sterke verhitting, met een acetyleen-zuurstofvlam van 3200 C, de oppervlaktelaag te doen loskomen. Het loskomen van de toplaag onder de vorm van schilfers vindt plaats omdat er kristalomzettingen gebeuren en het smelten van steentjes optreedt. De hoge temperaturen, gevormd door de vlam, zijn niet schadelijk voor het onderliggende beton en de wapening (proeven hebben dit aangetoond).

Hoofdstuk 1: Betonrot 24 1.3.1.4. De chemische methode Ook deze methode bestaat erin om de toplaag van het oppervlak te verwijderen en het wapeningsstaal te ontroesten. Dit gebeurt door een zoutzuur (HCl) of een fosforzuur (H 3 PO 4 ) op het betonoppervlak aan te brengen. Er moet wel rekening gehouden worden met de vervuiling van de chloride-ionen van het naastgelegen betonoppervlak. Daarom moet goed nagespoeld worden met water. 1.3.2. Bescherming van de wapening Als de wapening gecontroleerd is kan deze eventueel beschermd worden. Dit kan gebeuren aan de hand van een epoxycoating of fijne herstelmortel. Als verder tijdens de restauratie een hydraulische herstelmortel wordt gebruikt, dan is geen bescherming nodig. Dit omdat er een nieuwe passivatielaag op het staal ontstaat door het alkalisch karakter van de mortel. 1.3.3. Herstellen van het oppervlak Het oppervlak kan op twee manieren hersteld worden. Men spreekt van een zachte restauratie als er gebruik gemaakt wordt van mortels. Ook kenmerkend voor deze methode is dat de structuur behouden wordt. Naast deze zachte manier is er ook de harde restauratie-methode. Bij deze methode worden de grovere middelen gebruikt. Hier zal beton gegoten of gespoten worden. 1.3.3.1. Zachte restauratie Tijdens de zachte restauratie wordt gebruik gemaakt van mortels. Op de markt zijn er verschillende mortels. Deze worden opgedeeld volgens hun bindmiddelen. Er wordt gesproken van cementgebonden mortels (CC-mortels) wanneer er geen of slechts een klein percentage (maximaal 5%) aan polymeren aanwezig zijn. Naast deze polymeren kunnen eventueel ook nog hulpstoffen zoals luchtbelvormer en plastificeerder toegevoegd worden. Kunstharsgebonden mortels (PC-mortels), zijn mortels waarbij kunsthars het enige bindmiddel is. Van alle soorten polymeren die vroeger gebruikt worden, wordt de dag van vandaag enkel nog epoxyhars gebruikt. Er kan dus ook, naast kunstharsgebonden mortels, over epoxygebonden mortels gesproken worden. De twee voorgaande mortels, zowel cement- als kunstharsgebonden mortels, hebben hun voor- en nadelen. Als derde soort zal een combinatie van beiden gemaakt worden. De correcte combinatie zal alle voordelen van beiden samenbrengen en zo kan een mortel

Hoofdstuk 1: Betonrot 25 ontwikkeld worden die zoveel mogelijk aan de gewenste eisen zal voldoen. De mortel zal tussen de 5 en 20% polymeer ten opzichte van de cementmassa bevatten. Wanner het gehalte namelijk minder is dan 5% zal de toevoeging van polymeren geen effect hebben op de bereide herstellingsmortel. Gaat het gehalte boven de 20% zal dan zullen de voordelen van cement te niet gedaan worden. Ze worden cementgebonden polymeergemodificeerde mortels (PCC-mortels) genoemd. In de volgende puntjes worden de voor- en nadelen van de verschillende mortels opgesomd. cementgebonden mortels Voordelen: het gaat hier om een zeer eenvoudige samenstelling. Het voordelige hieraan is dat de eigenschappen, mogelijkheden en beperkingen van het product gekend zijn; de samenstelling van cementgebonden mortels verschilt amper van deze van beton. Hierdoor zijn ook de eigenschappen grotendeels gelijk. Het voordeel hiervan is dat ook deze herstelmortels, net zoals het beton, hoog alkalisch zijn en de wapening opnieuw zullen passiveren. Er treedt dus re-alkalisatie op. Tijdens deze re-alkalisatie migreren hydrolxyl-ionen uit de net aangebracht mortellaag naar het oude beton. Hierdoor komt de wapening opnieuw in een niet gecarbonateerde omgeving. Er vormt zich een nieuwe passiveringslaag en het roestvormingsproces stopt. Het geroeste staal moet dus niet volledig ontroest worden. Het nadeel bestaat erin dat de nieuw aangebrachte laag zelf minder alkalisch zal worden; daar het gaat om een gelijkaardig product als beton, beschikt de cementgebonden mortel over dezelfde uitzettingscoëfficiënt als beton; de cementgebonden mortels beschikken over een relatief hoge E-modulus; er kunnen bij de mortel ook toeslagstoffen toegevoegd worden. Op die manier kan aan bepaalde specifieke eisen voldaan worden; deze mortels zijn relatief goedkoop doordat het gaat om de samenstelling van redelijk eenvoudige producten (granulaten, cement en water). Nadelen: zoals reeds vermeld benadert deze herstelmortel de eigenschappen van beton. De cementgebonden mortel zal dus ook niet bestand zijn tegen chemisch agressief milieu en de herstelde laag zal opnieuw aangetast worden.