R civieltechnisch centrum uitvoering research en regelgeving marien technologisch speurwerk industriële raad voor de océanologie rapport 129 kunststof als bekleding op betonstaal en als omhullingsbuis
kunststof als bekleding op betonstaal en als omhullingsbuis ONDERZOEK UITGEVOERD DOOR KUNSTSTOFFEN EN RUBBER INSTITUUT TNO VERFINSTITUUT TNO INSTITUUT TNO VOOR BOUWMATERIALEN EN BOUWCONSTRUCTIES
De CUR en degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het verwerken van de in deze publikatie vervatte gegevens; deze gegevens geven de stand van de techniek op het moment van uitgifte weer. Nochtans moet niet worden uitgesloten de mogelijkheid dat zich toch onjuistheden in deze publikatie kunnen bevinden. Degene die van deze publikatie gebruik maakt, aanvaardt daarvoor het risico. De CUR sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze gegevens. ISBN 90 212 6077 8
VOORWOORD In 1979 werd een eerste fase van onderzoek in het kader van het Marien Technologisch Speurwerk (MaTS) van de Industriële Raad voor de Oceanologie (IRO) afgesloten met de presentatie van rapporten van een zevental preadviescommissies van de CUR. In deze rapporten werden aanbevelingen geformuleerd voor het verrichten van onderzoek met betrekking tot de duurzaamheid van beton in marien milieu. Nadat een omvangrij k onderzoekprogramma, gebaseerd op de aanbevelingen van de preadviescommissies, was opgesteld, werd in 1980 CUR-onderzoekcommissie B 30 Duurzaamheid van betonnen offshore constructies" ingesteld. De huidige samenstelling van deze commissie is als volgt: ir. W. R. DE SITTER, voorzitter ing. A. H. BEENHAKKER, secretaris en coördinator ir. J. J. EBERWIJN ing. K. VAN DER HEIDE dr. ir. CH. F. HENDRIKS ir. P. KIEFT prof. Dr.-Ing. H. W. REINHARDT ir. J. TONNISEN ing. C. D. DE WAAL ing. N. G. B. VAN DER WINDEN prof. ir. CH. J. Vos, mentor Tussen 1980 en 1984 hebben drs. A. R. Kop, dr. J. G. MEIJER, ir. R. VELLEMA en ir. A. A. M. VAN DE WIJDEVEN deel uitgemaakt van de commissie. In 1986 werd ing. A. C. VAN RIEL opgevolgd door dr. ir. CH. F. HENDRIKS. Tegelijkertijd met het instellen van onderzoekcommissie B 30 werden vier subcommissies ingesteld, te weten: subcommissie B 30A Materiaalgedrag beton" subcommissie B 30B Materiaalgedrag staal" subcommissie B 30C Inspectie en bewaking" subcommissie B 30D Reparatie en bescherming" Een van de onderwerpen uit het onderzoekprogramma was het uitvoeren van een oriënterende studie naar de voor- en nadelen van kunststofbekleding op voorspan- en betonstaal en van omhullingsbuis uit kunststof. Deze studie werd gevolgd door een drietal verkennende onderzoeken, waarbij echter voorspanstaai buiten beschouwing bleef. De studie en onderzoeken werden begeleid door subcommissie B 30B. De huidige samenstelling van deze subcommissie luidt:
ir. J. J. EBERWIJN, voorzitter ing. C. D. DE WAAL, secretaris ing. D. C. BINNEKAMP ing. B. G. TEN DAM ir. C. F. ETIENNE ir. S. F. C. H. LEIJTEN, corresponderend lid In 1981 is ir. R. VELLEMA als voorzitter uit de commissie getreden en opgevolgd door ir. J. J. EBERWIJN. Ir. S. F. C. H. LEIJTEN nam in 1982 de plaats in van ir. A. W. VAN BEEK, terwijl drs. J. VAN SCHOOTEN in 1984 uit de subcommissie is getreden. De studie en onderzoeken werden uitgevoerd bij het Kunststoffen en Rubber Instituut TNO, (KRI-TNO), het Verfinstituut TNO (VFI-TNO) en het Instituut TNO voor Bouwmaterialen en Bouwconstructies (IBBC-TNO). De hoofdstukken 2 en 6 werden geschreven door ir. T. A. DER KINDEREN, hoofdstuk 3 door ing. G. JONKERS, hoofdstuk 4 door drs. J. I. DE LANGE en hoofdstuk 5 door ir. H. VAN AMERONGEN, terwijl ir. J. J. EBERWIJN de overkoepelende inleiding (hoofdstuk 1) verzorgde. Ten slotte spreekt de CUR haar dank uit aan het Ministerie van Economische Zaken en Rijkswaterstaat voor de financiële bijdragen die deze studie en onderzoeken mede mogelijk hebben gemaakt. juli 1987 Het bestuur van de CUR
INHOUD Hoofdstuk 1 INLEIDING 9 Hoofdstuk 2 ORIËNTERENDE STUDIE NAAR DE VOOR- EN NADELEN VAN KUNSTSTOFBEKLEDING OP BETONSTAAL, VOORSPANSTAAL EN OMHULLINGSBUIS IN BETON VAN BUITENG AATSE CONSTRUCTIES 11 2.1 Algemeen 11 2.2 Literatuurstudie 11 2.2.1 Samenvatting van de geraadpleegde literatuur 11 2.2.2 Bespreking van de literatuurgegevens 14 2.3 Inventarisaties 16 2.3.1 Inventarisatie van toepassingen 16 2.3.2 Inventarisatie van relevante specificaties 17 2.3.3 Inventarisatie van de toevoeging van hulpstoffen aan beton 17 2.4 Aan kunststofbekleding te stellen eisen 17 2.4.1 Bekleding op betonstaal 17 2.4.2 Bekleding op voorspanstaai met aanhechting 18 2.4.3 Bekleding op voorspanstaai zonder aanhechting 18 2.4.4 Bekleding op stalen omhullingsbuis 19 2.5 Aan kunststof-omhullingsbuis te stellen eisen 19 2.6 Onderwerpen voor nader onderzoek 19 2.7 Conclusies 20 Hoofdstuk 3 ONDERZOEK NAAR DE EIGENSCHAPPEN VAN MET KUNSTSTOF BEKLEED BETONSTAAL VOOR TOEPASSING IN BETON VAN BUITENGAATSE CONSTRUCTIES 21 3.1 Algemeen 21 3.2 Onderzochte materialen 22 3.3 Applicatie 22 3.3.1 Voorbehandeling 22 3.3.2 Bekleden van betonstaal 23 3.3.3 Laagdikte 23 3.3.4 Poriënvrijheid 24 3.3.5 Evaluatie 24 3.4 Buigen van bekleed betonstaal 25 3.4.1 Uitvoering en resultaten 25 3.4.2 Evaluatie 25 3.5 Bestandheid tegen chemicaliën 25 3.5.1 Beschrijving van de proef 25 3.5.2 Resultaten en conclusies 26
3.5.3 Evaluatie 26 3.6 Bestandheid tegen corrosie 27 3.6.1 Filiformcorrosieproef 27 3.6.1.1 Beschrijving van de proef 27 3.6.1.2 Resultaten en conclusies 28 3.6.1.3 Evaluatie 30 3.6.2 Zoutnevelproef 30 3.6.2.1 Beschrijving van de proef 30 3.6.2.2 Resultaten en conclusies 30 3.6.2.3 Evaluatie 31 3.7 Versnelde verweringsproef, gevolgd door de zoutnevelproef 32 3.7.1 Beschrijving van de proef 32 3.7.2 Resultaten en conclusies 32 3.7.3 Evaluatie 34 3.8 Elektrische overgangsweerstand 34 3.8.1 Beschrijving van de proef 34 3.8.2 Resultaten en conclusies 35 3.8.3 Evaluatie 37 3.9 Onthechting van poederlaklagen onder invloed van kathodische bescherming 37 3.9.1 Beschrijving van de proef 37 3.9.2 Resultaten en conclusies 37 3.9.3 Evaluatie 37 3.10 Mechanische eigenschappen 38 3.10.1 Slagvastheid 38 3.10.1.1 Beschrijving van de proef 38 3.10.1.2 Resultaten en conclusies 38 3.10.1.3 Evaluatie 40 3.10.2 Slijtvastheid 41 3.10.2.1 Beschrijving van de proef 41 3.10.2.2 Resultaten en conclusies 41 3.10.2.3 Evaluatie 42 3.10.3 Hardheid 42 3.10.3.1 Beschrijving van de proef 42 3.10.3.2 Resultaten en conclusies 42 3.10.3.3 Evaluatie 44 3.11 Aanvullend onderzoek 44 3.11.1 Inleiding 44 3.11.2 Laagdikte 44 3.11.3 Poriënvrijheid 45 3.11.4 Buigen van bekleed betonstaal 45 3.11.5 Slagvastheid 45
3.11.6 Bestandheid tegen vorming van onderroest 47 3.11.6.1 Beschrijving van de proef 47 3.11.6.2 Resultaten en conclusies 47 3.11.6.3 Evaluatie 48 3.12 Eindconclusies 49 3.13 Samenvatting 51 Hoofdstuk 4 CORROSIE-, UITTREK- EN KRUIPPROEVEN AAN MET EPOXY BEKLEED BETONSTAAL IN BETON 52 4.1 Algemeen 52 4.2 Corrosieproeven 52 4.2.1 Proefmateriaal 52 4.2.2 Proefopzet 52 4.2.3 Beschrijving van de proefstukken 53 4.2.4 Resultaten 55 4.2.5 Nadere beschouwing 56 4.3 Uittrek- en kruipproeven 60 4.3.1 Proefmateriaal 60 4.3.2 Proefopzet 60 4.3.3 Resultaten 61 4.3.4 Nadere beschouwing 63 4.4 Conclusies 68 4.5 Samenvatting 68 Hoofdstuk 5 TREKPROEVEN AAN BETONSTAAL MET INJECTIEMORTEL IN KUNSTSTOF (PVC)-OMHULLINGSBUIS IN BETON 70 5.1 Algemeen 70 5.2 Uitvoering van het onderzoek 70 5.3 Resultaten 71 5.4 Conclusie 71 Hoofdstuk 6 ORIËNTEREND ONDERZOEK NAAR DE AFGIFTE VAN CHLORIDE- IONEN DOOR POLYVINYLCHLORIDE (PVC) AAN BETON.... 72 6.1 Algemeen 72 6.2 Onderzoek 72 6.2.1 Verouderen buismonsters 72 6.2.2 Uitloogproeven 72 6.3 Proefresultaten 73 6.3.1 Verouderen buismonsters 73 6.3.2 Uitloogproeven 73 6.4 Voorwaarden bij het gebruik van PVC 73 6.5 Conclusies 74
Hoofdstuk 7 SAMENVATTING 75 Bijlage A LITERATUURLIJST 77 Bijlage B SPECIFICATION FOR EPOXY COATED STEEL REINFORCING BARS 78 Bijlage C ADHESIETEST 89 Bijlage D TNO-VERGELIJKINGSSTANDAARD VOOR DE BEPALING VAN HET AFPOEDEREN MET BEHULP VAN KLEEFBAND 90 Summary 91