home

discl. / ©, lid NVJ

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

advertenties:


betoncorrosie

 

betoncorrosie

1. Ook: betonrot, betonwapeningscorrosie. Betoncorrosie of "betonrot" is o.m. het roesten van het wapeningsstaal van beton. In de 70-er en 80-er jaren werd soms gebruik gemaakt van calciumchloride om het harden van het betongietsel te versnellen, bijvoorbeeld door de firma's Kwaaitaal en Manta. Ook het toepassen van brak water of zeewater bij het samenstellen van de betonspecie is funest voor het wapeningsstaal. Verder kan de wapening van brugdekken e.d. door het binnendringen van vocht en strooizout gaan roesten.

Vanwege de hoge bouwproductie in de jaren '70 en begin '80 was er een grote vraag naar prefab betonproducten waarmee snel kon worden gebouwd. Het beton werd in een mal gestort en na voldoende verharding van het beton werd het product uit de mal gehaald en opgeslagen zodat een volgende stort mogelijk was. Door toepassen van een verhardingsversneller (een hulpstof) als calciumchloride bij de ochtendstort kon de betonmal in de middag nog een keer worden gebruikt.



Proces van betonrot
Voor corrosie zijn drie componenten nodig: ijzer, lucht en water. Beton heeft een zeer alkalisch milieu (basisch, pH hoger dan 12), te vergelijken met opgeloste soda. Door dit alkalisch milieu ontstaat er op de wapening een zeer dun en beschermend huidje. Dit huidje wordt de passiveringslaag genoemd en is stabiel in een hoog alkalisch milieu. Deze passiveringslaag beschermt de wapening tegen corrosie (roest), maar kan verloren gaan als de alkaliteit van het beton daalt. Dit gebeurt door het indringen in het beton van kooldioxide uit de lucht. De hieraan gekoppelde chemische reacties in het beton verlagen de alkaliteit tot een zodanig niveau dat de wapening niet langer wordt beschermd en kan gaan corroderen.
IJzer en zuurstof vormen samen het ijzeroxide dat een veel groter volume inneemt dan het oorspronkelijke ijzer en daardoor het beton uit elkaar drukt. Het water is nodig voor het transport van de ionen. Wanneer het roesten van de wapening lang genoeg aanhoudt, zal het niet-gecorrodeerde wapeningsstaal te dun worden en zijn constructieve waarde verliezen. 
Wanneer er scheurtjes in het beton zijn ontstaan of het beton is beschadigd, kan koolzuur uit de lucht het beton zelf ook laten "corroderen" (dit wordt carbonatatie genoemd). Daardoor gaat de pH van het beton omlaag; de overgang in het beton tussen het gebied met een hoge pH en een lage pH wordt carbonatatiefront genoemd. Wanneer de carbonatatie het wapeningsstaal heeft bereikt, kan het staal gaan roesten.

Betonrot omvat dus meestal drie problemen:
- het beton wordt uit elkaar gedrukt (door roesten van het wapeningsstaal)
- het wapeningsstaal verliest zijn constructieve waarde (door roesten van het wapeningsstaal wordt het niet-aangetaste staal dunner)
- er treedt carbonatatie op (door scheurtjes in het beton of gaten door afgesprongen brokken beton, kan koolzuur uit de lucht bij het beton en gaat de pH van het beton omlaag wat het corroderen van het staal nog gemakkelijker maakt).

Betonrot kan optreden indien:
- de wapeningsstaven op een te geringe diepte liggen (de betondekking is te gering ofwel de dekking van de wapening door beton is niet voldoende)
- het betonoppervlak een "open" structuur heeft (te veel en te grote poriŽn; bij aanmaak betonmortel zijn te grove toeslagstoffen gebruikt d.w.z. te grof of teveel grind; bij aanmaak betonmortel is te weinig water gebruikt of is de mortel niet goed gemengd, zie grindnest; ook het gebruik van teveel water bij aanmaak van betonmortel geeft een verkeerde betonstructuur)
- het betonoppervlak schade vertoont zoals scheurtjes (er treedt carbonatatie op in het beton en uiteindelijk gaat de wapening roesten)
- de betonmortel een te hoge concentratie chloride heeft, bijvoorbeeld als de betonmortel met calciumchloride is gemengd (calciumchloride werd vroeger toegepast als versneller van de verharding van beton) of als de mortel is aangemaakt met zeewater of anderszins verontreinigd water (door de chloride treedt er carbonatatie op in het beton en uiteindelijk gaat de wapening roesten).



Kathodische bescherming van corrosie van wapeningsstaal (TNO)
Bij kathodische bescherming wordt een geleider op het betonoppervlak (of elders in de doorsnede) aangebracht en met de plus van een voeding verbonden. De wapening wordt met de min van de voeding verbonden. Bij een spanning van enkele volts gaat een kleine stroom lopen, die de anodereactie, corrosie dus, onderdrukt en de kathodische reactie overal op het staal dwingt te verlopen. Alleen loszittend beton moet worden verwijderd en gerepareerd.
Beton met een te hoog chloridegehalte hoeft niet weggehakt te worden, waardoor de omvang van de reparaties veel kleiner is dan bij conventionele reparatie. Dit is dan ook een direct voordeel van kathodische bescherming. Niet alleen is de overlast voor de gebruikers veel minder, er ontstaat ook aanzienlijk minder afval. Belangrijk is ook dat de verdere ontwikkeling van schade en de afname van de staaldiameter tot stilstand komen zolang de stroom loopt. kathodische bescherming heeft inmiddels bewezen een lange levensduur ten opzichte van het geÔnvesteerde kapitaal te geven.

Documentatie
- Betonherstelling in theorie (van ing. Josse Jacobs en ir. Niki Caubergs)

Afbeeldingen o.m. Fihuma Blazen en zuigen van droge stoffen, C. van der Meij.

Zie verder bij kathodische bescherming en bij Perfectkeur.
Verg. alkali-silica-reactie, carbonatatie, ettringiet.

Eng. concrete cancer,  concrete decay, corrosion of reinforcement


2. Betoncorrosie als corrosie van het beton zelf, carbonatatie of carbonatie, is een gevolg van het reageren van de calcium uit het beton met CO2 uit de lucht volgens Ca(OH)2 + CO2 => CaCO3 + H2O. Carbonatatie treedt op bij poreus vochtig beton. Water is altijd nodig omdat de CO2 anders niet in het beton kan treden; bij beschadigde beton is geen water nodig omdat het beton aan de buitenlucht blootgesteld wordt. Voor ongewapend beton kan carbonatatie gunstig zijn (minder poreus; vooral voor jong beton gunstig, bv. bij een betonnen dakpan) maar voor gewapend beton in principe niet (de pH wordt lager en het staal kan aangetast worden).

Zie ook bij afspatten (afboeren).

Eng. concrete cancer,  concrete decay, carbonation of concrete