ir.H.L.DorussenAdviesbureau Bongaerts, Kuyper en Huis-waard, 's-GravenhageCement XXXII (1980) nr. 9Aantasting van beton bijtransport en zuivering vanafvalwaterInleidingHet meest toegepaste bouwmateriaal bij transport en zuivering van afvalwater is beton. Ditbeton komt in aanraking met water (afvalwater, grondwater), de bodem en verontreinigde lucht.In elk van deze milieu's kan betonaantasting optreden.Ten aanzien van de mechanismen van aantasting kan onderscheid worden gemaakt tussenfysische en chemische aantasting. De fysische aantasting, waartoe onder meer verwering enmechanische schade behoren, is niet specifiek voor het transport en de zuivering vanafvaIwa-ter. Hier wordt dan ook niet verder op ingegaan. De chemische aantasting daarentegen hangtnauw Samen met de samenstelling van het afvalwater, het grondwateren de wijze van transporten zuivering.Uit een recente inventarisatie van de Commissie voor Uitvoering van Research (CUR) naar deaantasting van beton bij transport en zuivering van afvalwater in Nederland, is gebleken dat degevallen van aantasting zowel in aantal als in matemeevallen. Ernstige aantasting was vrijwelsteeds het gevolg van zwavelzuu rvorm ing uitzwavelwaterstofdoorbacteri?n op vochtig beton.In het navolgende worden een viertal chemische processen, die kunnen leiden tot ernstigeaantasting, nader beschouwd. Hierbij dient steeds voor ogen te worden gehouden dat dezwavelwaterstof/zwavelzuuraantasting in de praktijk verreweg de meeste problemen geeft.Chemische aantasting van betonAantasting door zurenDoor zuren wordt de vrije kalk (CaO, Ca(OH)2) in het beton opgelost. Belangrijke bronnen vanverzuring van grondwater zijn:- humuszuren, ontstaan bij de afbraak van plantenresten;- zwavelzuur, gevormd uit zwavelwaterstof (H2S)(zie hierna, onder aantasting door zwavelwa-terstof/zwavelzuur) en uit pyriet (FeS) door bodembacteri?n.- zuur regenwater.Tegen sterke minerale zuren, zoals zoutzuur (HCI), salpeterzuur (HN03) en zwavelzuur (H2S04)is beton niet bestand. Organische zuren (o.m. vetzuren en humuszuren) zijn in het algemeenminder agressief.Aantasting door sulfatenSulfaationen reageren met het tricalciumaluminaathydraat (C3A)van de cementsteentot het hydraat calciumsulfoaluminaat, ettringiet genaamd. Ettringiet heeft een aanzienlijkgroter volume dan het C3A en kan beton door kristaldruk van binnenuit vernielen. Chloride(CI-) remt de sulfaataantasting. In dit verband zijn belangrijke sulfaatbronnen:-sulfaathoudende maritieme afzettingen;afvalwater van chemische industrie?n.Aantasting doorzwavelwaterstof/zwavelzuurIn zuurstofloos afvalwater kan door bacteri?n uit eiwitten en sulfaat zwavelwaterstof wordengevormd. Dit zwavelwaterstof kan ontwijken naar de atmosfeer en op vochtig beton, bijaanwezigheid van zuurstof, doorbacteri?n worden omgezet in zwavelzuur. Door hetsterkezuu rwordt de vrije kalk in het beton omgezet in calciumsulfaat of gips (CaS04?2H20).Het gips kandoor water worden uitgespoeld.Aantasting door agressief koolzuurKooldioxide (C02), een natuurlijk bestanddeel van de lucht vormt met water een zwak zuur(H2C03; koolzuur). In eerste instantievormthet koolzuurmetdevrije kalk van de cementsteencalciumcarbonaat (CaC03), waardoor de betonstructuur zelfs verstevigt. Een overmaat aankoolzuur echter vormt het in water oplosbare calciumbicarbonaat Ca(HC03)2.De agressiviteit van koolzuur is sterk afhankelijk van het kalkgehaltevan het water. Koolzuur-houdend kalkarm water issterk agressief; koolzuurhoudend kalkrijk water niet ofnauwelijks.Grondwater, vooral stromend grondwater, kan sterk kalkagressief zijn.532A B Creactie met beton: reactie met beton: chemische omzetting en zwelling;reactie. met beton: in hoofdzaak chemische omzettingen : bijkomend uitloging bijkomend uitloging; vorming vanin hoofdzaak uitlogingsprocessen, ... _-inclusief hydrolyse van de Ca- ettringiet gipsen gips,verbindingen van het beton zuurwerking, omzetting omzetting, zuurwerking en gips ettringiet ammoniumzoutdroogrestbij het tegelijk sulfaatvoorkomen van ammonium bij bij tegelijk voorkomen vandroogrestvan het kalk- kalk- kalk- 100 mg/I Mg++< IDOmgjlgefilterde agressief gehalte agressief carbonaat- magnesium N03- sulfide < 100 lOOmgil Mg' 100 mg/Iagressiviteit van pl-l- Cao hardheid Mg++ < ISOmg!1 s-- Cl-