??IL..~~~~ ~~.__..:::b..:::e:.:.he:::.:e,,-,r ~~_----,. reparatiedr.R.B.Polder, TNO Bouw, afdeling Bouwtechnologieir.J.D.Bakker en ir.F.J.Postema, Bouwdienst Rijkswaterstaat, hoofdafdeling Projectuit-voering en DienstenKathodische bescherming (KB) van gewapend beton tegen schade door corrosie van dewapening is in Nederland inmiddels een geaccepteerde methode. In Cement zijn diverseartikelen verschenen over de technische kanten van KB. De economische aspecten heb?ben minder aandacht gekregen. Daarom hebben de Bouwdienst Rijkswaterstaat en TNOBouw een casestudy uitgevoerd naar de kosten van kathodische bescherming op tweebestaande betonnen viaducten. Bij deze viaducten is in het verleden schade door corro-sie van wapening aan kolommen en balken geconstateerd. In 1996 zijn de beschadigdeelementen vervangen. De geschatte kosten van KB, inclusief die van onderhoud en con?troles over een reeks van jaren, zijn vergeleken met de kosten van de uitgevoerde vervan?ging. Bij de casestudyisduseen afwegingsmethodiekgehanteerd op basisvan levenscy-clus-kostenanalyse.KATHODISCHBESCHERMEN OFGEDEELTELIJKVERVANGENKOSTENVERGELIJKING KATHODISCHE BESCHERMING VERSUS GEDEELTELIJKEVERVANGING VOOR TWEE VIADUCTEN: EEN CASE STUDYBeide viaducten bestaan uit prefab liggersdie op vijf tussensteunpuhten zijn opgelegdop dwarsdragers (balken), elk ondersteunddoor twee kolommen (foto 1, fig. 2). Zij over-spannen een snelweg en een spoorbaan ehzijn gebouwd in 1965-1967. De overspan-ningen bedragen 5 x 16 m en 1 x 19 m (overde spoorbaan). De balken zijn voorgespan-nen metstaven in ge?njecteerde omhulIings-buizen. Balken en kolommen bevatten uiter-aard huidwapening.In 1993 werden in diverse balken en kolom-men roestuitbloei en afdrukken van betonaangetroffen, alsmede lekkende voegover-gangen. De dekking op de wapening in debalken bedroeg gemiddeld 30 mm en decarbonatatiediepte was 1 tot 3 mm.ln de ko-lommen en balken was plaatselijk chlorideingedrongen. Bij de huidwapening werdensoms hoge gehalten (0,7 tot 2,2% chlorideop cementmassa),elders lage gehalten(0,1%) gevonden. Ter plaatse van de voor-spanning was geen tot nauwelijks chlorideaanwezig.Voor de studie werd toepassing van KB uit-gewerkt alsof dit nog mogelijk was en ookdaadwerkelijk zou worden uitgevoerd. ErCD E?n van de viaducten24 CEMENT1998/6I, 16 m I,'I J119mI, 16 m16 m16 m16 mwerden een ontwerp en een werkomschrij-ving gemaakt, op basis waarvan twee Neder-landse betonreparatiebedrijven met ruimepraktijkervaring metKB gespecificeerde cal-culaties hebben gemaakt, alsmede eenschatting van de kosten van onderhoud envan vervangingstermijnen van onderdelen.De verkeerskosten en overige kosten in ver"band met de veiligheid zijn door Rijkswater-staat geschat. Omdat de vervanging aantwee viaducten is uitgevoerd, zijn ook de kos-ten van KB geschatvoortoepassing op tweeviaducten.OntwerpHet basisontwerp van de KB-installatiewordt hier kort besproken; voor een uitge-breide behandeling zie [1,2]. Op de KB-in-stallaties is CUR-Aanbeveling 45 van toe-passing [3], met aanvullende eisen in ver-band met de aanwezigheid van voorspan-ning.Aangezien de huidwapening in de balken enkolommen bescherming nodig heeft, ligteenanodegeometrie parallel aan hetopper-vlakvoor de hand. Gekozen isvoor een gelei-dende coating op hetoppervlak, omdat hier-mee ruime praktijkervaring is opgedaan: inNederland zijn met een dergelijk systeemsinds 1993 circa tien installaties gemaakt(zie voorbeeld 1 in [2]). Het verkrijgen vaneen betrouwbare kosteninformatie is rela-tief eenvoudig. De stroom wordt in de gelei-dende coating (secundaire anode) ingeleidmet behulp van een primaire anode be-staande uit een strip van zilverdraadweefsel(fig. 3). De geleidende coating wordt afge-werkt met een topcoat.spanstaal zou waterstofkunnen worden ont-wikkeld,hetgeen tot waterstofverbrossingzou kunnen leiden. Dit kan echter alleen alsde potentiaal negatiever wordt dan een be-paalde waarde. Voor controle hierop wordenop de diepte van de omhullingsbuizen perviaduct tien RE's van het type Mn02 (langelevensduur, hoge stabiliteit) geplaatst. Hetcriterium is een maximale polarisatie van deomhullingsbuizen tot een potentiaal van-900 mV ten opzichte van een verzadigdekalomel RE (een nauwkeurige laboratorium-standaard). Dit geldt voor alle individueleMn02 RE's. Dit criterium wordt door de Euro-pese ontwerpnorm aangegeven bij KB vanvoorgespannen betonconstructies [4]. De-ze grens wordt absoluut veilig geacht, zelfsvoor kritische soorten voorspanstaal [5].Elektrische controlemetingen worden vier-maal per jaar uitgevoerd. Eenmaal per jaarwordt het gehele oppervlak visueel gecon-troleerd op beschadigingen, roest en andereonvolkomenheden.? Boven- enzijaanzichtvan de viaductenstaaloppervlak, dus detotale bedrijfsstroomis afgerond 1,3 A per viaduct.Reparatie van beton is alleen nodig voorzo-ver stukken van de dekking loszitten. De om-vang hiervan is beperkt.Bijhet ontwerp is als uitgangspuntaangeno-men dat de aanwezigheid van een spoorlijngeen effect heeft op de werking van het KB-systeem. Dit is aannemelijk omdat de via-ducten de onderliggende spoorlijn kruisen,waardoor de kans op de invloed van zwerf-stromen klein is.eventuele uitv!aklaagisolerende coatingLbeton~".,","d, ""';". .I----\-'