ir.J.C.Meischkeraadgevend ingenieur NV. IngenieursbureauMabeg, UtrechtHet beschermen vantegen aantastingbetonEen van de sterkste argumenten in de con-currentiestrijd tussen beton en staal wasaltijd dat beton niet corrodeert en derhalvegeen bescherming nodig heeft, terwijl dat bijstaal wel het geval is en soms zelfs in ster-ke mate. Dit argument gaat in zijn algemeen-heid nog steeds op, doch het is niet juistdat beton in het geheel niet corrodeert. Hetcorrodeert wel, doch het proces voltrekt zichvr? langzaam, waardoor er vele jaren moetenverstr?ken voordat er schade wordt waarge-nomen.Zoals bekend verondersteld mag worden, ishet vooral de zgn. vrije kalk in de vorm vanCaO en CaOH in het beton die verantwoor-delijk is voor het feit dat beton corrodeert,doch het wapeningsstaal niet wordt aange-tast. De voor een groot deel uit silicium-verbindingen bestaande toeslagmaterialenz?n weinig gevoelig voor aantasting doorwelke stoffen dan ook. Z? kunnen in prin-cipe alleen door zeer hoge temperaturenworden ontleed of omgezet.De aantasting van de vrije kalk heeft plaatsdoor oplossing en uitloging en het is duszaak het oplossen van de vrije kalk zoveelmogelijk te verhinderen als men corrosie vanbeton wil tegengaan.In beton met portlandcement is ongeveer4-6% vrije kalk aanwezig, in beton methoogovencement is dit niet meer dan 2%.Aantasting door rioolwater van het beton-oppervlak van een zes jaar oude zandvang-gootCement XXII (1970) nr. 12De gehalten aan vrije kalk vertonen echterwel een spreiding. Uit het vrije-kalkgehalteis al duidelijk te zien dat beton met hoog-ovencement zich in een agressief milieu inhet algemeen beter zal gedragen dan betonmet portlandcement.Aantasting van beton krijgt de laatste jarenwat meer a?ndacht dan vroeger en daarvoorzijn twee oorzaken aan te wijzen:1. Het streven naar een betere kwaliteit vanhet produkt. Een streven dat overal te be-speuren valt, doch waarin slechts langzaamen met veel moeite betere resultaten wordenbereikt. De voornaamste drijfveer is eeneconomische. Doordat deprodukten duurderworden door stijging van o.a. loonkosten,wordt de vraag naar een beter produktmerkbaar. Het vervangen van een produktdat niet voldoet wordt nl. steeds duurder.Bovendien werken hogere lonen een sterke-re mechanisatie in de hand en door mecha-nisatie is vaak (niet altijd) een kwaliteits-verbetering te bereiken.2. Het milieu waarin het beton verkeert isagressiever dan vroeger. Dit heeft te makenmet de steeds toenemende lucht- en water-verontreiniging.Door de toenemende industrialisering wor-den meer rookgassen en andere dampen inde atmosfeer gebracht, die zich met waterverbinden tot een zuur, zoals bij voorbeeldS02 dat zich met water verbindt tot H2S03,zwaveligzuur, dat zich ten opzichte vanbeton zeer agressief gedraagt.Bij branden waarbij chloriden (PVC of kunst-meststoffen) verbranden verbindt het chloorzich met water tot HCI, zoutzuur. Verdundzoutzuur wordt gebruikt voor het uitwassenvan sierbeton. Dat zegt voldoende.In dit verband is het nuttig een cijfer tenoemen dat nog weinig algemeen bekend is.Bij pH-metingen aan opgevangen regenwateris gebleken dat in Nederland gemiddeldmoet worden gerekend met een pH-waardevan 4 en dat is vrij zuur.In Duitsland is in regenwater een gemiddel-de pH-waarde van 5,5 gemeten, wat belang-rijkgunstiger is dan in Nederland.Bij een aantal onder directie-toezicht ge-bouwde rioolwaterzuiveringsinstallaties is mijgebleken dat Duitse firma's de maatregelendie w?in Nederland treffen tegen het op-treden van corrosie nogal overdreven vinden.569Het pH-getal van de regen zou hiervoormogelijk een verklaring kunnen geven, dochook het. lagere vochtgehalte van de luchtspeelt een rol.Ook het water is in toenemende mate ver-ontreinigd, niet alleen door bacteri?n uitrioolwater, dat nog steeds in grote hoeveel-heden op openbaar water wordt geloosd,doch ook door de vele chemische stoffendie door de industrie?n worden geloosd endoor afvalstoffen van organische oorsprong,in het bijzonder de afvalprodukten vanzuivelindustrie?n (melkzuur) en slachterijen(bloed en vetzuren).Zowel deze lucht- als watervervuiling be-werkstelBgen een snellere aantasting vanallerlei materialen, waarbij de metalen hetgevoeligst zijn, doch ook beton zich merk-baar slechter gedraagt. In sommige gevallenis de schade zo duidelijk meetbaar en aan-wijsbaar dat zij in geldbedragen kan wordenuitgedrukt, doch dit is helaas nog lang nietoveral het geval. Het zou interessant zijneens na te gaan hoe groot de schade doorversnelde aantasting is, indien daarvoorover een betrouwbare meetmethode kanworden beschikt. (Het typische bij al derge-lijke schadeberekeningen is dat mensen-levens om 'ethische' redenen niet in geldworden uitgedrukt en derhalve altijd in dezeberekeningen ontbreken).Aantasting door afvalwater uit een gemeen-telijke riolering van het betonoppervlak vaneen zes jaar oude zandvanggooten Mg504} zout water met 3 a 4ra Na2504} naordzeewater 1.35 % M9504stof aanwezig. Bovendien geven rottings-processen vaak warmte af waardoor zicheen voor bacteri?n zeer gunstig klimaat ont-wikkelt, terwijl bovendien door temperatuur-verschillen nog diffusie en condensatie inde buiswand kan optreden. Het beton kandan vooral op meer poreuze plekken, overalgelijktijdig worden aangetast, hetgeen UIsommige gevallen na verloop van 1! tot ~jaar tot volledige vernieling van de buis-leiding heeft geleid.Zit er voldoende doorstroming in het riooldan is het verschijnsel minder erg. Hetduurt dan veel langer voordat aantastingoptreedt. In hoofdriolen waar altijd wel vol-doende verdunning en doorstroming op-treedt, komt het verschijnsel vrijwel nietvoor.Zijn de omstandigheden gunstig voor boven-genoemde corrosie dan is het verstandigbuizen van PVC of PE toe te passen.Over de sulfaatbestendigheid van beton iSal wel het een en ander bekend. Er zijn veleonderzoekingen gedaan naar het gedrag vanbeton in zeewater met bepaalde gehaltenaan sulfaten.Fig. 1 geeft een indruk van het achteruit-lopen van de druksterkte van dit beton naverloop van jaren.Bij aantasting door zoutzuur (HCI) of dooi-zouten (CaCI2 of andere chloriden) komenCl-ionen in de vloeistof of oplossing voor.Chloorionen zijn zgn. snelle ionen die in kor-tere tijd een grotere indringdiepte bereikendan bijv. het carbonatatieproces of een sul-faataantasting bereikt. Chloorionen kunnenin drie jaar tijd 20 tot 35 mm diep in betonbinnendringen en daar corrosie aan het staalveroorzaken.Het is uit proeven gebleken dat vooralepoxyharsen voor Cl-ionen .zeer moeilijkdoordringbaar zijn. Deze harsen geven eenzeer goede bescherming.Op welke manieren kan beton tegenaantasting worden beschermd?Elke vorm van bescherming van beton berustop het principe dat waterindringing zoveel2 A5TM type][3 A5TM type Y4 portland PZ 2255 hoogoven HOZ 2258070/11/60/50 440/ ~/ VIL ....----30 I--/ :/ ./3---20/ / ./'/ 510lP"/+/ 10 1 15 19 2010 tijd in jaren~V cementsoorten20 1 A5TM type I ..nielen. Het hier genoemde dubbelzout wordtaangeduid met de naam 'cementbacil'.In een chloormilieu kan zich een overeen-komstig dubbelzout vormen waarbij CaS04is vervangen door CaCI2, doch dan is hetaantal watermoleculen veel kleiner waardoorminder sterke kristalgroei optreedt en hetzout minder vernielend werkt. Deze vormvan aantasting komt voor in zoutloodsen enbij zoutopslagplaatsen.Voor het optreden van de cementbacil moeteen aantal voorwaarden zijn vervuld. Er iszuurstof nodig voor het leven van de bac-teri?n die de oxydatie van zwavel bevorde-ren, er is zuurstof nodig voor de oxydatiezelf en er moet H2S aanwezig zijn. Ontbreektde zuurstof of de H2S dan treedt er in hetalgemeen geen aantasting op. Dit verklaartook waardoor aantasting vaak juist op deovergang tussen water en lucht optreedt.Onder water is te weinig zuurstof aanwezigen op enige afstand boven water is de con-centratie H2S te gering. Juist op de waterlijnen in de spatzone daarboven is er voldoendezuurstof en voldoende H2S aanwezig omhet proces op gang te brengen.Beton dat door de cementbacil is aangetast,wordt vaak papperig en kan door water wor-den uitgespoeld.Bovendien moet het cement C3A bevatten.C3A komt alleen voor in portlandcement,niet in hoogovenslak. Daar hoogovencementslechts 1/3 deel portlandcement bevat is hetC3A-gehalte van hoogovencement slechts1/3 van dat van portlandcement, wat dekans op aantasting sterk reduceert.Bij een C3A-vrij cement kan de hier beschre-ven vorm van aantasting niet optreden. Dezecementsoorten vragen in de regel wat meerzorg en aandacht bij de verwerking en in hetbijzonder bij de nabehandeling van het beton.Aantasting door de cementbacil kan vooraloptreden bij riolen die slechts weinig gevuldzijn en weinig doorstroming hebben. Hierkunnen de afvalstoffen blijven liggen enplaatselijk tot rotting overgaan. Er is danvoldoende H2S en vaak ook voldoende zuur-Figuur 11De toenemende milieuverontreiniging maakthet noodzakelijk aan de bescherming vanbeton meer aandacht te besteden dan vroe-ger. Dat wil zeggen dat er afgezien van desituaties waarin altijd al beschermd moestworden, er nu gevallen bijkomen waarin ookbeschermd moet worden waar dit vroegernog niet het geval was.De formule geeft aan dat het dubbelzoutbijzonder veel watermoleculen bevat. Hetzout heeft de neiging sterk groeiende kristal-len te vormen die een zeer grote kristaldrukkunnen uitoefenen en het beton kunnen ver-Nieuw betonwerk van een be/uchtingsbassin,bespoten met Hydra/anBij afvalwaterzuivering en rioleringswerkenhebben we vaak te doen met een aantastingdie wordt ingeleid door het ontstaan vanH2S (zwavelwaterstof) als gevolg van rot-tingsprocessen die al in de riolering op-treden. Door oplossing van H2S in waterontstaat zwavelstofwater dat zwak zuur rea-geert. De oplosbaarheid is vrij goed. In1 liter water kan 5 liter H2S oplossen. Hetgas H2Skan echter ook diffunderen in eenenigszins poreuze wand van een betonbuis.Deze buiswanden zijn nog wel voldoendewaterdicht, doch beslist niet gasdicht, daarde structuur van het beton ten gevolge vanhet fabricage-proces altijd poreus blijft.Er kunnen dan diverse chemische processenoptreden die een vrij gecompliceerde toe-stand mogelijk maken. De meest gevaarlijkesituatie ontstaat als door a?robe bacteri?neen proces op gang komt waardoor dezwavel wordt geoxydeerd tot S02 en S03.Bij oplossing in water geven deze gassenresp. H2S03 (zwaveligzuur) en H2S04 (zwa-velzuur). H2S04 vormt met de in het cementaanwezige kalk CaS04 (gips). Het gips rea-geert met het in cement voorkomende C3Atot een dubbelzout waarvan de chemischeformule luidt:3 CaO. Ab03 . 3 CaS04 .31 H20,waarin 3 CaO. AI203 het C3A is.Cement XXII (1970) nr. 12 570Nieuw betonwerk van een nabezinktank datnog met een bitumenpreparaat moet wordenbehandeldmogelUk moet worden tegengegaan. Dat be-gint al bU het beton, waarvoor het deviesmoet luiden:Maak een zo dicht mogelUk beton!Dat betekent dat aan de samenstelling, deverdichting en de nabehandeling de nodigezorg moet worden besteed. Een groteredichtheid loopt vaak parallel met een hogeredruksterkte, doch het behoeft niet zo te zUndat beton van hoge druksterkte als vanzelf-sprekend zeer dicht is.Voor het bereiken van een grote dichtheidkunnen de volgende maatregelen genomenworden:1. Niet meer aanmaakwater gebruiken danvoor het verdichten nodig is. Minder watergeeft minder pori?nkanalen.2. Een goede mengselopbouw, waarbU voor-al de gradering van het zand belangrUk is.Alle holten moeten goed gevuld kunnen wor-den.3. Een luchtbelvormer en/of vloeimiddel ge-bruiken. Het hangt van de situatie af welkmiddel gekozen moet worden.4. Een bindingsvertrager gebruiken. Dezegeeft een betere cementgelstructuur en daar-door een betere dichtheid. Bovendien eenhogere druksterkte na 28 dagen.5. Goed verdichten. Een juist gebruik vantrilnaalden of bekistingtrillers.6. Goed nabehandelen. Het beton in deeerste week na het storten goed nat houden,dan wel beschermen tegen uitdrogen.In het water bevinden zich altUd de opge-loste stoffen die zuren vormen en de kalk-verbindingen aantasten. Of het water is zoschoon en dus kalkarm dat het probeert zichmet kalkverbindingen te verrijken. Gedistil-leerd water of smeltwater van sneeuw ofgletschers in het hooggebergte kan zich tenaanzien van beton zeer agressief gedragendoordat het kalkverbindingen oplost.In 1 liter water kan bU 20 0 C maximaal 1,18gram CaO worden opgelost. De alkaliteitvan de directe omgeving van het wapenings-staal bepaalt of het staal gaat roesten ofniet. Is deze omgeving basisch dan roest hetstaal niet. Daalt de pH-waarde onder de 9dan treedt roestvorming op. Zolang nogvoldoende CaO of CaOH (pH = 13) aan-wezig is, is het milieu alkalisch. Het CaOwordt opgelost door zeer schoon water enzuren; het wordt gebonden door het C02 uitde lucht tot CaC03. Dit laatste carbonatatie"proces voltrekt zich vrU langzaam en des telangzamer naarmate het beton dichter is.Beluchtingsbassin met op de achtergrond dezandvang; het betonwerk is alleen aan debinnenzijde van de bassins behandeld meteen bitumenpreparaat, waar het beton in aan-raking komt met afvalwaterCement XXII (1970) nr. 12Het veranderen van de pH-waarde gebeurtvan buiten naar binnen en het is duidelUkdat de dikte van de dekking zeer sterk be-palend is voor het tUdstip waarop roest"vorming gaat optreden. Hoe groter de dek-king, hoe langer het duurt voordat het staalgaat roesten. Toch kan de dekking niet on-gelimiteerd groot gemaakt worden. De dek-kinglaag kan dan een eigen leven gaanleiden en krimpscheuren gaan vertonenwaardoor water gemakkelUk kan indringen,De aantasting gaat dan veel sneller dan bUeen ongescheurde dekkinglaag. Een prakti-sche maat voor de dekking ligt tussen 3 en5 cm. Een dekking kleiner dan 3 cm is te snelgecarbonatiseerd en het roestproces begintte snel. Een dekking groter dan 5 cm is nietpraktisch vanwege het optreden van krimp-scheuren en vaak ook door het verlies aanconstructiehoogte, waar deze constructie-hoogte juist van belang is.Als de vrUe kalk in de dekkinglaag zover isopgelost of gecarbonatiseerd dat de pH-waarde onder de 9 daalt dan is het gevolgdat het staal gaat roesten waardoor de be"tondekking er afgedrukt wordt. Het carbona-tatieproces dringt in met een snelheidvan 8 mm per 10 jaar.Het vernielen van de dekking gebeurt gron-dig. Door roesten kan staal het zevenvoudvan het oorspronkelUk volume innemen. Alsde aantasting reeds zover is voortgeschre-den, dan is er maar ??n remedie. Alle los-571zittende beton- en roestdelen verwUderen endaarna met de cement-gun een nieuwe dek"kinglaag opbrengen.Om betonconstructies tegen aantasting tebeschermen hebben wU dus de volgendemogelUkheden:1. een zo groot mogelUke betondekking toe-passen;2. het beton, doch ook de dekkinglaag zogoed mogelUk verdichten;3. een bescherming aanbrengen in de vormvan een laag die het indringen van waterbelemmert;4. het toevoegen aan het beton van eenmiddel dat de vrUe kalk bindt.Hoewel er over de onder 1 en 2 genoemdepunten ook nog wel het ??n en ander tezeggen zou zUn, zullen wU ons in dit artikeluitsluitend bezighouden met het derde envierde punt.Er bestaat echter een soort paradox. Eengoede bescherming houdt alleen op een zeergaaf en dicht oppervlak.? Als het beton gaafen dicht is, is het de vraag of een bescher-ming nog wel nodig is. Het is tragisch, maarop beton dat een bescherming zeer nodigheeft, houdt op de langere duur geen enkelebeschermlaag vanwege de slechte kwaliteitvan de ondergrond.VVe kunnen bU de bescherming een onde~scheid maken tussen:A. de uitwendig (naderhand) aangebrachtebeschermingen.B. de inwendige beschermingen, toevoeg-middelen die tijdens het mengproces wordenmeegemengd.A. Uitwendige beschermingenTe onderscheiden in:1. Stoffen die het betonoppervlak wateraf-stotend maken (meestal kleurloos);2. Betonverven;3. Preparaten op bitumenbasis of teerpek-basis;4. Kunstharsen.A1. Stoffen die het betonoppervlak water-afstotend makenDit zijn oplossingen die siliconen bevatten.Gemakkelijk aan te brengen met kwast ofspuit. De bescherming is kleurloos en dusvrijwel onzichtbaar. De aard van de bescher-ming is slechts licht. Een' behandeling metsiliconen bevattende vloeistoffen is slechtsgoed voor ca. 6 maanden. Dan moet er op-nieuw behandeld worden. Een voordeel vanhet met siliconen behandelde oppervlak isdat het blijft ademen. In het beton aanwezigvocht kan verdampen, doch het indringenvan nieuw vocht wordt tegengegaan. Door-dat de laag niet afsluit kan de bescherminger ook niet door dampspanningen afgedruktworden.Een siliconenbespuiting is betrekkelijk goed-koop.A2.BetonvervenBetonverven worden steeds meer toegepastter bescherming van bruggen en viaductentegen aantasting. Er is een groot aantal ver-ven verkrijgbaar, vaak op verschillende basis.We kunnen de volgende verfsoorten onder-scheiden:1. op chloorrubber-basis2. op latex-basis3. op epoxy-basis4. op cement-basis5. op polyurethaan-basisHet verven van beton is zeer goed mogelijkdoch er dienen wel de nodige voorzorgenin acht genomen te worden.Een moeilijkheid bij betonverven is dat dealkaliteit van het beton het bindmiddel vande verf aantast.Met het aanbrengen van verf moet dus wor-den gewacht tot de vrije kalk in het beton-oppervlak gebonden is. De binding vankalk in de buitenste huid door het C02 uitde lucht neemt een periode van zeker zesmaanden in beslag. Het is verstandig binnendeze periode geen verf aan te brengen. Devrije kalk in het oppervlak kan echter ookgebonden worden door fluateren. Het beton-oppervlak wordt eerst voorbehandeld meteen vloeistof die fluorverbindingen bevat(meestal silicofluoriden) die een verbindingmet de vrije kalk aangaan en het onoplos-bare calciumfluaat vormen. Daarna kan ge-schilderd worden.Het voordeel van schilderen IS dat vlekkenen verkleuringen kunnen worden wegge-werkt en dat met kleuren (meestalpastel-tinten) kan worden gewerkt waardoor betoner niet altijd grauwen saai behoeft uit tezien. Wel moet bij het gebruik van een be-kistingsolie een type olie of emulsie wordengekozen, dat geen vet achterlaat in het be-Cement XXII (1970) nr. 12Aangetast betonoppervlak van een wand ineen ca. vier jaar oud rioolgemaalfoto: VettewinkeJtonoppervlak. Dit vet of liever de daaruitgevormde vet-zure zepen tasten het bind-middel van de verf aan en bederven dehechting van verf aan beton. De ontwikke-lingen in de verven gaan nog steeds verderwaardoor er steeds weer verftypen bijkomen.Welk verftype gekozen wordt is vaak eenkwestie van prijs en duurzaamheid. De prijsvan de verf is meestal niet doorslaggevend.Het aanbrengen kost vele malen meer. Deduurzaamheid van de verflagen hangt vooralaf van de voorbehandeling (hieraan moetmen veel zorg besteden) en daarna pas vande soort verf.Van de vijf genoemde verftypen kan in hetkort het volgende worden gezegd:1. Chloorrubber verven. Dit zijn goedeverven met goede duurzaamheid, mits eendeugdelijke voorbehandeling wordt toege-past. Houdt beslist niet op vers betonwerkzonder grondige voorbehandeling.2. Latex-verven. Deze kunnen goed zijn,doch hangt van de aard van de emulsie af.In het algemeen zijn deze verven meer ge-schikt voor binnenwerk. De emulsiedrager iswater. Elke laag moet goed kunnen drogenen heeft daarvoor tijd nodig. Water verdamptniet zo snel als een vluchtig bindmiddel.3. Epoxy-verven. Soms wordt ook een com-binatie latex-epoxy toegepast. Hechten bij-zonder goed op het oppervlak, doch kunnenalleen maar op een goed droog oppervlakworden opgezet. Dit is een bezwaar bijbuitenwerk. De verven zijn wel duurzaam,doch vormen een afsluitende laag.4. Cement-verven. Deze hechten beter opeen ruwe ondergrond dan op een gladde.Cement-verven doen het bij voorbeeld opbaksteenmuren bijzonder goed. Op een ruwbetonoppervlakgaat het ook wel, doch opeen glad oppervlak laat de hechting weleens te wensen over. Deze verven latensoms enig vocht door en sluiten de onder?grond niet volledig af, doch het vochttrans-port door de verflaag gebeurt zeer langzaam.5. Polyurethaan-verven. Ze zijn bijzondergoed en duurzaam, doch hebben het grotebezwaar dat zij een volledig afsluitende huidvormen en alleen goed hechten op een572schone en droge ondergrond. Hierdoor zijndeze verven meer geschikt voor bescher-ming van staal dan voor bescherming vanbeton.Er zijn wel verven ontwikkeld die op eenenigszins vochtige ondergrond kunnen wor-den opgezet, doch deze geven dan maareen beperkte bescherming.Een bezwaar bij vrijwel alle verfwerk opbeton is dat het betonoppervlak zo droogmogelijk moet zijn, doch ten minste wind-droog. Op een flink vochtig of nat oppervlakhouden alleen verven op cementbasis.Bovendien moet nog op het volgende wor-den gelet.Een verfhuid sluit het betonoppervlak vrijgoed af. Er kan geen water meer in, maarook niet meer uit. Nu is in beton altijd eenbepaalde hoeveelheid water aanwezig, die erin de meeste gevallen op den duur uittrekt.Dit water moet dus kunnen ontwijken opplaatsen waar geen afsluitende laag op hetbeton aanwezig is. Dit betekent dat beton-platen of ~ wanden nooit aan 2 zijden metverf (of bitumenpreparaten) mogen wordenbehandeld. Het vocht in het beton zit danopgesloten en zal ??n van beide lagen erafdrukken. Er vormen zich blazen en na ver-loop van tijd valt de verfhuid eraf. De moge-lijkheid tot het ontwijken van vocht moetaltijd aanwezig blijven.Bij sommige verfsoorten zoals de epoxy-verven en polyurethaan-verven is het nodigeerst de cementhuid door gritstralen te ver-wijderen voordat de verf kan worden opge-bracht. Dit is nodig voor een goede hech-ting. De ondergrond is dan echter ruwende verflaag volgt dit ruwe oppervlak waar-door geen glad en strak verfwerk mogelijk is.A3. Preparaten op bitumenbasis ofteerpekbasisDit zijn de zgn. 'zwartmakers'. Preparatendie onder allerlei fraaie handelsnamen ver-krijgbaar zijn zoals Inertol, Hydrolan, Flint-kote en nog vele anderen.Het zijn alle emulsies of verdunde oplos-singen op basis van bitumen of koolteer. Zijzijn voldoende vloeibaar om met de kwastof de spuit in koude toestand aangebrachtte kunnen worden. Bitumen en koolteer zijnzeer resistent tegen aantasting door zurenen zouten en derhalve zeer geschikt voorbetonbescherming. Er zijn echter ook welbezwaren.1. In de eerste plaats de kleur. De zwartekleur is alleen maar acceptabel voor beton-werk dat altijd onder water of onder degrond zit en aan het gezicht onttrokken is.2. De eerste laag zal sterker verdund moe-ten zijn dan de volgende lagen om een be-hoorlijke hechting aan het beton te verkrij-gen. De volgende lagen kunnen wat dikkerworden aangebracht. Wordt er ineens eente dikke laag opgebracht, dan is de hech-ting meestalonvoldoende.3. Er moeten altijd twee, doch liever drielagen worden aangebracht, anders is dehuid niet dik genoeg en nog te poreus.Gestreefd moet worden naar een laagdiktevan ten minste 400 fLm.4. De preparaten kunnen alleen op wind-droge oppervlakken worden aangebracht. Opeen nat oppervlak is de hechting onvoldoen-de.5. Als er door of uit het beton vochttrans-port plaats heeft in de richting van de aan-gebrachte zwarte lagen, dan zullen dezelagen na verloop van tijd loslaten en af-vallen. Dit loslaten gebeurt dan meestal nietegaal over het gehele oppervlak, doch plaat-selijk.6. De preparaten worden aangetast doorolie en vet. (In alle afvalwater komt vet voor.Het lozen van olie in een riool is verboden,doch het gebeurt clandestien en vaker danwenselijk is)De praktijk leert dat deze bitumen of teer-pekprodukten in het algemeen wel een goe-de bescherming geven, doch de bescherm-laag zelf is niet vrij van onderhoud.Doordat de betonconstructies die beschermdmoeten worden meestal gevuld zijn met af-valwater en aan de buitenzijde in aanrakingzijn met grondwater, is het beton altijdvochtig. Na verloop van tijd worden daar-door delen van de beschermlaag afgedrukt,meestal in een grillig patroon en het is nodigde beschermlaag te herstellen of opnieuwaan te brengen.In het algemeen moeten deze bescherm-lagen om de twee jaar worden hersteld.BitumineUze bescherming wordt nog steedsvrij veel toegepast vanwege de betrekkelijklage kosten. Vrijwel alle andere produktendie een gelijkwaardige bescherming geven,vragen hogere kosten.A4. KunstharsenBescherming door middel van kunstharsenkomt nog niet zo veel voor, doch er zijnreeds een paar toepassingen bij de buizen-fabricage. Eternit levert op speciale bestel"Iing buizen die inwendig van een epoxyhars"laag zijn voorzien. Bij Eternit kan wel nietvan 'beton'-bescherminggesproken worden,doch het bindmiddel is cement.Bij de betonbuizenis dezelfde beschermingthans ook verkrijgbaar. Er zijn echter nogenkele beperkingen die verband houden methet aanbrengen van de harsen.De epoxyharslaag wordt op de binnenzijdevan de buis gespoten. De hars wordt daar-toe verwarmd en verdund. Het oplosmiddelis schadelijk voor de gezondheid en moetdus via geforceerde ventilatie worden af-gezogen.De spuittechniek kan niet gemakkelijk inbuizen van kleine diameter worden toege-past, waardoor voorlopig alleen buizen vanbijv. 0 60 cm en groter van deze bescher-mingkunnen worden voorzien. De hechtingtussen hars en beton of asbestcement isuitstekend, aangezien de buizen wordenv??rgedroogd. De bescherming moet welzodanig worden aangebracht dat ook bijvoorbeeld de eindvlakken van de buizen diebij de mofverbinding met agressief water inaanraking kunnen komen van een harslaagworden voorzien, anders begint de aantas-ting bij de mofverbinding.Behalve epoxy-harsen kunnen ook polyester-harsen als bescherming worden gebruikt,Cement XXII (1970) nr. 12doch deze zijn iets minder resistent danepoxy-harsen. Aangezien de kosten van hetopbrengen van de hars hoger zijn dan vande hars zelf, ligt het voor de hand hier debeste hars te kiezen.Een andere vorm van betonbescherminggevende poxytar-preparaten. Een combinatievan epoxy-harsen en koolteer die niet alleeneen uitstekende bescherming doch ook eengoede hechting aan de ondergrond verze-keren.Poxytar kan zowel op beton als op staalworden gebruikt. Deze produkten kunneneigenlijk zowel onder de kunstharsen alsde koolteerprodukten worden gerangschikt.Een voorwaarde voor het aanbrengen isweer dat het oppervlak vetvrij en droogmoet zijn. Wordt poxytar op staal toegepastdan moet eerst alle roest en walshuid wor-den verwijderd door gritstralen. Het staalmoet volkomen blank worden gestraald endirect daarna worden geschilderd.De teerepoxy preparaten zijn bijzonder re-sistent tegen aantasting. Een bezwaar isweer dat het oppervlak volledig wordt af-gesloten. Zij kunnen dus alleen worden ge-bruikt in situaties waarin geen vochttrans-port vanuit het beton naar buiten kan wordenverwacht.B. Bescherming van beton door toevoeg-middelenHet beschermen van beton tegen uitlogenvan de vrije kalk kan niet alleen gebeurendoor op het betonoppervlak een beschermen-de laag aan te brengen, doch ook door hetindringen van water tegen te gaan of doorde vrije kalk te binden. Dat kan wordenbereikt door middelen die de pori?nkanalenafslUiten of door middelen die de vrije kalkbinden tot onoplosbare verbindingen diedaardoor niet uitgeloogd kunnen worden.1. Middelen die het indringen van watertegengaanWe kunnen hier twee principes onderschei-den nl.a. het afsluiten van pori?nkanalen;b. het enigszins 'vet' maken van beton,waardoor het waterafstotend wordt.Aangetast betonoppervlak in een ca. vier jaaroud rioolgemaalfoto: Vettewinkel573a. Het afsluiten van pori?nkanalen treedt opbij gebruik van de zgn.luchtbelvormers.Luchtbelvormers hebben eigenschappen dievergelijkbaar zijn met die van vloeibarezeep doch de werking is meer gestabiliseerd.Door toevoeging van een luchtbelvormerontstaan in het betonmengsel zeer kleineluchtbelletjes, die de wrijving tussen dekorrels verminderen, waardoor het beton bijgelijkblijvende hoeveelheid water meervloeibaar, dan wel gemakkelijker verwerk-baar wordt. Wordt de verwerkbaarheid alsnorm genomen, dan kan in beton met eenluchtbelvormer minder water worden ge-bruikt, hetgeen een gunstige invloed op dedruksterkte heeft.Naast be?nvloeding van de verwerkbaarheidis er nog een ander effect. De dunne vlies"jes die de luchtbelletjes omgeven bestaanuit cementlijm. Deze dunne vliesjes sluitende pori?nkanalen af. Het gevolg van de af-sluiting van de pori?nkanalen is, dat er in ditbeton minder water indringt, wat onder meertot uiting komt in een betere vorstbestendig-heid van het beton.Bovendien heeft het ijs een betere expan-siemogelijkheid doordat zich in het betonmeer ingesloten lucht bevindt.Ook het indringen van afvalwater wordttegengegaan, waardoor het beton iets meerresistent is tegen aantasting dan beton zon-der luchtbelvormer. Aantasting van het be-tonoppervlak wordt door de luchtbelvormerechter niet verhinderd, wat betekent dat naenkele jaren toch aantasting optreedt, dielangzaam dieper in het beton dringt.b. Indringing van water kan ook wordenbereikt door het beton waterafstotend temaken. Dit gebeurt dan door toevoeging vanmiddelen die stearaten bevatten, waardoorhet beton als het ware 'vet' wordt. In Duits-land noemt men deze stoffen 'Sperrmittel'.De stearaten stoten water af, dat daardoorniet in het beton kan indringen en ook hetoppervlak van de betonconstructies stoot ineerste instantie water af. Onder normaleomstandigheden zullen deze 'Sperrmittel'vrij lang hun functie goed kunnen vervullen.Doordat de toevoegmiddelen door het betonworden gemengd kan worden aangenomendat zij gelijkmatig door het beton zijn ver-deeld. Mocht aantasting van het oppervlakoptreden, dan bevindt zich onder de aan-getaste zone altijd weer een gebied waarnog geen corrosie heeft plaatsgehad. Erblijft altijd een bepaalde weerstand tegenaantasting bestaan, doch niet voorkomenkan worden dat een zekere mate van aan-tasting optreedt.Een bezwaar van deze 'Spermittel' is, datzij vrij duur zijn. De prijzen vari?ren metde mate van bescherming die zij geven.Hoe meer bescherming, des te hoger deprijs.Welke bescherming ook wordt toegepast, ermoet ten minste worden gerekend op eenprijsverhoging van f 6,- per m3beton,doch dit bedrag kan gemakkelijk oplopen totf 20,- per m3beton. Vooral bij grotere hoe-veelheden beton zijn met deze bescher-mingsmiddelen vrij grote bedragen gemoeid.Bij grote wanddikten kan het voordeligerzijn een oppervlaktebehandeling toe te pas-sen.2. Middelen die de vr?e kalk in het betonbindenZoals reeds eerder is behandeld, ontstaatin de meeste gevallen aantasting van betondoor aantasting van de vrije kalk. Het isdus zaak de kalk te binden, maar de te vor-men kalkverbindingen mogen niet in wateroplosbaar zijn, zelfs niet in enigszins zuurwater.Er zijn maar weinig kalkverbindingendie nietoplosbaar zijn, doch het calciumfluoride iseen verbinding die aan de voorwaarden vanonoplosbaarheid voldoet...Fluor wordt toegevoegd in de vorm vansilicofluoriden in een zodanige concentratiedat een groot gedeelte van de vrije kalk ge-bonden wordt doch niet alle kalk. Het voor"deel van dit middel is, dat het door het be-ton wordt gemengd, waardoor de bindingvan de vrije kalk door en door gebeurt. Eris geen sprake van slechts een oppervlakte"bescherming, die na betrekkelijk korte tijdzijn functie kan verliezen. Toch geeft ookdit middel niet altijd afdoende beschermingtegen aantasting. In een betrekkelijk zuurmilieu zoals grondwater met veenzurenwordt het beton op den duur toch aange-tast.Silicofluoriden reageren met kalkhydraatvolgens de volgende schema's:1. Me SiF6 + 3 Ca(OHh ==3 CaF2 + Me (OHh + Si02. x H20.Me = Mg, Zn, Pb, Fe, Ci, Mn.2. Me (SiF6) 3 + 6 Ca(OH)2 == 9 CaF2 + 2 Me (OHla ++ 3 Si02. x H20.Me = AI, Cr.Silicofluoriden veroorzaken wel een bin-dingsvertraging van het beton.Proeven met hoogovencement van de Cemijhebben de volgende resultaten te zien ge-geven:Beton zonder silicofluoridenbegin binding na 4 uur en 25 min.einde binding na 5 uur en 10 min.Beton met silicofluoridenbegin binding na 7 uur en 30 min.einde binding na 9 uur.Met deze bindingsvertraging moet rekeningworden gehouden bij het afwerken vanvloeren. Voor het direct glad afwerken vangrotere vloeroppervlakken blijkt de bindings-vertraging echter een groot voordeel te zijn.Het naschuren is niet zo strak aan tijd ge-bonden.Een bindingsvertraging heeft bovendien noghet voordeel dat zich cementgel van anderestructuur kan vormen, waardoor de vast-heden van het beton na 28 dagen ca. 10%hoger liggen dan van beton zonder bindings-vertrager.Resum?Resumerend kan worden gezegd dat ereigenlijk geen methode van betonbescher-ming bekend is, die als afdoende kan wor-den beschouwd.Cement XXII (1970) nr. 12Betonoppervlak in een rioo/gemaal na ver-w?dering van de aangetaste lagen en hetaanbrengen van een beschermingslaagfoto: VettewinkelEr zijn zeer goede coatings in de handel,die zeer goed bestand zijn tegen alle moge-lijke chemicali?n, zowel basisch als zuur,doch deze coatings geven in het algemeeneen zeer harde en dichte laag. Door dezedichte laag wordt het beton aan het opper-vlak volledig afgesloten, waardoor geenvochttransport van het beton naar buiten enomgekeerd kan plaatshebben.Als het beton nog water bevat of aan deniet beschermde kant met water in aanra-king is, zal de afsluitende laag op den duurvan het beton worden afgedrukt door damp-spanning. Zodra de hechting van de coatingop het beton is verdwenen, houdt ook debeschermende werking op.Lagen die min of meer dampdoorlatend zijnen er dus niet zo snel afgedrukt worden,hebben het bezwaar dat zij meestal geengrote resistentie tegen chemicali?n bezitten.Het gevolg is dat de bescherming altijd maargedeeltelijk is en slechts beperkt werkt. Naverloop van tijd gaat elke bescherming ge-breken vertonen, waardoor vernieuwing vande bescherming noodzakelijk wordt.Dan is het zaak een bescherming te kiezendie gemakkelijk hersteld kan worden enwaar bij voorbeeld zonder bezwaar eennieuwe laag over de oude gezet kan wor-den.De economie van betonbeschermingDe maatregelen die wij nemen om beton-constructies van een bescherming te voor-zien berusten ten dele op technische maarveel meer op economische overwegingen.Het is duidelijk dat geen bescherming nodigis als geen aantasting behoeft te wordengevr'eesd.Is aantasting niet te voorkomen - en dat isnog in vele gevallen mogelijk - dan moetoverwogen worden welk soort beschermingmoet worden aangebracht.574Hierbij moeten de volgende aspecten wor-den bekeken en tegen elkaar afgewogen.:1. de koopprijs van het beschermingsmid-dei;2. de kosten voor het aanbrengen van hetmiddel;3. de duurzaamheid van het middel in degegeven situatie;4. de kosten van het opnieuw aanbrengenvan het middel;5. aesthetische eisen (meestal moeilijk ingeld uit te drukken);6. kosten ten gevolge van het buiten bedrijfstellen van een installatie als een nieuwecorrosiebescherming moet worden aange-bracht;7. de levensduur of de bruikbaarheidsduurvan de beschermde installaties.Ter toelichting diene het volgende:1 en 2. Een betrekkelijk goedkoop middelkan zeer duur zijn in het aanbrengen. Alsde levensduur van dat middel kort is, wordtde bescherming toch duur door de applica-tiekosten die telkens weerkeren.Het kan dan voordeliger zijn een duur mid-del te gebruiken dat minder vaak moet wor-den aangebracht en langer resistent blijft.3. De duurzaamheid van het middel hangtvaak sterk af van de situatie. Een middeldat het in de ene situatie goed doet, kanin een andere situatie volkomen falen. Erkan hier beslist niet worden gegenerali-seerd. Een middel kan ook niet algemeenveroordeeld worden omdat het zich in eenbepaalde situatie niet goed gedraagt. Deomstandigheden spelen hierbij een beslis-sende rol.Het beoordelen van de omstandigheden isechter vrij moeilijk. Het moet in de meestegevallen op grond van gevoel en ervaringgebeuren. Goede meetmethoden om deagressiviteit van een milieu te meten, zijn ernog niet.Detail van een door rioolwater aangetastbetonoppervla/{foto: Vettewinkel4. De kosten van het opnieuw aanbrengenmoet worden bekeken in combinatie met1 en 2.5. Aesthetische eisen spelen vooral eenrol bij bruggen en viaducten waar de beton-bescherming veel door middel van verven, geschiedt.Hier is vooral de kleur van het bescher-mingsmiddel belangrijk en daarmee is deaard van de bescherming al bepaald. Hetherstellen van corrosieschade aan dezekunstwerken is meestal duur, doordat zijniet buiten bedrijf kunnen worden gesteld.6. Er zijn installaties of kunstwerken diewel buiten bedrijf gesteld kunnen worden,doch daarvoor moeten dan noodvoorzienin-gen worden getroffen. In een aantal geval-len zijn de kosten voor dergelijke nood-Uitstroomgoot beluchtingsbassin;de binnenz?de is behandeld met eenbitumenpreparaatCement XXII (19l0) nr. 12voorzieningen van tevoren goed te ramen.Er zijn ook gevallen waarbij buiten bedrijfstellen in het geheel niet mogelijk is. Dit'moet van tevoren goed worden bekeken. Deomvang van een eventuele schade moetgesteld worden tegenover het bedrag dataan bescherming mag worden uitgegeven.7. De levensduur of bruikbaarheid van debeschermde installaties is belangrijk in ver-band met het feit dat vele installaties zosnel verouderen dat zij na ca. 5 of 6 jaartoch vervangen moeten worden doordat zijbijv. veel te klein of te ouderwets gewordenzijn.Over het algemeen worden bij bouwwerkenen kunstwerken nog steeds veel te langeafschrijvingsperioden gerekend. Bij exploi-tatieoverzichten vinden we vaak afschrij-vingsperioden van 20, 25 en zelfs 40 jaar.Voor rioolwaterzuiveringsinstallaties zou metniet meer dan 10 jaar moeten worden gere-kend. Dan is de installatie veel te klein ge-worden en het zuiveringsprincipe kan als ver-ouderd worden beschouwd. Het is dan ver-standig de installatie af te breken en te ver-vangen door een nieuwe, volgens moderneprincipes te bouwen installatie. Het spreektvanzelf dat de bouwwerken dan ook geenlangere levensduur dan 10 jaar behoeven tehebben en de aard van de toegepaste be-scherming kan hiermee in overeenstem-ming zijn, of zelfs overbodig.Het zijn overwegingen die bij alle produktie-machines worden gebruikt (de economischelevensduur van eenproduktiemachine be-draagt 3 jaar), doch in de bouw nog steedsveel te weinig gelden. Het gevolg is datelke exploitatieberekening geflatteerd wordt,waardoor een juist afwegen van alle belan-gen ten opzichte van elkaar, niet goed mo-gelijk wordt.575In ons land zijn sedert kort enkele norm-,bladen verschenen over hulpstoffen voormortel en beton.Het zijn de normbladen:NEN 3532 - 'Hulpstoffen voor mortel enbeton', Indeling, definities en benamingen.NEN 3533 - 'Hulpstoffen voor mortel en be-ton', Keuringseisen.NEN 3534 - 'Hulpstoffen voor mortel en be-ton', Keuringsmethoden.In deze bladen wordt getracht de zeer velehulpstoffen zo duidelijk mogelijk te defi"ni?ren, wat reeds bijzonder moeilijk is.Voorts worden keuringseisen en keurings-methoden genoemd.Aan toepassingsvoorschriften of aanbevelin-gen heeft men zich nog niet gewaagd. Erzal op dit gebied nog zeer veel onderzoekmoeten worden verricht, voordat met zeker-heid iets over het effect van de hulpstoffenkan worden gezegd.Dit komt doordat de omstandigheden in depraktijk zeer uiteenlopend kunnen zijn enhet is vaak moeilijk deze praktijkomstandig-heden in een laboratorium na te bootsen.In het laboratorium worden bovendien onder-zoekingen vaak gericht op ??n aspect of??n oorzaak, terwijl in de praktijk vaak eencombinatie van oorzaken optreedt, die el-kaar in het ene geval kunnen versterken,doch in het andere geval kunnen verzwak-ken. Het is vaak moeilijk te voorspellenwelke combinatie van oorzaken nu juist totdesastreuze gevolgen leidt.Het tot nu toe verrichte onderzoek is vaakte incidenteel en te veel op ??n aspect ge-richt geweest. Een systematisch onderzoekis echter zeer duur en zeer langdurig.Wellicht ligt hier nog een enorm werkterreinvoor de CUR die zich tot nu toe nog wei-nig met hulpstoffen in beton heeft bezig-gehouden.