MATERIALEN REPARATIEKATHODISCHE BESCHERMINGVAN GEWAPEND BETONACHTERGRONDEN BIJ HET ONTWERPEN ENDIMENSIONERENir.P.C.Nuiten, BIM Betonrenovatie BV, Arkeldr.R.B.Polder, TNO-Bouw, RijswijkKathodische bescherming van wapeningsstaal in beton wordt sinds enkele jaren ookin Nederland toegepast als bescherming tegen toekomstige betonschade. In ditartikel wordt specifiek aandacht besteed aan de ervaringen die zijn opgedaan bij hetontwerpen, dimensioneren en aanbrengen van enkele grote KB-systemen inNederland, waarbij het in alle gevallen om het beschermen van grote aantallen,vrijwel identieke (prefab) elementen ging. In deze gevallen was vervanging van deelementen zo kostbaar of veroorzaakte zoveel overlast voor de gebruikers, datkathodische bescherming een interessante oplossing bleek*.et kathodische beschermingwordt beoogd het aanwezigecorrosieproces van de wape-ning in de betonconstructie voor langetijd af te remmen, dan wel te stoppen.Het ingrijpen in een actief corrosie-proces gebeurt doorgaans, in de gevallenwaar dit al tot zichtbare betonschadeheeft geleid, door het wegnemen van deoorzaken. Daarbij kan worden gedachtaan het aanbrengen van alkalische repa-ratiematerialen in situaties waar sprakewas van door carbonatatie ge?nitieerdewapeningscorrosie of aan het verwijde-ren van chloridehoudende beton, bij-voorbeeld wanneer het chloride vanbuitenaf de constructie is ingedrongen.Niet zelden echter is het wegnemen vande corrosieoorzaak een onmogelijke ofzeer kostbare aangelegenheid. Te den-ken is aan prefab elementen waarin tij-dens de fabricage hoge concentratieschloridehoudende verhardingsver-snellers zijn toegepast, of aan woonom-gevingen waar eerder genoemde her-stelmethoden gepaard gaan met zeerveel overlast.Voor deze gevallen kan kathodische be-scherming een goed alternatief of somszelfs de enig mogelijke oplossing zijn.*In Cement 1988, nr. 6 is uitgebreid op de wer-king en achtergronden van kathodische be-scherming ingegaan [l].In het najaar van 1991 zal worden gepubliceerdover ervaringen met operationele systemenmet kathodische bescherming in Nederland.De meeste en ook meest langdurige er-varingen met kathodische beschermingvan wapeningsstaal in beton zijn totdusverre opgedaan in de Verenigde Sta-ten. Het betreft daar veelal beschermingvan grote horizontale of verticale vlak-ken, zoals brugdekken, parkeergarages,pijlers en landhoofden bij viaducten enbetonnen keerwanden. In deze gevallenis kathodische bescherming ook een re-latief goedkope oplossing gebleken enkon vaak op eenvoudige wijze aan devoorwaarden voor toepassing van dezetechniek worden voldaan.In Nederland is de toepassing van ka-thodische bescherming tot dusverrevrijwel geheel beperkt tot die op relatiefkleine betonelementen, zoals balkon-vloeren (foto l), consoles en kolommenin gevelelementen.Zoals in dit artikel zal blijken, vragendergelijke projecten om een eigen aan-pak en kunnen de algemene ontwerpre-gels die op het beschermen van groteoppervlakken zijn afgestemd, niet zon-der meer worden overgenomen. In devakliteratuur komt weinig voor over hetkathodisch beschermen van relatiefkleine betonelementen en helemaal nietwanneer het gaat om elementen met in-gemengd chloride. Teneinde voldoendezekerheid te krijgen over de effectiviteitvan de reparatie dient daarom in devoorbereidingsfase uitgebreid te wor-den onderzocht welke eisen aan het KB-systeem moeten worden gesteld en watvan kathodische bescherming in diespecifieke situatie kan en mag wordenverwacht. Een voordeel daarbij is, dat erthans zoveel verschillende anodesyste-men op de markt zijn, dat voor iederproject maatwerk mogelijk lijkt. Ditkan voor een opdrachtgever leiden tothet doen van een keuze, te maken optechnische en economische gronden, uitsoms sterk uiteenlopende ontwerpen.20 Cement 1991 nr. 4MVooronderzoekWanneer kathodische bescherming alsreparatiemethode wordt overwogen,dient een uitgebreid vooronderzoek teworden verricht. Op grond van de uit-komsten kan een definitief oordeelworden gevormd over het wel of niettoepasbaar zijn van deze techniek in despecifieke situatie. De verschillende fa-cetten van het vooronderzoek wordenhierna belicht.Hoeveelheid en conditie van in het betonaanwezigstaaiNaast kennis omtrent de oorzaak van deopgetreden wapeningscorrosie is hetook van belang te weten hoe ver de cor-rosie reeds is voortgeschreden. Kathodi-sche bescherming mag immers slechtsworden gezien als een methode ter 'be-vriezing' van de aanwezige toestand: decorrosie wordt stopgezet, maar er magniet op worden gerekend dat een verbe-tering van de conditie van het staal op-treedt.De doorsnedevermindering die als ge-volg van de corrosie is opgetreden, magniet zo groot zijn dat de veiligheid vande betonconstructie in het geding is. Eennauwkeurige inspectie en bestuderingvan de toestand van de wapening isdaarom zeer belangrijk Wanneer dewapening te ver is doorgeroest, dienenconstructieve maatregelen vooraf tegaan aan het aanbrengen van kathodi-sche bescherming, zoals het bijleggen ofvervangen van wapening.Bij projecten met een groot aantal iden-tieke prefab elementen is de gebruike-lijke volgorde van het vooronderzoekals volgt:a. globaal visueel onderzoek (zichtbareschade, scheurvorming en dergelijke);b. bepaling chloridegehalte boormon-sters (nabij hoofdwapening), via eensteekproef uit alle typen elementen;potentiaalmetingen (foto 2), waarbijpotentialen negatiever dan -350 mVten opzichte van een koper/kopersul-faat elektrode (CSE), maar vooral gro-te verschillen in de gemeten staalpo-tentialen op relatief korte afstanden,de plaatsen met de grootste kans opwapeningscorrosie geven;d. destructief onderzoek bij een kleinaantal elementen ter bepaling van hetdoorsnedeverlies van de wapening.Hoeveelheid benodigde beschermstroomIn [2] wordt voor het effectief bescher-men van wapeningsstaal tegen verder-gaande corrosie een waarde van de be-schermstroom van circa 5 mA of mindergenoemd, welke nodig is per m2te be-schermen staaloppervlak, indien ersprake is van gelijkmatige door carbo-natarle ge?nitieerde corrosie. Wanneerals gevolg van de aanwezigheid van eente grote hoeveelheid chloride-ionen inhet beton putvormige corrosie is opge-treden, is veelal meer beschermstroomnodig, circa 10 ? 20 mA/m2staalopper-vlak. Daarbij moet worden opgemerktdat in sommige gevallen de benodigdehoeveelheid beschermstroom in de tijdgezien afneemt: immers als gevolg vanherverdeling van onder meer chloridein het beton zal de neiging om te corro-deren kleiner worden.Gebruikelijk is dan ook de hoeveelheidbeschermstroom (periodiek) aan te pas-sen, teneinde een bepaald criterium tebehalen [l]. Het vaak gehanteerde '100mV'-criterium (na het uitschakelen vande stroom moet binnen 4 tot 24 uur destaalpotentiaal ten minste 100 mV stij-gen) lijkt in bepaalde omstandighedenechter aan de 'te' veilige kant te zijn. Derelatie tussen de gangbare criteria (erzijn ook andere) en het al of niet volledigbeschermd zijn van de wapening berustmeer op ervaring dan op bewezen theo-rie. Er bestaan diverse redenen om tetwijfelen aan de absolute geldigheid vande meeste criteria en daarmee aan dejuistheid van het rigoreus hanteren er-van [3,4]. Het lopende CUR-onderzoekvan commissie B47 zal daar mogelijkmeer informatie over verschaffen.Constructieve en bouwkundige randvoor-waardenZoals in [1] is beschreven zijn er ver-schillende anodesystemen op de markt,die elk voor- en nadelen hebben endaarmee ook elk een eigen toepassings-gebied. Soms is het niet mogelijk om opof over een bestaande betonconstructieheen een anodesysteem met een ce-mentgebonden 'overlay' aan tebrengen.Naast een verzwaring van de constructieis er dan immers ook sprake van een op-dikking, waardoor bouwkundige aan-sluitingen zoals deuren, kozijnen, hek-werken en zonneschermen problemenkunnen opleveren. Mogelijke oplossin-gen zijn dan het gebruik van lokale ano-den, zoals strips in sleuven op het opper-vlak of strips in een kanaal in het ele-ment.Elektrochemische randvoorwaar-denDe totale oppervlakte van het te be-schermen staal in een afzonderlijk be-tonelement (bijvoorbeeld een plaat, ko-lom of console) en de benodigde be-schermstroom bepalen mede welk typeanode toepasbaar is. Elk soort anodema-teriaal kent immers uit oogpunt vanduurzaamheid een eigen bovengrensvoor de hoeveelheid beschermstroomdie er per oppervlakte doorheen gaat. Zogeldt voor de met een halfgeleidendekunststof omhulde koperkabel, volgensde huidige opvattingen, een maximalestroomdichtheid van circa 55 mA/m2kabeloppervlak. Voor geactiveerd tita-nium, waarvan onder meer gaas-ano-den worden gemaakt, geldt bij toepas-sing in beton veelal een maximalestroomdichtheid van circa 100 tot soms200 mA/m2anodeoppervlak, afhanke-lijk van de dikte en samenstelling van deactiveringslaag. Bij geleidende verf-anodesystemen wordt meestal een grensgehanteerd van 20 mA/m2betonopper-vlak.Uit de benodigde hoeveelheid be-schermstroom en een keuze van hetanodemateriaal kan dan worden afge-leid hoe groot het effectieve anodeop-pervlak moet zijn om gedurende velej a-ren de gewenste beschermstroom af tegeven.Een zeer belangrijke voorwaarde voorhet effectief en duurzaam functionerenvan het systeem is, dat de bescherm-stroom ook daar moet kunnen komenwaar ze nodig is. Om het elektrochemi-sche circuit (fig. 3) gesloten te krijgenvindt aan het kathodeoppervlak (de wa-pening) reductie van water en zuurstofplaats en worden OH"-ionen gevormd,die zich door het beton via de 'kortste'weg verplaatsen naar de anode. De kort-ste weg moet in dit geval worden opge-vat als de weg met de minste elektrischeweerstand. Op plaatsen waar de anodedichter bij de kathode ligt, zal daaromde stroomdichtheid groter zijn dan opCement 1991 nr. 4 21MATERIALEN REPARATIEplaatsen waar deze afstand groter is.Daarnaast is het materiaal beton zelf, ze-ker wanneer het gedeeltelijk is gerepa-reerd, niet als homogeen te beschouwenen zullen vooral ook fluctuerendevochtconcentraties in het beton de elek-trische weerstand ervan sterk be?nvloe-den. Voor betonelementen die ernstigeschade vertonen en derhalve eerst die-nen te worden gerepareerd, geldt dandat de te gebruiken reparatiematerialenen het materiaal waarmee de anodewordt ingepakt, een niet te sterk van be-ton afwijkende elektrische weerstandmogen hebben.Bij het ontwerpen en dimensionerenvan een KB-systeem dient om deze re-denen dan ook zeer veel aandacht teworden besteed aan een zo goed moge-lijke stroomverdeling.Project TilburgAls voorbereiding op een omvangrijkproject, namelijk de kathodische be-scherming van 2500 consoles bij tweeflatgebouwen (foto 4), dat door BIM in1990 in opdracht van de Verenigde Wo-ningcorporaties SVW te Tilburg werduitgevoerd, werd in samenwerking metTNO-Bouw te Rijswijk een onderzoekuitgevoerd naar de stroomverdeling inconsoles als functie van de plaats van deanode ten opzichte van de wapening.Bijzonderheid daarbij was, dat bij ditproj eet voor het eerst een door BIM ont-wikkeld systeem voor het inwendigaanbrengen van een anode werd toege-past.Stroomverdeling vanuit een cen-traal geplaatste anodeDe verdeling van de beschermstroomover de afzonderlijke staven in een ge-wapend-betonelement wordt bepaalddoor de elektrische weerstand van hetbeton tussen anode en staaf, plus deovergangsweerstanden anode-beton enstaaf-beton.Wanneer de overgangsweerstanden alsconstant worden beschouwd (deels ty-pisch voor een bepaald anodemateriaal,deels bepaald door de mate van roest-vorming op het staal), wordt de stroomper staaf bepaald door de soortelijkeweerstand van het beton en de afstandvan die staaf tot de anode. Vanwege derelatief hoge soortelijke weerstand vanbeton reikt de beschermstroom niet verhet beton in.Reeds eerder werden metingen uitge-voerd naar de diepte waarover kathodi-sche bescherming werkzaam is [5]. Opeen met een dubbel net gewapende be-tonwand van 300 mm dikte (beton metportlandcement) werd over een beperktgedeelte van ??n zijde een anode aange-bracht. Aan de hand van potentiaalme-tingen werd vastgesteld dat het achter-gelegen net slechts 10 ? 15% van de be-schermstroom van het aan de anodezij -de gelegen net ontving, terwijl ook dezijdelingse spreiding beperkt bleef totcirca 200 mm.Ook bij TNO-Bouw loopt al enige tijdeen onderzoek naar de reikwijdte vankathodische bescherming. Voorlopigeresultaten geven aan dat de verder wegliggende wapening minder dan 10% vande totale beschermstroom ontvangt(dikte 300 mm, hoogovencement) [4].Ook bij het in uitvoering zijnde onder-zoek van CUR-commissie B47 wordtdit aspect onderzocht.Vanwege deze geringe reikwijdte moetde anode overal dicht bij de te bescher-men wapening worden gebracht, waar-bij aanbrengen op het oppervlak in be-ginsel voor de hand ligt. Overigens zouhet zuiver theoretisch gezien voor eengelijkmatige stroomverdeling beter zijnde anode verder van de te beschermenstaven te plaatsen, zoals ook bij kathodi-sche bescherming van buisleidingen inde grond gebruikelijk is [6].Bij de tot nu toe gebruikelijke uitvoe-ringswijze van kathodische bescher-ming met een op het betonoppervlakaangebrachte anode (gaas, kabelnet,coating), betekent de geringe reikwijdtevan de beschermstroom meestal dat eenbalk of een console aan twee zijden vaneen anode moet worden voorzien. Va-riaties in grootte en kwaliteit van de be-tondekking (dichtheid en daarmeesoortelijke elektrische weerstand) lei-den immers anders snel tot verschillenin de beschermstroom die staven ont-vangen. Een tweede laag wapeningkrijgt zeker minder beschermstroomdan de eerste laag.Daarnaast speelt een rol dat de te be-schermen elementen kunnen zijn voor-zien van een coating op het oppervlak,die inclusief de impregnering moetworden verwijderd om de bescherm-stroom goede toegang te geven. Bij hetproject in Tilburg was dit nadrukkelijkhet geval. Ook uitgebreide reparatiesmet kunstharsmortels kunnen destroomtoevoer vanaf het oppervlak be-moeilijken.Omdat dergelijke bezwaren in de prak-tijk nogal eens voorkomen, is door BIMvoor het kathodisch beschermen vanconsoles een methode ontwikkeldwaarbij de anode wordt aangebracht ineen cilindrisch gat, dat ongeveer cen-traal in de doorsnede van een dergelijkelement wordt geboord (foto's 5-6).Het gat wordt na het plaatsen van deanode gevuld met een dun vloeibare ce-mentmortel, die het elektrisch contactmet het beton verzorgt. Wanneer de wa-pening in de console bestaat uit vier sta-22 Cement 1991 nr. 4ven in de lengte, gelegen in de hoekenvan de doorsnede en onderling verbon-den door beugels, zal een centrale op-stelling in principe de beste stroomver-deling geven. Voor het geval er zes ofmeer staven verdeeld over de hoogte vande console liggen, kan de stroomverde-ling ongelijkmatig worden, omdat bijelke plaatsing van de anode sommigestaven veel dichter bij de anode liggendan andere.Omdat een dergelijke oplossing, voorzover bekend, in de praktijk nergenseerder was toegepast, werd besloten toteen eigen geschiktheidsonderzoek, datten doel had de invloed van de exactepositie van een centrale anode op de be-schermstroom naar afzonderlijke stavenin een consoledoorsnede te bepalen.GeschiktheidsonderzoekVoor het geschiktheidsonderzoek [7]werden drie verschillende plaatsingenvan de anode(s) onderzocht in proef-stukken met elk acht wapeningsstaven.De stroom naar elk van de staven werdafzonderlijk gemeten. Aan de handhiervan kon de gelijkmatigheid van destroomverdeling bij de verschillendeanodeposities worden beoordeeld.De proefstukken werden gezaagd uiteen 6 maanden oude prefab console, diewas gemaakt met portlandcementwaaraan geen chloride was toegevoegd.De stukken waren zo gezaagd dat geenbeugelwapening aanwezig was en delangsstaven onderling niet elektrischwaren doorverbonden. Figuur 7 toontde aanzichten van de proefstukken. Delengte van de proefstukken bedroeg on-geveer 160 mm, de breedte 220 mm ende hoogte 450 mm. In de proefstukkenwerd (door en door) een gat met een dia-meter van ongeveer 43 mm geboord, enonder in proefstuk III werd een sleuf van10 mm diepte en breedte gezaagd. Dewapening bedroeg van boven naar be-neden: 2 ? 8, 2 ? 16, 2 ? 8 en 2 ? 12.In de boorgaten werden stripvormigeanodes en in de sleuf een draad (? 3 mm)van geactiveerd titanium aangebracht.De gaten en de sleuf werden gevuld meteen cementgebonden gietmortel. Naverharden van de mortel werden aananodes en wapeningsstaven verbin-dingsdraden geschroefd. De beide ano-des van proefstuk III werden doorver-bonden. De proefstukken werden onge-veer 48 uur onder water geplaatst, waar-na ze in een droge laborato-riumatmosfeer werden opgesteld. Ver-volgens werd vanuit een galvanostaateen gefixeerde beschermstroom toege-voerd aan elk van de proefstukken. Meteen automatisch meetsysteem werdenelk uur de naar de afzonderlijke stavenlopende stromen, de totale stroom en devoedingsspanning geregistreerd.De proef werd begonnen met een totalebeschermstroom van 10 mA/m2staal-oppervlak. Na twee dagen werd destroom verlaagd tot 5 mA/m2staalop-pervlak, een realistisch stroomniveau opde langere duur voor niet al te natte be-tonconstructies. Deze stroom werd 12dagen gehandhaafd, waarna het experi-ment werd be?indigd.In figuur 8 zijn de resultaten van de me-tingen verkort weergegeven. Over degehele duur van de proef en bij de beidestroomniveaus is de stroomverdelingvrij constant en blijkbaar grotendeelsbepaald door de geometrie. In proefstukIII met de (hoofd)anode in de bovenstehelft van de consoledoorsnede en eenhulpanode in een sleuf onderaan, is debeschermstroom naar alle wapenings-staven vrijwel gelijk. De optredende va-riaties bedragen maximaal ongeveer eenfactor 2. De in eerste instantie niet ver-wachte verschillen tussen de deelstro-men naar staven 1(2) en 3(4) kondenachteraf worden verklaard uit de aan-wezigheid van een stalen schroefhulsboven in het proefstuk.In proefstuk I met de anode in het hartCement 1991 nr. 4 23MATERIALEN REPARATIEvan de console zijn er grote verschillentussen de diverse deelstromen, vooraltussen staven 3(4) en 7(8), waarbij delaatste maximaal 5 tot 6 keer zoveelstroom krij gen als de eerste. Ook in blokII, waar de anode in het hart van de bo-venste helft van de console is geplaatst,lopen de stromen sterk uiteen, met alsuitersten 5(6) en 7(8), met een onderlingverschil van ongeveer een factor 4.Mede omdat stroomverdeling tussenstaven binnen een beschermde con-structie nog nergens in de literatuur ex-pliciet aan de orde komt, is er geen alge-meen geaccepteerd criterium voor debeoordeling van de stroomverdeling inde drie proefstukken. Daarom is de vol-gende redenering gehanteerd:Door variaties in dekking, dichtheid envochtgehalte van het beton zal de elek-trische weerstand tussen een stukj e ano-de en een stukje wapening ongetwijfeldplaatselijk vari?ren, met naar schattingvariaties van een factor 2, mogelijkmeer. Dit is in de praktijk onvermij-delijk en moet worden geaccepteerd alsbehorend bij kathodische beschermingvan beton. Wanneer daarnaast de plaat-sing van de anode ook nog eens aanlei-ding geeft tot variaties als gevolg vangeometrische effecten, moeten beidevariaties worden vermenigvuldigd.Wanneer de 'geometriefactor' groterwordt dan een factor 2, kan deze te za-men met de natuurlijke variatie leidentot variaties in beschermstroom met eenfactor 4 of meer. Dat wordt niet accepta-bel geacht, omdat dan ongetwijfeld de-len van de wapening onvoldoende wor-den beschermd, terwijl andere delenmogelijk te veel stroom ontvangen.Wanneer de resultaten van de uitge-voerde proeven in dit licht worden be-keken, zal duidelijk zijn dat de stroom-verdeling in proefstuk III te verkiezen isboven die in proefstukken I en II. De va-riaties in I en II zijn al zodanig groot, datde kans op een gelijkmatige bescher-ming van de wapening klein wordt.Wanneer daar enige variatie bij moetworden gerekend als gevolg van variatiein soortelijke weerstand (vocht, beton-kwaliteit), zal de ongelijkmatigheid vande stroomverdeling onacceptabel grootkunnen worden.Ten aanzien van het principe van een ineen balkdoorsnede centraal geplaatsteanode kan worden gesteld dat er vanuiteen oogpunt van een goede stroomver-deling geen enkel bezwaar tegen diewerkwijze is.De conclusie ten aanzien van de onder-zochte wijze van plaatsing van een cen-trale anode in een dergelijke balkdoor-snede is, dat de plaatsing bovenin bij dehoofdwapening met een hulpanode na-bij de onderwapening verreweg is teverkiezen boven de andere plaatsings-wij zen met slechts ??n anode, hetzij inhet hart van de balk, hetzij in het hartvan het bovenste gedeelte.Stroomverdeling over de afzon-derlijke elementenNaast het verkrij gen van een gelij kmati-ge stroomverdeling over de individuelestaven binnen een enkel element, dientde beschermstroom ook gelijkmatigover alle te beschermen elementen teworden verdeeld.In dit verband is het belangrijk dat alleelementen in het elektrisch circuit zijnte beschouwen als parallel geschakeldeweerstanden (fig. 9).De totale beschermstroom verdeelt zichdaarbij over de individuele elementenglobaal conform de wet van Ohm:E = .Ii . Ri = constantDit houdt in dat wanneer in ??n van deelementen de weerstand -R? zeer klein is,vrijwel alle beschermstroom door ditene element gaat en alle andere aange-sloten elementen nagenoeg geen be-schermstroom ontvangen. Wanneerdaarentegen de weerstand van een ele-ment zeer groot is (bijvoorbeeld als ge-volg van een gebrekkig contact met dewapening), ontvangt dat element nage-noeg geen bescherming en krijgen deanderen iets meer. Het is duidelijk dat inhet eerste geval van falen van het KB-systeem mag worden gesproken. In hettweede geval is sprake van onvoldoendebescherming van slechts een beperkt ge-deelte van het systeem.Bij het ontwerpen van KB-systemenverdient dit aspect nadrukkelijk de aan-dacht. Uit financieel oogpunt is het im-mers aantrekkelijk om de elektrotech-nische installatie zo eenvoudig mogelijkte houden. Wanneer er echter sprake isvan het beschermen van veel identiekekleine betonelementen, kan het risicoop falen sterk worden gereduceerd doormeer gescheiden beschermzo nes te ma-ken met ieder een eigen afzonderlijk re-gelbare stroombron.Bij de flats in Tilburg werden per ge-bouw 68 zones gecre?erd van ieder 18consoles. Nog tijdens de uitvoeringsfasewerd uitgebreid gecontroleerd of de be-schermstroom zich ook daadwerkelijkgelijkmatig verdeelde over de afzonder-lijke elementen. Daarbij werd zowel dewisselstroomweerstand Ri tussen anodeen wapeningskorf gemeten, alsook dehoeveelheid beschermstroom Ii die naardat element toestroomde.In figuur 10 zijn de resultaten van dezemetingen weergegeven.24 Cement 1991 nr. 4Op grond van de resultaten van dezecontrolemetingen zou kunnen wordenafgeleid dat het kathodisch beschermenvan grote vlakken (brugdekken, par-keergarages en dergelijke) ook op dezewijze kan worden uitgevoerd. Het is im-mers maar een kleine stap om ook opdergelijke constructies een 'multi-ele-ment' benadering los te laten. Dit pleitwellicht voor een sterkere mate van zo-nering bij dergelijke projecten dan totnu toe gebruikelijk was (meer en kleine-re gelijkrichters, kleinere afzonderlijkregelbare zones). Dit heeft vanzelfspre-kend kostenconsequenties. Bij iederproject zal daarom een zorgvuldige af-weging nodig zijn ter vaststelling van deomvang van de zones en de daarmee ge-paard gaande kosten.Elektrische weerstand van ce-mentgebonden materialenNaast het vooronderzoek naar destroomverdeling in een console werdenvoorafgaand aan het project in Tilburgook de te gebruiken reparatie- en injec-demortels onderzocht op hun geschikt-heid voor toepassing bij kathodische be-scherming.Daartoe werd van vier verschillendemortels de elektrische weerstand geme-ten en vergeleken met die van een nor-male zand-cementmortel (3:1). Inproefstukken van 100 x 100 x 50 mm3werden twee messing staafjes meege-stort, waarna op verschillende tijdstip-pen de wisselstroomweerstand tussendeze staafjes werd gemeten (fig. 11).Uit deze proef bleek dat alle onderzoch-te mortels een geringere weerstand ver-toonden dan de zand-cementmortel,behalve de PCC-mortel met het relatiefhoge polymeergehalte. Geconcludeerdwerd dat de overige drie mortels geenbelemmering vormden voor de stroom-doorgang; de genoemde PCC-mortelheeft zoveel weerstand, dat die bij voor-keur niet tussen het te beschermen staalen de anode moet worden aangebracht.Keuring en controleBij het aanbrengen van kathodische be-scherming dient permanente controleeen integraal onderdeel van het uitvoe-ringsproces te zijn. Alvorens betonrepa-raties uit te voeren moet men zich ervanvergewissen dat al het staal in de beton-constructie ook daadwerkelijk met el-kaar (en met de negatieve pool van degelijkrichter) is verbonden, opdatzwerfstromen in de constructie niet tot(versnelde) corrosie en tot betonschadeaanleiding kunnen geven. Bij het plaat-sen van anodes dient te worden gelet ophet voorkomen van kortsluiting, waar-door het regelmatig dan wel continuuitvoeren van (wisselstroom)weer-standsmetingen noodzakelijk is.Zoals bij het project in Tilburg is geble-ken, is het uitvoeren van weerstandsme-tingen tussen anode en wapening bij alleelementen zeer nuttig. Mogelijke ge-breken in aansluitingen kunnen ge-makkelijk worden opgespoord en erwordt een goed inzicht verkregen in degerealiseerde stroomverdeling.Hoewel natuurwetten de werking vankathodische bescherming als rem op hetcorrosieproces garanderen, zal het dui-delijk zijn dat de effectiviteit ervan sterkafhankelijk is van alle hiervoor genoem-de factoren. Daarnaast zijn een goedeinregeling en zonodig bijstelling van deopgelegde stroom noodzakelijk. Daar-om worden na aansluiting van het sys-teem op een gehjkstroombron regelma-tig controlemetingen uitgevoerd naarde werking en effectiviteit van het sys-teem.Hierbij wordt gebruik gemaakt van inde betonelementen aangebrachte refe-rentie-elektroden, die de aanwezigestaalpotentiaal op ieder gewenst ogen-blik kunnen meten. Deze controleme-tingen worden doorgaans uitgevoerd 1week, 1 maand, 3 maanden en 6 maan-den na ingebruikneming van het sys-teem en daarna twee keer of, indien hetsysteem dit toelaat, slechts ??n keer perjaar.Op grond van de resultaten die sindsmidden 1987 door BIM bij een grootaantal controlemetingen van de in Ne-derland uitgevoerde projecten zijn ver-zameld, is waardevol inzicht verworvenin het gedrag van corroderende wape-ning en het effect van kathodische be-scherming daarop. In een vervolgartikelzal hierover nader worden bericht.Literatuur1. Van der Wegen, G.J.L. en R.B. Polder,Onderhoud en reparatie van betoncon-structies (X): Kathodische beschermingvan wapeningsstaal in beton. Cement1988, nr. 6.2. Cathodic Protection of ReinforcedConcrete. Concrete Society, TechnicalReport Nr. 36, London 1989.3. Nuiten, P.C., Successful cathodicprotection of 288 Dutch balcony ele-ments. The International Journal of Con-struction, Maintenance & Repair, nr. 4, Ju-ly/August 1990.4. Polder, RJ3., Current distribution incathodic corrosion protection of steel inconcrete. Lezing voor symposium 'Cor-rosion and Deterioration in Buildings',Parijs, november 1990. Rapport TNO-BouwBI-90-125a.5. Kotowski, S., B. Busso, R. Bedel, Ti-tananoden f?r ein kathodischen Korro-sionsschutz von Stahl in Beton. Metall,1988.6. Kathodische en anodische bescher-ming; corrosiehandleiding deel 3. Ne-derlands Corrosie Centrum, Rotterdam1989.7. Polder, RJ3., Onderzoek naar de ver-deling van kathodische bescherm-stroom vanuit verschillende anodeposi-ties in de doorsnede van een gewapendebetonnen balk. Rapport IBBC-TNO nr.B-90-183, in opdracht van BIM Reno-vatie- en Aannemersbedrijf BV, april1990.Cement 1991 nr. 4 25