L...-- IBEHEER IDUURZAAMHEID ?1ONDERHOUD EN REPARATIEVANBETONCONSTRUCTIES(m)SCHADEMECHANISMENB.ENKELE GEVALLEN VAN CHEMISCHE AANTASTINGprof.drJ~J.~.BijenIntron, Instituut voor Materiaal- en Milieu-Onderzoek BV, MaastrichtTU Delft, Faculteit der Civiele Techniek, Sectie Materiaalkunde, Vakgroep Mechanica en ConstructiesIn deze artikelenserie wordt de problematiek van de duurzaamheid vanbetonconstructies vooral belicht aan de hand van praktijksituaties. Nadat in devorige aflevering de transportprocessen en chemische reacties in betonfundamenteel zijn beschreven, komen nu enkele specifieke gevallen van chemischeaantasting aan de orde. Daarbij worden tevens de mogelijke preventievemaatregelen genoemd.Inde laatste 10 jaar hebben zich in. Nederland en omringende landenverschillende vormen van chemi-sche aantasting van beton door invloe-denvanbuitenafvoorgedaan,waarbij deschade aanzienlijkis. Hetbetreftaantas-ting van funderingen van elektriciteits-palen, kaspoeren, mestkelders, (voorge-spannen) lantaarnpalen en rioolbuizen.Het gaat hier steeds om aantasting vanhet beton zelfen niet van de wapening.Alvorens enkele specifieke gevallen tebehandelen,zullenwe eerst nog evenstilstaan bij de verschillende soorten vanchemische aantasting (zie ook deel 11).~echanism.enAlleen die typen zullen behandeldwor-den die voor de genoemde gevallen vanbelang zijn. Wij kunnen daarbij eendriedeling maken:a. afbreken van cementsteen door reac-tie met binnendringende zouten;b. destructie van betondoorde vormingvan expansieve zouten;c. het oplossen van cementsteen doorzuren.Ineenaantalgevallenspelentwee ofdrievan deze schademechanismen tegelij-kertijd.a. Afbreken van cementsteen door reactie metbinnendringende zoutenHet afbreken van de cementsteenstruc-tuur door het binnendringen van zou-ten betreft reacties waarbij de ontstanenieuwe zoutengeenofweinig cernente-rende eigenschappen meer hebben. Hetal of niet agressiefzijn van zouten kanworden voorspeld met behulp van de22ligging van evenwichten, welke we uitde thermodynamicahalen.Voorwatbe-treft de snelheid van deze reacties kun-nen we de reactiekinetiek te hulp roe-pen.Een bekend voorbeeld van dergelijkeaantasting door zouten is de reactie metmagnesium.Mg2+ + xCaO . ySiOz . 2HzO ~! ICSH-gelMg (OH)z + CaZ+ + SiOz + HzO*I 1 I 1bruciet silicagelNog agressiever zijn ammoniurnzou-ten, zoals arnrnoniumnitraatNH4+ + ~CaO . ySiOz. zHzO ~.CSH-gelNH3 + Caz+ +5iOz+HzOI 1ammoniak silicagelDoordat NB3 als ammoniak ontwijkt(verdampt) ligt dit evenwicht sterk naarrechts; dat wil zeggen dat er een sterkedrang is om deze destructieve reactie telaten verlopen.b. Destructievan betondoorvormingvan ex-pansieve zoutenOndersulfaataantasting wordt verstaanhet scheuren van beton ten gevolge vande vorming van expansieve, slecht op-losbare, sulfaathoudende dubbelzou-* niet stochiomettischten. De meest belangrijke daarvan is et-~ingiet. De structuurformule daarvanIS:Sulfaat uit de orngeving kan het betonbinnendringen door capillaire opzui-ging van sulfaathoudend water ofdoordiffusie van sulfaat-ionen. Sulfaat-anionen komenvoor in combinatie metverschillende kationen, zoals met na-trium, calcium, ammonium en magne-sium. Bij het binnendringen van betonwordt sulfaat omgezet in gips via dereactie:Dit gips reageert vervolgens met de cal-ciumaluminaatverbindingen tot ettrin-giet. Een voorbeeld van een dergelijkereactie is:3(CaS04 ? 2Hz?) + 3CaO' AlZ0 3 +26HzO ;=' 3CaO . AlzOj . 3CaSO-l . 32HO(ettringiet)Deze ettringietvorming gaat gepaardmet een sterke volumevergroting. Despanningen die daarvan het gevolg zijn,kunnen zo groot worden dat het betongaat scheuren.Een ander expansief sulfaatdubbelzoutis thaumasiet, waarvan de formule is:Zoals de structuurformule aangeeft, isCement 1987 nr. 10L...-- IBEHEER IDUURZAAMHEID ?1ONDERHOUD EN REPARATIEVANBETONCONSTRUCTIES(m)SCHADEMECHANISMENB.ENKELE GEVALLEN VAN CHEMISCHE AANTASTINGprof.drJ~J.~.BijenIntron, Instituut voor Materiaal- en Milieu-Onderzoek BV, MaastrichtTU Delft, Faculteit der Civiele Techniek, Sectie Materiaalkunde, Vakgroep Mechanica en ConstructiesIn deze artikelenserie wordt de problematiek van de duurzaamheid vanbetonconstructies vooral belicht aan de hand van praktijksituaties. Nadat in devorige aflevering de transportprocessen en chemische reacties in betonfundamenteel zijn beschreven, komen nu enkele specifieke gevallen van chemischeaantasting aan de orde. Daarbij worden tevens de mogelijke preventievemaatregelen genoemd.Inde laatste 10 jaar hebben zich in. Nederland en omringende landenverschillende vormen van chemi-sche aantasting van beton door invloe-denvanbuitenafvoorgedaan,waarbij deschade aanzienlijkis. Hetbetreftaantas-ting van funderingen van elektriciteits-palen, kaspoeren, mestkelders, (voorge-spannen) lantaarnpalen en rioolbuizen.Het gaat hier steeds om aantasting vanhet beton zelfen niet van de wapening.Alvorens enkele specifieke gevallen tebehandelen,zullenwe eerst nog evenstilstaan bij de verschillende soorten vanchemische aantasting (zie ook deel 11).~echanism.enAlleen die typen zullen behandeldwor-den die voor de genoemde gevallen vanbelang zijn. Wij kunnen daarbij eendriedeling maken:a. afbreken van cementsteen door reac-tie met binnendringende zouten;b. destructie van betondoorde vormingvan expansieve zouten;c. het oplossen van cementsteen doorzuren.Ineenaantalgevallenspelentwee ofdrievan deze schademechanismen tegelij-kertijd.a. Afbreken van cementsteen door reactie metbinnendringende zoutenHet afbreken van de cementsteenstruc-tuur door het binnendringen van zou-ten betreft reacties waarbij de ontstanenieuwe zoutengeenofweinig cernente-rende eigenschappen meer hebben. Hetal of niet agressiefzijn van zouten kanworden voorspeld met behulp van de22ligging van evenwichten, welke we uitde thermodynamicahalen.Voorwatbe-treft de snelheid van deze reacties kun-nen we de reactiekinetiek te hulp roe-pen.Een bekend voorbeeld van dergelijkeaantasting door zouten is de reactie metmagnesium.Mg2+ + xCaO . ySiOz . 2HzO ~! ICSH-gelMg (OH)z + CaZ+ + SiOz + HzO*I 1 I 1bruciet silicagelNog agressiever zijn ammoniurnzou-ten, zoals arnrnoniumnitraatNH4+ + ~CaO . ySiOz. zHzO ~.CSH-gelNH3 + Caz+ +5iOz+HzOI 1ammoniak silicagelDoordat NB3 als ammoniak ontwijkt(verdampt) ligt dit evenwicht sterk naarrechts; dat wil zeggen dat er een sterkedrang is om deze destructieve reactie telaten verlopen.b. Destructievan betondoorvormingvan ex-pansieve zoutenOndersulfaataantasting wordt verstaanhet scheuren van beton ten gevolge vande vorming van expansieve, slecht op-losbare, sulfaathoudende dubbelzou-* niet stochiomettischten. De meest belangrijke daarvan is et-~ingiet. De structuurformule daarvanIS:Sulfaat uit de orngeving kan het betonbinnendringen door capillaire opzui-ging van sulfaathoudend water ofdoordiffusie van sulfaat-ionen. Sulfaat-anionen komenvoor in combinatie metverschillende kationen, zoals met na-trium, calcium, ammonium en magne-sium. Bij het binnendringen van betonwordt sulfaat omgezet in gips via dereactie:Dit gips reageert vervolgens met de cal-ciumaluminaatverbindingen tot ettrin-giet. Een voorbeeld van een dergelijkereactie is:3(CaS04 ? 2Hz?) + 3CaO' AlZ0 3 +26HzO ;=' 3CaO . AlzOj . 3CaSO-l . 32HO(ettringiet)Deze ettringietvorming gaat gepaardmet een sterke volumevergroting. Despanningen die daarvan het gevolg zijn,kunnen zo groot worden dat het betongaat scheuren.Een ander expansief sulfaatdubbelzoutis thaumasiet, waarvan de formule is:Zoals de structuurformule aangeeft, isCement 1987 nr. 10KaspoerenEen ander bekend schadegeval van delaatste jaren is dat van de kaspoeren [2](fOto 3). De kaspoeren vormen de funde-ring van de glazen stad in het Westland(40% van het totale oppervlak van onzetuinbouwkassen), maar ook van anderetuinbouwgebieden, zoals dat bij Venlo.Zeer veel van deze kassen hebben be-tonnenfunderingspaalljes, prefab betonin het algemeen. Deze worden in degrond gezeten aan de onderzijde aange-stort met schraal beton. Figuur 4 toontschematisch zo'n poer.De conclusie van het onderzoekwas datde aantasting voornamelijk het gevolgwas van opzuiging van de sulfaathou-dende meststoffen, die onder het maai-veld hetbetonbinnendringenendanviade capillairen naar de kop worden ge-transporteerd. Daar verdampt dan hetwater; de sulfaten blijven achter en ho-pen zich op (fig. 2). Dan kan, volgens dehiervoor besproken reactiemechanis-men, ettringietwordengevormd.Ookiseen sterke indicatie gevonden dat tege-lijkertijd een afbraak van de cement-steenstructuur optreedt door uitwisse-ling van de ionen met het caleiumsili-caathydraat-skelet.Opvallend is dat de toegepaste coatingboven aan de funderinkjes weinig effectheeft gehad. Deze coating was nietdampdicht en zal in het algemeen nietbestand zijn tegen zich onder de coatingafzettende zouten.Als remedie omdergelijkeproblementevoorkomen kan worden uitgegaan vanhoogovencementbeton met een zeer la~ge waterindringing, datwil zeggenklei-ner dan 30 mm bepaald volgensDIN 1048. Een dergelijk beton is vol-gens DIN 1045 chemisch resistent. Ditlaatste is overigens een relatiefbegrip!agressieve componentenbevatten, zoalshierna nog zal worden besproken bij'mestkelders'.2 Schematische weergave van hetaantastingsmechanisme bijfundaties voo,r hoog$panningsmastenHoogspanningsmastenHet eerste schadegeval gaat over funde~ringspoeren van hoogspanningsmasten(fOto 1). Deze fundatiepaalljes bleken opeen paar plaatsen in het land met nameop de hoeken boven het maaiveld aan-getast. Stukken van het beton waren af-gesprongen; wanneer er een stuk betonwerd afgeslagen, bleken er onverander-lijkop hetbreukvlakwitte plekkenvoorte komen.Bij nader onderzoekbleekdatveelal ettringiet te zijn.De poeren waren nogal sterk in kwali-teit verschillend. Soms waren ze poreusen permeabel, andere waren echter vangoede kwaliteit.Ook het milieu om de paaltjes verschil-de nogal eens. Er werd in het algemeenop de graslanden veel met drijfinest ge-werkt; drijfmest kan voor beton vrijH+ + xCaO . ySiOz . 2HzO pCaz+ + SiOz + HzOCaC03 + COz+ HzO p Ca (HC03h! !Een ander voorbeeld is de aantastingdoor agressiefkoolzuurhoudend water,volgens de reactie:Voorbeelden van deze laatste reactiezullen we overigens hier niet behande-len.Dit in het kort over de mechanismenvan aantasting; nu enkele specifiekeschadegevallen.c. Oplossen van cementsteen door zurenEvenals bij dezoutaantastinghebbenweookhier te makenmetde afbraakvan decementsteenstructuur. De cemensteenlost als het ware op. De meest bekendeaantasting is die door zwavelzuur, vol-gens de reactie:Su!f?at afkomstig uit het cementHet voor de expansieve dubbelzoutvor-ming benodigde sulfaat kan overigensook uit het beton zelf afkomstig zijn.Cement bevat enkele procenten cal-ciumsulfaat, die als bindtijdregelaarwordt gebruikt. Normaliter reageert ditcalciumsulfaat direct bij de toevoegingvan water met calciumaluminaat tot et-tringiet. Later wordt dit ettringiet weergrotendeels omgezet in zogenaamdmonosulfaat(3CaO . AlZ0 3 ' CaS04 ? 12HzO).Ditproces gaat niet gepaard metexpan-sie.Inverhard betonvindenwe normaal ge-sproken nauwelijks ettringiet en geenvrij calciumsulfaat.Ookin hetporiewa-ter is nauwelijks sulfaat aanwezig. Bijportlandcementbeton, dat met eenwarmtebehandeling een versnelde ver-harding heeft ondergaan, blijktzich na-derhand alsnog weer ettringietvormingte kunnen voordoen [1]. Het ettringietzet zich vooral af op het grensvlak toe-slagmateriaal!cementsteen. Dit ge-schiedt alleen bij beton ge?xposeerd aanzeer natte omstandigheden. Grofweggeldt hoe hoger de temperatuur bij dewarmtebehandeling, hoe groterde kansop deze ettringietvorming. Door de et-tringietvorming kan het beton mindersterk en meer poreus worden in het ca-pillaire gebied. Hierdoor stijgt de kansop vorstschade.voorde vorming van dit zout naast sul-faat o.a. ook calciumcarbonaat noodza-kelijk. Normaliter komt dit laatste inbeton niet voor, tenzij de carbonatatiezeervergevorderd is.Calciumcarbonaatkan ookaanwezigzijn indien kalksteen-houdend toeslagmateriaal gebruiktwordt.?t.J,..t.?. \. ' . ' - :~. -' . .j.::t?.? -: . :\ ... gro~dwater=-. _~-_ .... /fundermgspaal _ - - -Th . ., I . f _-.-. -_-_ voor hoogspanningsmastI ~ -_-_ -_aumas1etvormmg 1S voora eXpanS1e -bij lagetemperaruren.Deschadedie aan I---__~~ ~_~~__~-+ -~~~--~~--___jthaumasietvorming geweten kan wor- 1 Fundatie voor eenden, komt dan ook vooral voor in het ? hoogspanningsmast. De paalkop isvroege voorjaar. Daarbij wordt opge- voorzien van een coating. Aantasting ismerkt dat onderkenning van thauma- voornamelijk veroorzaakt doorsietschade eerst van recente datum is. opzuiging van suIfaathoudendemeststoffen(Vorming van thaumasiet geschiedt L..__~_~__-_~_--_-L---~~---~~----___joverigens via ettringiet, dat wil zeggendat het ettringiet een intermediaire rolvervult.)Veelal treden er combinaties van sul-faataantasting en afbraak van de ce-mentsteenstructuur door zouten op.Een bekend voorbeeld is magnesium-sulfaat. De magnesiumionen tasten decalciumsilicaathydraatgel aan, terwijlhet sulfaat zich met calciumsulfaat totgips verbindt, wat vervolgens tot ettrin-gietvorming kan leiden. Magnesium-sulfaat en ammoniumsulfaat behorendan ook tot de meest agressieve zouten.Cement 1987 nr. 10 23KaspoerenEen ander bekend schadegeval van delaatste jaren is dat van de kaspoeren [2](fOto 3). De kaspoeren vormen de funde-ring van de glazen stad in het Westland(40% van het totale oppervlak van onzetuinbouwkassen), maar ook van anderetuinbouwgebieden, zoals dat bij Venlo.Zeer veel van deze kassen hebben be-tonnenfunderingspaalljes, prefab betonin het algemeen. Deze worden in degrond gezeten aan de onderzijde aange-stort met schraal beton. Figuur 4 toontschematisch zo'n poer.De conclusie van het onderzoekwas datde aantasting voornamelijk het gevolgwas van opzuiging van de sulfaathou-dende meststoffen, die onder het maai-veld hetbetonbinnendringenendanviade capillairen naar de kop worden ge-transporteerd. Daar verdampt dan hetwater; de sulfaten blijven achter en ho-pen zich op (fig. 2). Dan kan, volgens dehiervoor besproken reactiemechanis-men, ettringietwordengevormd.Ookiseen sterke indicatie gevonden dat tege-lijkertijd een afbraak van de cement-steenstructuur optreedt door uitwisse-ling van de ionen met het caleiumsili-caathydraat-skelet.Opvallend is dat de toegepaste coatingboven aan de funderinkjes weinig effectheeft gehad. Deze coating was nietdampdicht en zal in het algemeen nietbestand zijn tegen zich onder de coatingafzettende zouten.Als remedie omdergelijkeproblementevoorkomen kan worden uitgegaan vanhoogovencementbeton met een zeer la~ge waterindringing, datwil zeggenklei-ner dan 30 mm bepaald volgensDIN 1048. Een dergelijk beton is vol-gens DIN 1045 chemisch resistent. Ditlaatste is overigens een relatiefbegrip!agressieve componentenbevatten, zoalshierna nog zal worden besproken bij'mestkelders'.2 Schematische weergave van hetaantastingsmechanisme bijfundaties voo,r hoog$panningsmastenHoogspanningsmastenHet eerste schadegeval gaat over funde~ringspoeren van hoogspanningsmasten(fOto 1). Deze fundatiepaalljes bleken opeen paar plaatsen in het land met nameop de hoeken boven het maaiveld aan-getast. Stukken van het beton waren af-gesprongen; wanneer er een stuk betonwerd afgeslagen, bleken er onverander-lijkop hetbreukvlakwitte plekkenvoorte komen.Bij nader onderzoekbleekdatveelal ettringiet te zijn.De poeren waren nogal sterk in kwali-teit verschillend. Soms waren ze poreusen permeabel, andere waren echter vangoede kwaliteit.Ook het milieu om de paaltjes verschil-de nogal eens. Er werd in het algemeenop de graslanden veel met drijfinest ge-werkt; drijfmest kan voor beton vrijH+ + xCaO . ySiOz . 2HzO pCaz+ + SiOz + HzOCaC03 + COz+ HzO p Ca (HC03h! !Een ander voorbeeld is de aantastingdoor agressiefkoolzuurhoudend water,volgens de reactie:Voorbeelden van deze laatste reactiezullen we overigens hier niet behande-len.Dit in het kort over de mechanismenvan aantasting; nu enkele specifiekeschadegevallen.c. Oplossen van cementsteen door zurenEvenals bij dezoutaantastinghebbenweookhier te makenmetde afbraakvan decementsteenstructuur. De cemensteenlost als het ware op. De meest bekendeaantasting is die door zwavelzuur, vol-gens de reactie:Su!f?at afkomstig uit het cementHet voor de expansieve dubbelzoutvor-ming benodigde sulfaat kan overigensook uit het beton zelf afkomstig zijn.Cement bevat enkele procenten cal-ciumsulfaat, die als bindtijdregelaarwordt gebruikt. Normaliter reageert ditcalciumsulfaat direct bij de toevoegingvan water met calciumaluminaat tot et-tringiet. Later wordt dit ettringiet weergrotendeels omgezet in zogenaamdmonosulfaat(3CaO . AlZ0 3 ' CaS04 ? 12HzO).Ditproces gaat niet gepaard metexpan-sie.Inverhard betonvindenwe normaal ge-sproken nauwelijks ettringiet en geenvrij calciumsulfaat.Ookin hetporiewa-ter is nauwelijks sulfaat aanwezig. Bijportlandcementbeton, dat met eenwarmtebehandeling een versnelde ver-harding heeft ondergaan, blijktzich na-derhand alsnog weer ettringietvormingte kunnen voordoen [1]. Het ettringietzet zich vooral af op het grensvlak toe-slagmateriaal!cementsteen. Dit ge-schiedt alleen bij beton ge?xposeerd aanzeer natte omstandigheden. Grofweggeldt hoe hoger de temperatuur bij dewarmtebehandeling, hoe groterde kansop deze ettringietvorming. Door de et-tringietvorming kan het beton mindersterk en meer poreus worden in het ca-pillaire gebied. Hierdoor stijgt de kansop vorstschade.voorde vorming van dit zout naast sul-faat o.a. ook calciumcarbonaat noodza-kelijk. Normaliter komt dit laatste inbeton niet voor, tenzij de carbonatatiezeervergevorderd is.Calciumcarbonaatkan ookaanwezigzijn indien kalksteen-houdend toeslagmateriaal gebruiktwordt.?t.J,..t.?. \. ' . ' - :~. -' . .j.::t?.? -: . :\ ... gro~dwater=-. _~-_ .... /fundermgspaal _ - - -Th . ., I . f _-.-. -_-_ voor hoogspanningsmastI ~ -_-_ -_aumas1etvormmg 1S voora eXpanS1e -bij lagetemperaruren.Deschadedie aan I---__~~ ~_~~__~-+ -~~~--~~--___jthaumasietvorming geweten kan wor- 1 Fundatie voor eenden, komt dan ook vooral voor in het ? hoogspanningsmast. De paalkop isvroege voorjaar. Daarbij wordt opge- voorzien van een coating. Aantasting ismerkt dat onderkenning van thauma- voornamelijk veroorzaakt doorsietschade eerst van recente datum is. opzuiging van suIfaathoudendemeststoffen(Vorming van thaumasiet geschiedt L..__~_~__-_~_--_-L---~~---~~----___joverigens via ettringiet, dat wil zeggendat het ettringiet een intermediaire rolvervult.)Veelal treden er combinaties van sul-faataantasting en afbraak van de ce-mentsteenstructuur door zouten op.Een bekend voorbeeld is magnesium-sulfaat. De magnesiumionen tasten decalciumsilicaathydraatgel aan, terwijlhet sulfaat zich met calciumsulfaat totgips verbindt, wat vervolgens tot ettrin-gietvorming kan leiden. Magnesium-sulfaat en ammoniumsulfaat behorendan ook tot de meest agressieve zouten.Cement 1987 nr. 10 23____~~__~-I:BEHEER3 Aantasting van een betonnenfUnderingspoervoortninbouwkassen4 Doorsnede over een? fUnderingspoer in eentuinbouwkas, met schematischeweergave van het schademechanismeIDUURZAAMHEIDstalenkaskolomTabel!Samenstelling voedingsoplossingengevallen was er wel ettringiet te vinden,maar geen expansie. Het leek waar-schijnlijk dat in dat laatste geval de af-braak van cementsteen het eerst ge~schiedde en er naderhand voldoenderuimte was voor de ettringietvormingom zonder uitwendige expansie te kun-nen plaatsvinden. De resultaten van hetonderzoek naar de toestandvan kaspoe-ren hebben hun neerslag gevonden inAanbevelingen 8 van de CUR 'Duur-zaamheid van betonnen poeren in tuin-bouwkassen'. De belangrijkste eisenhierin zijn dat hoogovencement moetworden gebruikt met een hoog slakge-halte en dat de waterindringing van deIn de kassen heerst continu een tempe-ratuur van 20 tot 25 oe.Continu ofmetregelmatige tussenpozen wordt metvoedingsoplossingen gesproeid. Dezevoedingsoplossingen hebben een sa-menstelling als weergegeven in tabel 1.Ze bevatten veel nitraat, soms veel sul-faat, altijd wel wat ammonium, kaliumen ook magnesium. Die voedingsoplos~singen dringen de grond binnen, wor-den doorhetbetonopgezogenenviahetporiestelsel van het beton naar bovengetransporteerd waar boven het maai-veld het water verdampt en de zoutenachterblijven.Door reactie van ammonium en mag-nesium met het calciumsilicaathydraat-gel vindteenafuraak van het cement-steenskelet plaats. Daarnaast is ook ge-constateerd dat er ettringietvormingoptrad. Opvallend bij deze schade wasdat boven het maaiveld vooral een op-eenhoping van de meest mobiele ionente vindenwas, met name kalium. Onderhet maaiveld kwam veel meer sulfaatvoor (minder mobiel!); soms bleek erduidelijk sprake te zijn van expansie alsgevolg van ettringietvorming. In anderelOnenN03-50/-NH.+K+Mg2+mlrumUmin mmolllirer7,50,75?40,5maximumin mmolllirer12,252,51,257,251,5vooraf vervaardigde betonnen poerenniet groter mag zijn dan 30 mm; een enander volgens DIN 1048 bepaald.Voorgespannen lantaarnpalenZesjaar geleden speelde inBelgi? de af-faire omtrent de lantaarnpalen langs deautowegen: despontaanomvallende pa-len (foto 5). Figuur 6 schetst het aantas~tingsmechanisme dat daarbij optrad.Continu transport van water met zou-ten daarin naar de binnenzijde van depaal, waar een holle ruimte aanwezigwas, die als een soort schoorsteen func-tioneerde. Het water verdampte en dezouten bleven achter. Het grondwaterwas niet bepaald agressief, maar er zijnnatuurlijk ook in beton zouten aanwe-zig. Cement bevat ongeveer 5% cal-ciumsulfaat bevat. Deze sulfaten zou-denzichdus langzamerhand aande bin-nenzijde van de paal kunnen ophopen.Mogelijk heeft ook de toegepastewarmtebehandeling een rol gespeeld.De herkomst van het sulfaat staat nieteenduidigvast;wel is aangetoond dat et-tringiet en vooral thaumasietvorminguiteindelijk tot de schade leidde. Thau-masietvorming was mogelijk doordat5 a-? Voorgespannen betonnenmasten werden in Belgi? toegepastvoor lantaarnpalen langs autowegen.Sulfaataantasting leidde tot corrosie enbreuk van de voorspandraden6 Doorsnede OVer de voet van eenvoorgespannen, holle paal.Schematische weergave van hetschademechanisme24 Cement 1987 nr. 10____~~__~-I:BEHEER3 Aantasting van een betonnenfUnderingspoervoortninbouwkassen4 Doorsnede over een? fUnderingspoer in eentuinbouwkas, met schematischeweergave van het schademechanismeIDUURZAAMHEIDstalenkaskolomTabel!Samenstelling voedingsoplossingengevallen was er wel ettringiet te vinden,maar geen expansie. Het leek waar-schijnlijk dat in dat laatste geval de af-braak van cementsteen het eerst ge~schiedde en er naderhand voldoenderuimte was voor de ettringietvormingom zonder uitwendige expansie te kun-nen plaatsvinden. De resultaten van hetonderzoek naar de toestandvan kaspoe-ren hebben hun neerslag gevonden inAanbevelingen 8 van de CUR 'Duur-zaamheid van betonnen poeren in tuin-bouwkassen'. De belangrijkste eisenhierin zijn dat hoogovencement moetworden gebruikt met een hoog slakge-halte en dat de waterindringing van deIn de kassen heerst continu een tempe-ratuur van 20 tot 25 oe.Continu ofmetregelmatige tussenpozen wordt metvoedingsoplossingen gesproeid. Dezevoedingsoplossingen hebben een sa-menstelling als weergegeven in tabel 1.Ze bevatten veel nitraat, soms veel sul-faat, altijd wel wat ammonium, kaliumen ook magnesium. Die voedingsoplos~singen dringen de grond binnen, wor-den doorhetbetonopgezogenenviahetporiestelsel van het beton naar bovengetransporteerd waar boven het maai-veld het water verdampt en de zoutenachterblijven.Door reactie van ammonium en mag-nesium met het calciumsilicaathydraat-gel vindteenafuraak van het cement-steenskelet plaats. Daarnaast is ook ge-constateerd dat er ettringietvormingoptrad. Opvallend bij deze schade wasdat boven het maaiveld vooral een op-eenhoping van de meest mobiele ionente vindenwas, met name kalium. Onderhet maaiveld kwam veel meer sulfaatvoor (minder mobiel!); soms bleek erduidelijk sprake te zijn van expansie alsgevolg van ettringietvorming. In anderelOnenN03-50/-NH.+K+Mg2+mlrumUmin mmolllirer7,50,75?40,5maximumin mmolllirer12,252,51,257,251,5vooraf vervaardigde betonnen poerenniet groter mag zijn dan 30 mm; een enander volgens DIN 1048 bepaald.Voorgespannen lantaarnpalenZesjaar geleden speelde inBelgi? de af-faire omtrent de lantaarnpalen langs deautowegen: despontaanomvallende pa-len (foto 5). Figuur 6 schetst het aantas~tingsmechanisme dat daarbij optrad.Continu transport van water met zou-ten daarin naar de binnenzijde van depaal, waar een holle ruimte aanwezigwas, die als een soort schoorsteen func-tioneerde. Het water verdampte en dezouten bleven achter. Het grondwaterwas niet bepaald agressief, maar er zijnnatuurlijk ook in beton zouten aanwe-zig. Cement bevat ongeveer 5% cal-ciumsulfaat bevat. Deze sulfaten zou-denzichdus langzamerhand aande bin-nenzijde van de paal kunnen ophopen.Mogelijk heeft ook de toegepastewarmtebehandeling een rol gespeeld.De herkomst van het sulfaat staat nieteenduidigvast;wel is aangetoond dat et-tringiet en vooral thaumasietvorminguiteindelijk tot de schade leidde. Thau-masietvorming was mogelijk doordat5 a-? Voorgespannen betonnenmasten werden in Belgi? toegepastvoor lantaarnpalen langs autowegen.Sulfaataantasting leidde tot corrosie enbreuk van de voorspandraden6 Doorsnede OVer de voet van eenvoorgespannen, holle paal.Schematische weergave van hetschademechanisme24 Cement 1987 nr. 10een gedeelte van HzS met Ozenz. wordt geabsorbeerd inde buiswand.oxydatie door middel vanbacteri?n, voortschrijqendedaling van pH, door carbo_natatie en vorming vanzwavelzuur, aantasting vanhet beton door zure sulfaatoplossingen.Snelheid van aantastingBij sterke H2S belasting blijkt de snel-heid van aantasten voornamelijk af tehangenvandehoeveelheid kalkdie aan-wezig is in beton. In het Amerikaansemanual van de EPA, EnvironmentalProtection Agency, wordt de aantas-tingssnelheid van beton door zwavel-zuur gedefinieerd als:11,5 kPswC-,.----:.,.--A--C ~ de corrosiesnelheid mmljaark - een factor die rekening houdtmet eventuele verliezen bij dereactiePsw - de sulfideflux naar het opper-vlak van de buis in g/m2per uurA - de hoeveelheid zuur die een ge-geven massa beton kan neutrali-seren, vergeleken met de hoe-veelheid zuur die geneutrali-seerd wordt door eenzelfdemas-saCaC03Zwavelzuur is al naar gelang de zuur-graad minder ofmeer agressiefvoor be-ton. Globaal kan men stellen dat betonniet bestand is tegen een milieu met eenpH < 4. Een pH van 1, zoals kan voor-komen, is dus wel zeer sterk agressiefDe aantasting welke optreedt is hoofd-zakelijk het gevolg vanhet oplossenvancementsteen.slibIndien boven de waterspiegel een voch-tige atmosfeer aanwezig is, hetgeen bijgeslotenconstructies altijdwel hetgevalis, is het beton van wanden en plafondseveneens vochtig. Het H2S-gas zal?n datvocht oplossen. Wanneer nu verder nogvoedingsstoffen aanwezig zijn, zoalsammoniak en koolzuur, kunnen aerobebacteri?naan de oxidatievansulfide be-ginnen.Aeroob, wantdit milieu is inhetalgemeen vrij zuurstofrijk!Een reeks van bacteri?nsoorten blijkt instaat sulfide om te zetten. Het milieuwordt daarbij zuurder. Bij het zuurderwordenvan het milieu aan de wandenen plafonds sterven sommige bacterie-populaties af, maar krijgen anderejuisthun kans. De 'zuurdere' bacteri?n vor-In geval ook het afvalwater zelf anae-roob is - zuurstofconcentratie lager dan0,1 mg/l- ontbreekt de aerobe laag enkomt het sulfide in het afvalwater te-recht (fig. 7). Daar kan het H2S vormendat als gas ontwijkt (fig. 9). Huishoude-lijk afvalwater bevat doorgaans 50-100 mg sulfaat perliter; hieruitkan ma-ximaal 15-30 mg zwavelwaterstof perliter worden gevormd.Uit eiwitten en dergelijke kan nog eensongeveer 5 mg zwavelwaterstofperliterworden gevormd, zodat het totaal ge-halte aan zwavelwaterstof kan oplopentot 20-35 mg per liter afvalwater.afvalwater[02J < 0,1 mgllL? S.Ulfide aanwezig-_._-.--'r ?_?_?_?luchtI H2SAfValwaterconstructiesEenbetonschadedie,zekerquaomvang, L- ------~~~---~~-~~~~---------;tot de grotere in Nederland mag wor- diffundeerde) zwavelverbindingen tot men zwavelzuur. De meest zure, bacil-den gerekend,isde aantastingvan afval- sulfide. Uit de middelste slijmlaag d?f- lus thiooxidans, ook wel genoemd 'ba-waterconstructies, met name betonnen funderend sulfidewordtechterinde ae- cillus concretivorus',kan nog bij eenpHrioolbuizen, door zwavelzuur. robe laag weer geoxideerd tot zwavel, van 1 bestaan. Deze zuurgraad wordt inHoe komt dit zwavelzuur in die riolen sulfaten e.d. (fig. 8). de praktijk ook gemeten!terecht? In afvalwater komen verschil-lende zwavelverbindingen voor. Datzijn anorganische zwavelverbindingenzoals sulfaten en sulfieten. Sulfaten be-vinden zich met name in het huishou-delijk afvalwater, terwijl bij industrieelafvalwater ooksulfietenvoorkomen.Enverdervindenwe organischezwavelver-bindingen: eiwitten, aminozuren endergelijke, voorkomend in huishoude-lijk afvalwater enwater geloosd door devoedingsindustrie.Uit deze zwavelverbindingen kan H2S-gas ontstaan. Verantwoordelijk voordeontwikkeling hiervan zijn sulfaatredu-cerende bacteria (o.a. desulfovibrio de-sulfuricans), die inanaeroob milieu dein het afvalwater aanwezige zwavelver-bindingen (zowel de organische als an-organische) reduceren tot sulfiden enmercaptanen.Deze bacteria komen voor in:- het afvalwater;- de op de bodem afgezette sliblaag;- (vooral) de slijmlaagopdewandenon-der de afvalwaterspiegel.Vooral de slijmlaag is actief Deze laagwordt wel opgedeeld in mnes (fig.7-8).In geval de zuurstofconcentratie in hetwater groter dan 1 mglIis, kunnen drielagen worden onderscheiden. De bui-tenste isaeroob, de midden- enbinnen-laag zijn anaeroob. In de middenlaagtreedt reductie op van (naar binnen ge-9 Door$nede rioolhni$. I~ hetanaerohe afvalwater milien vindtaanta$tingplaau hoven devloei$tof$piegelkalksteen (CaC03) als toeslagmateriaalgebruikt werd.Schade deed zich vooral in de winterpe-riode voor. Als gevolg van de expansievezoutvorming trad scheurvorming op;deze scheurvorming leidde er toe dat devoorspandraden gingen corroderen entenslotte knapte de paal.7 Slijmlaag in anaerooh afvalwater8 Slijmlaag in aerooh afvalwaterCement 1987 nr. 10 25een gedeelte van HzS met Ozenz. wordt geabsorbeerd inde buiswand.oxydatie door middel vanbacteri?n, voortschrijqendedaling van pH, door carbo_natatie en vorming vanzwavelzuur, aantasting vanhet beton door zure sulfaatoplossingen.Snelheid van aantastingBij sterke H2S belasting blijkt de snel-heid van aantasten voornamelijk af tehangenvandehoeveelheid kalkdie aan-wezig is in beton. In het Amerikaansemanual van de EPA, EnvironmentalProtection Agency, wordt de aantas-tingssnelheid van beton door zwavel-zuur gedefinieerd als:11,5 kPswC-,.----:.,.--A--C ~ de corrosiesnelheid mmljaark - een factor die rekening houdtmet eventuele verliezen bij dereactiePsw - de sulfideflux naar het opper-vlak van de buis in g/m2per uurA - de hoeveelheid zuur die een ge-geven massa beton kan neutrali-seren, vergeleken met de hoe-veelheid zuur die geneutrali-seerd wordt door eenzelfdemas-saCaC03Zwavelzuur is al naar gelang de zuur-graad minder ofmeer agressiefvoor be-ton. Globaal kan men stellen dat betonniet bestand is tegen een milieu met eenpH < 4. Een pH van 1, zoals kan voor-komen, is dus wel zeer sterk agressiefDe aantasting welke optreedt is hoofd-zakelijk het gevolg vanhet oplossenvancementsteen.slibIndien boven de waterspiegel een voch-tige atmosfeer aanwezig is, hetgeen bijgeslotenconstructies altijdwel hetgevalis, is het beton van wanden en plafondseveneens vochtig. Het H2S-gas zal?n datvocht oplossen. Wanneer nu verder nogvoedingsstoffen aanwezig zijn, zoalsammoniak en koolzuur, kunnen aerobebacteri?naan de oxidatievansulfide be-ginnen.Aeroob, wantdit milieu is inhetalgemeen vrij zuurstofrijk!Een reeks van bacteri?nsoorten blijkt instaat sulfide om te zetten. Het milieuwordt daarbij zuurder. Bij het zuurderwordenvan het milieu aan de wandenen plafonds sterven sommige bacterie-populaties af, maar krijgen anderejuisthun kans. De 'zuurdere' bacteri?n vor-In geval ook het afvalwater zelf anae-roob is - zuurstofconcentratie lager dan0,1 mg/l- ontbreekt de aerobe laag enkomt het sulfide in het afvalwater te-recht (fig. 7). Daar kan het H2S vormendat als gas ontwijkt (fig. 9). Huishoude-lijk afvalwater bevat doorgaans 50-100 mg sulfaat perliter; hieruitkan ma-ximaal 15-30 mg zwavelwaterstof perliter worden gevormd.Uit eiwitten en dergelijke kan nog eensongeveer 5 mg zwavelwaterstofperliterworden gevormd, zodat het totaal ge-halte aan zwavelwaterstof kan oplopentot 20-35 mg per liter afvalwater.afvalwater[02J < 0,1 mgllL? S.Ulfide aanwezig-_._-.--'r ?_?_?_?luchtI H2SAfValwaterconstructiesEenbetonschadedie,zekerquaomvang, L- ------~~~---~~-~~~~---------;tot de grotere in Nederland mag wor- diffundeerde) zwavelverbindingen tot men zwavelzuur. De meest zure, bacil-den gerekend,isde aantastingvan afval- sulfide. Uit de middelste slijmlaag d?f- lus thiooxidans, ook wel genoemd 'ba-waterconstructies, met name betonnen funderend sulfidewordtechterinde ae- cillus concretivorus',kan nog bij eenpHrioolbuizen, door zwavelzuur. robe laag weer geoxideerd tot zwavel, van 1 bestaan. Deze zuurgraad wordt inHoe komt dit zwavelzuur in die riolen sulfaten e.d. (fig. 8). de praktijk ook gemeten!terecht? In afvalwater komen verschil-lende zwavelverbindingen voor. Datzijn anorganische zwavelverbindingenzoals sulfaten en sulfieten. Sulfaten be-vinden zich met name in het huishou-delijk afvalwater, terwijl bij industrieelafvalwater ooksulfietenvoorkomen.Enverdervindenwe organischezwavelver-bindingen: eiwitten, aminozuren endergelijke, voorkomend in huishoude-lijk afvalwater enwater geloosd door devoedingsindustrie.Uit deze zwavelverbindingen kan H2S-gas ontstaan. Verantwoordelijk voordeontwikkeling hiervan zijn sulfaatredu-cerende bacteria (o.a. desulfovibrio de-sulfuricans), die inanaeroob milieu dein het afvalwater aanwezige zwavelver-bindingen (zowel de organische als an-organische) reduceren tot sulfiden enmercaptanen.Deze bacteria komen voor in:- het afvalwater;- de op de bodem afgezette sliblaag;- (vooral) de slijmlaagopdewandenon-der de afvalwaterspiegel.Vooral de slijmlaag is actief Deze laagwordt wel opgedeeld in mnes (fig.7-8).In geval de zuurstofconcentratie in hetwater groter dan 1 mglIis, kunnen drielagen worden onderscheiden. De bui-tenste isaeroob, de midden- enbinnen-laag zijn anaeroob. In de middenlaagtreedt reductie op van (naar binnen ge-9 Door$nede rioolhni$. I~ hetanaerohe afvalwater milien vindtaanta$tingplaau hoven devloei$tof$piegelkalksteen (CaC03) als toeslagmateriaalgebruikt werd.Schade deed zich vooral in de winterpe-riode voor. Als gevolg van de expansievezoutvorming trad scheurvorming op;deze scheurvorming leidde er toe dat devoorspandraden gingen corroderen entenslotte knapte de paal.7 Slijmlaag in anaerooh afvalwater8 Slijmlaag in aerooh afvalwaterCement 1987 nr. 10 25IBEHEER IDUURZAAMHEIDLiteratuur1. Heinz, Do, Sch?digende Bildung erringit_?hnlicher Phasen in w?rme-behandelter M?r-teln und Beton, dissertatie RWTHAachen, de-cember 1986.20 De Brabander, WoH., Bijen,J.MJoM., Groen-te, bloemen en beton, Cement 1985, nr. 10, po753-557.30 CUR-rapport 86, Beton en afvalwater.ConclusiesIn een aantal gevallen, zoals bij kaspoe-ren, mestkelders, lantaarnpalen en fun-dataties voorhoogspanningsmastenzijnde gevolgen van aantasting door hetmi-lieu binnenacceptabele grenzen tehou-den door eengoede keuzevan debeton-samenstelling en grondstoffen, vol-doende dekking en een goede uitvoe-ring.Bij aantasting door zwavelzuur in afval-waterconstructies is dit niet langer zo;door een flinke opofferingsdekking toete passen kan men een 'onbeschermde'betonconstructie toch nogeenruime le-vensduur meegeven.De waarde Van coatings als duurzamebeschermingvanbeton tegenaantastingin het boven de mestspiegel aanwezigemilieu (o.m. sterk zwavelzuur) is echterbeperkt(zieo.a. CUR-rapport96 'Betonen afvalwater'). Temeer daar door deaardvan de handelingenbij mestkelders(vullen, legen, mengen) beschadigingenvan het coatingsysteem nagenoeg on~vermijdelijkzijn. Geblekenisdat, indiener sprake is van schade aan beton, er te-vens sprake is van poreus permeabel be-ton. De duurzaamheid van betonnenconstructiedelen kan dan ook aanzien-lijkverhoogd worden, indienhoge eisenaan de permeabiliteitworden gesteld enindien extra dekking wordt aange-bracht.Dezelaatstekanfungerenals op-offeringslaag en kan als alternatiefwor-den beschouwd voor het aanbrengenvan een coating.50- 80 N/mm211,3 - 15,2% (v/v)7 - 25 lllm ~12 - 23N/mm215,1 - 22,3% (v/v)50-75 mmhet nog gave beton aan mestsilo's waar welschade is waargenomen, heeft de volgende ei-genschappen:druksterkteporositeitwaterindringingbeton van mestsilo's waaraan geen schade iswaargenomen, heeft de volgende eigenschap-pen:druksterkteporositeitwaterindringingTabel 3Conclusies uit praktijkonderzoek naarbetonschade in mestsUo'srunder kippen varkensMg 810-1570 1260-2380 640- 2000(MgO)Cl 1810-4180 80-3220 640- 3360N 3800-7600 5950-1575 4320-11520S03 2000-3000 2000-4000 1000~ 2000?Over de uitkomsten van dat onderzoek zalbinnenkort uitgebreider in Cementworden ge-publiceerd - Redactie.Tabel 2Gehalte aan voor beton agressievestoffen in drijfinest (mg/l)Evenals bij afvalwaterconstructies blijktookhierH2S-vormingbelangrijktezijn.De H2S-hoeveelheden in de lucht ko-men voor tot boven de MAC~waarde,zelfs inlethaleconcentraties. De aantas-ting is van dezelfde aard alsbij de riolen,zij het dat hier de aantastingssnelheidVoor een sterk agressiefH2Smilieu blij- veel minder groot is, omdat het H2Spe-ken de normale betonduurzaamheids- riodiek ontwijkt.parameters, zoals de water-cementfac- Betonineendergelijkmilieuwordtvol-tor, niet meerzo belangrijk.Tenaanzien gens NEN 5950 ingedeeld in mi~van de overgang van zwak naar sterk I-------~~~--------l lieuklasse 5d en dient te worden voor-f I . 10 Pr~ventieve maatregel: e~n b h d 'agressie H2S-mi ieu staat ovengens opofferingsdekking ineen zien van een esc ermen e coanng.weinig informatie ter beschikking. rioolbuis Nochtans is er onder de vloeistofspiegelDaarmeeisonduidelijkbij welk agressi- voor zover bekend nauwelijks van scha-viteitsniveau de gebruikelijke betonpa- de sprake. wel is er sprake van aantas-rameters hun waarde beginnen te ver- coating defect zwavelzuur ting boven de vloeistofspiegel.liezen. ~Icementsteen 0 .0.0e .0Volumematig beschouwd, vormt toe-slagmateriaal het belangrijkste bestand-deel van beton. Hetligt dan ook voor dehand hiervoor kalksteen (CaC03) te ge-bruiken als we de aantastingssnelheidwillen beperken.Preventieve maatregelenEen andere gevolgtrekking die we kun-nen makenis dat??nvan de oplossingenom de zwavelzuuraantasting van beton r~------------~--lhet hoofd te bieden, zou kunnen zijn de 11 Ieder gaatje in ~en coating kanbuizen en afvalwaterconstructies ge- . fataal zijn. Via zo'n gaatje kanwoon dikker te maken. Bij een hoge zwavelzuuraantasting plaatsvinden. Eraantastingssnelheidvan 3 rum perJ'aaris ontstaat gips. waardoor de coatingwordt weggedrukt en het gat groterer voor 20jaar gebruik een dekking no- wordtdig van 60 mm (fig. 10). '-----------------'In Amerika is gebleken dat deze 'be-scherming' veelal goedkoper was danandere alternatieven.Natuurlijk zijn er ook allerlei bekledin-gen mogelijk. Daarbij is gebleken dathet simpel coaten van buizen niet vol-doet, omdat ieder gaatje in deze coatingal fataal kan zijn. Via zo'n gaatje kanzwavelzuuraantasting plaatsvinden. Alsgevolg van de zwavelzuuraantastingontstaat gips. Gips is evenals ettringietexpansief, zij hetminder. Datgips druktde coating we~~zodat het gat vrij snelgroter wordt (fig. 11). Door het kiezenvan dikkere coatingen en beplatingene.d. kan wel een duurzame constructieworden verkregen.Mestsilo'sHetlaatste schadevoorbeeld dat hier zalworden besproken is dat van de mestsi-lo's. Hier is nog geen schade van groteomvang, maar de hausse in de bouwvanmestsilo's houdt gevaarvoor toekomsti-ge schade in. Omde agressiviteitvan hetmestrnilieu voor materialen in te schat~ten, zijn onlangs metingen verricht inmestkelders. Met name bij die welkekippedrijfmest bevatten, kan van aan-zienlijke schade sprake zijn. Tabel 2geeft het gehalte van in mest voorko-mende stoffen, die agressiefvoor betonzijn.Tabel 3vatde conclusiessamenvaneen onderzoek dat door Intron is ver-richt voor het IMAG, naar de agressivi-teit van het milieu in mestsilo's*.26 Cement 1987 nr. 10IBEHEER IDUURZAAMHEIDLiteratuur1. Heinz, Do, Sch?digende Bildung erringit_?hnlicher Phasen in w?rme-behandelter M?r-teln und Beton, dissertatie RWTHAachen, de-cember 1986.20 De Brabander, WoH., Bijen,J.MJoM., Groen-te, bloemen en beton, Cement 1985, nr. 10, po753-557.30 CUR-rapport 86, Beton en afvalwater.ConclusiesIn een aantal gevallen, zoals bij kaspoe-ren, mestkelders, lantaarnpalen en fun-dataties voorhoogspanningsmastenzijnde gevolgen van aantasting door hetmi-lieu binnenacceptabele grenzen tehou-den door eengoede keuzevan debeton-samenstelling en grondstoffen, vol-doende dekking en een goede uitvoe-ring.Bij aantasting door zwavelzuur in afval-waterconstructies is dit niet langer zo;door een flinke opofferingsdekking toete passen kan men een 'onbeschermde'betonconstructie toch nogeenruime le-vensduur meegeven.De waarde Van coatings als duurzamebeschermingvanbeton tegenaantastingin het boven de mestspiegel aanwezigemilieu (o.m. sterk zwavelzuur) is echterbeperkt(zieo.a. CUR-rapport96 'Betonen afvalwater'). Temeer daar door deaardvan de handelingenbij mestkelders(vullen, legen, mengen) beschadigingenvan het coatingsysteem nagenoeg on~vermijdelijkzijn. Geblekenisdat, indiener sprake is van schade aan beton, er te-vens sprake is van poreus permeabel be-ton. De duurzaamheid van betonnenconstructiedelen kan dan ook aanzien-lijkverhoogd worden, indienhoge eisenaan de permeabiliteitworden gesteld enindien extra dekking wordt aange-bracht.Dezelaatstekanfungerenals op-offeringslaag en kan als alternatiefwor-den beschouwd voor het aanbrengenvan een coating.50- 80 N/mm211,3 - 15,2% (v/v)7 - 25 lllm ~12 - 23N/mm215,1 - 22,3% (v/v)50-75 mmhet nog gave beton aan mestsilo's waar welschade is waargenomen, heeft de volgende ei-genschappen:druksterkteporositeitwaterindringingbeton van mestsilo's waaraan geen schade iswaargenomen, heeft de volgende eigenschap-pen:druksterkteporositeitwaterindringingTabel 3Conclusies uit praktijkonderzoek naarbetonschade in mestsUo'srunder kippen varkensMg 810-1570 1260-2380 640- 2000(MgO)Cl 1810-4180 80-3220 640- 3360N 3800-7600 5950-1575 4320-11520S03 2000-3000 2000-4000 1000~ 2000?Over de uitkomsten van dat onderzoek zalbinnenkort uitgebreider in Cementworden ge-publiceerd - Redactie.Tabel 2Gehalte aan voor beton agressievestoffen in drijfinest (mg/l)Evenals bij afvalwaterconstructies blijktookhierH2S-vormingbelangrijktezijn.De H2S-hoeveelheden in de lucht ko-men voor tot boven de MAC~waarde,zelfs inlethaleconcentraties. De aantas-ting is van dezelfde aard alsbij de riolen,zij het dat hier de aantastingssnelheidVoor een sterk agressiefH2Smilieu blij- veel minder groot is, omdat het H2Spe-ken de normale betonduurzaamheids- riodiek ontwijkt.parameters, zoals de water-cementfac- Betonineendergelijkmilieuwordtvol-tor, niet meerzo belangrijk.Tenaanzien gens NEN 5950 ingedeeld in mi~van de overgang van zwak naar sterk I-------~~~--------l lieuklasse 5d en dient te worden voor-f I . 10 Pr~ventieve maatregel: e~n b h d 'agressie H2S-mi ieu staat ovengens opofferingsdekking ineen zien van een esc ermen e coanng.weinig informatie ter beschikking. rioolbuis Nochtans is er onder de vloeistofspiegelDaarmeeisonduidelijkbij welk agressi- voor zover bekend nauwelijks van scha-viteitsniveau de gebruikelijke betonpa- de sprake. wel is er sprake van aantas-rameters hun waarde beginnen te ver- coating defect zwavelzuur ting boven de vloeistofspiegel.liezen. ~Icementsteen 0 .0.0e .0Volumematig beschouwd, vormt toe-slagmateriaal het belangrijkste bestand-deel van beton. Hetligt dan ook voor dehand hiervoor kalksteen (CaC03) te ge-bruiken als we de aantastingssnelheidwillen beperken.Preventieve maatregelenEen andere gevolgtrekking die we kun-nen makenis dat??nvan de oplossingenom de zwavelzuuraantasting van beton r~------------~--lhet hoofd te bieden, zou kunnen zijn de 11 Ieder gaatje in ~en coating kanbuizen en afvalwaterconstructies ge- . fataal zijn. Via zo'n gaatje kanwoon dikker te maken. Bij een hoge zwavelzuuraantasting plaatsvinden. Eraantastingssnelheidvan 3 rum perJ'aaris ontstaat gips. waardoor de coatingwordt weggedrukt en het gat groterer voor 20jaar gebruik een dekking no- wordtdig van 60 mm (fig. 10). '-----------------'In Amerika is gebleken dat deze 'be-scherming' veelal goedkoper was danandere alternatieven.Natuurlijk zijn er ook allerlei bekledin-gen mogelijk. Daarbij is gebleken dathet simpel coaten van buizen niet vol-doet, omdat ieder gaatje in deze coatingal fataal kan zijn. Via zo'n gaatje kanzwavelzuuraantasting plaatsvinden. Alsgevolg van de zwavelzuuraantastingontstaat gips. Gips is evenals ettringietexpansief, zij hetminder. Datgips druktde coating we~~zodat het gat vrij snelgroter wordt (fig. 11). Door het kiezenvan dikkere coatingen en beplatingene.d. kan wel een duurzame constructieworden verkregen.Mestsilo'sHetlaatste schadevoorbeeld dat hier zalworden besproken is dat van de mestsi-lo's. Hier is nog geen schade van groteomvang, maar de hausse in de bouwvanmestsilo's houdt gevaarvoor toekomsti-ge schade in. Omde agressiviteitvan hetmestrnilieu voor materialen in te schat~ten, zijn onlangs metingen verricht inmestkelders. Met name bij die welkekippedrijfmest bevatten, kan van aan-zienlijke schade sprake zijn. Tabel 2geeft het gehalte van in mest voorko-mende stoffen, die agressiefvoor betonzijn.Tabel 3vatde conclusiessamenvaneen onderzoek dat door Intron is ver-richt voor het IMAG, naar de agressivi-teit van het milieu in mestsilo's*.26 Cement 1987 nr. 10