Betonrenovatie
In het verleden werd vaak gedacht dat beton min of meer het eeuwige leven had. De praktijk wijst echter anders uit.
Beton zonder oppervlaktebescherming in welke vorm dan ook wordt op den duur aangetast, hoe hoogwaardig in kwaliteit het beton ook maar mag zijn. Ook is het nog steeds niet mogelijk om door hulpstoffen c.q. toevoegingen, of het nu gaat om plastificeerders, verdichters, luchtbelvormers, polymeren o.i.d., in de mortel het beton volledig resistent te maken tegen alle invloeden waaraan beton wordt blootgesteld.
Voordat men de vraag kan beantwoorden, beton beschermen zo ja en waarmee, moet men een aantal zaken weten.
Beton is eigenlijk een kunstmatige steen welke ontstaat door het samenvoegen van zand, cement, grind en water en afhankelijk van het cementgehalte, alsmede korrelopbouw en al of niet het gebruik van hulpstoffen (zoals plastificeerders, verdichters enz. ) ontstaan vele verschillende kwaliteiten.
De verharding c.q. reactie noemt men hydratatie. Naast de hydratatie loopt er nog een andere reactie, namelijk carbonatatie. Beton heeft nazorg nodig om de beoogde kwaliteit te behalen.
Men moet er met name voor zorgen dat er niet teveel en te snel vochtverlies plaatsvindt om het zogenaamde verbranden te voorkomen. Dit kan door middel van afdekken, nat houden of een curing compound.
Voor het produceren van beton zijn normen vastgelegd de zogenaamde NEN normen. Om voor de vele constructies en ook slanke betonbouw de vereiste treksterkte te verkrijgen is wapening noodzakelijk. Het betonstaal heeft praktisch dezelfde eigenschappen als staal als we kijken naar warmte, uitzettingscoëfficiënt en normaliter is het staal automatisch beschermd tegen corrosie door de hoge alkaliteit van het beton mits geen andere corrosiebevorderende invloeden aanwezig zijn. De alkaliteit c.q. pH-waarde van vers beton ligt tussen de 12 en 13.
Doordat beton wordt blootgesteld aan de open lucht wordt het carbonatatieproces op gang gebracht door met name opname van CO2 (kooldioxide) hierdoor verlaagt de pH waarde c.q. alkaliteit van het beton en de roestwerende werking van de wapening is niet meer gewaarborgd en onder invloed van zuurstof, vocht en water kan de wapening gaan roesten.
Hoe snel dit gaat en wanneer dit tot schade leidt is afhankelijk van de kwaliteit van het beton, cementgehalte, dekking van de wapening op beton. E.e.a. wordt altijd nadelig beïnvloed door een zwakke constructies, mengfouten, scheurvorming, grindnesten etc..
Het carbonatatieproces is door toeslagstoffen niet te voorkomen, eventueel wel te vertragen.
Wat voor schademechanismen c.q. schadevormen zien we in de praktijk: mechanische beschadigingen, fysische beschadigingen en/of aantasting, chemische aantasting, fouten als gevolg van ontwerp, uitvoering en detaillering, losse betondelen, roestvlekken, scheuren, schilfers, tot het volledig naar voren komen van de grindkorrels, brand, chloride aantasting, vorst en dooizout, te geringe dekking.
Onderzoek is nodig om een schadediagnose te kunnen stellen en een goed reparatie- en beschermingsadvies te kunnen geven met of zonder onderhoudstermijnen.
Wat voor mogelijkheden zijn er theoretisch en praktisch als herstel of reparatie mogelijk met beton.
Vervangen. Dat kan zijn in de vorm van prefab beton of gewoon nieuw beton aanstorten.
Bij te hoge chloridegehaltes zou men kunnen denken aan dechloreren, dit soort behandelingen bevindt zich nog steeds in een experimenteel stadium.
Bij putcorrosie zou men kunnen denken aan kathodische bescherming (CUR aanbeveling 45)
Realkaliseren. Ook dit is al eens getracht in het verleden, doch ook hiervan zou men kunnen zeggen dat het nog steeds experimenteel is.
Bij realkaliseren gaat men ervan uit dat er een sterk alkalisch product op het beton wordt aangebracht en wordt opgenomen in het beton.
Spuitbeton, CUR aanbeveling 53.
Alleen bescherming, dekking of transparant.
Bij het handmatig repareren moet men denken aan cementgebonden mortels, polymeer cementgebonden mortels (ook wel PCC mortels genoemd) volgens CUR aanbeveling 54. Polymeer mortels (epoxy-mortels) volgens CUR aanbeveling 55 en injecteren conform CUR aanbeveling 56.
Hoe te beschermen hangt af van:
Welke reacties zijn er al gaande in het beton?
Hoe agressief is het milieu waaraan het beton wordt of is blootgesteld?
Wat zijn de toepassingen, welke criteria, is het zichtbeton, aan gebouwen of zijn het geluidswallen of vloeren, welke zowel mechanisch als chemisch zwaar belast worden.
Een agressief milieu vinden we niet alleen in industriegebieden, maar ook in de steden.
Beton in de grote steden of langs autowegen, bruggen en viaducten wordt dagelijks blootgesteld aan atmosferische vervuiling, zure regen, welke net zo agressief kan zijn als in zware industriegebieden.
Niet beschermd beton is in staat om zowel vocht c.q. water alsook gas op te nemen.
Door vochtopname verandert beton nogal, o.a. gewicht, dimensie, geleiding en sterkte.
Bevat dit vocht of water bovendien schadelijke stoffen dan betekent dat een extra aanslag op de betonkwaliteit en dus de levensduur.
Niet alleen door vochtopname verandert beton maar ook door temperatuurwisselingen, krimp of uitzetting.
Door deze invloeden is beton praktisch altijd in beweging. Dit zal op den duur tot schade leiden.
Gassen
Het is overbekend dat carbonatatie het gevolg is van CO2 (kooldioxide uit de lucht) opname in het beton. Ook andere gassen kunnen in het beton dringen, waardoor schade zou kunnen ontstaan. Door de carbonatatie daalt de pH-waarde c.q. alkaliteit van het beton en zo gauw deze beneden 9 komt, kan onder invloed van zuurstof en/of vocht corrosie aan de wapening ontstaan.
Roestend metaal heeft een groter volume waardoor scheurvorming in het beton kan ontstaan en er delen van het beton kunnen afspringen.
Vocht/water
Vochtopname in het beton leidt tot schade. Ook als er sprake is van een alkali-silica-reactie zou men kunnen concluderen dat, wanneer het beton op een dusdanige wijze wordt behandeld, vochtopname nagenoeg uitgesloten is en men ook praktisch alle schademechanismen elimineert. Want gecarbonateerd beton waar geen vocht, zuurstof en/of dooizouten bij de wapening kunnen komen vertoont geen schade.
Zelfs een geringe vochtopname in het beton aan het oppervlak kan bij vorst schade veroorzaken. Het is echter ook mogelijk dat er schade aan beton ontstaat zonder dat er sprake is van carbonatatie, vocht, water of zuurstof wat eventueel bij de wapening kan komen.
Dit kan als er sprake is van chloride-indringing of -inmenging. In het verleden werd er nogal eens calciumchloride toegevoegd om dit sneller te laten verharden. Indien de dosering te hoog was of de menging onvoldoende kon er corrosie aan de wapening ontstaan met alle schadelijke gevolgen van dien. In die gevallen kan kathodische bescherming een uitkomst bieden.
Bescherming tegen vochtindringing
Om schade, zoals eerder omschreven, af te remmen of zelfs uit te sluiten zou men het beton hydrofoberend kunnen impregneren met silaan. Een dergelijk product moet een bijzonder laag moleculair gewicht hebben, c.q. een molecuul structuur, zodat het ook in kwalitatief hoogwaardig beton kan worden opgenomen.
Het resultaat van een dergelijke hydrofobering is dat de poriën niet gesloten worden, maar vocht niet meer wordt opgenomen en de dampdoorlaatbaarheid niet wordt beïnvloed.
Niet alle hydrofobeermiddelen zijn hiervoor geschikt.
Carbonatatieremmende systemen
Wil men het beton carbonatatieremmend behandelen dan moet er naast de hydrofoberende grondering wat vochtinwerking en dus opname van schadelijke stoffen voorkomt, bovendien een speciale betonacrylverf worden aangebracht.
Een dergelijk systeem is waterwerend, dampdoorlatend maar CO2 (kooldioxide uit de lucht) dicht, dus carbonatatieremmend.
Chemicaliën
Het beton te beschermen tegen agressieve chemicaliën vereist een andere benadering. Afhankelijk van de pH-waarde en zuurgraad van de chemicaliën en de concentratie, alsmede soort en verschillende mengsels en temperatuur, moet het beton beschermd worden, bijv. door een hoogwaardige coating om ervoor te zorgen dat deze agressieve stoffen niet in contact kunnen komen met het beton. Hiervoor zijn epoxy, polyurethanen en speciale acrylaten geschikt. Welke het meest geschikt zijn, is zoals gezegd afhankelijk van de soort van chemicaliën, de pH-waarde, de concentratie en de contactperiode. Dat dit niet altijd agressieve “chemicaliën” moeten zijn, behoeft geen betoog, want ook dagelijkse door de mens genuttigde stoffen kunnen beton aantasten zoals suikers, dranken en spijzen.
In de levensmiddelenindustrie is een betonbescherming op de vloer noodzakelijk en dat niet alleen uit overweging van aantasting door de daar verwerkte stoffen maar ook uit hygiënisch oogpunt en natuurlijk de veiligheid (antislip).
Twee-componenten acrylaten zijn bestand tegen logen en zuren maar niet tegen oplosmiddelen, benzine, dieselolie etc. Polyesters vertonen vaak een te grote krimp om succesvol te kunnen gebruiken als coating.
Enkele van de vele voordelen van epoxy en polyurethaan zijn dat ze goed slijtvast en een goede bescherming kunnen bieden tegen vele stoffen welke beton kunnen aantasten.
Een nadeel zou in sommige gevallen kunnen zijn dat ze veelal dampdicht zijn. Dat is met name van belang voor het behandelen van beton wat reeds vervuild is, met andere woorden waarin reeds stoffen zitten in de vorm van zuren, zouten in combinatie met vocht.
De mogelijkheid bestaat namelijk dat indien die vloeren niet op de juiste wijze worden voorbehandeld en vervolgens wel gecoat, er schade ontstaat. De zouten welke ontstaan zijn door de inwerking van o.a. zuren in beton, gaan kristalliseren en de daarbij ontstane druk ter plaatse van de verdampingsgrens zal de coating van de ondergrond drukken.
Om terug te komen op de vraag, moet beton beschermd worden ja of nee, is het antwoord dus ja.
Hoe, is echter nog steeds de vraag. Dit alles maakt nog eens duidelijk hoe belangrijk het is om vooraf inspecties en onderzoek te doen en wellicht analyses te laten uitvoeren in een daarvoor gekwalificeerd en geschikt laboratorium welke de kennis heeft om een verantwoorde diagnose te stellen zodat teleurstellingen praktisch worden uitgesloten.