Bescherming van betonconstructies

Beschermingsstrategieën voor beton

Verschillende systemen voor de bescherming van beton zijn:

• Waterafstotende behandeling van beton
• Aanbrengen van dampdoorlatende of dampdichte bescherm- en twee-componentencoatings
• Aanbrengen van slijt- en afdichtingslagen
• Kathodische bescherming van wapening: bestrijding van corrosie
• Aanbrengen van brandwerende bekledingen

 

Waterafstotende behandeling van beton

Waterafstotende of hydrofoberende middelen worden doorgaans vloeibaar aangebracht op een oppervlak of verwerkt tot een pasta. Ze hebben geen dekkend vermogen maar worden capillair opgenomen door de poriën van het beton. De werkzame bestanddelen hechten zich aan het porie-oppervlak in de buitenste millimeters van het beton.

Hydrofobering voorkomt dat de buitenste betonlaag water opneemt. Daardoor is deze beter bestand tegen bevriezing en neemt het transport van agressieve stoffen, zoals oplosbare chloriden in water, sterk af. Gangbare hydrofobeermiddelen zijn siloxanen, silanen, siliconaten en siliconenharsen. De werkingsduur van een hydrofoberende behandeling is over het algemeen tien jaar.

Aanbrengen van dampdoorlatende of dampdichte bescherm- en twee-componentencoatings

Het coaten of schilderen van beton is primair een technische maatregel om de wateropname te verminderen. Vaak moet de coatinglaag ook het verdampen van water dat zich in het beton bevindt mogelijk maken. Het type coating- of verfsysteem hangt af van de gewenste prestatie, zoals uitdroging (dampdoorlatend) of het voorkomen van indringing (vloeistofdicht of beperkend voor gassen zoals CO2). Deze lagen kunnen ook het uiterlijk van het beton verbeteren.

Bij de eerste toepassing van coatings op beton is het essentieel om een impregnerende hechtprimer aan te brengen. Deze hecht zich aan de poriën van het beton, waarna één of meerdere lagen coating kunnen worden aangebracht. De laagdikte na uitharding varieert afhankelijk van het type coating, meestal tussen circa 100 micrometer ('mu') tot enkele millimeters. Coatings kunnen fysisch drogend (één-component) of chemisch drogend (twee-component) zijn.

Aanbrengen van slijt- en afdichtingslagen

Voor de bescherming van horizontale betonnen oppervlakken, zoals brugdekken, parkeergaragevloeren, galerijen en balkons, worden vaak twee-componentensystemen gebruikt. Deze coatings moeten voldoen aan hoge eisen voor mechanische belastingen. De laagdikte varieert doorgaans tussen 200 micrometer tot enkele millimeters, afhankelijk van de te verwachten belasting.

De meest voorkomende bindmiddelen in deze systemen zijn epoxyharsen (EP), polyurethanen (PU) en poly-methyl-metacrylaten (PMMA). Epoxy is een thermohardende kunststof die een sterke, dichte en slijtvaste laag vormt. Polyurethanen zijn thermoplastische kunststoffen die flexibel kunnen zijn en scheuren in het beton kunnen overbruggen. Poly-methyl-metacrylaten hebben als voordeel dat de uithardingstijd zeer kort is, wat de overlast tijdens het aanbrengen beperkt.

VBR-bedrijven beschikken over ervaren en deskundig personeel om beton op de juiste wijze te beschermen tegen verdere indringing van agressieve stoffen of om actief corrosie van wapening te remmen of te stoppen.

Kathodische bescherming van wapening: bestrijding van corrosie

Kathodische bescherming (KB) is een actief elektrochemisch proces dat wordt toegepast voor de bescherming van gewapende betonconstructies. Oorspronkelijk is deze techniek ontwikkeld om het roesten van stalen schepen en leidingen in de bodem te voorkomen. In de vroege jaren zeventig zette men de methode voor het eerst in om ook het roesten van wapening in beton te vertragen.

Het corrosieproces van wapeningstaal in beton is complex en vereist diepgaande kennis van chemie en elektriciteit. Kathodische bescherming beïnvloedt deze processen actief door een lage gelijkstroom toe te voegen. Deze stroom loopt tussen de te beschermen wapening (meestal in de buitenste zone van het beton) en een nieuw aan te brengen anodemateriaal. De wapening is verbonden met de min-pool van de stroombron en de anode met de plus-pool.

Anodemateriaal kan bestaan uit gaas- of stripanodes van geactiveerd titanium met een cementgebonden overlaag, een goed stroomgeleidende mortel- of verflaag. Anodes worden ook steeds vaker rechtstreeks in het betonnen element ingebracht, bijvoorbeeld in een reparatieplek. Stroombronnen variëren van accu's of gelijkstroombatterijen tot geavanceerde, permanent aanwezige regelbare gelijkstroomvoedingen, bekend als KB met 'opgedrukte stroom'. 'Opofferingsanodes', zoals galvanische systemen met minder edele metalen dan staal (zoals zink), zijn ook mogelijk. Deze anodes corroderen in plaats van het staal, waarbij ze beschermende stroom produceren.

KB heeft als voordeel dat het bestaande corrosieprocessen vrijwel stopt zodra het is aangesloten, waardoor het vaak niet nodig is om ongescheurd beton rond roestende wapening weg te hakken, wat resulteert in minder sloopwerk. Beoordeling en toepassing van KB-systemen blijven echter voorbehouden aan bedrijven met de vereiste kennis en ervaring op het gebied van KB.

Aanbrengen van brandwerende bekledingen

Betonnen en stalen bouwconstructies vereisen vaak bescherming tegen brand. Een veelgebruikte methode is het aanbrengen van een isolerende pleisterlaag op stalen of betonnen kolommen en balken. Deze laag zorgt ervoor dat de temperatuur van de ondergrond gedurende voldoende tijd onder bepaalde grenswaarden blijft, waardoor kolommen en balken niet bezwijken en mensen de tijd krijgen om veiligheid te zoeken.

In tunnels wordt bijvoorbeeld de betonnen ondergrond voorzien van 'fireproofing', waardoor het betonnen oppervlak bij brand intact blijft. Deze bekleding dient ook om rookgassen bovenin de tunnel te houden, waardoor het publiek de vluchtwegen kan vinden. Brandwerende bekledingen kunnen bestaan uit spuitbare mortels (aangebracht via de "natte methode") of speciale beplating. De toepassing ervan is voornamelijk in verkeerstunnels, spoortunnels, petrochemische installaties, parkeergarages, winkelcentra en kantoorgebouwen.