In Nederland is het betonschademechanisme Thaumasite Sulfate Attack (TSA), oftewel sulfaataantasting door thaumasiet, relatief onbekend en nog niet geconstateerd. TSA komt slechts in enkele andere landen voor, omdat het schademechanisme alleen onder zeer specifieke omstandigheden kan optreden. Bij dit type sulfaataantasting wordt het cementsteen in beton omgezet in een niet-coherente, zachte en weke massa, vergelijkbaar met moes (foto 2). Aangezien de cementsteen het belangrijkste bindingsmateriaal is, leidt het verdwijnen ervan tot een (volledig) verlies aan sterkte en duurzaamheid van het beton. Gezien de verwachte veranderingen in de samenstelling van beton in de komende jaren, rijst de vraag of we extra rekening moeten houden met dit relatief onbekende schademechanisme. In dit artikel wordt uitgelegd wat TSA precies is, waar en wanneer het kan optreden, en wordt een potentiële casus besproken.
TSA is een bijzondere, nog relatief onbekende vorm van sulfaataantasting. Om deze goed te kunnen begrijpen, volgt hieronder eerst een korte opsomming van de verschillende vormen van sulfaataantasting die beter bekend zijn [1].
- Aantasting door sulfaat uit de omgeving van beton
Externe sulfaataantasting kan optreden in milieus met hoge concentraties sulfaten in aanwezigheid van water, bij hoge permeabiliteit van het beton en voldoende C3A-gehalte in het cement. Daarbij is het klinkermateriaal C3A ofwel tricalciumaluminaat, de verbinding tussen calciumoxide en alumina. Denk hierbij aan omgevingen als zeewaterconstructies, rioolsystemen, gebieden met kunst- en natuurlijke mest, en bepaalde locaties in (grond)water. Dit aantastingsmechanisme leidt tot de vorming van ettringiet, wat een sterk zwellende reactie veroorzaakt in reeds verhard beton. De inwendige spanningen kunnen leiden tot scheurvorming en destructie van het beton [2].
- Aantasting door hoge temperaturen tijdens het verharden van beton
Wanneer beton tijdens het verharden warmer wordt dan 70 °C, ontstaat er een mechanisme waarbij het in de betonspecie aanwezige ettringiet uiteenvalt in sulfaatvormen. Als er later weer water bij komt, vormt zich opnieuw ettringiet, wat leidt tot een zwellende reactie in reeds verhard beton. Dit fenomeen staat bekend als Delayed Ettringiet Formation (DEF). In NEN-EN 13670 Het vervaardigen van betonconstructies, is daarom aangegeven dat de temperatuur in verhardend beton niet boven de 70 °C mag stijgen.
- Aantasting door het inbrengen van sulfaathoudend materiaal in beton
Wanneer granulaten bijvoorbeeld vervuild zijn met restanten gips, wordt er onbedoeld een lokale sulfaatbron ingebracht. Bij aanwezigheid van voldoende water kan dit leiden tot schadelijke zwelling.
Bij TSA komen de sulfaten ook van buitenaf, en behoort daarmee dus in de eerste categorie ‘aantasting door sulfaat uit de omgeving van beton’. Echter vormt er zich geen ettringiet, maar het veel schadelijker product thaumasiet.
Reacties