Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustrieredactie-adresHerengracht 507 Amsterdamtelefoon 020-238531 juli/augustus 1978Het uiterlijk van beton;kleurverschillenAls over de kwaliteit van beton wordt gespro-ken, dan wordt meestal gedacht aan sterkteen duurzaamheid. Er is echter nog een aspectdat toch zeker ook aandacht verdient, name-lijk het uiterlijk van beton. In het bijzonder geldtdat voor die gevallen waarbij men door spe-ciale maatregelen probeert om het beton eenaantrekkelijk uiterlijk te geven.Helaas blijkt in de praktijk dat, ondanks allegoede bedoelingen, er toch vaak nog wel heteen en ander valt aan te merken op zo'nschoon-betonoppervlak.Voor een deel komt dat door tekortkomingenin het ontwerp. Vaak is dan geen rekeninggehouden met de expositie-omstandigheden envooral met het effect van verwering. InBETONIEK 4/12 is aan dit aspect aandachtbesteed.Minstens zo belangrijk zijn echter de gevallen,veroorzaakt door tekortkomingen bij de uit-voering. Grofweg kan men de hierdoor ontstanefeilen indelen in twee hoofdgroepen:onregelmatigheden in de vorm of de structuurvan het oppervlak (met als extreem voorbeeldeen grindnest) en daarnaast storende af-wijkingen in de kleur of de tint van het beton-oppervlak. Een grindnest is nog wel min ofmeer te herstellen, hoewel men dan tochmeestal wel met een kleurafwijking blijft zitten.En aan kleurafwijkingen zelf is vrijwel hele-maal niets meer te doen.Des te meer reden dus om eens wat nader inte gaan op de oorzaken van storende kleur-verschillen. Vooral hierbij is voorkomen niet al-leen veel beter dan genezen, maar eigenlijkde enige mogelijkheid om tot een redelijkresultaat te komen. Waarbij zal blijken datzelfs bij een goede uitvoering kleurverschillenniet altijd zijn te vermijden.CementHet ligt voor de hand om te veronderstellendat de kleur van het betonoppervlak vooralafhangt van de kleur van de gebruikte grond-stoffen. De kleur dus van grind, zand encement. Toch is dat slechts ten dele waar.Beton wordt weliswaar met de genoemdegrondstoffen samengesteld, maar de samen-stelling van het betonopperv/ak is toch heelanders. Het grind ontbreekt geheel, terwijl vanhet zand alleen de allerfijnste, slibachtigedelen worden aangetroffen. Tenminste, wan-neer het beton niet door nabewerking ofverwering zijn cementhuid heeft verloren. Is datlaatste niet het geval, dan bestaat het opper-vlak voor zo'n 60 - 80% uit min of meer ver ge-hydrateerde cementdeeltjes.Het is dan ook geen wonder dat de kleur vanhet betonoppervlak vooral wordt bepaalddoor de kleur van het gebruikte cement. Daar-bijkomt niet alleen het kleurverschil dattussen verschillende cementsoorten en -klassenbestaat tot uiting, maar ook het kleurverschiltussen verschillende merken binnen één be-paalde soort en klasse. Het is daarom van be-lang om schoon-betonwerk uit te voeren metéén merk cement. In heel kritische gevallen zoumen zich misschien zelfs willen beperken totéén enkele partij van het betreffende cement.In het algemeen zal dat laatste echter nietgauw nodig zijn.Water-cementfactorOver het vierde bestanddeel van beton, hetwater, is in het voorgaande niet gesproken.Voor een dergelijke kleurloze stof lijkt dat ookniet zo nodig. Toch blijkt het watergehalte vande specie een niet onbelangrijke invloed tekunnen hebben op de uiteindelijke tint van hetbetonoppervlak.Heel vaak komt dat tot uiting bij twee opeen-volgende stortlagen. Vooral bij wat hogerewatergehaltes tekent de waterrijke bovenlaagvan het eerste stort zich dan af tegen denaar verhouding donkerder onderkant van devolgende stortlaag.De lichtere tint van het beton met een hogerewater-cementfactor wordt ten dele veroor-zaakt door een verdunningseffect. Er is nu een-maal een geringere concentratie aan relatiefdonker gekleurde cementhydraten. Daarnaastheeft echter de grovere poriestructuur vanhet meer waterrijke beton er ook wat mee temaken. Onder meer via het verschijnselkalkuitslag.KalkuitslagWe hebben tot nu toe steeds over de kleur vancement gesproken, maar helemaal juist isdat natuurlijk niet. In feite zijn het de hydrata-tieprodukten die het beton zijn kleur geven.De cementhydraten zijn vooral bij portlandce-ment belangrijk lichter gekleurd dan hetuitgangsprodukt. Naast de cementhydrateniser echter nog een hydratatieprodukt datsoms een beetje aan de aandacht ontsnapt: devrije kalk of wel calciumhydroxide. Toch be-staat bij portlandcement niet minder dan 25%van :de hydratatieprodukten uit deze vrije kalk!Voor het grootste deel kristalliseert hetcalciumhydroxide uit in de massa van decementsteen; het is een maar weinig oplosbare2stof. Een deel echter blijft toch opgelost inhet poriewater, terwijl ook het laagje water tus-sen bekisting en betonoppervlak ermee ver-zadigd is. Als het oppervlak na ontkisten aande buitenlucht wordt blootgesteld, reageertkoolzuurgas uit de lucht met de opgeloste kalk,waarbij het in de vorm van helder wit, zeerfijn verdeeld calciumcarbonaat wordt afgezet.Daar blijft het echter niet bij, want vanuit deopgeslagen reserve in het inwendige van hetbeton wordt voortdurend nieuwe kalk aan-gevoerd. Zolang het oppervlak vochtig is, gaatde vorming van calciumcarbonaat door,waardoor tenslotte de oppervlaktetint duidelijkwordt beïnvloed. Op dat moment zijn weoverigens nog lang niet in het stadium waarinwe van echte kalkuitslagspreken ; er treedtalleen maar een weinig opvallende en vrij ge-lijkmatige verkleuring op, die zelfs eventueleandere kleurafwijkingen aardig kan maskeren.Inderdaad vrij geliJkmatig, want bij aan-dachtige beschouwing van een goed uitge-voerd oppervlak in portlandcementbetonblijft toch iets van de kalklaag zichtbaar; hetbeton dankt er zijn karakteristieke, wat wol-kerige uiterlijk aan, dat bij hoogovencementbe-ton ontbreekt. Gedeeltelijk komt dit doordathoogovencement veel minder vrije kalk levert.Waarschijnlijk nog belangrijker evenwel ishet verschHin poriestructuur tussen beide be-tonsoorten. Bij proefkubussen die onderwater worden bewaard, is goed te zien dat inhet geval van portlandcement de kalk opbepaalde, kennelijk extra poreuze plaatsennaar buiten komt. Zo'n poreuze plaats vormtdan het centrum van een kalkwolkje.Een deel van de neergeslagen kalk was afkom-stig van water tussen bekistingen beton-oppervlak. Bij een goed aansluitende bekistingwordt hieruit uiteindelijk een dun, gelijk-matig laagje calciumcarbonaat gevormd, dat inhet geheel niet stoort. Wanneer de bekistingechter plaatselijk wat wijkt, dan kan de extrahoeveelheid kalk daar wel opvallendeverkleuring geven.Nog veel kwalijker werkt met kalk verzadigdwater dat van horizontale vlakken naarbeneden druipt. Hierdoor kunnen zeer lelijkewitte strepen ontstaan die niet meer weg-trekken. Het is zaak om met dit verschijnselrekening te houden bij de nabehandelingvan pas ontkist beton (foto 1J.Zojuist is gezegd dat de normale, lichte vormvan kalkuitslag niet alleen onschuldig is,maar zelfs andere afwijkingen kan maskeren.Er zit echter ook een bezwaar aan vast: hetgeeft een duidelijk accent aan kleurverschillendie worden veroorzaakt door variaties in dewater-cementfactor. Een plaatselijk hogecementconcentratie veroorzaakt zoals gezegdeen donkergekleurd oppervlak, dat door delage water-cementfactor daar ter plaatse bo-vendien veel dichter is dan het omringendebeton. Het gevolg is dat er per tijdseenheidveel minder vrije kalk wordt aangevoerd danin het lichter gekleurde, meer poreuze beton.Het aanvankelijke, misschien vrij geringetintverschil wordt hierdoor belangrijk versterkt.Ook in dit geval is hoogovencement door hetlagere gehalte aan vrije kalk minder gevoeligvoor dit soort verkleuringen.De bekistingEr is nogal wat aandacht gegeven aan de in-vloed van vrije kalk. Niet ten onrechte. Dekalksluier bedekt veel onvolkomenheden, maaris ook verantwoordelijk voor een groot deelvan de meer lelijke verkleuringen.31Verontreiniging van een betonopperv/ak doorafdruipend nabehandelingswater; bij schoon-betonwerk is het vaak beter om geen nabe-handeling door besproeiing toe te passen enhet beton tijdens de bouw ook tegen regente beschermenEen tweede belangrijke factor bij het strevennaar een goed ogend betonoppervlak is debekisting. Er is een groot aantal soorten spe-ciale bekistingen ontworpen om een bepaaldoppervlakte-effect te verkrijgen. Over hetalgemeen betreft dit echter specialistenwerken daarom gaan we er hier niet nader op in.Een gewone bekisting vraagt al voldoende zorg.Met betrekking tot kleurverschillen zijn driezaken van belang:· het bekistingsmateriaal moet goed wordengekozen;· de bekisting moet voldoende stijf zijn;· de bekisting moet waterdicht zijn.Aard van de bekistingDe aard van het bekistingsmateriaal bepaalt inbelangrijke mate de structuur van het beton-oppervlak. Zeer glad, niet absorberend mate-riaal geeft een glasachtige structuur, waaropalle eventuele kleurschakeringen duidelijk uit-komen, Een dergelijk oppervlak heeft daar-door dan ook bijna onvermijdelijk een enigszinswolkerig uiterlijk.Het tegenovergestelde effect heeft een ruwebekisting. Door schaduwwerking maskeert hetovereenkomstige ruwe betonoppervlak kleur-schakeringen. Kalkuitslag vindt vooral op dedieper gelegen delen plaats en heeft daar-door niet zo'n uitgesproken effect. Een watruwer oppervlak is dus veel minder kwetsbaar.Bepaalde bekistingsmaterialen, zoals ongeoliedhardboard of ongeverfd hout onttrekken doorabsorptie water aan de betonspecie. Vooral bijhout gebeurt dat erg plaatselijk: het dichte.winterhout absorbeert veel minder water danhet poreuze zomerhout. Het gevolg is eenovereenkomstige variatie in water-cementfac-tor in het betonoppervlak en daarmee een2Houtstructuur verkregen met geschaafde be-kistingsdelen; door verschil in waterabsorptietekent de houtstructuur zich toch af3Een voorbeeld van de hoge kwaliteit dieeen betonoppervlak kan krijgen door een goedontwerp en een goede uitvoering4aftekening van de houtstructuur als een pa-troon van lichte en donkere lijnen (foto 2).Dit soort kleurvariaties zal men wel nooit alsstorend ervaren; integendeel, het principewordt dankbaar gebruikt om het beton een le-vendig aanzicht te geven (foto 3). Wel moetworden bedacht dat door het gebruik het po-reuze deel van het hout langzamerhand dicht-slibt. Het effect wordt dus steeds geringer.Foto 4 toont het effect van het aanbrengen vaneen nieuwe plank in een reeds enige malengebruikte bekisting.Board geeft meestal wel wat kleurvariatiesdoor verschil in poreusheid tussen de verschil-lende platen en soms ook wel in de platenzelf.Bij het optreden van sterke verschillen in be-kistingsdruk, bij voorbeeld bij het storten vankolommen, absorbeert het lager gelegen4Het donkere gedeelte wordt veroorzaakt dooreen nieuwe plank in de bekisting5Kleurverschil aan de voet van een kolomten gevolge van de hogere speciedruk daar terplaatsedeel door de grotere druk meer water. De voetvan zo'n kolom tekent zich daardoor donkeraf (foto 5).StijfheidEen bekisting moet uiteraard voldoende sterkzijn om de bekistingsdruk te kunnen weer-staan. Maar daarnaast moet een bekisting ookvoldoende stijf zijn. Dat wil zeggen dat be-wegingen van de bekisting door bekistings-druk, maar vooral ook door de invloed vanhet verdichten, tot zeer geringe waarden be-perkt blijven.Wat is nu het gevolg van een onvoldoendestijve bekisting op het uiterlijk van beton?Wat er gebeurt bij ernstige zetting toont foto 6.Specie kan tussen het onderliggende betonen de weggedrukte bekisting lopen, met het af-gebeelde gevolg. Verkleuring is daarbij dui-delijk niet het belangrijkste bezwaar.Dat is wel het geval wanneer de bekisting bijhet verdichten in een te sterke trilling raakt.Het trillende bekistingsvlak werkt als een soortpomp die afwisselend water aan de specieonttrekt en er weer in terugdrukt. Het hoeftgeen betoog dat door deze werking ont-menging van de specie wordt bevorderd. Ont-menging van de cementpastageeft eenkarakteristiek patroon van lichte en donkerevlekken. Gebieden uiteraard van respectie-velijk hoge en lage water-cementfactor (foto 7).Bij mengsels met een slechte korrelopbouw,vooral door te weinig zand, kan grof toeslag-materiaal dicht tegen het bekistingsvlakkomen te liggen, daarvan slechts gescheidendoor een dun laagje pasta. Deze korrelsbelemmeren de aanvoer van vrije kalk naar hetoppervlak. Ze tekenen zich daardoor donkeraf tegen de rest van het beton (foto 8).s6Ernstige schade aan het betonoppervlak tengevolge van het wijken van de bekistingWaterdichtheidBij het ontwerpen en uitvoeren van een be-kisting moet veel aandacht worden besteedaan de constructie van de naden. Lekkendenaden zijn de oorzaak van zeer storendeverkleuringen en andere onvolkomenheden inhet betonoppervlak. Foto 9 geeft een type-rend voorbeeld. De naad zelf tekent zich af alseen wat zanderige streep. Daaromheen iseen donkere verkleuring zichtbaar. Hetkende water heeft door filterwerking zeerfijn materiaal, hoofdzakelijk cement, in dezeomgeving afgezet. Het gevolg is een plaat-selijk zeer lage water-cementfactor. Waardenrond de 0,3 zijn geen uitzondering. En zo-als gezegd gaat dit gepaard met een donkereverkleuring.Wanneer het storten in etappes plaatsvindt,moet extra aandacht worden besteed aan hetafdichten van de randen van de bekisting.Weglekkend water geeft hier naast mogelijkekleurafwijkingen aan het bekiste deel tevenskalkstrepen op het onderliggende reeds ontkis-te beton (foto 10).Andere vormen van verkleuringIn BETONlEK 4/12 is al ingegaan op de sterkeinvloed die bevochtiging heeft op het uiterlijkvan beton. Omdat jong beton poreuzer is danhet meer uitgeharde materiaal blijft dit nabevochtigen ook langer nat. Het gevolg kan zijndat delen van een constructie die opschillende tijdstippen zijn gestort, een zeer ver-schillende aanblik geven (foto 11). Over-eenkomstige, vaak nog storender effecten ont-staan bij beton van gelijke ouderdom bijverschillende mate van nabehandeling. Dezeverschillen verdwijnen wanneer het betonwat verder is verouderd.67Kleurvariaties ten gevolge van ontmenging vaneen te schrale betonspecie tijdens het trillen(foto links)8Aftekening van het grove toeslagmateriaaldoor te intensief trillen van een slecht opge-bouwd mengsel (foto rechts)9Voorbeeld van verkleuring ten gevolge vanweglekken van water door een bekistingsnaadKalkuitslag zelf, maar dan in de eigenlijke,ernstige Vorm, moet meestal worden toege-schreven aan ontwerpfouten: ongelijkmatigestroming van regenwater langs het opper-vlak of transport van water door het beton.Een te geringe dekking kan roestende wape-ning veroorzaken; een onnodige, maar helaastoch veel voorkomende oorzaak van ver-kleuring.Maar ook als wel voldoende dekking wordtaangehouden, kan roest het betonoppervlakontsieren. Dit is het geval wanneer tussenhet aanbrengen van de wapeningen het stortente veel tijd verloopt, zonder dat de wapeningtussentijds afdoende wordt beschermd. Aflo-pend roestwater kan zich op de onderliggen-de bekisting afzetten en in ernstige gevallenzelfs het volledige wapeningsnet aftekenenop de onderkant van het later gestorte beton(foto 12). Vaker voorkomend is :het geval dathet roestwater rechtstreeks reeds eerder ge-stort beton verontreinigt.Berucht tenslotte zijn binddraden en draad-nagels die op de onderbekisting blijven liggen.Maar dit zijn allemaal zaken die gemakkelijkvermeden kunnen worden en bij een uitvoeringin schoon beton zeker niet voor hoeven tekomen.Tenslotte moet als bijzondere verkleuringworden genoemd de blauwe kleur van pas ont-kist hoogovencementbeton. Wanneer dezekleur ontbreekt, kan men er zeker van zijn dathet beton voortijdig is uitgedroogd en datde betonhuid poreus en weinig duurzaam zalzijn.Aan de andere kant verdwijnt bij erg dicht endus kwalitatief goed beton de blauwe kleurmaar erg langzaam. Dit kan in de praktijk weleens problemen geven. Er bestaan chemi-710Verontreiniging van een wandoppervlakdoor kalkstrepen als gevolg van een slechtaansluitende wandbekisting11Het bovendeel van de constructie is later ge-stort en blijft daardoor langer nat na regenval12Roeststrepen afkomstig van water dat voorhet storten vanaf de wapening op de bekistingterecht is gekomensche methoden om de ontkleuring te bespoedi-gen, maar deze zijn nogal bewerkelijk endaardoor vrij kostbaar. De beste oplossing isde natuur enige tijd te gunnen.LitératuurEr bestaat vrij veel literatuur over het hierbesproken onderwerp en het ermee samenhan-gende punt van afwijkingen in vorm ofstructuur van het oppervlak.Allereerst moet dan worden genoemd CUR-rapport 36 'Schoon beton'. Dit rapport geefteen overzicht van mogelijke oppervlaktefellen,gecombineerd met een uitvoerige besprekingvan goede uitvoeringsvormen.Een uitgebreid literatuuroverzicht geeft U.Trübin zijn zeer aanbevelenswaardige boekje'Die Betonoberfläche', uitgegeven door Bau-verlag in Wiesbaden.Een beknopte, zeer praktische behandelingwordt gegeven door L.S.Blake in zijn'Recommandatlons for the production of highquality concrete surfaces', uitgegeven doorde Cement & Concrete Assoclatlon in Enge-land. Deze brochure bevat onder meer eensoort determinatietabel die het opsporen vande oorzaak van allerlei afwijkingen mogelijkmaakt. Maar nogmaals, belangrijker is om teweten hoe afwijkingen kunnen wordenvoorkómen en ook daar worden zeer praktischeaanwijzingen voor gegeven.8