Een maandelijkse uitgave van deVereniging Nederlandse Cementindustriepostbus 3011, 5203 's-Hertogenbosch juli/augustus 1987Milieuklasse 5Milieuklasse - een term waar we nog wat aanmoeten wennen nadat tot nu toe de druksterktealles bepalend was. In feite zijn echter milieu-kiassen minstens zo belangrijk als sterkteklassen.Of de vereiste sterkte bij ontkisten, voorspannen ofvolledig belasten is bereikt, is in het algemeenvoldoende gewaarborgd. En als dat niet het gevalmocht zijn, dan blijkt dat al spoedig. Meestal isbovendien de schade beperkt, zowel in omvang alsin grootte.Gebrek aan duurzaamheid daarentegen wordtmeestal pas na jaren opgemerkt. De schade isdaarbij meestal omvangrijk. Het is daarom eengoede ontwikkeling dat de VBT nu stelt dat devereiste duurzaamheid moet worden overeen-gekomen door het aangeven van een milieuklasse.Voor de goede orde: dit aangeven van zowelsterkte- als milieuklasse is een taak van deontwerper. Aangenomen mag echter worden dateen veel wijdere kring van betrokkenen graag wilweten wat die milieuklassen nu precies inhouden.De milieuklassen 1 tlm 4 zijn gemakkelijk in depraktijk te herkennen. Ter herinnering: 1is droogmilieu, 2 vochtig, 3 vochtig in combinatie metdooizouten en 4 een zeewatermilieu.Milieuklasse 5 blijft echter bij dat alles een beetjemysterieus. Het milieu is 'agressief' en wel zwak,matig, sterk of zeer sterk, waarbij voor een nadereomschrijving wordt verwezen naar NEN 5996'Beton. Bepaling van de agressiviteit van waterigeoplossingen, gronden en gassen'.Deze norm is in april 1986 als eerste ontwerpverschenen. Verwacht wordt dat binnenkort eenherziene tekst (te zamen met de bij de VBTbehorende serie beproevingsnormen) als norm zalverschijnen.Ter oriëntering in deze aflevering van BETON/EKde essentie van de eisen met betrekking totmilieuklasse 5. Hetgaat over stoffen die betonkunnen aantasten.Stoffen die beton kunnen aantastenVoor de duidelijkheid: NEN 5996 gaat niet overallerlei geconcentreerde oplossingen, zoals dieonder andere in de chemische industrie kunnenvoorkomen. Of in die gevallen beton kan wordengebruikt en welke eisen dan aan dat beton moetenworden gesteld, is een zaak voor specialisten.NEN5996 behandelt, zoals de titel ook aangeeft,de agressiviteit van waterige oplossingen, vangronden en van gassen.De norm deelt de agressieve stoffen die inwaterige oplossingen kunnen voorkomen in viergroepen in: vrije zuren, sulfaten, magnesium-zouten en ammoniumzouten, waarbij onder dezuren kalkoplossend koolzuur een aparte plaatsinneemt; de concentratie hiervan moet afzonderlijkworden bepaald. Voor het overige wordt dezuurgraad vastgelegd door de pH.Tabel 1 geeft aan hoe agressief een bepaaldwaterig milieu wordt geacht te zijn en wat dedaarbij behorende maximaal toegelaten water-cementfactor is.Bij het aangeven van de agressiviteit is er vanuit-gegaan dat het agressieve milieu bij normaletemperatuur continu in contact staat met hetbetonoppervlak en daarbij ook niet in belangrijkemate van samenstelling verandert.Dat laatste betekent in het algemeen dat deagressieve vloeistof regelmatig moet wordenververst, wil het zijn agressiviteit behouden. Eenlichte stroming is hiervoor echter meestal al welvoldoende.Op de factoren die de agressiviteit bepalen, kan devolgende toelichting worden gegeven.Tabel 1Agressiviteit van waterige oplossingen en de daarbijbehorende maximum water-cementfactorenagressieve werking geen zwak matig sterk zeer sterkmax. wcf zieVBT 0,55 0,50 0,45 0,45pH > 6,5 6,5 - 5,5 5,5 - 4,5 4,5 -4,0 < 4,0kalkoplossend< 15 15 - 30 30 - 60 60 - 100 > 100CO2, mglliterammoniumzouten< 15 15 - 30 30 - 60 60 -100 > 100mg NH4+ llitermagnesiumzouten< 100 100 - 300 300 -1500 1500 - 3000 > 3000mg Mg + +!litersulfaten< 200 200- 600 600 - 3000 3000 -6000 > 6000mg 804- -/literZuurgraadZelfs door zeer zwakke zuren wordt cementsteenaangetast. De vrije kalk en de neergeslagencementhydraten worden omgezet in meestaloplosbare calciumzouten. De verbindingen metoxaalzuur en fluorwaterstofzuur zijn onoplosbaar.Deze zuren zijn daardoor minder schadelijk; zekunnen zelfs een beschermende laag op hetoppervlak vormen (fluateren).Zuren tasten in het algemeen het beton vanaf debuitenkant aan. Daarbij wordt het zuur omgezet inverder niet agressieve, maar wel oplosbarecalciumzouten. Het beton lost dus op.Het schadelijkst zijn de sterke minerale zuren,zoutzuur, salpeterzuur en zwavelzuur. Zwavelzuurkan als bijkomend effect sulfaataantasting veroor-zaken en is daarom extra gevaarlijk.Sterke minerale zuren kunnen als verontreinigingvoorkomen in industrieel afvalwater.Van de zwakke minerale zuren moeten zwavel-waterstof en zwaveligzuur worden genoemd.Zwaveligzuur ontstaat wanneer zwaveldioxide (eenbekende luchtverontreiniger) in water oplost.Zwavelwaterstof kan in hoge concentratiesvoorkomen in afvoerleidingen van huishoudelijkafvalwater. Beide zuren zijn op zich zelf niet zoagressief. Ze kunnen echter aan de lucht oxiderentot het zeer agressieve zwavelzuur.Met name zwavelwaterstof kan in afvalwater-installaties, na oxidatie tot zwavelzuur, leiden toternstige zuur- en sulfaataantasting. Zie hiervoorook CUR·rapport 96 'Beton en afvalwater'.Organische zuren zijn over het algemeen zwakkeren daardoor minder agressief dan minerale zuren.Toch tasten zuren als azijnzuur en melkzuur betonduidelijk aan. Daarnaast zijn sommige planten-sappen sterk zuur; maïs is een bekend voorbeeld.2De mate van agressiviteit wordt goed aangegevendoor de pH van de vloeistof. Ter oriëntatie: de pHvan regenwater schommelt momenteel rond de 5;datbetekent dat regenwater als matig agressiefmoet worden beoordeeld. Evenwel, niet alleen desamenstelling, maar ook de intensiteit van hetcontact is van belang. In het algemeen zal dezeintensiteit in het geval van regenwater gering zijn,zodat een beoordeling als niet of ten hoogste zwakagressief op zijn plaats is. Dat komt ook overeenmet praktijkwaarnemingen: zure regen is nauwe-lijks schadelijk voor beton.De aangegeven agressiviteit heeft dan ook betrek-king op zuur water dat min of meer continu incontact met beton staat, en dat bovendien regel-matig wordt ververst. Denk aan (bewegend) zuurgrondwater of stromend industrieel afvalwater.Koolzuur kan onoplosbare carbonaten vormen,maar ook kalk uit het oppervlak oplossen in devorm van calciumbicarbonaat. Voor koolzuurbestaat daarom in de norm een extra eis.Kalkoplossend koolzuurVrij koolzuurslaatonder bepaalde omstandig-heden kalk niet neer als carbonaat, maar lost kalken zelfs calciumcarbonaat juist op in de vorm vancalciumbicarbonaat. Deze vorm wordt kalkop-lossend koolzuur genoemd en moet apart wordenbepaald, omdat de pH in dit geval niet alles zegt.De norm schrijft een speciale meetmethode voor:de marmerproef volgens Heijer.Kalkoplossendkoolzuur kan voorkomen inoppervlakte-en grondwater. Uit de tabel blijkt datgeringe concentraties al schadelijk zijn. Hetzelfdegeldt voor de groep verbindingen.AmmoniumzoutenAmmoniumzouten kunnen worden beschouwd alseen verbinding van het vluchtige (overigensonschadelijke) ammoniakgas en een zuur. De inwater opgeloste ammoniumzouten kunnen doordiffusie het poriesysteem van het beton binnen-dringen. Daar ontwijkt het ammoniakgas en blijfthet zuur achter.Net als bij zuren wordt daarna de kalk in het betonomgezet in meestal oplosbare zouten. Nu vindt deaantasting echter van binnen uit plaats. Er resteerteen steeds poreuzer wordende massa waarin deaantasting steeds sneller kan verlopen.Ammoniumzouten kunnen voorkomen inindustrieel afvalwater. Bijzonder gevaarlijk zijnammoniumhoudende kunstmesten zoalsammoniumnitraat en -sulfaat.Het carbonaat, oxalaat en fluoride vormen de eer-der genoemde onoplosbare calciumzouten en zijndaardoor niet gevaarlijk.MagnesiumzoutenMagnesiumzoüten reageren ook zuur, maar hetalkalische deel blijft achterin het beton alsmagnesiumhydroxide. Vandaar dat belangrijkhogere concentraties dan van ammoniumzoutentoelaatbaar zijn. Magnesiumzouten kunnen eennatuurlijk bestanddeel vormen vanoppervlakte- engrondwater. Zeewater bevatruim 1000 mgMg + +Iliter en zou dus in dit opzicht als matigagressief moeten worden gerekend. In de VBT isaan zeewater evenwel een eigen milieu klassetoegekend: klasse 4.SulfatenSulfaten tenslotte zijn algemeen bekend alsveroorzaker vande beruchte sulfaataantasting.Sulfaten kunnen, ook weer door diffussie, hetporiesysteem binnendringen. Daar aangekomenreageren ze met bepaalde cementhydraten ondervorming van zeer volumineuze kristallen. Hetbeton wordt daardoor vanbinnenuit verpulverd.Sulfaten kunnen in alle natuurlijke wateren voorko-men; water uit de Noordzee bevat ruim 2000mgS04 /liter. Ook in industrieel afvalwater komenvaak sulfaten voor. Uiteraard zijn ammonium- enmagnesiumsulfaat extra gevaarlijk.Combinaties van schadelijke bestanddelenDe laatste opmerking brengt ons op de vraag hoeeen combinatie vanschadelijke factoren moetworden beoordeeld. NEN 5996 geeft als richtlijndat bij meerdere factoren de hoogste agressi-viteitsklasse maatgevend is. Liggen twee of meerwaarden in dezelfde klasse, dan is het verstandigom de agressiviteit een niveau hoger te nemen,zeker wanneer de concentraties ten opzichte vande aangegeven grenzen aan de hoge kant liggen.Er zijn nog andere redenen waardoor de kenschet-sing van een bepaald milieu zwaarder (of soms ookminder zwaar) uitvalt. De keus moet een klassehoger vallen wanneer:de betontemperatuur hoger dan normaal is;- het beton onder een hogere druk verkeert(bijvoorbeeld beton op grote diepte in zeewater);- er erosie optreedt door snelstromend water;er concentratie vanschadelijke stoffen optreedtten gevolge van een combinatie vancapillaireopzuiging en verdamping.De agressiviteit is kleiner wanneer het water incontact met het beton praktisch stil staat, bevoch-tiging niet continu plaats vindt (het geval bij regen-water) of de temperatuur lager dan normaal is.Bovenstaande nuanceringen tonen aan dattoepassing van deze norm de nodige deskundig-heid en ervaring vereist en er niet voor allemogelijke situaties een kant-en-klaar recept kanworden gegeven. Aan de andere kant moetworden beseft dat de omschreven omstandig-heden ook niet elke dag voor zullen komen.Agressieve gronden en gassenBehalve over waterige oplossingen gaat NEN 5996ook over agressieve gronden en gassen. Nu zijngronden en gassen op zichzelf niet agressief, maarze kunnen dat wel zijn bij aanwezigheid vanwater.Droge grond is dus niet agressief; de aantastingverloopt via het bodemwater. Analyse van datwater geeft daarom de beste beoordeling van deagressiviteit van dit milieu. Wanneer het nemenvan een grondwatermonster echter moeilijkhedenoplevert zal de grond zelf moeten worden onder-zocht. Bepaald moeten dan worden de zuurgraad(volgens de methode van Baumann-Gully), hetgehalte aan sulfaten en het gehalte aan sulfiden.Verbrandingsgassen en afvalgassen van deindustrie kunnen uitgedroogd beton diepindringen. Na oplossen in het poriewater kunnenze dan hun agressieve werking vertonen. Deinvloed vanzwaveldioxide en zwavelwaterstof indit opzicht is al genoemd.Organische verbindingenOok bepaalde organische verbindingen kunnenbeton aantasten. De organische zuren zijn algenoemd. Een aparte groep vormen oliën envetten. Minerale oliën en vetten zoals petroleum,benzine en smeerolie, zijn weinig agressiefwanneer het zuur- en fenolgehalte laag is.Plantaardige en dierlijke oliën en vettendaaren-tegen reageren met de kalk in het beton. Hoeweldeze materialen buiten het kader vande normvallen, geeft NEN 5996 in een bijlage het adviesom, bij aanwezigheid van deze stoffen, een water-cementfactor kleiner of gelijk aan 0,50 aan tehouden.3BETONlEK verschijnt 10 x per jaar.Abonnementsprijzen per jaar, inclusief verzamelbandvoor 3 jaargangen (incl. 6% BTW):Nederland. Nederlandse Antillen, België f 18,50overige landen f 29,ISSN 0166-137x4administratie:postbus 3011,5203 DA 's-Hertogenboschtelefoon (073) 401231Abonnementen lopen per kalenderjaar. Aan het eindvan een kalenderjaar wordt het abonnement auto-matisch verlengd, tenzij het abonnement vóór1 december schriftelijk wordt opgezegd.