-POSTBUS 3011s 5203DA'S HERTOGEN BOSCHVlamstralen vanbetonAls het nodig is een betonconstructie van eenbeschermingslaag te voorzien, moet het oppervlakveelal vooraf worden gereinigd en opgeruwd. Dit ismogelijk door middel van vlamstralen. Indezeaflevering vindt u een praktijkgerichte beschouwingover wat wel en wat niet mogelijk is met deze techniek.met name in de BondsrepubliekDuitsland, met goed resultaattoegepast. Door vlamstralenwordt het buitenste laagje betonvan 0,5 tot 3 mm verwijderd.Het doel hiervan iseen beton-oppervlak te verkrijgen alsgeschikte ondergrond voor eenaan te brengen deklaag. Afwiî-kende toepassingen zijn hetbereiken van een bepaaldeoppervlakstructuur om estheti-sche redenen of een zekereoppervlakruwheid in verbandmet gebruikseisen.Planmatigonderhoud vangebouwen en constructies isineconomisch opzicht vangrootbelang. Daarom is het verstandigalle gebouwonderdelen tetoetsen op hun feitelijke onder-houdsbehoefte. Ook inspectievan de betonconstructie komthierbij aan de orde. Eventuelegebreken kunnen zodoende ineen vroeg stadium wordenonderkend, waardoor tiîdigmaatregelen kunnen wordengetroffen. Wel groeit daarmeede behoefte aan meer kennis vanreparatie- en onderhoudsmoge-lijkheden van betonconstructies.Indit kader past aandacht aanvoorbewerkingstechnieken vanhet betonoppervlak. Een vandeze technieken isvlamstralen.rom vlamstralen?Vlamstralen iseen specialebewerkingstechniek van hetbetonoppervlak. Deze techniekwordt reeds meer dan 20 jaar;Vlamstralen kan een alternatiefzijnvoor andere mechanischeoppervlakbehandelingen, zoalsgrit- en waterstralen en bouchar-deren. Indien betonoppervlakkenernstig ziîn verontreinigd door inde poriën ingedrongen stoffen, isvlamstralen vaak de enige moge-lijkheldom het buitenste laagjevan het oppervlak te verwijde-ren. Benadrukt wordt echter dathet vlamstralen niet is bedoelden ook niet kan worden toege-past als alternatief voor hetweghalen van de dekking op deoktober 1989wapening bij reparatie van beton-schade door wapeningscorrosie.principe van de techniekHet principe van het vlamstralenvan beton berust op het plaatse-lijkzeer snel toevoeren van eengrote hoeveelheid warmte aanhet betonoppervlak.Dit houdt in het opwarmen totboven 1500 oe en weer afkoelentot beneden 250 oe binnen 10seconden.Beton iseen slechte warmtege-leider.De ingebrachte warmteblijftdaardoor geconcentreerdin een laagjevan enkele milli-meters aan het betonoppervlak.Inde buitenste zone van 0,5 tot2 mm hebben smeltprocessenplaats bijeen temperatuur hogerdan 1500 oe. Bij sommige mine-rale bestanddelen ontstaanstructuurveranderingen gepaardmet volumevergroting, bijvoor-beeld kwartsomzettingen bij575 oe. Door de inwendigespanningen ten gevolge vanvolumevergroting en grotetemperatuurverschillen springthet buitenste laagjebeton los.Een bijkomend effect van dehoge temperatuur aan het beton-oppervlak isdat eventueelaanwezige coatings en verontrei-nigingen,zoals olie en mosgroei,eveneens worden verwijderd.Over een groot deel van hetoppervlak blijfthet gevlam-straalde betonlaagjenog wel eengeringe binding met de onder-grond houden. Mechanischenabehandeling met bijvoorbeeldroterende staalborstels isdanook nadrukkelijk vereist om hetlosgemaakte betonlaagjevolledigte verwijderen.I 1-21 Vlomstralen opverticale enhorizontale vlakken, met gebruik vaneenhandbrander respectievelijk eenmachinale branderen en apparatuurAls brandgas voor het vlam-stralen van beton wordt toege-past acetyleen of een menggasvan methylacetyleen en propa-diëen. De menggassen worden ingestabiliseerde vorm toegepastonder de namen mapp, tetreenofapachi.De vlamtemperatuur van acety-leen is iets hoger dan die van hetmenggas. Deze is respectievelijk3170 °C en 2940 oe. Bijeenjuiste mengverhouding van hetbrandgas en zuurstof ontstaateen vlam van hoge temperatuuren met een groot energetischvermogen. Dat wil zeggen datper tijdseenheid veel calorieënvrijkomen. De 'thermischeschok' treedt hierdoor maximaalop, zodat het effect van hetvlamstralen optimaal is.In de apparatuur kan onderscheidworden gemaakt tussen hand- enmachinale branders. De hand-branders kunnen een breedtehebben tussen 50 en 250 mmoDeze branders worden voorna-melijk ingezet bij het vlamstralenvan verticale vlakken, hoekige-vormen en de onderzijde vanhorizontale constructiedelen.Machinale branders hebben eenbreedte van 500 of 750 mmoDeze branders worden voor-namelijk ingezet op het boven-oppervlak van grotere horizon-tale constructiedelen (foto's /-2).Het specialistische karakter vandeze techniek heeft ertoe geleiddat de leveranciers van de gassenin ons land mede de geschikteapparatuur leveren. Minstens zobelangrijk is, dat zij ook detechnische begeleiding kunnengeven voor een goede en veiligetoepassing van de apparatuur.hanische nabehandelingZoals eerder vermeld, moetenna het vlamstralen van beton deloszittende delen van het beton-oppervlak worden verwijderd.De hiervoor meest toegepastemechanische methoden zijn:- borstelen met de roterendestaalborstel;boucharderen;grit- of waterstralen;hameren met een naald-bikhamer;handmatig bewerken met destaalborstel bij plaatsen diemet een machine niet bereik-baar zijn.De eerste twee methodenworden het meest toegepast. Nahet verwijderen van de loszit-tende delen dient het oppervlakstofvrij te worden gemaakt doorborstelen of met behulp vanperslucht, voordat een eventueledeklaag wordt aangebracht.mstralen en deondergrondDe dikte van de verwijderde laagbeton, ook wel destraaldieptegenoemd, wordt voornamelijkbepaald door de voortbewegings-snelheid van de brander.Verder speelt het vochtgehaltevan het beton een rol. Een deelvan de toegevoerde warmtewordt immers verbruikt voor deverdamping van het water.Daarnaast is water een beterewarmtegeleider en heeft het eengrotere warmtecapaciteit danlucht. Het effect van de ther-mische schok wordt hierdoorverminderd. Voor het verkrijgenvan het goede vlamstraaleffectbij vochtig beton betekent ditdat ongeveer 30% meer warmte-toevoer nodig is. Dit kan alleenworden gerealiseerd door eenlagere voortbewegingssnelheidvan de brander. Het gevolg is eenkleinere dagproduktie bij hetvlamstraalwerk en een hogergasverbruik.Het nadelige effect van de aan-wezigheid van vocht wordt welenigszins verminderd doordat destoomontwikkeling in het voch-tige beton het afspringen van hetbuitenste laagje beton bevordert.Microscopisch onderzoek aangevlamstraald beton heeft aange-toond dat in het achterblijvendeoppervlak microscheurenaanwezig zijn. De microscheurenlopen parallel aan het beton-oppervlak tot een diepte vanongeveer 0,5 mm en tevensloodrecht op het oppervlak toteen diepte van I à 4 mmoDeinvloed van deze sc.heurtjes opde hechtsterkte van later aan tebrengen deklagen isniet bekend.peratuurverloop in hetetenoppervlakInfiguur 3 is het gemeten tempe-ratuurverloop op verschillendeafstanden van het betonopper-vlak gegeven. De voortbewe-gingssnelheid van de brander washierbij 0,7 à 1,0 m/min. Te zien isdat de temperatuur in debuitenste laag zeer snel oploopt,een maximum bereikt en vervol-gens iets minder snel weer daalt.In figuur 4 is te zien welkemaximum temperatuur in hetbeton bereikt wordt in relatietot de afstand tot het oppervlak.Uit de figuren blijkt dat vooral inhet buitenste laagje beton overeen dikte van 0 tot 5 mm eengroot temperatuurverloopoptreedt. Op 5 mm diepte blijktTemperatuurverloop opverschillende afstanden vanhetbetonoppervlak. Aanvangstemperatuurvanhet beton 20°(,voortbewegingssnelheid vande brander0,7 à 1,0 m/min(bron: lit.2)de temperatuur niet hoger op telopen dan tot ongeveer 150°C.De invloed van het soort brand-gas, oftewel de vlamtemperatuur,op het temperatuurverloop isslechts gering. Wel van invloedzijnde aard van het toeslagmate-riaalen het vochtgehalte van hetbeton.Het temperatuurverloop in debuitenste laag beton isvooralvoor betonstaal en eventueelvoorspanstaal belangrijk. Zowelbetonstaal alsvoorspanstaalvertonen bijtoenemende tempe-ratuur tot 200°C een afname intreksterkte van minder dan10%. Pas boven een temperatuurvan 200 à 300°C begint detreksterkte van deze beidestaalsoorten sterk afte nemen.Onderzoek heeft aangetoonddat ook bijgeringe betondekkingde temperatuur in het betonstaalniet hoger oploopt dan tot150°C.Hierbij kan nog worden vermelddat dit geldt voor staven meteen diameter van 8 mmo Naar-mate de staafdiameter groter is,loopt de temperatuur minder op.Uit het voorgaande komt duide-lijknaar voren dat de voortbewe-gingssnelheid van de brander debelangrijkste factor isvoor hetbereiken van een goed resultaat.Enerzijds mag deze snelheid niette hoog zijn,omdat dan hetbeoogde effect niet wordtbereikt. Anderzijds mag dezesnelheid niet te laagzijnvanwegehet risico voor beschadigingvaneventueel aanwezig betonstaal.Inhet algemeen wordt daaromaanbevolen dat de voortbewe-gingssnelheid van de brander nietkleiner mag zijn dan 0,5 m/min.Een ander aspect isde invloedvan het vlamstralen op deaanhechtsterkte van betonstaal.Aangezien het staal een tempera-tuur boven 100°C kan krijgen enstaal een groter warmtegelei-dingsvermogen heeft dan betonkunnen plaatselijkaanzienlijketemperatuurverschillen tussenbeide materialen optreden. Deinvloed hiervan op de aanhecht-sterkte isnog niet aangetoond.htsterkte van deklagenOmdat vlamstralen wordt toege-past als voorbewerkingstechniekvoor het aanbrengen vandeklagen en coatings, ishetMaximale betontemperatuur alsfunctie vande afstandtot hetoppervlak. Aanvangstemperatuur vanhet beton20°C,voortbewegingssnelheid vande brander0,7 à 1,0m/min(bron: lit. 2)Tabel IHechtsterkte gevlamstraald beton; resultaten vanpraktijkproeven (bron: fit. 3)* L= betonplaat autosnelweg Leverkusen (druksterkte 91 N/mm2) ;H = betonplaat autosnelweg Hamburg (druksterkte 81 N/mm2) ;** gemiddelde waarde uit 14 tot 100 metingen (variatiecoëfficiënt 25 à30%).proefstuk* oppervlak-behandelingalgemeen lager dan van eengezandstraald oppervlak.Het toegepaste brandgas blijktgeen invloed te hebben op dehechtsterkte.nabij oppervlaktelaaglijm/betonin oppervlaktelaagnabij oppervlaktelaaglijm/betonische aspectenDeskundigheidUit het voorgaande is al geblekendat een verkeerde toepassing1,292,691,271,051,75hechtsterkte** breukvlak(Nzrnrn-)gevlamstraaldgezandstraaldonbehandeldgevlamstraaldgezandstraaldLLHHHinteressant te weten wat depotentiële hechtsterkte is vanhet gevlamstraalde oppervlak.Hiernaar zijn diverse onder-zoeken uitgevoerd. Tabel I geeftenige resultaten van in Duitslanduitgevoerde praktijkproeven.Deze proeven zijn uitgevoerd oponbehandelde, gevlamstraalde engezandstraalde beton-oppervlakken.Opgemerkt wordt dat de resul-taten van in diverse landenuitgevoerde onderzoeken elkaardeels tegenspreken. In hetalgemeen is men het er wel overeens dat een gevlamstraald engoed geborsteld en gereinigdoppervlak een hogere hecht-sterkte oplevert dan een onbe-handeld oppervlak. Daarentegenis de hechtsterkte van eengevlamstraald oppervlak in hetvan de vlamstraaltechniekernstige schade aan de beton-constructie kan veroorzaken.Het vlamstralen van beton moetdan ook worden uitgevoerddoor daartoe opgeleid envakkundig personeel. InDuitslandworden eisen gesteld aan hetbedrijf dat vlamstraalwerkenuitvoert. Deze eisen zijnopge-nomen in RichtlinieDVS 0302'Flammstrahlen von Beton'.Opdrachtgevers hanteren in demeeste gevallen deze richtlijn,die naar verwachting binnenenkele jaren tot DIN-norm zalworden verheven.InNederland worden momenteelnog geen eisen gesteld aan hetuitvoerende bedrijf. Het isgebruikelijk dat een dergelijkbedrijf zijnkennis inzake appara-tuur en materialen verkrijgt viade gasleverancier. De bedrijvenhebben veelal één of meerwerknemers in dienst die inWest-Duitsland een specialeopleiding hebben genoten, danwel in ons land de cursus 'Vlam-stralen van beton' vanAVAL-Lasinstituut hebben gevolgd. Aandeze laatste cursus verleent ookde Betonvereniging mede-werking.Overmatige warmtetoevoerEenpotentieel gevaar bijhetvlamstralen is een overmatigetoevoer van warmte in hetbeton. Dit kan optreden indiende brander met een te geringesnelheid wordt voortbewogenof wordt stilgehouden. IndeDuitse richtlijn isdaarom eenminimale voortbewegings-snelheid van 0,5 m/min voor-geschreven. Vlamstralen lijkt bijeen goede uitvoering ook bijgeringe betondekking nogverantwoord zijn. Hoewel inWest-Duitsland voor vlamstralenminimale betondekkingen opbetonstaal en voorspanstaal zijnvoorgeschreven, staan dezeeisen daar ter discussie.Door afspringen van de beton-dekking vrijgekomen wapenings-staal mag nooit rechtstreeks incontact komen met de vlam.Voorgespannen betonconstructiesMet het vlamstralen van voorge-spannen betonconstructies moetextra voorzichtigheid wordenbetracht. Overleg vooraf met deconstructeur iszonder meervereist. Het verdient overigensde voorkeur in alle gevallen,waarin vlamstralen wordt over-wogen, de constructeur teraadplegen.Diknatie- en kitvoegenBij de uitvoering van vlamstraal-werk moet men rekening houdenmet dilatatie- en kitvoegen.Deze voegen moeten minimaalworden afgeschermd tegen dehitte van de brander, dan wel nahet vlamstralen worden ver-vangen. Overigens dienen alleaansluitende bouwdelen, zoalskozijnen en doorvoeren teworden afgeschermd.Veiligheids- en milieuaspectenIndien het vlamstraalwerk wordtuitgevoerd door daartoe opge-leide vakmensen mag wordenaangenomen dat zijde vereisteveiligheidsmaatregelen hebbengetroffen. Dit betekent dat deflessen met brandbare gassen enzuurstof in overleg met debrandweer zijnopgesteld volgensde plaatselijkgeldende voor-schriften. Verder dienen denodige persoonlijke bescher-mingsmiddelen aanwezig te zijnen te worden gebruikt. Bij hetvlamstralen moet brandvertra-gende werkkleding wordengedragen, alsmede een helm metgelaatsbescherming.Speciale aandacht isvereist,indien beton moet wordengevlamstraald dat isverentrei-nigd met onbekende stoffen ofwaarop coatings zijnaangebracht.Door de hoge temperatuur vande vlam kunnen chemischeomzettingen plaatshebben die ingasvormige toestand gevaarkunnen opleveren voor devlamstraier of zijnomgeving.Een goede ventilatie van ruimten,waarin wordt gevlamstraald, isnoodzakelijk. Het uitvoeren vaneen proefvak van beperkteomvang met de nodige voor-zorgsmaatregelen omgeven, isaan te bevelen.luitHet vlamstralen iséén van deschoonste technieken voor devoorbewerking van betonopper-vlakken. Er treedt nauwelijksstofoverlast op, de geluidsover-last iszeer beperkt en er wordengeen schadelijke stoffen geprodu-ceerd, tenzij deze vanuit eeneventuele verflaag of verontrei-nigde ondergrond vrijkomen.Hierbij moet wel worden opge-merkt dat insommige gevallenvlamstralen de enige geschiktetechniek isom verontreinigdeoppervlaktelagen te verwijderen.Ylamstralen isniet alleen geschiktalsvoorbereiding voor hetaanbrengen van een deklaag.Vlamstralen kan ook wordentoegepast om esthetische rede-nen. Tenslotte kan vlamstralenom functionele redenen wordenoverwogen. Dit betreft danJJJJJJJJJaJJJJJJJJvooral het verbeteren van destroefheid van een vloer of eengedeelte van een vloer (foto 5).Bezien vanuit de betontechniekresten nog twee vragen waaropeen antwoord moet wordengevonden. Dit betreft ten eerstede kwaliteit van de toplaag vanhet beton na het vlamstralen enna zorgvuldig schoonborstelen,met het oog op de hechtsterktevoor aan te brengen deklagen encoatings. Ten tweede moetduidelijk worden wat de invloedisvan de ingebrachte warmte opde aanhechtsterkte van betonaan de wapening.InCUR-verband wordt naarbeide aspecten momenteelonderzoek verricht. Tevenswordt gewerkt aan een Neder-landse richtlijn. Deze zal naarverwachting medio volgend jaarverschijnen in de vorm van eenCUR-aanbeveling.Hierisvlamstralen toegepast voorhet verkrijgen van een stroefloopvlakopeen betonnen galerijToepassing vanvlamstralen bijderenovatie vaneen overdekt zwembad.Met deze bewerking wordt de coatingverwijderd enhet betonoppervlakgereedgemaaktvoor het aanbrengenvaneen nieuwe beschermlaagratuur= """'I. CUR.rapport 89-4, Vlamstralen van beton; CUR, Gouda, 19892. Richtlinie DVS0302, Flammstrahlen von Beton; Deutschen Verbandfür Schweisstechnik, Düsseldorf, 19853. Lühr en Schubert, Ausbesserung ven Altbetonflächen durchFlammstrahlen und anschliessende Besichtung; StraBe undAutobahn1975 nr.8In onze volgende uitgave:Het stortplanVoor het efficiënt uitvoeren van een betonstort. iseen stortplannoodzakelijk. Hoe komt een stortplan tot stand en wat moet erallemaal instaan? Betoniek 8/ 10geeft de antwoorden.ofonBETONlEK iseen praktijkgerichtvoorlichtingsblad op het gebiedvan de betontechnologie enverschijnt 10 keer per jaar.Redactie:tel. 073 - 40 I 225Abonnementen:tel. 073 - 40 I 231Abonnementsprijzen per jaar,inclusiefverzamelband voor 3jaargangen:Nederland, Nederlandse Antillenen België f 20,50andere landen f 33,-Uitgave:Vereniging NederlandseCementindustrie (VNC),Postbus 301 I,5203 DA 's-HertogenboschAbonnementen lopen perkalenderjaar. Aan het eind vaneen kalenderjaar wordt hetabonnement automatischverlengd, tenzij voor I decemberschriftelijk wordt opgezegd.De hièrnaast vermeldeabonnementsprijzen geldenvoor 1990.Overname van artikelen enillustraties istoegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.