1juni 2003Op welk niveau je een cursus over beton volgt, allemaal beginnen ze metde uitleg over de goede samenwerking tussen het beton en wapenings-staal. De combinatie van eigenschappen van staal en beton maakt datde constructie voldoende draagkracht bezit. Het beton zorgt voor hetopnemen van de drukkrachten, het wapeningsstaal neemt de op deconstructie werkende trekkrachten voor zijn rekening.Wanneer staal,en dus wapeningsstaal, niet afdoende wordt beschermd tegen vochten zuurstof kan het staal roesten en verliest het uiteindelijk zijn functie.Eén van de pijlers onder de goede samenwerking tussen beton enwapeningsstaal is de beschermende functie die het beton heeft tenaanzien van het roesten van de wapening.Dat deel van de constructie, dat hierbij de belangrijkste rol vervult,noemen we de dekking. En specifiek over dat deel van de constructieen het realiseren daarvan gaat deze B e t o n i e k .Houd afstand!E i g e n s c h a p p e nUitvoering26I2Zoek dekking! Dat zou misschien een nog mooieretitel voor deze aflevering kunnen zijn. Een titel meteen dubbele bodem. `Zoek dekking' betekent het opzoek gaan naar de juiste wijze om het wapenings-staal voldoende dekking te geven. Wanneer debetondekking heeft gefaald, is het wapeningsstaalniet langer beschermd. Het wapeningsstaal kangaan roesten en delen van de betondekking kunnenna verloop van tijd van de betonconstructie afval-len. Wanneer dat het geval is, geldt dus letterlijk:zoek dekking!Toch is gekozen voor de titel `Houd afstand!', wantdaar draait het uiteindelijk om in deze aflevering.De kwaliteit van de betondekking is afhankelijk vantwee parameters:· De kwaliteit van het beton zelf;· de dikte van de dekking.Over de kwaliteit van beton wordt in B e t o n i e kregelmatig geschreven, daar zullen we het indeze aflevering dus niet over hebben. Centraal staatde afstand van de buitenzijde van het beton tot aande wapening; de dikte van de dekking.We beginnen deze aflevering met het opfrissenvan de kennis over het belang van een goede dek-king. Vervolgens gaan we in op de regelgeving tenaanzien van de dikte van de dekking. Tot slot gaanwe in op de afstandhouders zelf, de materialen ende verschillende typen.Rol van de dekkingDe betonconstructeur is degene die, mede aan dehand van de betonvoorschrifen, bepaalt hoe dikde dekking op de wapening moet zijn. Naast debeschermende rol van het beton ten aanzien vanhet roesten van de wapening, heeft de betondek-king tevens tot doel om de krachten in hetwapeningsstaal goed naar het omliggende betonover te dragen en om de brandveiligheid van deconstructie te bevorderen.De grootte van de benodigde betondekking is ondermeer afhankelijk van:· De dichtheid van het beton;· de kwaliteit van de uitvoering;· het milieu waaraan het beton is blootgesteld;· de belangrijkheid van het onderdeel ten aanzienvan de veiligheid van de constructie.De beschermende functie van beton ten aanzienvan het voorkomen van roesten (corroderen)van wapeningsstaal wordt voor het grootste deelontleend aan het alkalische milieu van het beton.In de cementsteen van beton is heel veel vrije kalk,Ca(OH)2, aanwezig. Deze vrije kalk zorgt voor eenhoge pH-waarde van het poriewater. Bij een pH-waarde van meer dan 12,5 wordt het betonstaalgepassiveerd. Passivering wil zeggen dat aanhet staaloppervlak een dun maar dicht en goedhechtend laagje ijzeroxide wordt gevormd, welkehet betonstaal tegen corrosie beschermt.Deze passivering van het staal in beton kan doortwee oorzaken verloren gaan:· Verlaging van de pH-waarde als gevolg vancarbonatatie;· overschrijding van het kritische chloridegehalte.Met name chloriden kunnen hierbij een vervelenderol spelen, omdat ze de passiveringslaag door-breken. Deze aantasting berust op het feit datijzerchloride een redelijk goed oplosbare verbindingis. Als er voldoende chloride-ionen in het poriën-water rond de wapening aanwezig zijn, wordt depassiveringslaag lokaal opgelost waardoor hetbetonstaal mogelijk kan gaan roesten. De snelheiden de mate waarin chloriden door de betondekkingbinnendringen en de wapening bereiken, is afhan-kelijk van de cement soort het cementgehalte,de water-cementfactor en de nabehandeling.Hoeveel tijd die chloride-ionen nodig hebben omuiteindelijk bij het betonstaal te komen is vervol-gens afhankelijk van de dikte van de betondekking.De aanwezigheid van chloriden speelt hoofd-zakelijk een rol bij toepassingen van beton inmilieuklasse 3 en 4.Carbonatatie van beton treedt echter overal op,behalve onder water. Reden dat we het carbo-natatieproces wat uitgebreider behandelen.Het oppervlak van het beton staat altijd bloot aanzijn omgeving.Door inwerking van koolzuur uit de lucht, CO2,wordt de vrije kalk in de buitenhuid van het betonomgezet in een calciumcarbonaat volgens dereactie: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O.Deze omzetting noemen we carbonatatie.Als gevolg van deze reactie daalt de pH-waarde vanhet beton van 12 à 13 naar 8 à 9. De omzetting kanalleen in een waterig milieu plaatsvinden. Koolzuurkan daarentegen uitsluitend binnendringen als deporiën open zijn, dus uitgedroogd. Carbonatatietreedt alleen op onder drogende omstandigheden,dus niet onder water!Bij een pH-waarde van 8 à 9 is de passiveringslaagniet meer stabiel en breekt af. Het betonstaal wordtdan niet meer afdoende beschermd en kan gaanroesten bij voldoende aanwezigheid van water enzuurstof. Zolang het carbonatatiefront de wapeningnog niet heeft bereikt, is het wapeningsstaalafdoende beschermd.Uitgebreid onderzoek uit de jaren tachtig, geeft aandat bij betonconstructies, die zijn blootgesteld aanweer en wind, het carbonatatiefront weliswaarvoorbij de wapening kan liggen maar dat de vocht-wisselingen zich in de buitenhuid beperken tot debuitenste 10 tot 15 mm [1,2]. Zoals uit figuur 1 isaf te leiden, zullen vanaf een bepaalde diepte geenvochtwisselingen meer optreden. In het onderzoekis uitgebreid gekeken naar de relatie tussen debetonsamenstelling, cementsoort, water-cement-factor en gehalte aan fijne toeslagmaterialen ende maximale diepte waarop de externe vocht-wisselingen nog merkbaar zijn.juni 20032B e t o n i e kDe mate van uitdrogen en weer verzadigd raken isimmers afhankelijk van de kwaliteit, beter gezegdde permeabiliteit van de betondekking.Verrassend is echter dat de betonsamenstellingvan ondergeschikt belang is ten aanzien van dediepte waarop nog vochtwisselingen wordenwaargenomen. Wel wordt de hoeveelheid waterdie in de dekkingslaag wordt opgenomen beïnvloeddoor de betonsamenstelling.Verder wordt opgemerkt dat het onderzoek beperktis gebleven tot een maximale water-cementfactorvan 0,65 (maximaal toegestaan voor gewapendbeton in milieuklasse I) en dat de onderzochteproefstukken volgens de voorschriften zijnnabehandeld.juni 2003B e t o n i e k31 Wisselingen in vochtgehalte in de betondekking ten gevolgevan natte en droge periodes2 Vochtgradiënt en carbonatiefront. De wapeningsstaaf diezich het dichtst bij het betonoppervlak bevindt, ligt in degevarenzone voor corrosieconstructiedeel betondekking in mm toeslagen in mmmilieuklasse milieuklasse milieuklasse nabewerkt Oncontroleer- ?'ck