nlDuurzaamheidCoatings betonCoatinglagen van steenachtige ondergronden, zoals beton,afbladderen of loskomen, zijn vaak aanleiding tot onderhoudswerk-zaamheden. Als oorzaak van het loskomen van de coating wordt vaakgewezen op water dat achter de coating is terechtgekomen.Waterkan echter nooit alleen de oorzaak zijn. Er is altijd een combinatievan factoren in het spel. Deze Bet 0 n i e k gaat in op oorzaken enachtergronden van het loskomen van coatings.Betonconstructies zijn sterk en duurzaam. In demeeste gevallen is het dan ook niet nodig aanvul-lende beschermingsmaatregelen te treffen. Tochkunnen bepaalde omstandigheden aanleiding zijnom beton van een coating te voorzien, bijvoorbeeld:" als functionele afdichting tegen vocht bijgescheurde ofporeuze betonoppervlakken:" voor het beschermen van betonoppervlakkentegen chemische aantasting;om een fraai uiterlijk te krijgen. Met een coatingkan kleur, glans en structuur worden aange-bracht. Ook is het mogelijk scheuren te camou-fleren ofhet 'lappendeken-effect' bij plaatselijkebetonreparaties te verhullen;voor het antislip maken van te gladde,geprefabriceerde galerijvloerelementen.Een coating kan deze functies duurzaam vervullenals er een blijvend goede hechting is aan het onder-liggende beton. Daarom moet de ondergrond bijhet aanbrengen voldoen aan bepaalde eisen.april 1998In Bet 0 n jek 10/28 'Vast en zeker' hebben webelangrijke basisprincipes voor een goede hechtingbehandeld. Deze principes gelden ook voor het aan-brengen Van coatings op beton. Een bijzonder aan-dachtspunt daarbij is de vochtconditie van deondergrond.IaVocht in de constructie wordtvaak ten onrechte aangewe-zen alsenige oorzaak voorhetloskomen van coatinglagen.Dampspanning enhet loskomen van een coating wordtin de aanwezigheid van vocht in de con-Toch is dit maar ten dele waar. Sterker nog,alleen kan nooit de reden zijn dat een goedhechtende coating loskomt.Alswater de enige oorzaakvan de onthechting zouzijn, moeten we grote vraagtekens plaatsen bij deoorspronkelijke hechting van de coatinglaag en dusbij de eerder uitgevoerde werkzaamheden. De damp-spanning onder de coating kan immers nooit hogerworden dan de maximale dampspanning die hoortbij de ter plaatse heersende temperatuur. Bij40 oeisdeze minder dan 0,1 atmosfeer, ofwel 0,01 Njmm'.Dit is vele malen lager dan de vereiste hechtsterktevan een coatinglaag!Ook als er sprake is van waterdruk op het beton,zoals bij keerwanden, betonbuizen en -putten, zalde hydraulische druk gewoonlijk nooit zo grootkunnen worden dat een coating, die zich aan deniet door water belaste zijde van de constructiebevindt, wordt afgedrukt.Zelfs als er een waterkolom van 10 meter zou staanen het beton geen drukvereffenende werking zouhebben, bedraagt de druk maximaal 0,1 Njmm'.Ook dit is vele malen minder dan de hechtsterktedie we van een goede coating mogen verwachten!CoatingsCoatings wordenin de vloeibare faseophet betonoppervlakaangebracht en dringenniet of slechts beperktin het oppervlak.Hetzijn dus beschermsystemen diezichhoofdzakelijk op hetoppervlak bevinden. Erbestaatverwarring overhet gebruikvan determ 'coating'of 'verf. Tussen beidetermenbestaatgeeninhoudelijk verschil. In de betonreparatiebranche is 'coating'het meestgangbaar, vooral waar hetgrotere laagdiktenbetreft.Opbasisvan het drogings- of uithardingsmechanisme onder-scheiden wefysisch en chemisch drogende coatings.Bet 0 n i e kapril 19982Hechting en waterbetekent niet dat water nooit problemen ople-Problemen kunnen ontstaan als:op het moment van aanbrengen een vochtfilmaanwezig is;tijdens de uitharding van de coating vocht op hetgrensvlak van coating en ondergrond ontstaat.Coatings zijn veelal kunstharsgebonden producten.Ze hebben als kenmerk dat ze een oppervlakgoedkunnen bevochtigen. Dit in tegenstelling tot water,dat bijvoorbeeld door een volledig droog materiaalniet direct wordt opgenomen. Water blijft daaropeerst als een druppel staan. Denk maar aan hetsproeien vaneen uitgedroogd plantsoen. Daar staattegenover dat water wel gemakkelijk indringt als ereenmaal vocht in de ondergrond ofop het grensvlakaanwezig is.Water heeft een veel grotere affiniteitmet het betonoppervlak dan een kunsthars. Waarwater zit, komt geen kunsthars. Een waterfilm ophet grensvlak ten tijde van het aanbrengen van eencoating is dan ook funest. Daarom wordt meestalgeadviseerd coatings alleenaan te brengen als deoppervlaktetemperatuur van de ondergrond ten min-ste drie graden hoger is dan de temperatuur waarbijhet in de lucht aanwezige vocht op het oppervlakcondenseert.Een droog oppervlak tijdens het aanbrengen van decoating is nog geen garantie voor het uitblijven vanproblemen. In bepaalde jaargetijden kan direct nahet aanbrengen en tijdens de doorharding conden-satie achter de coating ontstaan. Dat gebeurt alleenwanneer de ondergrond vocht bevat. Het even-wichtsvochtgehalte van steenachtige materialen iszodanig, dat er altijd vocht in deze materialen aan-wezig zal zijn. In het voor- en najaar kan een pasaangebrachte coating overdag sterk drogen. In deavond koelt de verse coatinglaag sterk af. Doordatde coatinglaag het oppervlak afsluit, kan het vochtin de ondergrond niet weg en condenseert.Bij het coaten moet dus niet alleen worden gekekennaar vocht op het grensvlak. maar ook naar hetvocht in het te coaten materiaal. Belangrijk daarbijis dat tijdens de doorharding van de aangebrachtelaag de coating en primer- ofhechtlaag niet in aan-raking komen met vocht.Fysisch drogende coatingsBijlYsisch drogende coatings verloopt dedroging/verhardinguitsluitenddoorverdamping van deoplos- en verdunnings-middelen. Erzijn tweegroepenlYsische coatings,Bijdeeerste groepbestaathet bindmiddeluit kleine, bolvormigedeeltjes die rondzweven in eenwaterige oplossing (dispersie ofwatergedragen coating). Als het waterverdampt, vloeien de deel-tjesineenen vormen deverffilm.Ditis eenonomkeerbaar pro-ces, omdat hetbindmiddelniet is opgelost maar gedispergeerd.Bijde tweede groepis het bindmiddelopgelost in eenorganischoplosmiddel, bijvoorbeeld terpentine of xyleen. Tijdens hetdrogen, verdampthet oplosmiddel en vormtzicheenbindmid-delIaag, waarin depigmentenzijn opgesloten. Aangeziendemeesteoplos- enverdunningsmiddelen ondernormaleomstan-digheden zeervluchtigzijn, verloopt dedrogingsnel. Dedrogeverflagenkunnen, ookna langere tijd,weervolledig wordenopgelost in het oorspronkelijke oplosmiddel. Daarom wordtdezelYsische drogingeenomkeerbaar proces genoemd.goed gehechte coatinglaag kan toch loskomen.Bijvoorbeeld door zoutvorming. vorstschade, osmo-en natuurlijk ook door mechanische beschadi-De drie eerstgenoemde oorzaken zullen weverder toelichten.ZoutvormingBij dampdoorlatende coatings is transport van(water)damp mogelijk. Als in het getransporteerdewater vanuit het beton zouten zijn opgelost, hopendeze zich op achter de coatinglaag. Water kanimmers door deze laag heen verdampen, zoutenniet. Zij groeien uit tot zoutkristallen, krijgen eengroter volume en gaan een steeds grotere druk uit-oefenen op de coating. Deze kristallisatiedruk kaneen veelvoud zijn van de hechtsterkte van een goedhechtende coating. Het gevolg is dat de coatingwordt losgedrukt. Kenmerkend voor dit schade-beeld is de aanwezigheid van een witte, pluisachti-ge laag achter de losgekomen coating.VorstschadeBij bevriezen neemt het volume van water metongeveer 9% toe. Als het water direct achter decoatinglaag bevriest, brengt de volumevergrotingvan het ijs grote krachten met zich mee. De coatingBet 0 n i e k april I 9983Chemisch drogende coatingsBijchemisch drogende coatings ontstaatdeverharding door:· eenchemische reactie tussenhet bindmiddelen eenharderoftussen de bindmiddelen onderling;· opnamevan vochtuit de omgevingof uit het beton, dezoge-noemdevochtuithardende of 'moisrure-cnrtng' systemen;· eenchemische reactie met zuurstof uit deomringende lucht,dezogenoemde oxidatiefofluchtdrogende systemen. Hierbijis vaak eenkatalysatornodig.Deaanwezige oplos- enverdunningsmiddelen zullenmoetenverdampen voordatde eigenlijke uithardingbegint.Deuitge-hardelaag van chemisch drogende producten is nietmeerinhet oorspronkelijke oplosmiddel oplosbaar. Daarom wordtdechemische drogingeenonomkeerbaar proces genoemd.wordt veelal samen met de buitenhuid van hetbeton losgedrukt.OsmoseBij osmose ontstaan 'bobbels' in de coating, waar-achter zich vocht heeft verzameld (foto 2).11 Osmose is in staat zelfsde besthechtende en starreafwer-king kapot te drukken.Erontstaan blaasjes waarachterzich waterheeftverzameld.Osmose ontstaat doordat de natuur streeft naarevenwicht in de concentratie van stoffen. Misschienkent u dit proefje: ondereen glazen stolp wordt eenbakje met een zoutoplossing en een bakje met zui-ver water geplaatst. Naar verloop van tijd is de zout-concentratie van de zoutoplossing gedaald.Niet doordat er zout verdwenen is, want zout kanzich niet door de lucht verplaatsen. Water kan datwel, namelijk in de vorm van waterdarop. Via aan-voervan water(darop) van het bakje roet zuiverwater naar het bakje roet de zoutoplossing trachtde natuur de plaatselijk hoge concentratie te verla-gen. Een dergelijk proces vindt ook plaats door eensemi-permeabelecoatinglaag. Semi-permeabel bete-kent dat de coatinglaag voor de ene stofwel door-laatbaar is roaar voor de andere niet. Zo laten veelcoatings wel in bepaalde mate waterdamp door,roaar bijvoorbeeld geen zouten (figuur 3).Bestanddelen coatingEen coatingbestaatuit:bindmiddel, pigment,vulstofen oplos-middel, verdunningsmiddel enhulpstof Hoe dezecomponentenzichverhouden, is afhankelijkvan het typebindmiddel, de wijzevan applicatieen de gewenste eigenschappen.BindmiddelHetbindmiddelbindt deverschillende stoffenin de coatinglaag,vonnt hienneeeendoorgaande film en brengtde hechting metde ondergrond tot stand.Hetbindmiddel is dusperdefinitie nietvluchtig. Hettypebindmiddel bepaaltin grotemate de maniervandroging, desoortendehoeveelheid benodigd oplosmiddel,de doorlatendheid voorgasenvocht, deelasticiteit ende trek-sterkte, de slijtvastheid, de.chemischebestandheid, deglans,dehechtsterkteenderesistentietegenweersinvloeden. Voor toepas-singopbetonworden devolgende bindmiddelen gebruikt: bitu-men,epoxy, polyurethaan, polyeste;silicaat (waterglas), aerylaat,chloorrubber, vinylcopolymeren en andere synthetische rubbers.PigmentEen pigment is eenonoplosbare, poedervormige stof diein gedis-pergeerde toestandwordtgebruikt.Een pigmentgeeftkleurendekkrachtaan eencoating. Verder kan eenpigment bijdragenaan deWbestandheid en de sterkte. Bekende pigmentenzijntitaanwit, zinkchromaatenijzeroxiden.VulstofEen vulstof,ookwelaangeduidmet de term 'versnijder' of'extender', is eeninerte,fijne stof Vulstoffen verhogendebestandheid van de coatingtegenwateren chemicaliën enBet 0 n i e kapril 1998in coatinglaagdoorosmotische druk111Schematische voorstelling van de werkingvan osmose bijeencoatinglaag opeensteenachtige ondergrondbeïnvloeden de dekkracht nauwelijks. Verder hebben ze effect opde laagdikte, de hardheid, de glansen de Veelgebruikte vulstoffenzijn carbonaten, silicaten endioxide (steenmeel).Oplos- en verdunningsmiddelEen oplosmiddel is eenuit éénofmeercomponenten bestaandevloeistofwaarin het bindmiddelvan de coatingis opgelost ofgedispergeerd. Hetoplosmiddel verdwijntna het aanbrengen.Een verdunningsmiddel is eenuit éénofmeercomponentenbestaande vloeistof, diede oplossing verder verdunt. Hetdientslechts omeenbetere vloei- en(spuit)verwerkbaarheid te verkrij-gen.Vaakzal het oplosmiddel tevensdienstdoenalsverdun-ningsmiddel.Demeeste oplos- en verdunningsmiddelen verdwijnen tijdenshet drogen uit de coating. Bijsommigetypen bindmiddelishet oplosmiddel reactiefenwordthet middelgedeeltelijk in destructuurvan de coatinggebonden. Vroeger warenveel verfpro-ductenopgelost in koolwaterstoffen en andere milieubelastendestoffen. Door de toegenomen aandachtvoorhet milieukomenersteeds meerproducten diein waterzijn opgelost ofgedisper-geerd. Ook zijn erproducten op de markt gekomenmet eenlagergehalteaan oplosmiddel eneenhogergehalteaanvastestof Deze wordenookwel'high-solid verven' genoemd.HulpstoffenEen hulpstofis eenstofdiein kleinehoeveelheden wordttoege-voegd omhet productieproces te vergemakkelijken of bepaaldeeigenschappen van de coatingte verbeteren. Voorbeelden zijndroogmiddelen envloeimiddelen.4Voorwaarde voor osmose is dat er sprake moet zijnvan concentratieverschillen tussen in water oplos-bare stoffen. Dus stoffen die wel in het beton zitten,maar niet aan de buitenzijde van de coating aanwe-zig zijn. Deze concentratieverschillen kunnen ont-staan door het gebruik van reinigingsmiddelenwaarvan restanten achterblijven op het oorspronke-lijke oppervlak van de ondergrond. Het resultaatvan de osmotische werking is dat onder de coatingplaatselijk grote waterdrukken worden opgebouwd.Deze druk wordt osmotische druk genoemd.Voordat we een coating aanbrengen, moeten wehet vochtgehalte van de ondergrond beoordelen.Daarvoor hebben we de keuze uit vijf methoden:de gravimetrische methode, de calciumcarbidme-thode, weerstandmeting, optische beoordelingen nagaan ofer na afdekken condensvormingoptreedt.Bij de gravimetrische methode bepalen we hetvochtgehalte van het materiaal door weging.Een monster van het materiaal wordt direct nade monstername gewogen en vervolgens gedroogdtot een constante massa. Het drogen gebeurt door-gaans in een oven bijeen temperatuur van 105 oe.Na droging wordt het monstermateriaal opnieuwgewogen. Daarna kunnen we het vochtgehalte uit-rekenen door het massaverschil tussen het niet-gedroogde en het gedroogde monster te delen doorde massa van het gedroogde monster (vochtgehalteten opzichte van droge massa). Deze bepalingswijzegeeft, mits goed uitgevoerd, de meest betrouwbareuitspraak over het vochtgehalte van het materiaal.De calciumcarbidmethode (CM) is gebaseerd opde druk die ontstaat als water reageert met carbid,een reactie waarbij acetyleengas wordt gevormd.Bijdeze methode doen we een hoeveelheid van hette beoordelen materiaal in een stalen fles. In de flesstoppen we bovendien een stalen kogel en een gla-zen buisje met daarin een afgewogen hoeveelheidcarbid. Vervolgens sluiten we de fles af met een dopwaarop een manometer is aangebracht. Door deBet 0 n jek april 19985fles vervolgens krachtig te schudden, breekt hetglazen buisje en komt het carbid vrij. Dit reageertvervolgens met het water in het materiaal. Daarbijvormt zich acetyleengas waardoor de druk in defles stijgt. We kunnen deze druk op de manometeraflezen en via tabellen herleiden tot een vochtge-halte. De carbidmethode is een praktisch hanteer-bare meetmethode waarmee in de praktijk snelresultaten zijn te behalen.Weerstandmeting is gebaseerd op het principe dateen vochtig materiaal elektriciteit beter geleidt daneen droog materiaal. De elektrische weerstand isdus een maat voor het vochtgehalte van een materi-aal. Er zijn inmiddels verschillende apparaten inomloop voor het meten van de elektrische weer-stand. Een groot voordeel van weerstandmetingenis dat we ze snel kunnen uitvoeren, zonder hetoppervlak te beschadigen. Nadeel is dat de meetre-sultaten niet altijd even betrouwbaar zijn.Weerstandmetingen zijn daarom uitermategeschikt om de ontwikkeling van de droging indica-tief te volgen en/ofeventuele vochtige plekken telokaliseren. Om het absolute vochtgehalte te bepa-len, voldoen de carbidmethode en de gravimetri-sche methode beter.Vochtige, cementgebonden materialen zijn veelaldonkerder van tint dan droog materiaal. Dit gege-ven kunnen we gebruiken bij de optische beoorde-ling van het vochtgehalte. Door een monster uit devloer te drogen, bijvoorbeeld met een föhn, kunnenwe vaststellen ofer nog vocht aanwezig is.Uiteraard kan op deze wijze geen absoluutvochtgehalte worden gemeten.Een praktische beoordelingsmethode van hetvochtgehalte is het aanbrengenvan een damp-dichte folie. Indien na 24 uur geen condensver-mingis opgetreden, mag worden veronderstelddat de ondergrond voldoende droogis voor hetaanbrengen van een coating.Leveranciers stellen veelal eisen aan het maximaaltoelaatbare vochtgehalte van de ondergrond. Vaak isniet duidelijk wat ze daarmee bedoelen. Het toelaat-bare vochtgehalte van een betonnen ondergrondwordt meestal gesteld op 4 à 6%.Het evenwiehts-vochtgehalte van beton in de buitenlucht is echterhoger. Indien de totale hoeveelheid beton in een con-structie aan deze eis moet voldoen, zouden we hetbouwwerk moeten inpakken en gedurende langetijd droogstoken. Dit is niet logisch. Met het maxi-maal toelaatbare vochtgehalte van de ondergrondzal daarom het evenwichtsvochtgehalte in de buiten-huid van het constructieonderdeel worden bedoeld.Bij de relevantie van deze eis kunnen we vraagte-kens zetten. Zoals we hiervoor al hebben uitgelegdis het belangrijk dat we vermijden dat er op hetgrensvlak tussen coating en ondergrondwater aan-wezig is op het moment dat de coating zich moethechten. Dus tijdens het aanbrengen van decoating en tijdens de doorharding.enondergrond moet niet alleen een goede hech-de coating mogelijk maken, maar zelfookzekere 'huidtreksterkte' bezitten.treksterkte moet ten minste gelijk zijn aan degewenste hechtsterkte van de coatinglaag (foto 4).Met krasproeven kunnen we de hechting vaneen coatinglaag op eenvoudige wijze beoordelen.Daarbij wordt de coatinglaag in een ruitpatrooningekrast tot aan de ondergrond (foto SJ. De groottevan de ruitjes is afhankelijk van de aanwezige laag-dikte. Vervolgens wordt een bepaald plakband aan-gebracht, dat in één snelle beweging wordt losge-trokken, Het ontstane patroon is vervolgens eenmaat voor de hechting. Het gaat hierbij om eendestructieve proef. Dat betekent dat we op debekraste plek een nieuwe coatinglaag zullen moe-ten aanbrengen. Indien het resultaat valt in ldasseoof1 is overschilderen zonder meer mogelijk (zietabel). Uiteraard geldt als voorwaarde dat de oudeen de nieuwe coatinglaag verenigbaar moeten zijn.De kleefkracht van het plakband is mede bepalendvoor de ontstane schade. De proef moet daaromworden uitgevoerd met genormaliseerde tape.Een meer getalsmatige indruk van de hechtingis te verkrijgen met mechanische trekproeven.Eengoede hechtingvereist ookeensamenhangende toplaagvande ondergrond waaropde coatingwordtaangebracht.Bet 0 n i e kapril 19986Klasse Omschrijving AfbeeldingGtO De snijHjnenzijn volkomen gaaf, geen deelstukjesvan de lak hebben losgelatenGt 1 Op de snijpunten van lijnen van het roosterwerk laten kleine deeltjes vandelaklos.Losgelatenoppervlak is niet groter dan 5%.Gt 2 De heeft losgelaten aan de snijlijnen en/ofsnijpunten van het raster.Losgelaten oppervlak ligt tussende 5%en 15%.Gt3 De lak heeft geheel ofgedeeltelijk in brede strepen van de snijlijn losgelatenen/ofde lak heeft geheel ofgedeeltelijk losgelaten op de aparte deelstukken.Losgelaten ligt tussen 15%en35%.Gt4 De lak heeft in brede strepen losgelatenvan de snijlijnen en/ofde heeftgeheel ofgedeeltelijk losgelaten van de aparte deelstukken. Losgelatenoppervlak ligt tussen de 35%en 65%.I Tabel: van krasproeven volgens ISO 2409·111Krasproeven geven eenindruk van dehechtingenoverschilderbaarheid van bestaande coatinglagen.Betonjek april 19987JKJJJJJJ e ver 5 ver b on dcoatings loskomen ofslecht hechten, moetenaltijd nagaan wat de oorzaak hiervan is. In hetmoeten we hierbij letten op de aanwezig-van zouten en vochtophoping. Water alleen is,zoals al eerder opgemerkt, nooit de enige redenvoor onthechting. Dat is altijd een combinatie vanfactoren, waarbij water wel altijd een rol speelt!CURjBetonvereniging-publicatie 172'Duurzaamheid en onderhoud van betoncon-structies', tweede, herziene druk, januari 1998... Steen, ir. CA. van der 'Water en hechtendecoating gevreesde combinatie'; Renovatie &Onderhoud, augustus 1997.Foto's: TechnoConsult, LuttenjHeeswijkoplettende lezer attendeerde ons op een fout in10j29 'Analyse van Cement'. Tabel 1 op7 vermeldt bij de chemische samenstelling vanportlandcementen een chloridegehalte van 2,0%.Dit is onjuist. Het juiste chloridegehalte voor beidecementen is: 0,02%.Daar maak je 't mee.Bet 0 n i e kapril 19988Bet 0 n jek is een praktijkgericht voorlichtingsblad op hetgebied van de betontechnologie en verschijnt 10 keer per jaar.In de redactie zijn vertegenwoordigd:de Nederlandse cementindustrie, MEBIN, CURen deBouwdienst Rijkswaterstaat.Uitgave: Stichting BetonPrismapostbus 3532, 5203 DM's-HertogenboschRedactie: 073 - 640 12 22Abonnementen: 073 640 12 31BetonPrisma is een initiatiefvan de Vereniging NederlandseCementindustrie (VNC).Overname van artikelen en illustraties is toegestaan, ondervoorwaarde van bronvermelding.Abonnementsprijzen:Nederland f 35,-Belgiëf 36,-Andere landenf 50,-Abonnementen lopen per kalenderjaar en worden auto-matisch verlengd, tenzij voor 1 december schriftelijk wordtopgezegd.ISSN0166-137xGroep vaktijdschriften