Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustriecorrespondentie-adrespostbus 3011, 5203:DA 's-Hertogenboschtelefoon 073-150150 (abonnementen 150231)november/december 1979Injecteren van scheurenProblemen door scheurvorming in bouwcon-structies ontstonden al in de oudheid bij hetbouwen van tempels, kerken, bruggen, kastelenenz. In het ergste geval veranderde een dergelijkgebouwna verloop van tijd in een ruïne, inanderegevallen begon men het aangetaste gedeelte op-nieuw te bouwen. Omdat men toen van sterkte-berekeningen nog niet veel wist, werd in veel ge-vallen het zekere voor het onzekere genomen.Dat sommige van deze gebouwen nog geheel ofgedeeltelijk intact zijn, is een gevolg van:overdimensionering door onwetendheid;de noodzaak tot sterke muren om vijandenbuiten te houden;de wens om warmte of koude buiten te sluiten;de aanwezigheid van goedkope arbeids-krachten;eerbewijs aan goden ofkoningen, zoals bijtempels (Akropolis, pyramiden);een andere economische orde waarbij geldnauwelijks een rol speelde.Pastoen menging ontdekken dat hetbehoud vanoude bouwwerken voor latere generaties belang-rijk was, begon men te denken aan reparatie vanscheuren. Nu nog kan men op verschillendeplaatsen zien hoe getracht is gescheurde mar-meren kolommen, muren en beeldhouWwerkendoor middel van bronzen of ijzeren krammen bij1elkaar te houden. Het middel was vaak erger dande kwaal, vooral bij ijzeren krammen. Niet alleenwaren ze minder fraai maar bovendien heeftcorrosie van deze krammen veel schade veroor-zaakt. De rond de laatste eeuwwisseling tot standgekomen restauratie van de Akropolis in Atheneis hiervan een goed voorbeeld.ScheurvormingEen scheur ontstaat wanneer een bouwwerkplaatset ijk krachten moet opnemen diegroterzijndan de beschikbare sterkte. Enkele oorzakenhiervan zijn de volgende.Fouten in ontwerp en uitvoering. Scheurenkunnen ontstaan door verkeerde berekeningen,door onjuiste keuze of plaatsing van de wape-ning, door ontoereikende sterkte van het betonen/of tekortkomingen in de uitvoering.Zetting van de ondergrond. Hierdoor kan eenbetonconstructie of wegdek ernstig scheuren. Naverloop van tijd komt de zetting vaak vanzelf totstilstand.Oude romeinse poort, gerepareerd metkrammen, waarvan het effect duidelijk is te zienOverbelasting. Deze kan statisch of dynamischzijn en veroorzaakt worden door natuurrampen(wervelstorm, aardbeving), brand, explosie,hevige botsing of andere oorzaak waarmee inhetontwerp niet altijd rekening kan wordengehouden.Krimpspanningen voor zover het beton deze nietkan verwerken via vormveranderingen en bij hetontbreken van voorzieningen zoals dilatatie-voegen. De belangrijkste oorzaken van krimp zijnuitdroging (zowel van vers als van verhard beton)en afkoeling.Scheuren in beton hoeven nog niet te betekenendat dehele constructie niet deugdelijk rneer is.Gescheurd beton kan in veel gevallen zijn functieblijven vervullen. Indien het bijv. terwille van deduurzaamheid echter nodig is, kunnen scheurenafdoende worden gerepareerd, mits de wapeningniet is vervormd en de oorzaak van de scheur-vorming is opgeheven.ReparatiemethodenAfdichten van het oppervlakDit gebeurt met dunne cementpap, verf, water-afstotende coating of kit. Hetisgeen echtereparatie maar alleen een voor het oog oplappen.Na korte tijd zal de scheur terugkomen en veelaldoor omkrullen van de gescheurde coating envervuiling van de randen nog meer zichtbaar zijnen groter lijken dan in werkelijkheid.KrammenHierbij worden aan weerszijden van de scheurgaten geboord, waarin metalen krammen, die descheur overbruggen, worden vastgezet. Het isgeen fraaie oplossing; van dichten van de scheuris helemaal geen sprake.V-vormig uithakkenBij deze methode wordt de scheur - cm2Injectie van scheuren in een zware brugpijlerdiep uitgehakt en met een cement- of kunsthars-mortel ofkit dichtgezet. Deze methode heeftalleen zin bij een scheur die volledig tot rust :isgekomen.Hetbezwaar is dat alleen het uitgehakte gedeeltewordt gevuld; descheur loopt immersveel dieperdoor. Alle krachten worden dus geconcentreerdop het geringe oppervlak van het uitgehaktegedeelte.Injectie met epoxyharsHierbij wordt de scheur gevuld met een dunvloeibaar mengsel van twee componenten, harsen harder. De harder wordt kort voor het in-jecteren gemengd met de hars. Bij injecterenwordt de gehele scheur gevuld. De gebruikteepoxyharsen zijn speciaal voor ditdoelsamen-gesteld en afgestemd op de daarbij behorendeapparatuur. Hun bijzondere fysische enchemische eigenschappen bieden de volgendevoordelen:· penetratie in haarscheuren tot 0,05 mmbreedte;· snelle verharding, ook bij lage temperatuur;· grotere druk-, trek- en buigsterkte dan beton;· goede hechting aan beton, staal en hout,ookonder ongunstige omstandigheden zoals eencombinatie van koude en vocht. Ook injectieonder water is dus mogelijk en al vele malenuitgevoerd;· goed bestand tegen de meeste chemicaliën.Injectiemethoden1. Injectie via boorgatenBij deze methoden worden beide componentenmet de hand gemengd en vervolgens viaeen zelf-aanzuigende plunjerpomp geïnjecteerd. Hierbijwordt in het algemeen een vrij hoge druk op-gewekt. In het beton worden gaten geboord dieInjectie van een voorgespannen ligger metbehulp van een ingebetonneerd slangetjehet scheurpatroon schuin doorsnijden. Menplaatst zgn. pakkers in de gaten die klem wordenaangedraaid en pompt de epoxyhars naar binnentotdat deze bij de oppervlaktevan de scheur naarbuiten treedt. Op deze wijze is men ervan ver-zekerd dat de scheur vanaf het injectiepunt totaan de buitenkant in elk geval met epoxyhars isgevuld.Het systeem heeft nadelen:· bij het boren van de gaten kan de wapeningworden geraakt;· de aanwezigheid van de gaten en het uit descheur naar buiten tredende harsmengselvragen om veel nabewerking wanneer een on-zichtbare reparatie wordt verlangd;· de hoge druk waarmee wordt geïnjecteerd kanschade veroorzaken, vooral wanneer descheur gevuld is met boorgruis ter plaatse vanhet snijpunt scheur-boorgat. Door de hogedruk en de verstopping kunnen schollen vanhet beton worden afgedrukt;· omdat het harsmengsel vooraf is gemengddient dit te worden verwerkt voordat ver-harding intreedt;· niet verwerkte gemengde hars dient te wordenweggegooid.Hetzelfde principe wordt ook toegepast metmechanisch aangedreven plunjerpompen en ge-scheiden aanzuigleidingen voor de cornpo-nenten die in het systeem worden gemengd.Hierdoor wordt een aantal van bovenstaandebezwaren opgeheven.2. Oppervlakteinjectie zonder afdichtingDe hars wordt hierbij aan de oppervlakte van descheur ingepompt. Met epoxyhars ofiets derge-lijks worden nippels op de scheur geplakt zo-danig dat de opening van de nippel preciesbovende scheur ligt. Deze nippels worden aangebracht3Injectieopeningen worden uitgespaard doorstukjes tape dwars over de scheur te plakken.Hieroverheen wordt thermoplastische harsgestreken om te voorkomen dat injectiehars uitde scheuren wegloopt. Als de thermoplastischehars is verhard, worden de tapes verwijderd enblijven kleine openingen bestaan die alsinjectieopeningen dienst doenBij wijdere scheuren wordt in plaats van tapegebruikgemaakt van ijzerdraadjes. Desealis danpolyesterhars ofepoxyhars. Als de seal verhard isworden de ijzerdraadjes eruit getrokken. Deontstane gaatjes zijn voldoende groot voorinjectieBij nog grotere scheuren wordt een pvc-slangvan kleine diameter in de scheur geduwd, terwijlvoorde seal een snel verhardende cement wordtgebruikt, omdat dit hecht op vochtige onder-grondop afstanden die tenminste gelijk aan de dikte vanhet beton moeten zijn. Vervolgens wordt de metde hand of mechanisch vooraf gemengde hars ineen vetspuit gegoten, deze wordt op de nippelsgeplaatst en de hars wordt ge'injecteerd. Dit is demeest eenvoudige methode die in sommige ge-vallen toepasbaar is. De nadelen van voorafmengen met het gevaar van voortijdige ver-harding en de gevoeligheid van de vetspuit voorverontreiniging door achtergebleven verhardeepoxy, hebben ertoe geleid dat deze methodegeleidelijk door verbeterde technieken is ver-vangen.3. Oppervlakteinjectie met afdichtingDit is demeest moderne methode. Over de gehelelengte van een scheur wordt een tijdelijke af-dichting ('seal') aangebracht. Deze afdichtingbestaat uit een materiaal dat isafgesternd op deomstandigheden. Zo wordt bij scheuren in eendroge constructie, die kleiner dan 1 mm zijn, eenthermoplastische transparante hars over de. scheur gestreken. Bij droge constructies enscheurwijdteboven 1mm wordt een polyester- ofepoxyhars over de scheur aangebracht. Bij lek-kende scheuren wordt een afdichting op basisvan snel werkende cement gebruikt. In de af-dichting worden op bepaalde afstanden inlaat-openingen vrijgehouden. De afstand tussen dezeopeningen moet minstens gelijk zijn aan de diktevan het beton. Als de scheur doorloopt tot deachterkant van het beton wordt daar ook eenafdichting aangebracht om uitstroming vanepoxyhars te voorkomen.Twee doseerpompen stuwen de beide compo-nenten naar een speciale mengkop. De ver-menging vindt pas plaats op het laatste ogenblik,vlak voordat het mengsel wordt geïnjecteerddoor een speciale rubber tip (spuitmond), diezijwaartse lekkage voorkomt.4i njectie-openingmengkopPrincipe van het dichten van scheuren bijgebruikvan twee-componenten mengselsIn plaats van die rubber tip kan ook gebruikworden gemaakt van een dunne pvc-slang die inbredere scheuren kan worden geplaatst. De in-jectieapparatuur is voorzien van instrumentenwaarmee de constante doorstroming en de juistemengverhouding van de componenten is ge-regeld.De epoxyhars wordt onder druk in de eerste in-laatopening geperst totdat een kleine hoeveel-heid naar buiten treedt door de eerstvolgendeopening. Dat is een teken dat het vulmiddel diepgenoeg is doorgedrongen om het eerste gedeeltevan de scheur geheel te vullen. Deeerste openingwordt nu afgestopt en de injectie wordt voort-gezetbij de tweede inlaatopening. Stap voor stapwordt zo elke holte en ieder scheurtje in het betongevuld. Op deze wijze worden zowel horizontaleals verticale betonconstructies behandeld metdien verstande dat zoveel mogelijk vanbenedennaar boven wordt gewerkt. Afhankelijk van dedikte van het beton kan de injectiedruk wordeningesteld van 0,1 tot 20 atm. Na volledigeverharding van het vulmiddel wordt de tijdelijkeafdichting verwijderd. Omdat het betonoppervlakzelf tijdens het injecteren niet is aangetast, is naafwerking een resultaat te verkrijgen datpraktisch onzichtbaar is.A BToepassingen van injectieA = aan elkaar verbinden van geprefabriceerdebetonelementenB = ondersabelen met krimpvrije epoxyC = verbinden van los liggende dekvloer aanondervloer met epoxyharso = vul/en van grindnesten5E = bevestigen van bouten en ankers in eenconstructieMengkop waarin hars en hardercomponenten injuiste verhouding worden gemengdAndere toepassingenVaak denkt men bij injectie alleen aan beton endaarin optredende scheuren. De methoden zijnechter veelzijdiger en kunnen ook worden toe-gepast voor:· ondersabelen. Op plaatsen waar het moeilijk iseen mortel te ondersabelen of te gieten, is hetaltijd mogelijk om de zeer dun vloeibare epoxy-hars te injecteren;· opvullen vangrindresten.ln plaats van uit-hakken kan vaak veel sneller worden gewerktdoor het opvullen van deze grindnesten doormiddel van injectie met hars;· stortnaden. Deze kunnen eenvoudig wordengeïnjecteerd;· scheuren in houten spanten. In depraktijk isgebleken dat ook scheuren in houten spantenkunnen worden gerepareerd;· vastzetten van artkers en bouten in beton;· vastzetten van losgelaten vloeren of tegel-wanden zonder dat verwijdering van dekvloerof tegels nodig is;· waterdichte doorvoering van stalen pijpen enandere buizen door beton en dergelijke;· reparatie van metselwerk, natuursteen enz.ConclusieHerstel van beschadigde betonconstructies blijktvaak zeer goed mogelijk door injectie met epoxy-hars. Bovendien levert het veel tijdwinst op invergelijking met vervanging. Dezevorrn vanreparatie komt over de gehele wereld dan ooksteeds meer in de belangstelling. Injecteren vangescheurd beton is een geaccepteerde reparatie-tech nlek, ook op plaatsen waar hoge eisen aan dereparatie worden gesteld.6Gescheurd beton voor en na infectie enMededeling aan deabonneesMet ingang van 1980 wordt begonnen met devijfde ringband van BETON/EK, die in de jaren1980-1981-1982 met 30 afleveringen gevuld zalworden.De abonnementsprijs voor het komende jaar isvastgesteld op f BTWvoorabonnees in Nederland, België, Suriname en deNederlandse Antillen.Buitenlandse abonnementen bedragen f 15,-.De ringband voor de nieuwe jaargang zal tegelijkmet de tweede zending van 1980worden toe-gezonden.Overigens wordt u verzocht voor betaling van deabonnementsgelden uitsluitend gebruik temaken van de binnenkort toe te zenden accept-girokaart.7