Post on 14-Mar-2021
Herstelling en bescherming van betonnen constructies
E. Cailleux
12/02/2020 - Studieavond – Herstel van betonnen constructies
Doelstellingen van de herstellingen
Temps
• Schade aan beton tegengaan
en de levensduur verlengen
• Oplossing voor een
esthetisch probleem
• Maar ook versteviging
ingevolge een
bestemmingswijziging …
Voor een duurzame herstelling
Identificatie van de oorsprong en de omvang van de schade
Voorafgaandelijke diagnose
Keuze van de herstellingstechniek
Aangpaste techniek aan het schadegeval en kenmerken van de
structuur en het beton
Naleving van de huidige normen en aanbevelingen
• Kwaliteit van de herstelling
• Product- en bedrijfscertificeringen
Producten en technieken van een herstelling
Norme Beschrijving
NBN EN 1504-1 à 10 CE markering en principes van een herstelling
PTV 562 et 563Basis voor BENOR-markering van producten en
certificering van bedrijven
NBN EN 12190 Kathodische bescherming
NBN CEN/TS 14038-1 Realkalisatie
CEN/TS 14038-2 Chloride-extractie
NIT 231 – Herstellen van betons -
NIT 248 – Gelijmde kaders -
NBN EN 1504-1 tot 10
Deel Beschrijving
1 Definities
2 Oppervlaktebeschermingssystemen voor beton
3 Constructieve en niet-constructieve herstellingen
4 Constructieve hechting
5 Injecteren van beton
6 Verankeren van betonstaal
7 Bescherming tegen wapeningscorrosie
8 Kwaliteitsbeheersing en conformiteitsbeoordeling
9 Algemene prnicpes voor het gebruik van producten ensystemen
10 Gebruik van producten en systemen op de bouwplaats en kwaliteitsbeheersing van het werk
PTV 562, 563, 566 et 567
PTV Beschrijving
562 Oppervlaktebeschermings-, afdichtings- of waterdichtingssystemen voor betonnen oppervlakken
563 Herstelmortels voor beton
566 Giet-, verankerings- en ondersabelingsmortels
567 Bescherming tegen corrosie van wapeningen
Keuze van herstellingstechnieken
⚫ Laat het bouwwerk zoals het is
⚫ Beperk het gebruik ervan
⚫ Bescherm de constructie door het risico op latere schade te voorkomen of te beperken
⚫ Voer de herstellingen uit
⚫ Versterk de structuur
⚫ Slopen en eventueel de structuur of bepaalde elementen vervangen
Opties na inspectie
o Carbonatatie corrosie
o Gebreken uitzicht (luchtbellen, grindnesten, ...)
o Betonbescherming (preventief)…
Traditionele herstelling
Meest gebruikte herstellingstechnieken
Herstelmortels
• Indeling op basis van het bindmiddelo Hydraulisch of harsgebonden
• Norm NBN EN 1504-3 → op basis van CE-markering
o Structureel en niet-structureel
• PTV 563 → op basis van vrijwillige BENOR-certificeringo Identificatieproeven
o Gebruiksgrensvoorwaarden
o Compatibiliteit tussen de herstel- en egaliseermortels
o Basis voor genormaliseerde technische BENOR-fiche
• Onbelangrijke esthetiek
• Puur esthetisch: product voor natuursteen
Mechanische weerstand van mortels
• Mortels ter correctie van de textuur van brugdekken: Klasse R4
• Mortels ter correctie van de textuur van brugdekken: Min. klasse R3
• Mortels ter correctie van esthetische gebreken op niet-structurele elementen: Klasse R1 of R2
• Harsgebonden: Hechting groter dan 3N/mm²
Corrosiebescherming van wapeningen
• Kunsthars met of zonder inhibitor
• Hydraulische mortel
• Bekleding op zinkbasis
• Altijd in 2 lagen
• Hechting wapening - beton
Beschermingsbekledingen (coating)
• Filmvormend, beperkte vulling van poriën
• Bescherming, verfraaiing, egalisatie, …
• Hydraulische bindmiddel of polymeer
Doel :
Carbonatatiesnelheid
Wateropslorping (vorst, ASR, zuren, chloriden, ….)
Corrosiesnelheid
- Scheuroverbruggend (classes)
Betere chemische weerstand
- Verandering van het uitzicht
- Andere (anti-graffiti, afwasbaarheid, …)
Waterwerende impregnering
• Waterafstotend oppervlak, open poriën
• Silanes, Siloxanes
• Vooral verticale oppervlakken
• Doel :
o Minder wateropslorping, minder chloridendiffusie
o Betere chemische weerstand
o Bestrijding ASR, vorstaantasting,..
o Minder vervuiling
• Geen bescherming tegen carbonatatie
Uitvoering van herstelling
Stabiliteit
• Voorlopige bekledingen
Kwaliteit van de ondersteuning
• Na verwijdering van het beton
• Controle van de cohesie
• Indien te laag: controle van de treksterkte
Corrosie van de wapeningen
• Controle na verwijdering
• Vermindering van de sectie => stabiliteitsstudie
• Mogelijke vervanging of versteviging
Controle
Verwijderen van beton
Vrijmaken van de wapening
• Functie van de aantastingsmechanismes, herstellingssysteem, bekleding
• Hydraulische mortel
20 20
10
Veel corrosie of dekking < 20 mm
20 20
Weinig corrosie en dekking > 20 mm
Vrijmaken van de wapening
20
Langsrichting
Vrijmaken van de wapening
Voldoende!
Niet voldoende !
Vrijmaken van de wapening
Stabiliteit ?
Voorbereiding van de structuren
Ontroesten
o Afhankelijk van de herstelmortel
o Kunstharsgebonden mortel: Sa 2½ of St3
o Zand- of waterstralen: ook aan de achterkant
Beschermen
o Hydraulische mortel: afhankelijk van dekking
o Harsgebonden mortels: altijd
o Aanbrengen in 2 lagen
Uitvoering van herstelmortel– Toepassing
⚫ Gelokaliseerde oppervlaktes met gereduceerde afmetingen
⚫ Afwerken met truweel, prikken, gladstrijken
⚫ PCC, soms CC of PC
⚫ Grotere herstellingen
⚫ Voldoende vloeibare mortel
⚫ Bekisting
⚫ Mortel met beperkte krimp: PCC
⚫ Niet trillen, ontluchten, zonder onderbreking
Uitvoering van herstelmortel– Aangieten
Uivoering van de mortel - Projectie
Door natte methode
Droge methode
Behandeling
Kunstharsgebonden mortel
⚫ Bescherming tegen vocht, directe bezonning
Hydraulische mortel
⚫ Bescherming tegen uitdroging
Nooit curing tussentwee lagen
Oppervlaktebeschermingsproduct
⚫ Bijkomende bescherming (carbonatatie, beperkt waterinfiltratie, ...)
⚫ Aanbevolen voor bekledingen van minder dan 10 mm (duurzaamheid van de herstelling)
Schadegeval van geklasseerd betonwerk
Specifieke spanningen:
• Het uitzicht moet worden bewaard
• Het gebruik van een ondoorzichtige beschermende coating is niet toegestaan
• Vaak corrosie door carbonatie
• Wapeningen zeer dicht bij de oppervlakken
Project Redmonest
• Geteste behandelingen:
• Transparante matte bekledingen
• Vochtwerend middel
• Hoofddoelstellingen:
• Vergelijking van de prestaties vochtwering/coating
• Impact van de transparente bekledingen op het betonuitzicht
• Duurzaamheid
Evaluatie van de basisprestaties
- Evolutie van het uitzicht (kleur, glans)
- Gedrag filmvorming / migratie naar beton
- Waterabsorptie
- Impact op het droogproces (waterdampdoorlaatbaarheid)
- Invloed op de carbonaatsnelheid
-…
Evolutie van het uitzicht (kleur, glans)
Zonder behandeling
Met coating Met vochtwering
Sample Gloss (85°) - Average valueE*
ab - Average calculated value
Reference 1,02 2,22 (*)
C1 8,11 3,48
C3 8,50 3,92
C4 4,99 2,29
W1 1,23 2,02
W2 1,69 2,73
W3 1,50 1,90
Gedrag filmvorming / migratie naar beton
Coating op het betonoppervlak Migratie vochtwering in het beton
Water-repellent Average penetration depth (mm)
W1 10-11 mm
W2 13-14 mm
W3 2 – 3 mm
Impact op het droogproces
Invloed op de carbonaatsnelheid
Opvolging van de prestaties op geïnstrumenteerde dallen
Reference
C3
C1
W1
W3
Proefopstelling:
• Gecarboneerd beton
• Wapeningsnet 8 mm diep
• Verschillende opnemers:
- Corrosiepotentiaal
- Relatieve vochtigheid in het beton
• Meten van de corrosiesnelheid
• Regelmatige evaluatie van de effectiviteit van de vochtwerende middelen
Testzones op de politietoren te Antwerpen
• Gebouw uit de jaren ‘60
• Corrosie van de wapeningdoor carbonatie van het beton
• 6 testzones op de 15e
verdieping
• Westelijke gevel
• Installatie van vochtopnemer in het beton
• Regelmatige evaluatie van de vochtwerende middelenen van de coatings
Evolutie van de waterabsorptie van het beton
Opvolging van de relatieve vochtigheid in het beton – Metingen op dallen
Corrosiesnelheid – Metingen op dallen
Samenvatting van de resultaten
Coating Vochtwering
Vermindering van de waterabsorptie en van de relatieve vochtigheid in het beton
Vermindering van de corrosiesnelheid
Blijft op het oppervlak
Beperkt de carbonatie
Dringt binnen
Vertraagd de carbonatie niet
Beperkte impact op het uitzicht Geen impact op het uitzicht
Beperkt effect op het droogproces (afhankelijk van de producten)
Minder waterdampdoorlatend
Duurzaamheid ?Duurzaamheid ?
Speciale herstellingstechnieken
Speciale herstellingstechnieken
▪ Electrochemische behandeling
• Kathodische bescherming
• Re-alcalisatie
• Chloridenextractie
▪ Corrosieremmers
▪ Structurele versteviging
▪ Injectie van scheuren
Kathodische bescherming
1 – Origineel beton2 – Bijkomend anode gaas3 – Primaire anode4 – Geprojecteerdemortel
Permanente behandeling
Kathodische bescherming
Aantasting door chloriden
Kathodische bescherming
Corrosie kan starten en vorderen
Corrosie kan niet startenmaar wel vorderen
Corrosie kan nietstarten en niet
vorderen
Gevaar voor waterstofverbrossing
1 2
4
Gevaar voor onthechting wapening/beton
Realkalisatie
Voorlopige behandeling
Realkalisatie
Doelstelling: de pH van het beton verhogen om het staal opnieuw te activeren
Polarisatie van het staal bij de behandeling
OH-ionenvorming en elektrolytmigratie
Na behandeling zijn de staalsoorten niet langer gepolariseerd
Chloridenextractie
Methode door opgelegdestroom
Methode met sacrificiëleanode
Chloridenextractie
Voor de behandeling
Na de behandeling
Beton
Wapening
Gecarbonateerd beton
Corrosieremmers
3 – Bescherming van
het staal
2 - Migratie
doorheen het
beton
Of aanbrengen van een
gel
1 – Verstuiving van een waterige
oplossing op het te
behandelen oppervlak
Beton
Wapening
Gecarbonateerd
beton
Corrosieremmers
3 – Bescherming van
het staal
2 - Migratie
doorheen het
beton
Of aanbrengen van
een gel
1 – Verstuiving van een waterige
oplossing op het te
behandelen oppervlak
Speciale reparatietechnieken
▪ Electrochemische behandeling
• Kathodische bescherming
• Realkalisatie
• Chloridenextractie
▪ Corrosieremmers
▪ Structurele versteviging
Vooral voor corrosie door chloriden
Corrosie door carbonatatie
Corrosie door chloriden
Corrosie door carbonatie of beperkte aanwezigheid van chloriden
▪ Scheurinjectie
Speciale reparatietechnieken
▪ Electrochemische behandeling
• Kathodische bescherming
• Realkalisatie
• Extractie van Cl-
▪ Corrosieremmers
▪ Structurele versteving
Experimentele techniek
Experimentele techniek
Specifieke configuratie
Bewezen techniek
▪ Scheurinjectie