Herstelling en bescherming van betonnen constructies

E. Cailleux

12/02/2020 - Studieavond – Herstel van betonnen constructies

Enkele referentiedocumenten

www.normes.bewww.normen.be

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