Betonrot

Betonrot is een term die gebruikt wordt voor bepaalde schade aan gewapend beton. Meestal bedoelt men schade die ontstaat doordat de in het beton aanwezige wapening begint te roesten. Roesten is een expansieve reactie (roest zet uit) en doet aldus het beton barsten. Dit proces is zeer nadelig voor de sterkte van het beton en aldus voor de gehele betonconstructie. Betonrot komt meestal voor in betonelementen die het einde van hun levensduur hebben bereikt, of wanneer het element niet goed ontworpen of uitgevoerd werd, ook tijdens de levensduur.



Betonrot wordt veroorzaakt door indringing van kooldioxide CO2 van de lucht (carbonatatie) of door indringing van chloriden. Chloride-indringing
komt meestal voor in zeeklimaat of op plaatsen waar zout gestrooid wordt zoals bruggen. Betonrot komt ook voor in betonsoorten waar de voorgeschreven hoeveelheid verhardingsversneller calciumchloride (CaCl2) overschreden werd. De chloride werd in dat geval bij het maken
van het element toegevoegd als bindingsversneller.
 
In beide gevallen wordt de beschermende ijzeroxide-laag rond de wapening verbroken. In de buitenlucht schilfert dit roestproduct normaal af, in basische omstandigheden zoals die in beton voorkomen blijft dit een continue laag die zo de wapening beschermt. In gecarbonateerd beton is de pH gedaald zodat de beschermlaag verdwijnt, aanwezigheid van chloriden zorgt ervoor dat de beschermlaag oplost als ijzerchloride FeCl3 en zo uit het beton verdwijnt.
 
Het betonrotproces kan vermeden worden door
  • het kiezen van een lage water/cementfactor,
  • een voldoende betondekking te garanderen (wapening diep genoeg plaatsen),
  • het vermijden van de verhardingsversneller calciumchloride (nu inde bouw verboden).
  • Om betonrot te vermijden zijn er eisen gesteld aan deze factoren, zie milieuklasse beton.
Chlorideschade in Kwaaitaal- of Manta-vloer
In de jaren zeventig zijn er veel woningen gebouwd. De vraa
g naar woningen was groter dan het aanbod. Er werd door de bouwwereld toen voortdurend gezocht naar snellere productie- en bouwmethoden. Het fabriceren van complete onderdelen in de fabriek nam steeds grotere vorm aan. De fabrieken konden de vraag naar complete wanden, vloeren, dakplaten enz. nauwelijks bijbenen. Daarom is toen bij de productie van betonnen elementen naar het product calciumchloride gegrepen. Door die vlokachtige stof in het water op te lossen en door het beton te mengen, wordt het beton veel sneller hard en dat is voor een betonfabriek zeer interessant.
 
Normaal wordt er in een prefab beton fabriek iedere dag een product gemaakt in een mal. Door de toepassing van calciumchloride in het mengsel is het mogelijk om 's morgens een product te storten en dat product om ca 15.00 uur er uit te halen. De mal wordt dan schoon gemaakt en dan wordt er in de namiddag nog een product gestort in diezelfde mal. Dat product wordt dan de volgende ochtend uit de mal gehaald. Hierdoor is het mogelijk om twee producten per dag in een mal te maken, dus in feite een verdubbeling van de productie. In producten, die s'avonds en het hele weekend in de mal konden blijven, is de calciumchloride niet toegevoegd.
 
Normaal gesproken zal de wapening in beton niet gaan roesten doordat het cement in het beton de wapening een soort van beschermingslaag geeft, de zogenaamde passiveringslaag. Zo lang deze laag in tact blijft kan de wapening niet gaan roesten. De belangrijkste factoren waardoor die passiveringslaag wordt aangetast zijn: de aanwezigheid van een te hoog gehalte aan chloriden en door het verzuren van beton ofwel carbonatatie, met een duur woord.
 
Calciumchloride
Calciumchloride is voor het beton zelf niet schadelijk. Voor de wapening in dat beton is het echter funest, indien er meer dan een bepaalde hoeveelheid in het beton zit. Deze wapening gaat roesten als er voldoende zuurstof en vocht bijkomt. Beide stoffen zijn noodzakelijk voor het corrosieproces. Als er geen zuurstof is zal er geen corrosie plaats vinden, zoals bij beton dat voortdurend nat blijft onder water. Als er geen water is zal er ook geen corrosie plaats vinden, zoals bij het beton dat voortdurend droog blijft in een binnenmilieu. In de kruipruimte is zowel vocht als zuurstof, en dus ideale omstandigheden voor het corrosieproces. Dit geldt vooral als er een te hoog gehalte aan (calcium)chloride in het beton aanwezig is.
 
Carbonatatie
Naast de aantasting door die (calcium)chloride is er nog een belangrijke oorzaak waardoor de wapening in het beton kan gaan roesten. Dat is door de inwerking van lucht. Deze aantasting wordt carbonatatie genoemd. Daarop gaan we hier niet verder op in, omdat dat proces in de kruipruimte in veel mindere mate voorkomt.
 
Bij zowel de productie van Kwaaitaal en Manta elementen is er alleen calciumchloride toegepast als de verhardingstijd van bepaalde producten versneld moest worden in verband met de levering. Als er genoeg mallen waren of de producten konden het weekend in de mal blijven dan werd die stof niet toegevoegd. Daarom komen we in dezelfde woning of in hetzelfde blok soms sterke verschillen tegen in aantallen vloerelementen met schade.
 
De wapening zit in het beton om de trekkrachten op te nemen. Die trekkrachten treden veelal onder in de systeemvloer op, daarom bevindt zich daar dan ook de meeste wapening. Als die wapening wegroest worden de trekkrachten niet opgenomen en kan de vloer bezwijken.
 
De toevoeging van chloriden is momenteel nog maar tot een minimale hoeveelheid toegestaan. Tot 1974 was er 2 % toegestaan, nu nog maar 0,3 % op cementbasis. Uit recente onderzoeken is gebleken dat dat percentage iets hoger mag zijn als het beton een hogere dichtheid heeft. Maar over het algemeen is het beton van de Kwaaitaal elementen niet echt hoogwaardig, waardoor de beperkte hoeveelheid chloriden in veel gevallen al overeenkomt met de maximale waarde.
 
De chlorideschade kenmerkt zich in eerste instantie door roestvlekken op het betonoppervlak. Op dat moment is de wapening vaak al ernstig gecorrodeerd. In de volgende fase scheurt het beton van de vloerelementen in de ribben en nadien wordt de gehele betondekking van de wapening afgedrukt. Naarmate de schade verder vordert zal het corrosieproces sneller gaan verlopen, omdat zuurstof en vocht nog eenvoudiger bij de wapening kan komen.
 
Door de corrosie neemt de diameter van de wapening af. Een sterke reductie van de staafdiameter kan ernstige gevolgen hebben voor de veiligheid van de gebruiker. Zeker indien stootbelastingen op de vloer terechtkomen kan een gevaarlijke situatie ontstaan. Bij een dergelijke belasting kan de vloer plotseling bezwijken.
 
Boogwerking
De boogwerking, die wel eens aangehaald wordt als zijnde het fenomeen waarop de vloer moet blijven hangen, kan alleen werken als de overspanning niet te groot is ten opzichte van de dikte van de vloer en van de opsluiting van de vloer aan de uiteinden. Als in metselwerk bogen of lateien worden gemetseld, moeten de einden van de boog voldoende massa zijn om de ontstane spatkrachten op te vangen en af te voeren. Vloeren moeten in dat geval eveneens goed opgesloten zitten en maar al te vaak is het vulbeton op de vloer en tussen de koppen van een niet al te beste kwaliteit. In de dwarsrichting treedt er eveneens een boogwerking op, daarop is het systeem ontworpen. Deze functioneert goed omdat de elementen naast elkaar liggen en door de hoogte van ongeveer 18 cm ten opzichte van de breedte van 50 cm een goede verhouding geeft.

Terug naar kennisbox