Vermijden van wapeningscorrosie, ingeleid door de aanwezigheid van chloriden in het beton 2008/04.12

Vermijden van wapeningscorrosie, ingeleid door de aanwezigheid van chloriden in het beton Ongeveer een jaar ge­leden verscheen er een WTCB-artikel over de huidige kennis en het totnogtoe gevoerde onderzoek naar maatregelen om wapeningscorrosie tengevolge van carbonatatie te voorkomen. Naast dit fenomeen is echter ook de aanwezigheid van chloriden in beton een belangrijke oorzaak van wapeningscorrosie. In dit artikel gaan we dieper in op de corrosie, veroorzaakt door chloriden, en worden enkele preventieve maatregelen voorgesteld.

1. Chloriden en putcorrosie

Putcorrosie door chloriden.
Putcorrosie door chloriden.
Chloriden zijn op zich onschadelijk voor het beton. Indien hun concentratie in het poriënwater rondom de wapeningen echter redelijk hoog is, kunnen ze aanleiding geven tot plaatselijke corrosiehaarden (ook aangeduid als putcorrosie, zie foto), en dit zelfs in een niet-gecarbonateerd beton, waar de wapening beschermd wordt door een passivatielaag. Deze aantasting kan zeer gevaarlijk zijn vanuit een structureel oogpunt, temeer omdat er slechts weinig corrosieproducten gevormd worden, zodat de waarschuwende werking van afspringende betonschilfers of scheurvorming - wat gewoonlijk wel het geval is bij corrosie door carbonatatie - vaak achterwege blijft. Deze vorm van wapeningscorrosie uit zich door het uitvloeien van roestproducten via de poriën en scheuren in het beton.

De chloriden kunnen ingemengd worden in het beton (granulaten) of erin binnendringen door diffusie (met water verzadigd oppervlak) of capillaire absorptie, gevolgd door diffusie (droog oppervlak).

2. In de normen voorziene preventiemaatregelen

Om corrosie tengevolge van chloriden te vermijden, werden er in verschillende normen voorschriften geformuleerd. Zo leggen de norm NBN EN 206-1 en zijn Belgische aanvulling, de NBN B 15-001, een minimaal cementgehalte en een maximale W/C-factor op. In deze normen wordt ook een maximaal toelaatbaar chloridengehalte voor gewapend beton vastgelegd en wordt het gebruik van chloridenhoudende hulpstoffen verboden. De norm NBN EN 1992-1-1 schrijft op haar beurt een minimale betondekking voor, terwijl de ontwerpnorm prEN 13670 en de norm NBN EN 13369 een minimale nabehandelingsduur vermelden. In sommige gevallen is bovendien een beschermingsbekleding vereist, die beantwoordt aan de norm NBN EN 1504-2.

3. Onderzochte invloedsfactoren

Het WTCB en het OCCN hebben de invloed van de W/C-factor, het cementgehalte, de nabehandeling en het cementtype op de weerstand van beton en mortel tegen de indringing van chloriden onderzocht. De proefmethoden, gebruikt ter karakterisering van de diffusie, waren gebaseerd op de procedures NT Build 443 en 355 (WTCB), en de CUR-Aanbeveling 48 (OCCN).

De NT Build 443 en de CUR-Aanbeveling 48 voorzien een onderdompeling van de proefstukken in een chloridenoplossing met gekende concentratie en de opstelling van het chloridenprofiel na een zekere blootstellingsduur. Uitgaande van dit profiel kan de diffusiecoëfficiënt in niet-stationaire toestand bepaald worden. Bij de NT Build 355 maakt men gebruik van een elektrisch veld om de chloriden doorheen het proefstuk te laten migreren. De migratiecoëfficiënt in stationaire toestand kan berekend worden door de meting van de migratiesnelheid. De verschillende diffusie- en migratiecoëfficiënten kunnen niet onderling vergeleken worden, maar kunnen wel elk afzonderlijk gebruikt worden bij de analyse van de invloedsfactoren. Het eindresultaat is identiek : naarmate de coëfficiënt hoger is, zal de weerstand van het beton tegen de indringing van chloriden lager zijn.

Tijdens het onderzoek stelde men vast dat :
  • de weerstand van een beton tegen de indringing van chloriden daalt naarmate de W/C-factor stijgt
  • cementtypes met vliegassen (CEM II, CEM V) en met hoogovenslakken (CEM III) aanleiding geven tot lagere coëfficiënten dan Portlandcementen (CEM I)
  • de nabehandeling een belangrijke invloed heeft op de weerstand van beton of mortel tegen de indringing van chloriden.

4. Besluit

Tijdens dit onderzoek werd onder meer aangetoond dat het cementtype een belangrijke rol kan spelen voor de weerstand van een beton tegen de indringing van chloriden. We willen er echter op wijzen dat het gebruik van cementtypes met vliegassen en hoogovenslakken - niettegenstaande dit een positieve invloed heeft op de weerstand tegen chloriden - de weerstand van het beton tegen carbonatie doet dalen. Bij de keuze van het cementtype dient men bijgevolg rekening te houden met de toekomstige blootstelling van het beton, en desgevallend de betonsamenstelling aan te passen, een voldoende lange nabehandeling te voorzien, evenals een toereikende betondekking. Andere invloedsfactoren voor de keuze van het cementtype zijn de temperatuur tijdens het betonneren en de eventuele ontkistingstermijn.

Volledig artikel


B. Dooms, ir., technologisch adviseur (¹), onderzoeker, laboratorium 'Betontechnologie', WTCB
V. Pollet, ir., technologisch adviseur (²), adjunct-departementshoofd 'Materialen, technologie en omhulsel', WTCB
G. Mosselmans, dr. ir., projectleider, OCCN (³)

(¹) TD 'Nieuwe generatie gelijmde betonwapening', gesubsidieerd door het IWT.
(²) TD 'Réparation du béton', gesubsidieerd door het Waalse Gewest.
(³) Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk en Technisch Onderzoek der Cementnijverheid.