Betonrot als gevolg van chloridenaantasting

Om te beginnen wat zijn chloriden? Chloriden zijn in feite verbindingen waarin chloor door een oxidatietoestand een andere toestand aanneemt, of meer wetenschappelijk uitgelegd wanneer een neutraal atoom van het element chloor één elektron opneemt.

Keukenzout of natriumchloride met de formule NaCl is hiervan een voorbeeld. Chloriden kunnen uiteindelijk complexe verbindingen vormen met verschillende metaalionen.

Chloriden zijn zeker ongewenst omdat ze oa. staal kunnen doen roesten, ook al werd er rond het staal eventueel een bescherming aangebracht. Maar chloriden kunnen ondanks een beschermlaag waterdamp door de beschermlaag aantrekken, dit door middel van osmose.

 

Herkomst chloriden in beton

Chloriden in beton zitten meestal in beton sedert de aanmaak ervan. De chloriden zijn er gekomen door inmenging van de grondstoffen of ze zijn eventueel doordrongen in het beton van buitenaf.

De voornaamste bronnen van betonaantasting

  • Alle grondstoffen waarmee beton wordt aangemaakt bevatten chloriden. De concentratie aan chloriden mag bepaalde waarden niet overschrijden. Uiteraard bevatten grondstoffen gewonnen uit zee meer chloriden dan grondstoffen gewonnen uit rivierbeddingen. Ook zeewind kan bijdragen tot verhoogde chloriden-concentraties.
  • Voor chloriden uit niet maritieme oorsprong moeten we in eerste instantie denken aan oa. dooizouten, afvalwater, zwemwater, enz. ...

De norm NEN- EN 206-1

De maximale hoeveelheid chloriden in beton tov het cementgehalte wordt in deze tabel omschreven

  • Ongewapend beton > max 1 %
  • Gewapend beton > max 0,4 %
  • Voorgespannen beton > max 0,2 %

De aantasting van beton door chloridenaantasting verloopt in verschillende fasen:

 

  • In een eerste fase dringen de vrije choorionen door in de passiveringslaag, alwaar ze reageren met het ijzer en een goed oplosbaar ijzerchloride (FeCl²) vormen. De ijzerchloride zal op zijn beurt reageren met OH- ionen waardoor chloorionen worden afgestoten. Door het gebruik van de OH- ionen zal de PH-waarde van het beton uiteindelijk dalen tot ongeveer 8 à 8,5.
  • Door hydrolyse (Hydrolyse is de splitsing van een chemische verbinding onder opneming van water) van het ijzerchloride kan er een zoutzuur (HCI) ontstaan.
  • In een derde fase kunnen kleine hoeveelheden chloriden een plaatselijke verstoring van de passiveringslaag tot gevolg hebben. Putcorrosie is het gevolg. Het is een plaatselijke aantasting van de wapening met putjes in het staaloppervlak als gevolg. Visueel ook waarneembaar door roestvlekjes die op het buitenvlak van het beton tevoorschijn komen.

Snelheid van de aantasting van het beton door chloriden

Verschillende factoren spelen een rol bij de aantasting van beton door chloriden.

De volgende elementen zijn doorslaggevend:

  • Het soort cement.
    Hoogovencement als basis voor beton heeft bij een volledige hydratatie een dichtere poriënstructuur dan beton op basis van portlandcement. Een dichtere poriënstructuur zal er automatisch voor zorgen dat er minder chloriden zullen doordringen, waardoor de wapening van het beton minder zal worden aangetast.
  • Chloridenverbinding.
    Doordat hoogovencement cementsteen bevat dat meer chloriden kan absorberen dan portlandcement, zijn er hierdoor minder vrije chloriden. We weten ondertussen dat enkel vrije chloriden het betonstaal kunnen aantasten, maw hoogovencement is beter dan portlandcement.
  • Cementgehalte
    Een hoger cementgehalte zal minder chloriden laten indringen. De chloriden worden gebonden met het cement met minder vrije chloriden als gevolg.
  • Water-cementfactor
    Een verlaging van deze factor heeft een reductie van de indringing van de chloriden tot gevolg.
  • De nabehandeling
    De hydratatiegraad (Hydratatie is de toevoeging van water aan een molecuul of ion zonder hydrolyse. De watermoleculen omhullen het molecuul, waardoor ionen zich scheiden: de stof lost dan op in water.) is bepalend voor de indringing van chloriden.