In agressieve omgevingen, zoals in zure grond of vervuilde grond, kan beton worden aangetast door chemische reacties tussen het zuur en de cementbestanddelen. Dit proces heet chemische corrosie, en het belangrijkste effect is de afbraak van calciumhydroxide en andere calciumverbindingen in het beton. Hierdoor ontstaan vaak gaten, scheuren en zwellingen, wat de sterkte en duurzaamheid van het beton vermindert.
Wat gebeurt er precies bij chemische corrosie?
Het zuur in de grond reageert met calciumhydroxide (Ca(OH)₂) in het beton, waarbij oplosbare calciumzouten ontstaan. Dit leidt tot een versnelde afbraak van de cementstructuur. Het zuur verlaagt de pH-waarde van het betonoppervlak, wat de alkaliteit vermindert en de beschermende passivatielaag (corrosiebeschermende oxidehuid) die normaal voorkomt dat wapening roest, aantast.
Als deze afbraak aanhoudt, kan het beton steeds verder worden aangetast, en dit kan de wapening blootstellen aan vocht en zuurstof, wat verdere corrosie van het metaal tot gevolg kan hebben. Dit heet progressieve aantasting.
Hoe kunnen we dit proces in kaart brengen?
GEOS Laboratories kan deze interacties testen door betonnen stalen te onderwerpen aan een gecontroleerde zure omgeving.
Hierbij zijn de volgende stappen mogelijk:
- We simuleren de bodemomstandigheden in het lab met een zure oplossing (bijvoorbeeld met een bepaalde pH) die de omstandigheden imiteert.
- We stellen de betonstalen gedurende bepaalde periodes bloot aan de zure oplossing, en we observeren de mate van degradatie.
- Na blootstelling worden de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van het beton geanalyseerd om te bepalen hoe het zuur de structuur heeft aangetast.
De resultaten worden dan gerapporteerd aan de klant om inzicht te krijgen in de snelheid en mate van aantasting, wat nuttig is voor het ontwerp en onderhoud van betonstructuren in zure omgevingen.
Het inzetten van een laboratorium is dus een effectieve manier om te bepalen hoe beton in specifieke zure bodemomstandigheden zal reageren en welke beschermende maatregelen, zoals zuurbestendig cement, aangewezen zijn.
Omdat zulke proeven soms cruciaal zijn in het nemen van beslissingen over een structuur, stelt GEOS tussentijdse resultaten ter beschikking via zijn online klantenportaal MyGEOS.
Beton en vadertje tijd
De tijd die het duurt voordat een betonnen structuur onomkeerbaar is aangetast, hangt sterk af van meerdere factoren:
- Hoe zuurder de grond, hoe sneller het beton wordt aangetast. Bij een zeer lage pH (<4) zal de aantasting veel sneller gaan dan bij een lichtzure omgeving (pH 5-6).
- Beton met een hoge water-cementverhouding, of beton dat niet specifiek ontworpen is voor zure omgevingen, degradeert sneller. Speciaal zuurbestendig beton kan echter veel langer meegaan.
- Soms worden beschermende coatings of een speciale afdichtingslaag aangebracht om beton te beschermen. Deze kunnen de levensduur aanzienlijk verlengen.
- Hoe vochtiger en warmer de omgeving, hoe sneller chemische reacties plaatsvinden. In droge of koude omstandigheden verloopt het proces trager.
Een gemiddelde tijdsduur
In normale omstandigheden kan beton, afhankelijk van de zuurgraad en de mate van blootstelling, binnen 10 tot 20 jaar merkbare schade vertonen als er geen beschermende maatregelen zijn genomen. In zeer zure omstandigheden kan dit zelfs sneller gaan, soms al na 5 tot 10 jaar, vooral als er scheuren of poreusheid in het beton zitten. Bij blootstelling aan zwakkere zuren kan de aantasting pas na 20 tot 40 jaar onomkeerbare schade aanrichten.
Onomkeerbare schade en afbraak
Wanneer beton significant is aangetast, kan het onomkeerbare punt variëren:
- Scheuren en zwellingen in het beton kunnen wijzen op een ernstige inwendige aantasting. Als deze verschijnselen optreden en de structuur verzwakt is, kan afbraak binnen enkele jaren nodig worden.
- Als de wapening roest en uitzet, kan dit tot scheuren en verdere verzwakking van het beton leiden. In ernstige gevallen kan dit al na 10 tot 20 jaar leiden tot de noodzaak voor afbraak.
Voor een definitieve inschatting kan een regelmatige inspectie en diepgaand laboratoriumonderzoek van de aangetaste structuur helpen om de resterende levensduur te bepalen.
Meer informatie
Maak kennis met ons gespecialiseerd laboratorium en alle proeven die we uitvoeren op beton.
Lees wat onze betonexperten aan dit onderzoek zo boeiend vinden.
Heeft u een specifieke vraag voor ons labo Beton?
Vul onderstaand formulier in en we komen zo snel mogelijk bij u terug. We behandelen uw gegevens met de zo grootst mogelijke zorg. Meer hierover op onze Privacy Statement pagina.
