BandUitgavev a k b l a d o v e r t e c h n o l o g i e e n u i t v o e r i n g v a n b e t o nBetonin XAChemische aantasting:wanneer kiezen wemilieuklasseXA1, XA2 of XA3?XL-versiejuli201116152 juli 2011 15 I 16 XLBeton in XA"Doe maar milieuklasse XA3, dan is het altijdgoed." Niet zelden wordt een keuze voor XA3zo onderbouwd. Maar dat is natuurlijk veel tegemakkelijk. Er zijn genoeg situaties te bedenken waarin bijvoorbeeld XA2 voldoende is. Maarhet is ook mogelijk dat een XA3 nog niet toereikend is. Voor eenieder die nu denkt: "waar gaatdit over?", is deze Betoniek bij uitstek bedoeld. Indit nummer laten we u kennis maken met demilieuklasse XA. Dit doen we door de schademechanismen te bespreken en uit te leggen hoewe, aan de hand van de normering, het beton inde juiste XAklasse 1, 2, of 3 kunnen indelen.Milieuklasse XAIn de betonnorm (NEN-EN 206-1) zijn zeshoofdgroepen van milieuklassen opgenomen(tabel 1). Deze milieuklassen zijn ingedeeldnaar schademechanismen. De hoofdgroepenXC, XD en XS zijn gericht op de corrosie vanwapening in beton als gevolg van carbonata-tie of chloriden. De XF-klasse is specifiek voorvorstschade. De laatste klasse is XA. Dit staatvoor `Aggressive Environment' en is van toe-passing als het beton chemisch kan wordenaangetast.Er zijn chemische stoffen die het beton kun-nen aantasten of, nauwkeuriger gezegd, decementsteen. Zuren en zouten zijn onderbepaalde omstandigheden in staat de doorons met zorg samengestelde cementsteenkapot te maken. Deze aantasting vindtmeestal van buitenaf plaats, en is daaromvaak zichtbaar aan het oppervlak van hetbeton. De schade wordt meestal als lelijk aan-geduid, maar voor ons is een veel groter pro-bleem dat de dekking op de wapening kleinerwordt. In foto 2 zien we de aantasting vanTabel 1 Beschrijving van de hoofdgroepen van milieuklassen voor betonhoofdgroep beschrijvingX0 geen risico op corrosie van wapeningXC corrosie van wapening ingeleid door carbonatatieXD corrosie van wapening ingeleid door chloride, anders dan uit zeewaterXS corrosie van wapening ingeleid door chloride uit zeewaterXF aantasting door vorst/dooi-wisselingen met en zonder dooizouten.XA chemische aantasting3juli 2011 15 I 16 XLbeton door melkzuur. Het oppervlak vanbeton ziet eruit als uitgewassen beton. Decementsteen is lokaal geheel verdwenen. Ditis beton waarvan we kunnen zeggen dat dezewordt toegepast in XA.Waar komen we de XA-klassetegen?Voordat we de diepte ingaan met het aantas-tingmechanisme, is het goed eerst eens eenaantal voorbeelden te zien waar aantastingkan optreden.Een eerste voorbeeld is beton dat in contactkan komen met zuren. Hierbij moeten wedenken aan sleufsilo's voor de opslag vankuilvoer, calamiteitenbakken in de chemischeindustrie, vloeren in de zuivelindustrie, stal-vloeren en -roosters, mestkelders, waterzuive-ringsinstallaties en rioleringen.Een tweede voorbeeld is beton dat in contactkomt met zeewater. Hierin zitten zouten dieook een chemische aantasting tot gevolg kun-nen hebben. Voorbeelden zijn zeewaterslui-zen of keringen, dammen, dijken, kademuren1Beton toegepast inde glastuinbouw2Oplosreactie doorzuuraantastingvan beton bij eenmelktank4 juli 2011 15 I 16 XLen funderingen van windmolens op zee.Een derde voorbeeld is beton dat in contactkomt met sulfaten. Dit kunnen vloeren zijn inde tuinbouw of bijvoorbeeld funderingen inkwelwater of sulfaathoudende grond.Natuurlijk zullen er ook situaties zijn waarinverschillende chemische stoffen tegelijk metbeton in aanraking komen.Voordat we gaan kijken naar de wijze waarophet beton wordt ingedeeld in de juiste XA-klasse, gaan we eerst wat dieper kijken naarhet schademechanismeHoe ontstaat de schade?Er bestaan drie reactiemechanismen die hetbeton chemisch kunnen aantasten. Deze zijn:1 een oplosreactie door zuren of zacht water;2 een uitwisselingsreactie door zouten;3 een expansieve reactie.We bespreken deze reacties nu ??n voor ??n.1 Oplosreactie door zuren ofzacht waterBij een oplosreactie wordt de cementsteenaangetast. De cementsteen is chemisch ge-zien een calciumsilicaathydraat (in de ce-mentchemie afgekort met CSH) en bestaat uitcalcium (C), silicium (S) en water (H). Dit ce-mentsteen is poreus en bevat vele capillairepori?n. In het poriewater van deze capillairenzweven onopgeloste calciumdeeltjes die wecalciumhydroxide (Ca(OH)2) noemen. Daar-naast is er ook calcium in het water opgelostin de vorm van Ca2+. Het poriewater is ba-sisch/alkalisch en heeft een hoge pH-waardedoor de aanwezigheid van veel OH--ionen. Dehoeveelheid Ca2+ (positief geladen) is in even-wicht met de hoeveelheid OH- (negatief ge-laden). Dit is belangrijke informatie om deoplosreactie te doorgronden.Een zuur is meestal een vloeistof met een lagepH-waarde en bevat veel H+-ionen in oplos-sing. Bij de oplosreactie door zuren op betonreageren deze H+-ionen met de OH--ionen totwater (H2O). Het gevolg hiervan is dat de pH-waarde van het poriewater in de cementsteenafneemt.Het zuur zelf (bijvoorbeeld zoutzuur HCL) wileen reactie aangaan met calcium. Hierdoorontstaat een tekort aan positief geladen cal-cium (Ca2+). Voor een natuurlijk evenwicht,moet dit tekort worden aangevuld. Dat ge-beurt door calcium op te lossen uit de ce-mentsteen. Eerst worden de zwevende calci-umhydroxide gebruikt als calciumbron. Alsdat niet voldoende is wordt ook de calciumuit de cementsteen (CSH - de lijmverbinding)opgelost. Daar waar de cementsteen in oplos-sing is gegaan is de lijmverbinding tussen detoeslagkorrels verdwenen. Dit hebben wereeds kunnen zien in foto 2, waar melkzuur deveroorzaker is.Zacht water is water waar heel weinig kalk inzit. De definitie luidt: water met een totalehardheid kleiner dan 0,55 mmol/l (circa 30 mgCaO per liter), bepaald volgens NEN 6441. Ditis leuk voor de was, maar slecht voor beton.Als zacht water tegen het kalkrijke beton aan-staat, wil de natuur ook hier evenwicht nastre-ven. Het zacht water zal kalk gaan opnemenuit het beton. Opnieuw wordt de eerst aan-spraak gemaakt op de calciumhydroxide, envervolgens de calcium uit de cementsteen.2 Uitwisselingsreacties door zoutenZouten zouden we kunnen defini?ren als hetreactieproduct van een zuur en een base. Ditzuur of deze base in het zout kan sterk ofzwak zijn. Het natuurlijke proces bij zouten isdat een sterk zuur graag een verbinding aan-gaat met een sterke base. Bij een uitwisse-lingsreactie komen twee stoffen in contactmet elkaar waarbij het sterke element van de??n met het sterke element van de anderverder gaat (fig. 4).5juli 2011 15 I 16 XLVoorbeeld zuuraantastingEen zuur materiaal, bijvoorbeeld zoutzuur, reageert met calciumhydroxide uit het poriewater.Door deze reactie wordt het zuur geneutraliseerd. De reactie stopt pas als al het zuur heeftgereageerd.Reactie 12HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2Ozoutzuur + calciumhydroxide calciumchloride + waterAls de calciumhydroxide op is, gaat het zoutzuur verder met het calcium uit de cementsteen (CSH):Reactie 23CaO2SiO23H2O + 2HCl CaCl2 + 2CaO.2SiO2.3H2O + H2Ocementsteen + zoutzuur calciumchloride + verzwakte cementsteen + waterWaar treffen we dit aan?Het resultaat van deze aantasting is op de foto 3 zichtbaar. We zien een uitgewassen betonop-pervlak waar de cementsteen is weggevreten. We kunnen deze aantasting tegenkomen in deagrarische sector, kuilvoerplaatsen, in de zuivelindustrie (melkzuur), zuur grondwater, chemi-sche industrie, rioleringen en mestopslag. Berucht is de aantasting aan de binnenzijde vankoeltorens waar zich onder invloed van algen salpeterzuur kan vormen.3Biogene zwavelzuuraantasting bij een betonnen rioolbuis (oplosreactie)sterkzuursterkzuurzwakkebasezwakkebasezwakzuurzwakzuursterkebasesterkebase+ +4Bij een uitwisselingsreactie komen twee stoffen in contact met elkaar waarbij het sterkeelement van de ??n met het sterke element van de ander verder gaat6 juli 2011 15 I 16 XLCementsteen kan worden gezien als een zoutvan een sterke base (Ca(OH)2) en een zwakzuur (SiO2).Via de uitwisselingsreactie wordt cementsteendan ook sterk aangetast door een zout datbestaat uit een sterk zuur en een zwakke basezoals bijvoorbeeld ammonium- en magnesi-umzouten.Het is van belang of de nieuw gevormde zou-ten oplosbaar zijn of neerslaan. Zouten dieneerslaan kunnen de pori?n verstoppen,waardoor de aantasting kan stoppen. Oplos-bare zouten kunnen zich met het poriewaternaar buiten verplaatsen, waardoor de reactiekan blijven verlopen (= agressiever). Doordeze uitwisselingsreactie van calcium uit decementsteen, gaat de samenhang verloren.3 Expansieve reactieBij een expansieve reactie is het volume vande reactieproducten groter dan het volumevan de oorspronkelijke bestanddelen. Dooreen expansieve reactie kan beton inwendiguit elkaar worden gedrukt. Een bekend voor-beeld hiervan is het roesten van wapening.De roest (ijzeroxide) neemt meer volume indan het ijzer, de zuurstof en het water waaruithet is ontstaan. Het voorkomen van roestenvan wapening wordt geregeld via de milieu-klasse XC, XD en XS en valt buiten de scopevan deze Betoniek. Maar het is wel een voor-beeld van een expansieve reactie.Sulfaataantasting valt w?l onder XA. In ce-mentsteen kunnen sulfaten leiden tot eenexpansieve reactie. Het portlandcementklin-kermineraal C3A reageert met sulfaten enwater tot ettringiet. Dit gaat gepaard met eenzwelling (fig. 6). Door de toenemende druk-spanning in de cementsteen kunnen er scheu-ren ontstaan, wat de sterkte van de cement-steen negatief be?nvloed. In Betoniek 15/13- DEF is uitvoerig bij de achtergronden hier-van stil gestaan.Voorbeeld uitwisselingsreactie van zouten met cementsteenIn dit voorbeeld reageert cementsteen met ammoniumnitraat. Deze stof komt als natuurlijke stof voor in gronden water. Daarnaast treffen we hem aan in mest (al dan niet kunstmest). Locaties waar we hoge concentratieskunnen tegenkomen zijn: de agrarische sector, tuinbouwkassen maar ook de chemische industrie.Reactie3CaO 2SiO23H2O + 2NH4NO3 NH3 + Ca(NO3)2 + 2CaO.2SiO2.3H2O + H2Ocementsteen + ammoniumnitraat ammoniak + calciumnitraat + verzwakte cemensteen + watergas sterk zuur en sterke baseDeze reactie is extra agressief omdat het NH3, ammoniak, een gas isdat uit het beton kan ontwijken, waardoor het evenwicht van boven-staande reactievergelijking naar rechts verplaatst. Bovendien is calci-umnitraat een goed oplosbaar zout, dat kan worden afgevoerd.Hierdoor kan de reactie blijven lopen.5Een voorbeeld van een locatie met hoge concentraties ammoniumnitraat is deglastuinbouw7juli 2011 15 I 16 XLEen andere vorm van een expansieve reactie isde alkali-silicareactie, afgekort ASR. Deze reac-tie valt niet onder de chemische aantastingzoals die met de XA-klasse wordt bedoeld. Ei-genlijk hebben onze betonnormen geen eisenom ASR te voorkomen. Gelukkig is er nog eenCUR-Aanbeveling 89 en natuurlijk Betoniek15/2 - ASR verzekering, voor nadere informatie.Omstandigheden die de chemi-sche aantasting be?nvloedenOm te komen tot de juiste XA-klasse moetenwe weten welke aspecten de chemische aan-tasting van beton be?nvloeden en welke rand-voorwaarden er gelden. Voor de chemischeaantasting van beton zijn dit:? vocht (water);? temperatuur;? concentratie en verversingsgraad;? permeabiliteit van beton.Water, vochtChemische aantasting van beton treedt alleenop als er water of vocht aanwezig is. Zonderwater is geen van bovenvermelde reactiesmogelijk. Een stof kan in oplossing sterkagressief met cementsteen reageren en indroge vorm geen aantasting veroorzaken.Denk bijvoorbeeld eens aan kunstmest dathet agressieve ammoniumnitraat bevat. Indroge vorm is er geen probleem, echter alshet in water oplost komt de chemische aan-tasting op gang. Dit komt omdat de reactiesaltijd in de vloeistoffase verlopen.TemperatuurVoor alle chemische reacties geldt dat ze bijeen hogere temperatuur sneller verlopen. Datis ook van toepassing op de reacties binnende XA-klasse. We zullen in het vervolg van deBetoniek zien dat de normen hier ook aanwij-zingen voor geven.Concentratie en verversingsgraadBij hoge concentraties van agressieve stoffenkan de aantasting van de cementsteen ernsti-ger zijn dan bij lagere concentraties. We moe-ten ons echter ook bewust zijn van de hoeveel-heid (de verversingsgraad) van de schadelijkeoplossing. E?n druppel zuur geeft wel aantas-ting, maar is snel opgebruikt. Veel schadelijkeris een zuur dat constant over beton blijft stro-men en dus blijft knagen aan het beton.Permeabiliteit van betonDe permeabiliteit van beton geeft de mate aanwaarin water en schadelijke stoffen het betonkunnen binnendringen. Hoe lager de permea-biliteit, des te minder diep en eenvoudig wateren schadelijke stoffen de cementsteen kunnenbinnendringen. Dit beton heeft dan meerweerstand tegen chemische aantasting. Debelangrijkste manier om beton dicht te makenis het verlagen van de water-cementfactor.Daarnaast is bekend dat de keuze voor hoog-ovencement ook leidt tot een verlaging van depermeabiliteit. We moeten in dit rijtje natuur-lijk niet de nabehandeling vergeten. De nabe-handeling is ook bepalend of de jas van onsbeton goed dicht is.Hoe voorkomen we schade doorchemische aantastingChemische aantasting kunnen we niet helemaalvoorkomen. We kunnen alleen de aantastingminimaliseren. De betonvoorschriften (NEN-EN206-1 en NEN 8005) helpen ons hierbij doorhet beton in te delen in milieuklasse XA.6Schematischeweergave vansulfaataantastingC3A sulfaat water ettringiet+ +zwelling8 juli 2011 15 I 16 XLAfhankelijk van de agressiviteit van de omge-ving (licht, matig of sterk) wordt de duur-zaamheid van het beton verbeterd door hetvoorschrijven van een maximum water-ce-mentfactor en een minimaal cement-/bind-middelgehalte van het beton. In tabel 2 heb-ben we deze eisen op een rijtje gezet.Deze tabel geeft duidelijke waarden als weten minste weten of de omgeving licht (XA1),matig (XA2) of sterk (XA3) agressief is.Bepaling van de agressiviteit vande omgevingOm de agressiviteit van de omgeving van hetbeton te bepalen moeten we onderzoekenwelke chemische stoffen in de omgevingaanwezig zijn en in welke concentratie.Met deze gegevens kunnen we aan de slagmet NEN-EN 206-1. Deze norm beschrijft de`Aantasting door grondwater en natuurlijkebodem'. Dit betekent dat de Europese be-tonnorm voor andere bronnen van chemi-sche stoffen die het beton kunnen aantastengeen regels kent. Gelukkig weet het betonniet of de chemische stof afkomstig is vangrondwater of afvalwater. Het effect opbeton blijft gelijk. Dus we kunnen de normin ieder geval gebruiken voor alle vloeistoffendie tegen het beton aankomen. Verderop indeze Betoniek zullen we zien dat NEN 8005ons informeert over hoe we hier mee omkunnen gaan.Tabel 2 Eisen aan de betonsamenstelling voor milieuklasse XA conformNEN-EN 206-1 en NEN 8005agressiviteit vande omgevingmaximalewcf/wbfmin. cement- of bindmiddel-gehalte [kg/m3]XAchemische aan-tasting (Aggressive)XA1 licht 0,55 300XA2 matig 0,50 320XA3 sterk 0,45 340Tabel 3 Grenswaarden voor de milieuklassen voor chemische aantastingdoor natuurlijke grond en grondwater volgens NEN-EN 206-1Het agressieve chemische milieu, zoals hieronder ingedeeld, is gebaseerd op natuurlijke grond en grondwater met een water-/grondwatertemperatuur tussen 5 ?C en 25 ?C en een zo lage watersnelheid dat een statische situatie wordt benaderd.De ongunstige waarde van alle afzonderlijke chemische bestanddelen bepaalt de klasse.Indien twee of meer agressieve bestanddelen tot dezelfde klasse leiden moet aan het milieu de naasthogere klasse wordentoegekend, tenzij een speciale studie voor een dergelijk bijzonder geval aantoont dat dit niet nodig is.chemischebestanddelenreferentie-beproevingsmethode XA1 XA2 XA3grondwaterSO42- mg/l EN 196-2 200 en 600 > 600 en 3000 > 3000 en 6000pH ISO 4316 6,5 en 5,5 < 5,5 en 4,5 < 4,5 en 4,0CO2 mg/l agressief prEN 13577:1999 15 en 40 > 40 en 100 > 100 tot verzadigingNH4+ mg/l ISO 7150-1 of ISO 7150-2 15 en 30 > 30 en 60 > 60 en 100Mg2+ mg/l ISO 7980 300 en 1000 > 1000 en 3000 > 3000 tot verzadiginggrondSO42- mg/kg a) totaal EN 196-2 b) 2000 en 3000 c) > 3000 c) en 12000 > 12000 en 24000Zuurgehalte ml/kg DIN 4030-2 > 200 Baumann Gully niet aangetroffen in praktijka) Kleigrond met een doorlaatbaarheid kleiner dan 10-5 m/s mag in een lagere klasse worden geplaatst.b) De beproevingsmethode schrijft de extractie voor van SO42- door middel van zoutzuur; als alternatief mag de extractie met behulp van waterworden toegepast, indien op de plaats van gebruik van het beton ervaring beschikbaar is.c) Indien gevaar bestaat voor opeenhoping van sulfaationen in het beton, ten gevolge van nat/droog-wisselingen of capillaire opzuiging, moet degrenswaarde van 3000 mg/kg worden verlaagd tot 2000 mg/kg.9juli 2011 15 I 16 XLTabel 3 helpt ons de gemeten concentratiesvan verschillende stoffen te vertalen naar eenlicht, matig of sterk agressieve omgeving voorbeton. We komen in de tabel bekende begrip-pen tegen zoals de pH-waarde (zuur of nietzuur), sulfaten en ammoniak. We zien hierbijvoorbeeld dat bij een lagere pH-waarde deagressiviteit hoger wordt. Dit lijkt een mooien duidelijk systeem. Maar hoe komen we aande lijst met chemische stoffen en hun concen-tratie? Daarvoor moeten we een grond-/grondwateronderzoek laten uitvoeren. Hier-over in de volgende paragraaf meer.Grond-/grondwateronderzoekEen grond-/grondwateronderzoek uitvoeren isspecialistisch werk. Het begint al met hetnemen van een monster. Grondwater kan wor-den bemonsterd via zogenaamde peilbuizen.Dit zijn buizen die zijn aangebracht in de grondom de grondwaterspiegel te kunnen meten.Het is daarbij wel belangrijk te weten dat we hetgenomen grondwatermonster voor sommigemetingen op een specifieke manier moetenopslaan. Het is daarom raadzaam contact teleggen met een laboratorium v??r het verzame-len van het grondwater. Er is dan tijd de juisteflessen te ontvangen voor de monstername.Het is natuurlijk ook mogelijk de monsternamedoor het laboratorium zelf te laten uitvoeren.Dit grondwater kan door een goed uitgerustlaboratorium worden beproefd. De daarvoorbenodigde proeven staan ook in tabel 3 aan-gegeven. Om het nog eenvoudiger te maken:er zijn diverse laboratoria die een `betonpak-ket' in hun assortiment hebben. Hiermee wor-den de diverse proeven die noodzakelijk zijnvoor het bepalen van de agressiviteit in ??npakket aangeboden. Het is zeer belangrijk datde juiste proeven worden uitgevoerd. Veelgrondwateronderzoek wordt immers uitge-voerd naar geheel andere parameters dan diewij nodig hebben. Het zou toch zonde van deenergie zijn als achteraf blijkt dat de verkeerdestoffen zijn bepaald.Met de resultaten van het grondwateronder-zoek is het eenvoudig de agressiviteit voorbeton te bepalen door de meetwaarden tevergelijken met de klassen in de tabel 3.Om nog meer gevoel te krijgen voor de inde-ling in milieuklassen, volgen twee voorbeel-den.Voorbeeld 1 ? Fundering hoogspan-ningsmastHet funderingsblok van een hoogspannings-mast komt in contact met grond en grondwa-ter. Van het grondwater zijn watermonstersgenomen en onderzocht op alle volgens tabel3 belangrijke parameters. De onderzoekresul-taten zijn weergegeven in tabel 4.We vergelijken nu de meetresultaten met degrenzen in tabel 3 en kunnen vaststellen datwe voor de pH-waarde (6,16 en 6,36) in XA1terecht komen en voor het ammoniakgehalte(52,48 en 35,20 mg/l NH4+) in XA2 terechtkomen.Tabel 4 Grondwateronderzoek ter plaatse van de fundering van dehoogspanningsmast (voorbeeld 1)monster 9-01 milieuklasse monster 9-02 milieuklassesulfaatgehalte SO42- 18 - 9 -pH 6,16 XA1 6,36 XA1agressief CO2 1,19 - 0,68 -gehalte NH4+ 52,48 XA2 35,20 XA2gehalte Mg2+ 66,44 - 59,36 -10 juli 2011 15 I 16 XLDe hoogste milieuklasse is maatgevend voorhet beton. We gaan deze fundering in ditgeval uitvoeren in een XA2-klasse met eenmaximale wcf van 0,50 en een minimaal ce-mentgehalte van 320 kg/m3.Voorbeeld 2 ? Fundering van eenwindmolen in zeeIedereen zal bij beton in zeewater direct den-ken aan milieuklasse XS. Dit klopt als we temaken hebben met gewapend beton en hetvoorkomen van corrosie van wapening doorde chloride uit het zeewater. Toch zitten er inzeewater stoffen die een chemische aantastingkunnen veroorzaken zoals magnesiumzoutenen sulfaten. Het is dan ook noodzakelijk naastXS ook XA van toepassing te verklaren.Zonder uitvoerige metingen te hoeven doenschrijft NEN 8005 voor dat als beton in con-tact komt met zeewater er altijd een milieu-klasse XA2 van toepassing is.De fundering gaan we uitvoeren in een XA2-klasse met een maximale wcf van 0,50 en eenminimaal cementgehalte van 320 kg/m3.7Voorbeeld 1 ?Funderinghoogspanningsmast8Voorbeeld 2 ? Fundering van een windmolen in zee11juli 2011 15 I 16 XLInformatief beoordelingsysteemvan NEN 8005Zoals al aangekondigd kent NEN 8005 eeninformatief beoordelingsysteem dat veel verdergaat dan NEN-EN 206-1. Dit is geen eis, maargeeft ons wel antwoorden op vragen als: Watmoeten we doen als we niet te maken hebbenmet grond of grondwater? Wat is de agressivi-teit van formaldehyde, bleekwater of zelfs bier.Deze stoffen staan niet in de tabel 3? Wat als detemperatuur boven de 25 ?C komt. Welkeklasse moet ik dan hebben? Met andere woor-den er zijn nog legio situaties te bedenken dieniet in het systeem van NEN-EN 206-1 passen.In dit informatief beoordelingsysteem wordenaan de hand van een uitgebreid keuzeschemazoveel mogelijk aspecten meegenomen omte komen tot de juiste milieuklasse.Het doel van NEN 8005 is om de beperkingvan `alleen voor grond en grondwater' los telaten en overal toepasbaar te zijn. Daarnaastwordt bij de inschatting van de agressiviteitniet alleen rekening gehouden met de belang-rijkste chemische stoffen en de concentratiesdaarvan, zoals in NEN-EN 206-1 staat, maarook met alle andere factoren die de aantastingversterken. Het komt er feitelijk op neer datNEN 8005 de agressiviteit met ??n klasse ver-hoogt als er versterkende omstandighedenvoor aantasting aanwezig zijn zoals hoge tem-peraturen, hoge verversingsgraden of meeragressieve stoffen. Daarnaast geeft NEN 8005ook een overzicht van agressieve chemischestoffen die niet in tabel 3 zijn vermeld. Mochtbeton alleen met deze stoffen in aanrakingkomen, dan kunnen we toch een milieuklassekiezen. Het keuzeschema dat we hiervoor ge-bruiken is weergegeven in figuur 9.Omstandigheden met concentratiesen grenswaarden volgens tabel 3Geen bijzondere maatregel nodigVerontreinigde bodem/grondwaterof stoffen uit tabel 5Is daarbij ook van toepassing:? temperatuur > 25?C? snelstromend water? meerdere agressieve stoffenPas, afhankelijk van de concentratievolgens tabel 3, milieuklasse XA1,XA2 of XA3 toeAgressiviteit volgens tabel 5 inklasse II `licht agressief', III 'matigagressief', IV `sterk agressief' of V`zeer sterk agressief'Concentraties stoffen vermeld intabel 3 groter dan de grenswaarden,of pH < 4Pas tabel 3 toe. Kies vervolgens ??nmilieuklasse hoger. Is de milieuklassedan > XA3?Pas XA3 toe (maar accepteer aan-tasting), pas een opofferingsdekkingtoe, of breng een beschermlaag aanAgressiviteit volgens tabel 5 inklasse V `zeer sterk agressief'Kies milieuklasse (zie tabel 5):? XA1 bij klasse II 'licht agressief'? XA2 bij klasse III `matig agressief'? XA3 bij klasse IV sterkagressief'Pas de verhoogde milieuklasseXA2 of XA3 toeNeeNeeNeeNeeNeeNeeNeeJaJaJaJaJaJaJa9Keuzeschema voor de beoordeling van chemische agressiviteit conform NEN 8005XL-versieDe toelichting op het beoordelings-systeem en drie extra voorbeelden staanalleen in deze XL-versie van Betoniek15/16. Deze XL-versie is beschikbaar opwww.betoniek.nl.12 juli 2011 15 I 16 XLAan de hand van drie voorbeelden proberende werkwijze van het schema uit te leggen.Voorbeeld 3 - Glycerine opslagtankBij het laad- en lospunt van een glycerineop-slagtank wordt met enige regelmaat glycerineop het beton gemorst. In welke milieuklassemoeten we het beton voor deze vloer nu in-delen?Laten we links bovenaan beginnnen in hetkeuzeschema. De eerste vraag die we krijgenis of de chemische stof is opgenomen in tabel3. Dat blijkt niet het geval. NEN-EN 206-1biedt ons in dit geval dus geen houvast. Tochkunnen we verder door via de nee-lijn ??nvakje lager uit te komen.Hier wordt ons gevraagd of we buiten degrenzen liggen van tabel 3. Dit is ook niet hetgeval. Glycerine staat er helemaal niet in. Datbetekent dat we nogmaals de nee-lijn volgennaar beneden.Nu komt de vraag of de chemische stof voor-komt in tabel 5 (p. 15). Dit is een indrukwek-kende tabel met allemaal chemische stoffendie mogelijk aantasting op beton kunnenveroorzaken. Als we deze tabel goed bekijken,zien we dat er van veel stoffen is aangegevenof er sprake is van een oplossingsreactie (O),een uitwisselingsreactie (U), een expansieve-reactie (E) of dat er kans bestaat op corrosievan wapening. Achter deze aanduiding zienwe een maat voor de aggressiviteit staan inRomeinse cijfers I t/m V. Waarbij I staat voor`onschadelijk' en V staat voor `zeer sterkagressief'.De glycerine staat inderdaad in deze tabel, inde laatste kolom. Glycerine geeft een uitwis-selingsreactie met beton met een agressiviteitvan klasse II `licht agressief'.We kunnen nu de vraag of glycerine in detabel staat met `ja' beantwoorden en het ja-lijntje naar rechts volgen.De volgende vraag is of de agressiviteit groteris dan II. Het doel hiervan is om als de agres-siviteit gelijk is aan I `onschadelijk' we hier hetschema links onder kunnen verlaten en ergeen extra maatregelen nodig zijn. In onsgeval is de agressiviteit klasse II en volgen wijhet ja-lijntje naar rechts.10Voorbeeld 3 -Glycerineopslagtank13juli 2011 15 I 16 XLNu willen we weten of de agressiviteit gelijk isaan V `zeer sterk agressief'. Als dat zo zou zijn,dan moeten we direct naar een milieuklasseXA3 en rekening houden met aantasting. Hetwordt dan zelfs geadviseerd na te denkenover een opofferings- of beschermlaag. Gly-cerine zit in II, en wij volgen het nee-lijntjenaar beneden.In het laatste vakje komen we dan tot de op-lossing van ons probleem. We moeten XA1toepassen bij een agressiviteit klasse II `lichtagressief'. XA2 bij een agressiviteit klasse III`matig agressief' en XA3 bij een agressiviteitklasse IV `sterk agressief'.Het beton dat in contact komt met glycerinemoeten we dus maken in milieuklasse XA1.Het beton moet worden samengesteld meteen maximale wcf van 0,55 en een minimaalcementgehalte van 300 kg/m3.Voorbeeld 4 - KuilvoeropslagIn dit voorbeeld bekijken we een sleufsilo,oftewel een betonnen opslag voor kuilvoer.Kuilvoer kan bestaan uit bijvoorbeeld gras ofma?s. Het zijn organische materialen die inopslag gaan broeien en beginnen aan eenrottingsproces. Bij dit proces komen zureagressieve sappen vrij die in aanraking komenmet het beton. Deze zure sappen kunnen eenpH-waarde krijgen van 2 ? 3.Als we met deze informatie het keuzeschemaingaan, dan zien we al snel dat tabel 3 dezeomstandigheden niet kent. We vallen buitenhet schema van NEN-EN 206-1. We bewegen??n vakje naar beneden en stellen vast dat wewel te maken hebben met een pH-waarde,maar dat deze < 4 pH is.Vanaf hier is de route anders dan in het vorigevoorbeeld. We gaan nu naar rechts en komenuit bij het vakje dat ons vertelt dat het betonmoet worden uitgevoerd in XA3 en dat weeen aantasting van het beton vanuit het be-tonmengsel gezien niet kunnen voorkomen.Geadviseerd wordt een opofferingslaag of eenbeschermlaag aan te brengen.Het beton moet worden samengesteld meteen maximale wcf van 0,45 en een minimaalcementgehalte van 340 kg/m3.Voorbeeld 5 - KoelwaterbasinVoor een betonnen koelwaterbasin moetenwe het beton indelen in milieuklassen. Deopdrachtgever heeft aangegeven dat hetkoelwater een pH heeft van 6,1 en een tem-peratuur zal hebben van 25 ?C.Als we met deze gegevens in het keuze-schema aan de gang gaan, zien we dat we inafwijking van de vorige voorbeelden in heteerste vakje linksboven concluderen dat depH-waarde van 6,1 in tabel 3 voorkomt en dat11Voorbeeld 4 -Kuilvoeropslag12Voorbeeld 5 -Koelwaterbassin14 juli 2011 15 I 16 XLwe het ja-lijntje naar rechts kunnen volgen.Nu krijgen we een interessante uitbreiding dieNEN 8005 toevoegt. We gaan rekening hou-den met eventuele versterkende omstandig-heden voor de aantasting. We moeten aange-ven of we te maken hebben met eenverhoogde temperatuur (> 25 ?C), snel stro-mend water of meerdere chemische stoffendie voor aantasting kunnen zorgen. In onsvoorbeeld hebben we te maken met een ver-hoogde temperatuur. Aantastingsprocessenzullen dan wat sneller verlopen. We beant-woorden de vraag dan ook met ja en volgende lijn naar rechts.Ons wordt nu verteld dat we de milieuklassemoeten bepalen volgens tabel 3 en deze met??n klasse moeten ophogen. Een pH-waardevan 6,1 betekent volgens tabel 3 een milieu-klasse XA1. Door de versterkende omstandig-heden moeten we er nu een XA2 van maken.Nu wordt alleen nog de vraag gesteld of wehoger uitkomen dan klasse XA3. Want danwordt, net als in ??n van de voorgaande voor-beelden, een beschermlaag of opoffe-ringslaag geadviseerd. Wij hebben te makenmet gewoon XA2. En deze verhoogde klassemoeten we volgens NEN 8005 dan ook ge-woon toepassen.Het beton moet worden samengesteld meteen maximale wcf van 0,50 en een minimaalcementgehalte van 320 kg/m3.Wat te doen als we buiten XA3vallen?We kunnen ons na het lezen van deze Betonieksituaties voorstellen waarbij we een zwaardereklasse nodig hebben dan XA3. Echter de nor-men geven ons die niet. Deze situaties zijnheel realistisch als we bijvoorbeeld denkenaan beton dat in contact komt met een zuurmet een pH-waarde van 3. Betontechnolo-gisch zijn we dan niet in staat zwaarderemaatregelen te treffen die de chemische aan-tasting kunnen voorkomen. We zullen danmoeten accepteren dat er enige aantastingplaatsvindt.We kunnen echter ook speciale maatregelentreffen zoals:Het aanbrengen van een beschermlaagDoor een laag op het beton aan te brengendie bestand is tegen de aanwezige chemica-li?n, zal het achter deze beschermlaag aanwe-zige beton niet worden aangetast. We moe-ten hier bijvoorbeeld denken aan een coatingof een lining. Dit laatste is bijvoorbeeld eensoort kunststofbak die in rioolputten kan wor-den geplaatst om aantasting te voorkomen ofeen kunststofdoek dat aan de binnenkant vanbetonnen rioleringen wordt aangebracht,zoals weergegeven in foto 13.Het opnemen van een opofferingslaagDoor de dekking op de wapening te vergrotenkan deze extra dikte als opofferingslaag funge-ren. Als deze laag is weggevreten hebben wenog steeds de vereiste dekking voor de duur-zaamheid. Dit lijkt een raar idee, maar wordt inde praktijk veel toegepast bij kuilvoerplaatsenwaar we veel te maken hebben met zuren. Hetaanbrengen van een beschermlaag in de vormvan een coating heeft hier geen zin. Een laad-schop schraapt die meteen kapot.13Binnenkant van een rioolbuis voorzien van een kunststoflining van glasvezel met kunsthars15juli 2011 15 I 16 XLTabel 5 Overzicht chemische stoffen met een globale indicatie van de agressiviteitvoor beton, conform NEN 8005naam reactie-typea)agressi-viteitb)naam reactie-typea)agressi-viteitb)naam reactie-typea)agressi-viteitb)zuren sulfaten van dierlijk vet en vetzurenazijnzuur O III-IV aluminium E IV beenderolie O IIboorzuur O II ammonium U/E V varkensvet O IIcarbolzuur (fenol) O/U II-III calcium E IV visolie O IIcitroenzuur O IV kalium E IV slachtafval O IIIfosforzuur O IV koper E IVhumuszuur O IV mangaan E IV diversenmelkzuur O III magnesium U/E V alcohol Imierenzuur O III natrium E IV aceton Ioxaalzuur O I nikkel E IV ammoniak(water) Isalpeterzuur O V iizer E IV bier O IItannine (Iooistof) O I-II zink E IV bleekwater C IIwaterstoffluoride O V borax Iwijnsteenzuur O I petroleumdestillaten caustic soda Izoutzuur O/C V benzine I cider, appelwijn O IVzwavelwaterstof O II kerosine I ether Izwavelzuur O/E V naftaleen I etherische olie Ipetroleum I fenol U IIIzouten en alkali?n lichte olie I formaldehyde U IIIzware olie I glucose U IIIcarbonaten van dieselolie I glycerine U IIammonium U II honing Ikalium E I I koolteerdestillaten houtpap, houtslijp Inatrium (soda) E II anthraceen I kalium permanganaat Ibenzeen I kalk Ichloriden van cumeen I karnemelk O IIIaluminium U/C III kreosoot(olie) U II koolzuuraas Iammonium (salmiak) U/C III kresol U II kuilvoer (silage) O Vcalcium C I paraffine I lood Ikalium C/E I teer I looistoffen Ikoper C I tolueen I melasse, suikerstroop U IIIkwik C I xyleen I melk Imagnesium U/C III mest O/U IVnatrium (pekel, zout) C/E II plantaardige oli?n suiker: droog Iijzer C II amandelolie U III suikeroplossing U IIIzink C II chinese houtolie U III tetra Ikatoenzaadolie U III tolueen IfIuoriden kokosolie U III tri(chlooretyleen) Iammonium U IV lijnolie U III ureum Imaanzaadolie U III urine O/U IIIhydroxyden van olijfolie U III vaseline Iammonium I pinda-olie U III vruchtensap O IVcalcium I raapolie U III waterglas Ikalium (loog) E II ricinusolie U III wei O IIInatrium (loog) E II soyaboonolie U III wijn Iterpentijn U III zacht waterc) O IIInitraten van walnootolie U III zeep Iammonium U V zwavel Icaldum Ikalium (salpeter) U/E IIInatrium U/E IIIa) O = oplossingU = uitwisselingE = expansieC = corrosie wapeningb) I = onschadelijkII = licht agressiefIII = matig agressiefIV = sterk agressiefV = zeer sterk agressiefc) water met een totale hardheid kleiner dan0,55 mmol/l, bepaald volgens NEN 6441OPMERKING: De agressiviteit in werkelijke omstandigheden wordt bepaald door de concentratie, de pH. de temperatuur en de mate van verversing.16 juli 2011 15 I 16 XL15/17 - TemperatuurmetingenDe chemische reactie van cement met water zorgt ervoor dat verhardend beton warm wordt.Door het plaatsen van meetsensoren kan dit temperatuurverloop in kaart worden gebracht. Maarwaarom zou je dat doen? Het antwoord op deze vraag is dat je hierdoor heel veel nuttige infor-matie krijgt waarmee je bijvoorbeeld scheurvorming kunt voorkomen en het bouw- en produc-tieproces zonder risico kunt optimaliseren. Met andere woorden: je kunt veel geld en ellendebesparen met temperatuurmetingen! In de volgende Betoniek laten we dit aan de hand vanvoorbeelden zien.Tot slotAan het einde van deze Betoniek kunnen wegerust zeggen dat wij in Nederland beschik-ken over een uitgebreide gedocumenteerderegelgeving die ons helpt de chemische aan-tasting van beton te beperken. We zijn instaat om naast het indelen in de juiste milieu-klasse ook rekening te houden met omstan-digheden die de aantasting kunnen verster-ken. Tevens zijn we in staat chemische stoffendie niet in de Europese norm staan op waardete schatten en hiervoor passende maatrege-len te nemen. Onverlet blijft dat beton niettegen elke chemische aantasting bestand isen dat er situaties blijven waarin we onzemeerdere moeten erkennen. Gelukkig be-staan er ook dan nog voldoende mogelijkhe-den voor een duurzame constructie.DankwoordDe Betoniekredactie spreekt haar dank uitaan Fred Gladdines ( 10-4-2011) voor zijntechnische inbreng bij de totstandkomingvan dit nummer. Het was voor jou een eerom voor de eerste keer penvoerder te zijnvan een aflevering van Betoniek. Helaas hebje het werk niet kunnen af maken. Toch is ditnummer een blijvende herinnering aan jou.Bedankt.Betoniek is h?t vakblad over technologie enuitvoering van beton en verschijnt 10 keerper jaar. Betoniek wordt uitgegeven door?neas, uitgeverij van vakinformatie bv, inopdracht van het Cement&BetonCentrum.In de redactie zijn vertegenwoordigd:BAM Infra, BAS Research & Technology,BMC Certificatie, BTE Nederland, ENCI,Mebin en TNO. Voor de jaarlijkse afleveringover het Examen Betontechnoloog BV wordtsamengewerkt met de Betonvereniging.Uitgave ?neas, uitgeverij vanvakinformatie bvPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 - 65 00 85E: info@aeneas.nlWebsite www.betoniek.nlRedactie T: 0411 65 35 84E: betoniek@aeneas.nlVormgeving Inpladi bv, CuijkAbonnementen/adreswijzigingenUitgeverij ?neasPostbus 101, 5280 AC, BoxtelT: 0411 65 00 85E: info@aeneas.nlAbonnementen 2011Jaarabonnement, inclusief toegang onlinearchief: 76 (excl. 6% btw)Buiten Nederland geldt een toeslag voorextra porto. Abonnementen lopen per jaaren kunnen elk gewenst moment ingaan.Opzeggen moet altijd schriftelijk gebeu-ren, uiterlijk twee maanden voor vervalda-tum. Kijk voor de mogelijkheden van mee-leesabonnementen op www.betoniek.nl.? ?neas, uitgeverij van vakinformatie2011.Niets uit deze uitgave mag worden over-genomen zonder toestemming van de uit-gever. De algemene publicatievoorwaar-den van de uitgever worden verondersteldbekend te zijn en zijn op aanvraag beschik-baar. Hoewel de grootst mogelijke zorgwordt besteed aan de inhoud van het blad,zijn redactie en uitgever van Betoniek nietaansprakelijk voor de gevolgen, van welkeaard ook, van handelingen en/of beslissin-gen gebaseerd op de informatie in dezeuitgave.Niet altijd kunnen rechthebbenden van ge-bruikt beeldmateriaal worden achterhaald.Belanghebbenden kunnen contact opne-men met de uitgever.Betoniek onlineDeze Betoniek en alle415 vorige edities zijnonline te raadplegen opwww.betoniek.nl.Voor leden van Betoniek is dit archiefgratis toegankelijk. Nog geen lid? Kijk opwww.betoniek.nl voor een interessantaanbod.In onzevolgendeuitgave