Kathodisch beschermen van metalen delen in monumenten

Kathodisch beschermen van
metalen delen in monumenten
Saneren van monumentaal beton
H middels water onder hoge druk
Aan de onderhoudsbehoefte van betonconstructies kan worden voldaan met
behulp van een aantal technieken. Meest
voorkomend zijn betonreparatietechnieken zoals handmatig repareren, aanbrengen van spuitbeton en injecteren van
scheuren. Bijkomende werkzaamheden
zijn saneren, stralen en conserveren.
Relatief nieuwe elektrochemische reparatietechnieken zoals kathodische bescherming en realkalisatie zijn met name voor
monumentale betonconstructies interessant omdat zij de mogelijkheid bieden de
constructie grotendeels in de oorspronkelijke staat te behouden. Metalen delen
(met name ijzer en staal) die in het beton
of metselwerk zijn verwerkt worden door
middel van Kathodische Bescherming
duurzaam beschermd, hetgeen beschadigingen aan beton of metselwerk voorkomt.
Hoewel met name beton in eerste instantie werd toegepast als een goedkoop en
inferieur bouwmateriaal, verkeert het
merendeel van het beton in monumenten
nog steeds in goede staat. De gedachte
dat beton of metselwerk geen onderhoud nodig zou hebben, is achterhaald.
Onderhoud aan beton en metselwerk
zal een steeds belangrijkere rol binnen de
monumentenzorg vervullen.
Verder wordt beton bij jongere monumenten steeds meer een architectonisch
en esthetisch bepalend element in de
visuele uitstraling. Hierdoor komt betonschade en herstel daarvan ‘in het zicht’
en worden de randvoorwaarden voor
herstel steeds scherper gericht op het
behoud van de oorspronkelijke uitstraling. Naast de visuele kwaliteit van de
betonnen constructieonderdelen dienen
we ook de constructieve functies niet uit
het oog te verliezen. Veelal is een aanzienlijk deel van de constructieve of ‘dragende’ elementen uitgevoerd in beton of
staal. Veiligheidsaspecten spelen in die
gevallen dan ook een belangrijke rol.
Continue E
(bedekkende)
anodes ter
plaatse van
een trogvloer
297938_Vogel Kathodisch besch.indd 1
De belangrijkste vormen van schades aan
monumenten zijn wapeningscorrosie en
scheurvorming of corroderende staalprofielen in metselwerk. De oorzaak van de
optredende schade is dikwijls gelegen in
ontwerp-, materiaal- of uitvoeringsfouten
en de ouderdom van het monument,
terwijl ook een agressief milieu vaak een
nadelige invloed uitoefent.
04-04-13 11:56
Kathodisch beschermen van
metalen delen in monumenten
Elektrochemische hersteltechnieken
Elektrochemie betekent dat chemische
reacties gepaard gaan met stroomdoorgang. Omgekeerd geldt ook dat stroomdoorgang gepaard gaat met chemische
reacties. Derhalve kunnen chemische
reacties gestuurd worden door elektrische
stroom op te leggen of door met galvanische anodes een natuurlijk potentiaalverschil te realiseren.
De belangrijkste toepassing in deze
groep hersteltechnieken is Kathodische
Bescherming (KB). Hierbij wordt de
potentiaal van het staal kunstmatig
verlaagd door het opleggen van een
elektrische spanning (met behulp van
een stroombron of een onedel metaal
zoals zink). Hierdoor stopt het roesten
van het staal en zijn de optredende
chemische reacties aan het staaloppervlak nog slechts kathodisch waarbij
normaliter zuurstof en water worden
omgezet in hydroxide.
Het kathodisch beschermen van wapeningsstaal in beton of van metalen delen
die zijn opgenomen in metselwerk heeft
een aantal grote voordelen ten opzichte
van traditioneel herstel.
In de eerste plaats zorgt KB voor een
langdurige oplossing die eventueel met
een verzekerde garantie kan worden
afgedekt.
Verder kunnen bij het toepassen van
KB vaak kosten bespaard worden doordat de omvang van de saneringswerkzaamheden aan beton, metselwerk en
staal doorgaans beperkt kan blijven tot
het absoluut noodzakelijke. Hierdoor
wordt de overlast bij het saneren beperkt
en blijft het originele karakter van de
constructie-onderdelen beter behouden.
297938_Vogel Kathodisch besch.indd 2
G Discrete (lokale) stripanode in de voegen
Met name dit laatste aspect is van groot
belang bij het onderhouden van monumenten.
In aanvulling hierop kan worden overwogen om het saneren van monumentaal
beton uit te voeren met water onder
hoge druk, waardoor uitsluitend de
‘slechte’ locaties worden gesaneerd en
microscheurvorming wordt voorkomen.
Bij galvanische KB wordt het staal verbonden met een onedeler metaal dat
zich vervolgens opoffert voor het staal
en dit daardoor langdurig beschermt.
Voor het beschermen van staal in gemetselde constructies is het toepassen van
galvanische anodes doorgaans een zeer
geschikte oplossing.
Bij KB met opgedrukte spanning/stroom
wordt het staal op de negatieve (min-)
pool van een gelijkspanningstroombron
aangesloten: het staal trekt de stroom als
het ware aan. Door het aanbrengen van
een duurzame anode in of op het beton
of metselwerk en deze aan te sluiten op
de positieve (plus-)pool van de stroombron, wordt de stroomkring gesloten en
gaat er een beschermstroom lopen. Tot
slot wordt de stroombron nauwkeurig
afgesteld om een correcte hoeveelheid
stroom te leveren. Zolang dit proces in
stand wordt gehouden is het staal, controleerbaar, beschermd tegen corrosie.
KB is vanuit het toe te passen type anode
globaal onder te verdelen in 2 groepen.
1. Discrete (of lokale) anodes.
Hierbij worden plaatsen met anodische
werking regelmatig verdeeld over het
te beschermen oppervlak. Dit betreft
bijvoorbeeld keramische of geactiveerde
titanium strips en pennen of zinkanodes
in strip- of cilindervorm, welke worden
aangebracht in boorgaten of in sleuven
ter plaatse van voegwerk.
2. Continue (of bedekkende) anodes.
Hierbij wordt het gehele te beschermen
oppervlak bedekt met bijvoorbeeld een
gaasvormige anode van geactiveerd titanium of zink welke wordt opgenomen in
een (al dan niet geleidende) mortellaag
of het oppervlak wordt bedekt met een
geleidende coating.
De eisen en criteria die gesteld worden
aan de diverse aspecten van KB zijn vervat in een norm: NEN EN ISO 12696.
Vogel Kathodische Bescherming B.V.
Fruiteniersstraat 13
3334 KA Zwijndrecht
Postbus 1150
3330 CD Zwijndrecht
T +31-78-610 04 00
E [email protected]
www.mourik.com
www.vogel-kb.nl
130401
G Discrete (lokale) inbooranodes
04-04-13 11:56