Chloride in beton

Het wapeningsstaal in gezond beton is omhuld door een zeer dunne (nanometerschaal) passiveringslaag dat het onderliggende staal voor verdere corrosie behoedt. De passiveringslaag heeft een complexe opbouw en variabele samenstelling. Ter vereenvoudiging stellen we de passiveringslaag voor als van hematiet (chemisch aangeduid als [Fe2O3]; 'roest'). Hematiet is stabiel ('onoplosbaar') in een chloride-vrij, basisch milieu (bij pH≥10,5). In een zuurder milieu (bij een pH≤10) of bij aanwezigheid van voldoende chloride wordt dit hematiet instabiel (‘oplosbaar’) en wordt bij voldoende vocht en zuurstofaanbod door corrosie de wapening aangetast.

De stabiliteit van hematiet wordt beïnvloed door opgelost chloride [Cl-aq]. In gecarbonateerd, chloride-vrij beton kan bij pH≤10 de wapening door corrosie worden aangetast; deze pH-grens ligt in chloride-houdend beton beduidend hoger. Experimenteel is gevonden dat de verhouding [Cl-]/[OH-] kleiner moet zijn dan 0,6 - 1 voor instandhouding van de passiveringslaag. De concentratie OH--ionen is eenvoudig te meten (pH); echter de chloride-ionenconcentratie is niet eenvoudig meetbaar. Beton kan in mindere of meerdere mate chloride-houdend worden door het indringen van chloride uit dooizouten of zeewater.

In andere gevallen kan het beton al chloride-houdend zijn door verontreinigingen in de grondstoffen of door het doelbewust inmengen van chloride in de mortel tijdens de productie. In het verleden (met name de periode 1960-1980) zijn bijvoorbeeld heel wat geprefabriceerde betonelementen vervaardigd met behulp van calciumchloride [CaCl2] als verhardingsversneller.
Chloride dat bij de verharding reeds in het mengsel aanwezig is, wordt gedeeltelijk in de gehydrateerde cementmineralen ingebouwd, en is dus niet geheel en al ‘vrij’ in het poriewater aanwezig. Het chloride is aanwezig in het poriewater, dat in dynamisch (bindings ) evenwicht verkeert met de betonsteen. De oplosbaarheid van calciumhydroxide wordt door chloride positief beïnvloed. De hydroxide [OH-] kan deels door chloride [Cl-] worden vervangen. Het chloride wordt met name in het calciumhydroxide en in hydrocalumiet [Ca4Al2(OH,Cl)12|(CO3)] vastgelegd. Samenvattend: als versneller bijgemengd chloride wordt gedurende de verharding gedeeltelijk gebonden in hydraatmineralen; ingedrongen chloride wordt achteraf ook gedeeltelijk gebonden door een langzaam verlopend rekristallisatieproces via het dynamisch evenwicht met het poriewater.
Doordat beton altijd een zekere porositeit en permeabiliteit bezit, kan koolzuur [CO2] uit de lucht indringen. Er vindt dan een reactie plaats waarbij carbonaten worden gevormd:

(3) Ca(OH)2-xClx + CO2 + xOH- → Ca(CO3) +
(1 x)H2O + xH2O + xCl-

Dit is in wezen een gemodificeerde carbonatatiereactie. Voor hydrocalumiet kan een soortgelijke reactie opgeschreven worden. De reacties kunnen gebonden, niet ‘vrij’, chloride beschikbaar maken voor corrosie; het mechanisme is in staat gebleken een initieel ongevaarlijk gehalte aan vrij in het poriewater aanwezig chloride tot boven de 'corrosiedrempel' te kunnen tillen. Met nadruk wordt gesteld dat carbonatatie geen randvoorwaarde is voor het optreden van chloride-schade, al kan carbonatatie wèl een versterkend effect hebben.

Terug naar Kathodische-Bescherming
Uw voordelen
Eén aanspreekpunt voor advies, herstel en monitoring
Betonproblemen worden controleerbaar
Garantieverzekering op uw betonherstel
Vrijblijvend meer informatie over Beton chloride!
Het aanvragen van informatie omtrent Beton chloride is geheel vrijblijvend. U kunt ook een gratis intake-gesprek aanvragen.
Vragen of opmerkingen over deze website? mail naar: info@eco-remain.nl
© Copyright 2002 / 2016 ECO REMAIN Kathodische Bescherming B.V.