Voorbereiding van betonnen oppervlakken Deel 1: Ondeugdelijk beton

Het probleem met beton is dat u nooit weet wat het doet als u het met een straalmiddel raakt.

Fijne deeltjes en cementpasta breken gemakkelijk af, waardoor de hardere textuur met korrel bloot komt te liggen. In tegenstelling tot staal is de druksterkte van beton niet uniform, zodat stralen geen consistent oppervlakteprofiel of ankerpatroon oplevert. Een gestraald betonnen oppervlak is een kraterlandschap van spelonkachtige poriën en haarvaten.

Om een goede verlijming te krijgen, moeten reparatiemortels, betonnen deklagen en coatings in het capillaire netwerk van het substraat doordringen en ermee samensmelten. Wanneer het netwerk geblokkeerd is, opent het stralen het netwerk, waardoor de textuur met korrel bloot komt te liggen en het landschap wordt opgeruwd.

Maar zonder pieken en dalen om het meetlint tegen aan te houden en te meten met dieptemicrometer, hoe weet de straler dan wanneer hij het gespecificeerde oppervlakteprofiel heeft bereikt? Hoe is het zelfs mogelijk om een profiel voor beton te specificeren?

Er zijn andere problemen. Niet alleen moet een goed geprepareerd betonnen oppervlak voldoende opgeruwdzijn, maar ook moet het oppervlak deugdelijk zijn en vrij van verontreinigingen. Maar vanwege de relatief poreuze aard van beton dringen verontreinigingen vaak diep in het oppervlak door, waardoor het substraat verzwakt tot een diepte die buiten het effectieve bereik van het straalmiddel valt. Voor andere toepassingen, zoals decoratieve afwerkingen, moet alleen de oppervlakkige, brokkelige laag uitgeharde cementpasta worden verwijderd. Wat doet u als het straalmiddel te hard of te zachtwerkt?

Deze gids voor de voorbereiding van het betonnen oppervlak leidt u door de oplossingen voor deze problemen en nog veel meer. Maar laten we eerst eens kijken naar hoe en waarom beton kan falen, en hoe het weer deugdelijk gemaakt kan worden.
 

Wanneer een coating, overlay of reparatiemortel wordt aangebracht op ondeugdelijk beton, kan de hechting tussen de twee materialen behouden blijven, maar wanneer het onder druk wordt gezet, zal ondeugdelijk beton gewoon loskomen van de plaat. Barsten, microbarsten, blaren, schilfering, afbrokkeling of delaminatie zijn symptomen van ondeugdelijk beton die moeten worden verwijderd en vervolgens moeten worden gepatcht, voordat de oppervlaktevoorbereiding kan worden voortgezet.

Zichtbare barsten zijn het meest voor de hand liggende symptoom van ondeugdelijk beton en hebben verschillende oorzaken. Oppervlakkige barsten worden veroorzaakt door snel verlies van oppervlaktewater tijdens het uithardingsproces. Het bezinken van de ondergrond kan de plaat in tweeën breken. Zware belastingen of stoten kunnen direct zichtbare barsten veroorzaken, of microbarsten die zich later in zichtbare barsten ontwikkelen.

Microbarsten zijn onzichtbaar voor het blote oog, gemeten op de schaal van micron. Microbarsten worden veroorzaakt door overbelasting, stoten door vallende lasten en slaggereedschap zoals boorhamers en scabblers, bevriezen en ontdooien, en temperatuurverschillen die optreden tijdens cementhydratatie. Beschadigingen ontstaan wanneer microbarsten een netwerk vormen in de buurt van het oppervlak. Het ondeugdelijke beton brokkelt dan af, waardoor de textuur met korrel bloot komt te liggen.

Blaasvorming ontstaat wanneer luchtbellen onder het oppervlak vastzitten, die niet kunnen ontsnappen vanwege een voortijdige uitdroging van het oppervlak door wind, een te plakkerig mengsel dat het oppervlak te snel afdicht of een voortijdige afwerking aangebracht op het beton, bijvoorbeeld met een troffel.

Schilfering wordt veroorzaakt door het bevriezen van water in de poriën en haarvaten in beton. Wanneer de hydraulische druk van het uitzettende ijs de treksterkte van het beton overschrijdt, maken mortelschilfers zich los van het oppervlak, waardoor de textuur met korrel bloot komt te liggen.

Afbrokkeling is vergelijkbaar met schilfering, behalve dat de uitzetting plaatsvindt vanuit dieper in het beton, waardoor het oppervlak uiteenvalt in grotere fragmenten. Veelvoorkomende oorzaken zijn corrosie van de wapening door carbonatatie, intense hitte waardoor waterdamp heftig uitzet, onjuist geconstrueerde verbindingen en verslechtering van barsten.

Een delaminatie is een hol, horizontaal vlak onder het oppervlak dat zich vormt wanneer een afwerking wordt aangebracht voordat water en lucht uit het beton kunnen ontsnappen. Wanneer het wordt verpletterd door verkeer of een zware lading, komt het gedelamineerde gedeelte los van de plaat en komt de textuur met korrel bloot te liggen.

Carbonatatie

Carbonatatie ontstaat wanneer kooldioxide door poriën en microbarsteen het oppervlak binnendringt en reageert met vocht en calciumhydroxide in het cement, waarbij calciumcarbonaat wordt gevormd. Dit proces maakt het beton in eerste instantie harder, maar het verlaagt ook de pH-waarde van 13 naar 8. Deze verlaging van de alkaliteit maakt ingebedde stalen wapening kwetsbaar voor corrosie.
 

Corrosie van wapening

Roest is een gehydrateerd ijzer, en heeft een groter volume dan het staal dat het vervangt. Het toenemende volume roest zorgt voor trekspanning, waardoor beton gaat barsten en afbrokkelen.
 

Chemische aanval

Sulfaten logen via het grondwater in beton, reageren met gehydrateerde verbindingen en zetten uit, waardoor mechanische storingen ontstaan. Chemicaliën kunnen ook de cementpasta verzachten, eroderen en oplossen.
 

Brandschade

Beton zal niet verbranden, maar door de hoge hitte verliest het beton het grootste deel van zijn druksterkte, buigsterkte en elasticiteit. Uitzettende waterstoom die probeert te ontsnappen, kan afbrokkeling veroorzaken.
 

Overbelasting/stoten

Het zwaar belasten van beton, vooral door stoten, veroorzaakt microbarsten en barsten. Impactgereedschappen kunnen uitgebreide microbarsten veroorzaken.
 

Te nat beton

Te veel water in het mengsel lekt cement uit naar de oppervlakte. Het oppervlak zal drogen voordat het hard wordt, waardoor krimp, barsten, gereduceerde druksterkte en cementhuid ontstaan.
 

Visuele inspectie van het oppervlak zal de ergste schade aan het licht brengen: de barsten, afbrokkeling, schilfering en verbrijzelde delaminaties, maar de volledige omvang van het probleem van ondeugdelijk beton is niet altijd duidelijk.

Misschien is de makkelijkste methode om met een hamer rond zichtbaar zwakke plekken te tikken. Als de kop van de hamer stuitert, is de druksterkte van het beton goed. Als de hamer inkepingen maakt en het oppervlak verpulvert, is het beton ondeugdelijk en moet vernieuwd worden.

Door een schroevendraaier over het oppervlak te slepen kan ook ondeugdelijk beton worden blootgelegd. Als de schroevendraaier een glimmende witte streep achterlaat, is het beton deugdelijk. Als de schroevendraaier poeder eraf krast, is het beton ondeugdelijk.

Gevallen waarin zich onder het oppervlak concentraties lucht, water of droog materiaal hebben gevormd, zijn niet zo gemakkelijk te detecteren: het oppervlak is misschien deugdelijk genoeg om de hamer- of schroevendraaiertest te doorstaan, maar is toch structureel aangetast. Door te luisteren naar het geluid dat wordt gemaakt bij het tikken op het beton, worden gebieden met een verschil in dichtheid onthuld. Op grote oppervlakken kunnen deze holtes worden gedetecteerd door met een ketting over het oppervlak te slepen, of door gebruik te maken van apparatuur die het oppervlak met een reeks kettingen geselen.

Zodra de omvang van het ondeugdelijke beton is geschetst, kan met de verwijdering worden begonnen.

Wanneer het grootste deel van het betonnen oppervlak is aangetast, kan de aangebrachte laag het beste met mechanische middelen worden verwijderd, zoals hieronder wordt besproken. Wanneer het nodig is om gecompromitteerde delen plaatselijk te verwijderen, is het gebruikelijk om het ondeugdelijke beton weg te hakken met een hamer, drilboor, betonbreker of ander slaggereedschap.

De beste methode is om te beginnen in het midden van het verzwakte gebied en door te gaan naar de rand.Gevederde randen moeten echter worden vermeden, zelfs als u de leegte opvult met een zelfnivellerende pasta of epoxy die dun kan worden uitgesmeerd: op een bepaald punt, zal de coatingtoepassing te dun zijn om het geprofileerde oppervlak voldoende te bedekken. Het afbrokkelen van diepe, scherpe randen zorgt voor een betere treksterkte, maar een loodrechte of ondersnijdende rand is het beste.

Bij het vullen van een holte met beton of een ander dik mengsel, is het het beste om de randen in een rechte hoek te zagen rond het aangetaste gebied. Bij het naar buiten afsnijden richting de rand, zal het oppervlaktemateriaal binnen de snede wegbreken, waardoor een loodrechte rand achterblijft.

Nadat het ondeugdelijke beton is verwijderd, kunnen de holtes worden opgevuld met beton, mortel, voegmiddel, pleister, plamuur, epoxy of een ander vulmiddel. Bovendien heeft beton van nature holten die moeten worden opgevuld om de structurele betrouwbaarheid te versterken.

Insectengaten zijn holtes die zich vormen naast een gevormd oppervlak, veroorzaakt door bellen van lucht en water die naar de vormen migreren om te ontsnappen aan de warmte die wordt geproduceerd door cementhydratatie.

Trekstanggaten zijn holtes die door het beton gaan, veroorzaakt door het verwijderen van de trekstangen die de vormen bij elkaar hielden terwijl het beton uithardde. Trekstanggaten en insectengaten moeten worden opgevuld voordat u verder gaat.

Een honingraat is een cluster van grove texturen met korrel waarin mortel niet is doorgedrongen. De texturen met korrelzijn dicht opeengepakt, maar ongebonden, met een slechte druksterkte en een verwaarloosbare treksterkte. De texturen met korrel moeten worden verwijderd met elektrisch gereedschap tot aan het kale beton en vervolgens worden gevuld.

Leegtes zijn niet het enige oppervlaktedefect dat moet worden gerepareerd. Uitsteeksels die verder reiken dan de droge laagdikte van een coating, kunnen ervoor zorgen dat de coating faalt, vooral rond scherpe randen. Als de overlay een zelfnivellerende verbinding is, kan er een overmatige hoeveelheid materiaal nodig zijn om uitsteeksels voldoende te bedekken. Mortelspetters, vinnen, ribbels en andere uitsteeksels van meer dan 1/16 inch moeten worden weggeslepen of weggehakt.

Alvorens te repareren met een cementgebonden product, moet het substraat in een toestand van verzadigd oppervlak droog (SSD) zijn. Dit houdt in dat het wordt bespoten met een slang en vervolgens wordt afgeveegd, zodat de poriën verzadigd zijn maar er geen vrij water op het oppervlak achterblijft.

Als het oppervlak nat is, zal de mengverhouding tussen water en cement langs het bindingsvlak stijgen, wat krimp, microbarsten en een verzwakking van de verbindingen veroorzaakt. Wanneer het oppervlak onverzadigd is, zal dit water uit het reparatiemateriaal trekken, wat kan leiden tot onvoldoende hydratatie van het cement en verminderde sterkte langs de verbinding.

Na het herstel van het deugdelijke betonnen oppervlak is de volgende stap het verwijderen van verontreinigingen uit het beton. In deel twee van onze serie over de voorbereiding van betonoppervlakken kijken we naar de verschillende vormen van verontreinigingen van betonoppervlakken, hun oorzaken en hoe ze kunnen worden verwijderd (hint: stralen is niet altijd het antwoord).