beton (Betonskader)

Beton (Betonskader), Betonskader opdeles almindeligvis i en række nedbrydningsmekanismer, hvor frostangreb, alkalikiselreaktioner, armeringskorrosion og kemiske angreb regnes for de vigtigste i Danmark. De har alle tilstedeværelsen af vand som en forudsætning, hvorfor en betonkonstruktion bør udformes, således at en så lille del som muligt er vandbelastet.

Betonskader er et negativt begreb, der i 1980'erne var ved at ødelægge betons image som et anvendeligt byggemateriale. Betonskader og beton blev sat i forbindelse med de dårlige sociale forhold, der samtidig opstod i de store boligbyggerier, der var opført netop i beton. Afledt af denne situation blev der iværksat en kraftig kvalitetsforbedring af beton samt en øget forskning i skadesårsager og metoder til reparation af beton.

Symptomer ved betonskader er smuldring og afskalning af overfladen, springere (lokale afskalninger over porøse sten), alkalikiselgel, revner, drypsten, belægninger, misfarvning, rustudfældning og afskalning af dæklaget over armeringen. Armeringskorrosion kan foregå med ingen eller kun svage synlige tegn i form af revner og rustudfældning på konstruktionens overflade. Mistanke om armeringskorrosion bør derfor altid medføre en nøjere undersøgelse.

Frostangreb opstår ved, at betonens porer bliver fyldt med vand efterfulgt af en frysning af betonen. Da is fylder mere end vand, dannes et stort indre tryk, hvorved betonen sprænges. Det har i praksis vist sig, at iblanding af luft i form af små bobler i betonen sikrer mod frostangreb, hvis v/c samtidig er passende lavt. Frostangreb er normalt kun af kosmetisk betydning, da betonen afskaller fra overfladen. Hvis frostangrebet med tiden går dybere og fjerner dæklaget over armeringen eller danner revner, kan frostangreb dog sammen med armeringskorrosion give sikkerhedsmæssige problemer. Frostangreb kan også vise sig som springere; en porøs sten suger vand, der ved frysning skyder et kegleformet legeme af.

Alkalikiselreaktioner, AKR, opstår, hvis tilslaget ikke er stabilt i betonens basiske miljø med en pH-værdi på 12-14. De ustabile tilslag i Danmark findes i flint, især i lyse og hvide flinttyper og ofte som lag uden på mørke, tætte flinttyper. Når disse kiseltyper opløses i betonen, dannes der en flydende alkalikiselgel, der kan vise sig på betonens overflade som harpikslignende dråber. Denne gel kan suge vand, hvorved gelen ekspanderer og forårsager et tryk, der sommetider kan danne revner i betonen. AKR imødegås ved at fjerne en af de tre betingelser for reaktionen: alkalier, reaktive tilslag eller vand. Ofte søges de alle tre minimeret på én gang. Alkalier er i denne sammenhæng natrium- og kaliumioner, der findes i bl.a. cement, og som desuden kan komme til betonen udefra især fra tøsaltning og havvand samt fra bassinvandet i svømmehaller. AKR er et kosmetisk problem, men revnedannelsen giver også en volumenudvidelse, der kan skubbe til andre bygningsdele. Betydningen for bæreevnen er ikke fastlagt.

Armeringskorrosion. I sund beton er armeringen beskyttet mod korrosion ved, at der som følge af det basiske miljø i betonen opstår et tyndt lag grå rust på armeringen. Dette lag er stabilt og forhindrer yderligere korrosion. Beskyttelsen kan ophæves som følge af indtrængning af enten syrer eller klorider. Syrer neutraliserer det basiske miljø, mens klorider destabiliserer det beskyttende rustlag. Bortset fra egentlige kemiske miljøer er luftens kuldioxid årsag til den almindeligste syrepåvirkning af beton. Processen, at kuldioxid langsomt trænger ind i betonen fra overfladen og sammen med vand danner en syre, der neutraliserer det basiske miljø under dannelse af calciumcarbonat (kalk), kaldes karbonatisering.

De to typer armeringskorrosion viser sig forskelligt og har forskellig farlighed. Korrosion forårsaget af karbonatisering — ofte i kombination med for lille dæklag — giver som regel symptomer i form af afskalninger af dæklaget over det sted, hvor armeringen ruster. Det skyldes, at de dannede korrosionsprodukter fylder flere gange mere end jernet, hvorved der opstår et tryk, der formår at skyde dæklaget af. Denne type rust er normalt rød ligesom rust på jern i fri luft. Ved korrosion forårsaget af klorider kommer der ikke altid synlige tegn på betonoverfladen. Korrosionen foregår under dannelse af korrosionsprodukter, der ikke fylder så meget som den ovenfor nævnte røde rust, og som derfor ikke altid giver revnedannelser og afskalninger. Der er derfor en risiko for, at armeringen svækkes inde i betonen med fare for nedsat bæreevne, uden at der på overfladen er synlige tegn herpå. Sikring mod armeringskorrosion består først og fremmest i at sikre armeringen et passende dæklag af sund, urevnet beton med et lavt v/c.

Kemiske angreb på beton afhænger af de angribende stoffer. En almindelig type er, at syrer angriber den basiske pasta i betonen, jf. karbonatisering, der dog ikke betragtes som et egentligt kemisk angreb. Da pastaen hovedsagelig består af forskellige calciumsalte, afhænger angrebets styrke ud over af syrens koncentration også af opløseligheden af calciumsaltet af syren. Da calciumklorid og -nitrat er letopløselige, er saltsyre og salpetersyre meget aggressive over for beton, da de dannede salte udvaskes fra betonen. Omvendt er calciumsaltet af den humussyre, der findes i almindelig muldjord, tungtopløseligt, hvorfor humussaltet vil fældes ud og forhindre videre angreb. Beton kan derfor godt bruges i muldjord. Svovlsyre indtager en særstilling, da det dannede salt, calciumsulfat eller gips, i sig selv nedbryder betonen ved et såkaldt sulfatangreb. Sulfatangreb kan også opstå ved indtrængen af sulfatholdigt vand i betonen, men kan imødegås ved anvendelse af specielle cementer og særlig tæt beton.

Reparation af betonskader forudsætter, at skadesårsagen og skadesomfanget er fastlagt. Det er især vigtigt at sikre, at der ikke på kortere eller længere sigt kan opstå risiko for konstruktionens sikkerhed. Der kan foretages målinger af betonens og armeringens tilstand ved at udbore prøvelegemer og undersøge disse for nedbrydningstegn.

Hvis sikkerheden ikke er påvirket, kan man ofte med fordel vælge at følge udviklingen uden at foretage en reparation. Omvendt kan en total udskiftning være den eneste mulighed, når sikkerheden ikke er tilstrækkelig. Imellem disse yderpunkter kan der vælges forskellige forebyggende eller afhjælpende foranstaltninger. Lokale reparationer i form af afhugning af dårlig beton, afrensning af armering og etablering af nyt dæklag er en traditionelt anvendt metode over for lokale skader fra for små dæklag og karbonatisering. Ved armeringskorrosion med årsag i klorider bør metoden bruges med forsigtighed, da korrosionen ofte vil fortsætte umiddelbart ved siden af de udførte reparationer. Beskyttende lag af maling o.l. kan som regel kun bruges, hvis betonen er næsten uskadt eller helt ny, og kræver i alle tilfælde jævnlige efterbehandlinger. Elektriske metoder som katodisk beskyttelse kan standse korrosionen på armeringen ved, at der påtrykkes et elektrisk felt på armeringen, hvorved korrosionen, der selv er af elektrisk karakter, forhindres eller bremses.