Managementsamenvatting

ProRail, Rijkswaterstaat en enkele private infrabeheerders hebben de afgelopen jaren onderzoek verricht naar mosaangroei al dan niet in combinatie met mogelijke betonaantasting bij verschillende infrastructuurprojecten. Op een aantal locaties is bovenmatige aantasting van het betonoppervlak waarneembaar. De oorzaken en de gevolgen van het onderliggende mechanisme en de mate waarin het voorkomt zijn op dit moment onvoldoende duidelijk. De betrokken partijen (ProRail, RWS, bouwbedrijven en betonindustrie) besloten daarom onder de vlag van een onafhankelijk kennisinstituut een technisch onderzoek uit te voeren naar het fenomeen mosaangroei en de onderliggende mechanismen, alsmede de mogelijke gevolgen van deze mechanismen voor het beheer en onderhoud van betonconstructies.

Bij dit onderzoek is ervoor gekozen om een breed samengestelde Onderzoekscommissie (OC) een verkennend fenomenologisch onderzoek (VFO) te laten uitvoeren, waarbij er primair gekeken wordt naar het verklaren van de mosaangroei op de objecten. Hiertoe is er onderzoek gedaan op vijftien in het land verspreide ‘knipsituaties’, locaties waarbij er een duidelijke scheiding te zien is tussen een zijde met geen of een verwaarloosbare hoeveelheid mos en een zijde met duidelijke aanwezigheid van mos.

Uit het VFO blijkt dat vooral het verschil in porositeit/permeabiliteit van het randzonebeton een dominante rol speelt bij de aanwezigheid van mosaangroei. De kenmerken porositeit en permeabiliteit zijn door de OC afgeleid van de meetwaarden voor de wateropname (volume), en waterafgifte gedurende een bepaalde tijd (droogsnelheid).

Bij de knipsituaties waarbij de beide zijden qua omgevingsinvloeden ogenschijnlijk gelijk zijn, blijkt dat de met mos begroeide zijde consequent een hogere waterafgifte in het randzonebeton heeft. In het kernbeton wordt deze eigenschap niet terug gezien. Hieruit is de conclusie getrokken dat het verschil in porositeit/permeabiliteit op een locatie in elk geval wordt beïnvloed door externe inwerkingen op de randbetonzone. Tevens heeft de OC vast kunnen stellen dat mosaangroei volgt op porositeit/permeabiliteit, en daarvan geen oorzaak is.

De keuze van de locaties was primair gericht op het onderzoeken van de oorzaak van excessieve mosaangroei op het betonoppervlak en niet van de aantasting van het betonoppervlak. Een groep experts heeft op verzoek van de OC op basis van de visuele waarnemingen en gegevens uit de dataset de locaties op aantasting beoordeeld. In die beoordeling is niet de mengselsamenstelling en initiële betonkwaliteit meegenomen omdat deze niet bekend waren. De locaties zijn door de experts verdeeld in locaties met ‘aantasting conform verwachting’ en ‘aantasting meer dan verwacht’. Uit de daarop uitgevoerde analyses blijkt dat de locaties met het label ‘meer aangetast dan verwacht’ gepaard gaan met een hogere porositeit/permeabiliteit in het randzonebeton.

Omdat de porositeit/permeabiliteit bij zowel de aanwezigheid van mosaangroei als aantasting zo’n dominante rol blijkt te spelen, is door de OC verder gekeken naar hoe de vochtvariabelen met de andere onderzochte variabelen correleren. Verwacht werd dat deze correlaties richtinggevend kunnen zijn voor het onderzoek naar de oorzaken van de waargenomen excessieve mosaangroei.

Uit deze verdiepingsslag blijkt dat de porositeit/permeabiliteit in het randzonebeton ook een relatie heeft met een aantal karakteristieken van het (kern)beton (naast de waterafgifte ook een aantal chemische componenten). Dit duidt erop dat naast externe inwerking ook het betonmengsel van invloed is op de grootte van de porositeit/permeabiliteit.

Effectieve nabehandeling is van cruciaal belang voor het ontstaan van een dichte randzone in de verhardingsfase.

Conform de vigerende normen wordt de nabehandeling weliswaar aangepast op de keuze voor een betonmengsel, maar de onderzoekers vermoeden echter dat deze aanpassingen mogelijk onvoldoende zijn geweest om een dichte randzone te garanderen.

Daarnaast is het bekend dat het in Nederland veel toegepaste beton cementen bevat met lagere klinkergehaltes, zoals bijvoorbeeld hoogovencement. Dit beton wordt in de expositiefase, onder inwerking van carbonatatie, poreuzer en dit proces wordt sterker naarmate het klinkergehalte verder daalt.

De onderzoekers bevelen daarom aan om nader (experimenteel) onderzoek te doen naar alle factoren die van invloed zijn (onder invloed van verschillende expositieomstandigheden) op de porositeit/permeabiliteit van beton, waarbij nadrukkelijk aandacht moet worden geschonken aan de onderlinge interactie en samenhang van relevante invloedsfactoren. Dit moet op termijn leiden tot aangepaste normen en regelgeving.

Meer informatie van de redactie van Infrasite Network:

Nieuwsbericht ‘Oorzaken aantasting van betonconstructies met mosaangroei bekend‘

Het volledige rapport met vijf losse bijlagen is gratis te downloaden bij CROW: https://www.crow.nl/publicaties/verkennend-onderzoek-naar-betonaantasting-in-combi