Klumme: Kan inhibitorer bremse korrosion på armering?
Skader på betonkonstruktioner koster samfundet milliarder. Nye forsøg med inhibitorer skal vise, om betonen kan bevares i længere tid.
Betonkonstruktioner nedbrydes med tiden, og det kan være dyrt og ofte besværligt at reparere dem. Derfor skal forsøg med at smøre inhibitorer på betonkonstruktioner vise, om det kan begrænse korrosionen, og dermed bevare betonen i længere tid.
Den beskyttelse, som betonens høje pH-værdi giver den indstøbte armering, kan nedbrydes og give alvorlige skader på vores betonkonstruktioner. Det koster samfundet milliarder af kroner hvert år. Dette til trods for at vi er blevet meget bedre til at designe, udføre og vedligeholde vores betonkonstruktioner, som fx broer, højhuse eller svømmehaller mm.
Der findes flere årsager til, at korrosion starter på indstøbt armering i betonkonstruktioner, men primært er der to hovedårsager i Danmark. Enten kan det skyldes, at betonen neutraliseres af luftens kulsyre (karbonatisering), eller at der trænger klorider ind i betonen, fx fra tøsaltning. Kombination af disse påvirkninger kan også forekomme. Denne klumme vil primært beskæftige sig med skadesudbedring forårsaget af karbonatisering.
Afsprængning af dæklag
Normalt ses karbonatiseringsskader som en afsprængning af beton over armeringen, ofte med et rustent jern i bunden af betonsåret. Det første, man observerer, er ofte et skarpkantet halv-løst betonstykke i betonens overflade, og senere udvikler det sig til en decideret afsprængning af større eller mindre betonstykker.
Man ser derfor ofte disse skader, hvor dæklaget til armeringen er mindre end andre steder på konstruktionen. Men skaderne kan også ses, hvor betonen har lokale defekter såsom stenreder eller dårligt omstøbte afstandsholdere. Hastigheden af karbonatisering er forholdsvis langsom, ift. kloridskadet beton, og ofte synlig. Dog kan der stadig være fare for alvorlig personskade ved de nedfaldne betonstykker, da denne type skade kan opstå overalt på udendørs bygninger, specielt når fugtigheden er mellem 60-85% RH.
En traditionelt udført reparation, hvor al neutraliseret beton fjernes, er ofte rimelig holdbar, hvis reparationen følger anvisningen i EN/DS 1504. Dog kan der være forhold, som taler for, at en traditionel reparation ikke er at foretrække, hvis reparationen hæmmer bygningens etiske udtryk eller funktion. Det kunne være på profilerede facader, indfarvet beton, eller hvor adgangen er vanskelig. Netop til dette brug kan man benytte en farveløs inhibitor, som smøres på betonoverfladen.
Inhibitor til beskyttelse mod armeringskorrosion
Inhibitorer har været benyttet i bl.a. maskinindustrien i mange årtier, men til betonreparationer blev de først lanceret i Danmark i slutningen af 90’erne.
Definitionen på en inhibitor er et stof, som dæmper en given proces og derved nedsætter korrosionshastigheden. Der er udført mange undersøgelser med henblik på at klarlægge effekten af de forskellige inhibitorer. Dette har blandt andet ført til, at leverandørerne nu udvikler en 2. generations inhibitor. I ganske små mængder kan den nedsætte eller helt bremse korrosion.
Der findes mange typer af både uorganiske og organiske inhibitorer. Til beton benyttes ofte de organiske inhibitorer med stærk affinitet til armeringen, som kan diffundere igennem dæklaget og lægger en beskyttende hinde omkring de anodiske områder, og derved bremser korrosionsstrømmen.
Casestudie i Vanløse
Der har igennem de sidste 10 år været igangsat mange forsøg med betoninhibitor i Danmark med divergerende resultater. Bl.a. derfor valgte Landsbyggefonden tilbage i 2008 at støtte et projekt med rådgiver Orbicon A/S for boligselskabet 3B. Til forskel fra mange andre projekter indgår der i dette projekt både felt- og laboratorieundersøgelser.
Boligafdelingen Lønstrupgård i Vanløse var færdigbygget i 1972 og består af boligkarreer i op til 2. sals højde. De er opbygget af betonelementer med profileret indfarvet betonfacade, også kaldet ”Ishøjprofil”. Efter ca. 15 år blev bygningen gennemgået pga. begyndende nedbrydningsskader som dæklagsafsprængning og kloridskader efter tøsaltning.
Armeringsskaderne kunne primært ses i de dybe riller i profilfacaden eller bag facadetåen. Skaderne var forårsaget af karbonatisering af betonen i områder med for tyndt dæklag.
Alternativt valg af løsning
At skulle udføre en traditionel reparation af denne facade ville være meget omkostningstungt. Derfor valgte man en alternativ løsning, nemlig påsmøring af en organisk silanbaseret korrosionsinhibitor.
Men da dette produkt var meget nyt på markedet, besluttedes det derfor at igangsætte et forsøg med formålet at be- eller afkræfte produktets korrosionsbremsende virkning.
Dog blev enkelte dellamineringer repareret traditionelt. Herefter svummes facaden med indfarvet cementmørtel, så bygningen fremstår med et ensartet udseende.
Lovende resultater
Erfaring fra tidligere forsøg har vist, at udfordringen i disse udendørs test ville være måletekniske, dvs. at der dels skulle foretages mange målinger under forskellige vejrmæssige forhold og dels valg og krav til måleprincippet, da meget små ændringer skulle registreres.
På baggrund af disse forhold valgte man at bruge en elektrokemisk baseret måleteknik, hvor det var muligt at måle udviklingen af armeringens potentiale og også korrosionshastigheden på den eksisterende armering i facaden. Der blev udvalgt 3 områder med hver 4 målestationer, som blev behandlet kun med inhibitor, med inhibitor med svumme, og til sidst også et referencefelt uden nogen behandling.
Undersøgelsen har nu varet i 2 år, og de opnåede resultater er ikke helt entydige, men dog lovende. Der er observeret en tydelig tendens til, at en blanding af inhibitor med svumme og også en ren inhibitor bidrager til at nedsætte korrosionshastigheden i forhold til referencefelter, hvor ingen behandling var anvendt.
På nuværende tidspunkt er det umuligt at påvise, om det har bedre effekt at bruge inhibitor alene end iblandet med svumme. Derfor fortsætter målinger i feltet i mindst et år mere, og derefter vil en afsluttende evaluering blive foretaget.
Referencemålinger i laboratoriet
Feltmålingerne er suppleret med laboratorieundersøgelser på 15 prøveemner udsat for karbonatisering under accelererede forhold. Emnerne er fordelt i tre grupper; en til behandling med inhibitor, en anden med inhibitor med svumme og den sidste uden behandling som reference.
Målinger på laboratorieemner gennemføres ved hjælp af de samme elektrokemiske teknikker, som anvendes ved feltundersøgelserne. De nuværende resultater for laboratoriemålinger ligner i høj grad dem, som er opnået i felten med tendens til mindre korrosion, når inhibitorer er anvendt. Laboratorieundersøgelser fortsætter ligeledes som feltmålinger 1 år frem til slutningen af 2011.
På dette tidspunkt må man forvente at have tilstrækkelig stor mængde data til rådighed for at foretage en rimelig utvetydig vurdering af egnetheden af organiske inhibitorer til at bremse armeringskorrosion forårsaget af karbonatiseringen.
Kilde: Force Technology
