Corrosie in waterige milieus Deel 2

In het eerste deel van deze serie zijn de factoren aan de orde gekomen welke van invloed zijn op het corrosiegedrag van metalen en legeringen. In dit deel wordt de aantasting van betonconstructies in de civiele gezondheidstechniek nader beschouwd. Dit betreft o.a. constructies voor het transport en reiniging van afvalwater, van zowel huishoudelijke, alsmede ook van industriële aard. In het bijzonder wordt ingegaan op een aantal mechanismen, welke bij de biochemische aantasting een rol spelen. De (uiteraard ook mogelijke) fysische of mechanische aantasting wordt in dit artikel buiten beschouwing gelaten.

Ing. R.A.M. Clignett

Beton

 
Beton is traditioneel het bouwmateriaal bij het ontwerpen van constructies in de gezondheidstechniek. In verband met zijn grote duurzaamheid wordt beton ook toegepast bij constructies welke in direct en langdurig contact staan met grond en water.

Betonsamenstelling
Beton is een kunstmatig gevormd gesteente, dat in hoofdzaak bestaat uit cementsteen (circa 30%) en uit toeslagmateriaal (circa 70%). Als toeslagmateriaal wordt meestal zand en grind toegepast en deze worden door de cementsteen bij elkaar gehouden.
Cementsteen ontstaat door hydratatie van cement en water. De eigenschappen ervan worden in hoofdzaak bepaald door de toegepaste cementsoort, de water-cementfactor (de verhouding tussen de totale hoeveelheid water in het mengsel en het cementgehalte) en de hydratatie-graad. Deze laatste factor is vooral afhankelijk van de verhardingstemperatuur en van de hydratatietijd.
Aangezien bij betonaantasting de cementsteen bijna altijd de zwakke schakel vormt wil ik wat dieper ingaan op de samenstelling van de cementsteen.
Als basisbestanddeel van de in Nederland meest toegepaste cementsoorten wordt portlandcementklinker gebruikt. Deze wordt gemaakt via het sinteren van daarvoor geschikte kalk, silicium, aluminium en ijzerhoudende materialen.

Portlandcementklinker bestaat uit 4 klinkermineralen.
Dit zijn:
circa 15 à 25%              Dicalciumsilicaat (C2S)
circa 55 à 65%              Tricalciumsilicaat (C3S)
circa 6 à 14%                Tricalciumaluminaat (C3A)
circa 8%                        Tetracalciumaluminaatferriet (C4AF)

De eigenschappen en het bindings- en verhardingskarakter van een cement worden bepaald door de verhouding waarin de mineralen in de klinker voorkomen. Portlandcement wordt gemaakt door de portlandcementklinker, onder toevoeging van enkele procenten gips, te vermalen. Bij de produktie van Portlandvliegascement wordt 10 tot 30% van de klinker vervangen door vliegas. De belangrijkste grondstof van Hoogovencement is basische, gegranuleerde hoogovenslak. Deze wordt, na drogen, samen met 25 tot 30% klinker en circa 5% anhydriet, in kogelmolens op de gewenste fijnheid vermalen. In Nederland wordt in hoofdzaak hoogovencement (marktaandeel circa 60%), portlandcement (circa 32%) of portlandvliegascement (circa 8%) toegepast.
Direct nadat cement en water met elkaar zijn gemengdtot een cementpasta, begint de scheikundige reactie (hydratatie). Zolang er water en cement beschikbaar blijven zal dit proces door blijven gaan. Voor een volledige hydratatie is zeer veel tijd nodig. Wanneer tijdens de verharding van beton water wordt onttrokken (b.v. door uitdroging) dan komt de reactie tot stilstand. Cementsteen is sterk alkalisch (pH 12 à 13) en bestaat in hoofdzaak uit Calciumsilicaathydraat. Bij de reactie wordt ook calciumhydroxyde. (Ca(OH)2 ), ook wel 'vrije kalk' genoemd, gevormd. Dit is een belangrijk punt, aangezien dit bestanddeel makkelijk door zuren wordt aangetast.

Sinds het van kracht worden van de Voorschriften Beton Technologie 1986 wordt er aan de sterkte en de duurzaamheid van beton dezelfde prioriteit gegeven. Dit houdt in dat de ontwerper/constructeur niet alleen de sterkteklasse van het beton moet opgeven, maar ook de milieuklasse. Met het opgeven van de milieuklasse wordt automatisch een bepaalde duurzaamheid aan het beton toegekend.
Bepalend voor de duurzaamheid is niet het porievolume of de poriegrootte maar de mate van permeabiliteit (doordringbaarheid). Aangezien de permeabiliteit in eerste instantie wordt bepaald door de watercementfactor zijn in de VBT 1986, afhankelijk van de milieuklasse, eisen gesteld in de vorm van een maximum watercementfactor.

De invloed van water op verhard beton

Tabel 1 (uit NEN 5996 'Beton. Bepaling van de agressiviteit van waterige oplossingen, gronden en gassen') geeft aan hoe agressief een bepaald waterig milieu wordt geacht te zijn en wat de daarbij behorende maximaal toegelaten watercementfactor is. Opgemerkt dient te worden dat deze tabel geldt voor beton, dat continu bij normale temperatuur in contact is met de oplossing, waarbij tevens de concentratie van deze stoffen door nieuwe aanvoer op niveau blijft.
Een andere, veel toegepaste tabel ter beoordeling van de agressiviteit van waterige oplossingen ten opzichte van beton is ontleend aan Liesche en Paschke (tabel 2). Deze tabel geeft een goed bruikbaar overzicht waarin met de meest voorkomende invloeden en ook soms met de onderlinge beïnvloeding daarvan, rekening wordt gehouden.
Aantasting van beton vindt plaats ten gevolge van fysische, fysisch- chemische of chemische processen. Hierbij vindt altijd een proces plaats waarbij materie van de ene plaats naar de andere plaats wordt getransporteerd (al dan niet na chemische omzetting).
De snelheid waarmee het transport plaatsvindt hangt enerzijds af van de aard en de hoeveelheid van de aantasting veroorzakende stoffen (het milieu) en anderzijds van de samenstelling en de structuur van het beton (de betonkwal iteit). De stoffen die oorzaak kunnen zijn van kwaliteitsverlies zijn weergegeven in tabel 3.
Uit tabel 3 is af te leiden, dat voor een eventueel kwaliteitsverlies van beton transport moet plaatsvinden van water, waterdamp, zuren, zouten (ionen) en/of gassen. Bij aantasting door huishoudelijk afvalwater hebben wij hoofdzakelijk te maken met zwavelzuur- en sulfaataantasting.
Betonspecie, op de juiste wijze samengesteld, verdicht, goed nabehandeld en met een lage watercementfactor levert sterke betonconstructies met een vrijwel onbeperkte levensduur. Goed beton is dan ook tegen zeer veel stoffen bestand. Het probleem is echter dat beton zijn sterkte en duurzaamheid pas op het werk krijgt en daardoor door veel factoren negatief kan worden beïnvloed.








 

Aantasting door afvalwater

Nadat op 1 december 1970 de Wet Verontreiniging Oppervlaktewater van kracht werd, is het verboden om zonder lozingsvergunning afvalstoffen op het oppervlaktewater te lozen. In de vergunningsvoorwaarden wordt zo nauwkeurig mogelijk omschreven, welke stoffen het te lozen afvalwater wel en niet mag bevatten. Hierbij worden o.a. eisen gesteld ten aanzien van het sulfaatgehalte en de zuurgraad.
Huishoudelijk afvalwater heeft een pH van 6,50 à 7,50, een sulfaatgehalte van 50-100 mg/1, een temperatuur van tussen de 8 en 25°C en een chloridegehalte van 150-400 mg/l.
Deze waarden wijken nauwelijks af van de bedrijfsgegevens van de Amsterdamse zuiveringen. Alleen de industriële zuivering krijgt een hoger sulfaataanbod (gem. 713 mg/1) en een hogere chloridebelasting (gem. 700 mg/l). Bij het vaststellen van de samenstelling van het afvalwater, om aan de hand daarvan de mate van agressiviteit te kunnen bepalen, is het van belang rekening te houden met mogelijke toekomstige wijzigingen in samenstelling. In de praktijk is het heel goed mogelijk dat door een verandering in de slibverwerking of mogelijke defosfatering het sulfaatgehalte of ch loridegehalte flink kan toenemen. Daarnaast is er een tendens waarneembaar dat de hoeveelheden zwavel in het afvalwater sterk toenemen als gevolg van het zuurder worden van het milieu, toename van het wasmiddelengebruik en een veranderend voedingspatroon.
Industrieel afvalwater kan dusdanig uiteenlopende samenstellingen hebben, dat het niet mogelijk is algemeen geldende criteria op te stellen ten aanzien van mogelijke betonaantasting. Vooral bij chemische industrieën moet van geval tot geval worden bekeken in hoeverre het afvalwater agressief is voor beton.

Het aantastingsproces

Beschrijving van de Biogene Zwavelzuur Aantasting (B.Z.A.). In afvalwater komen zwavelverbindingen voor. Deze zijn te onderscheiden in:
- Organische zwavelverbindingen (vooral eiwitten)
- Anorganische zwavelverbindingen (b.v. sulfaten)

Op het beton onder de waterspiegel vormt zich na verloop van tijd een slijmlaag. Deze is circa 1 mm dik maar kan bij een hoge stroomsnelheid afnemen tot 0,25 mm of geheel ontbreken. Bij lage stroomsnelheden kan zij echter 3 mm of meer bedragen. De slijmlaag is weer opgedeeld in zones (zie afb. 1 en 2). Behalve deze slijmlaag bevindt zich op de bodem meestal een afzetting van zand en slib.


Afb. 1. Slijmlaag in anaeroob afvalwater.


Afb. 2. Slijmlaag in aeroob afvalwater.


De in het afvalwater aanwezige zwavelverbindingen kunnen op de volgende wijzen worden omgezet in sulfide:

a In het anaërobe deel van de slijmlaag
Indien het afvalwater anaëroob is- [02 )< 0,1 mg/l - ontbreekt de aërobe zone in de slijmlaag en is deze geheel anaëroob. De in de binnenste laag aanwezige sulfaatreducerende bacteriën (van het geslacht Vibrio desulfuricans) reduceren naar binnen gediffundeerde zwavelverbindingen tot sulfide, waarna het sulfide in het afvalwater diffundeert. De reductie vindt plaats volgens de reactievergelijking:



In geval de zuurstofconcentratie in het water groter is dan 1 mg/l wordt de sulfide in het aërobe deel van de slijmlaag weer geoxydeerd tot sulfaat of thiosulfaat en is dan onschadelijk.

b Uit eiwitafbraak
Dit proces vindt vermoedelijk overal en altijd plaats in rioolwater. De hoeveelheid gevormde sulfide hangt af van de eiwitconcentratie. Dit proces van eiwitafbraak is door maatregelen van buitenaf niet beïnvloedbaar.

c Uit afzettingen op de bodem
Dit mechanisme is waarschijnlijk hetzelfde als bij a). De meningen over de hoeveelheid sulfide welke in de afzetting wordt gevormd verschillen echter nog.



Afb. 3. Betonaantasting in ontvangkelder van rioolgemaal.


Bij een zuurstofconcentratie beneden de 1-0,1 mg/l, ontstaat in het afvalwater anaërobie. Onder deze omstandigheden blijft de sulfide in oplossing en vormt een evenwicht met H2S en HS. Deze reductieprocessen treden op bij temperaturen hoger dan circa 10°C en een zuurgraad van minimaal pH=6. Het optimum ligt bij een temperatuur van ca. 35°C en pH van ca. 7,2. Bij een pH lager dan ca. 6,0 zal geen reductie van zwavelverbindingen plaatsvinden.
Het moleculair opgeloste H2S is in evenwicht met het H2S in de lucht en kan via diffusie in de lucht boven de waterspiegel komen.
De grootte en vorm van het contactoppervlak water/lucht is van groot belang voor de mate waarin de H2S in de atmosfeer terechtkomt. Een sterke turbulentie (overstortranden of een grote valhoogte) kan de zwavelwaterstofemissie flink doen toenemen. Hier doet zich dus het feit voor dat daar waar het afvalwater nog aëroob is turbulentie gunstig is om het zuurstofgehalte op peil te houden.
Daar waar het afvalwater anaëroob is en dus zwavelwaterstofemissie kan plaatsvinden moet turbulentie juist worden vermeden.
Voor de omzetting van H2S in H2S04 moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan zoals:
- De aanwezigheid van zwavelwaterstof.
- De aanwezigheid van een condenslaag op het beton (r.v. > 80%).
- De pH van het beton moet liggen tussen de 0,5 en 8,5. Aangezien vers beton een pH heeft van circa 12 moet dus eerst door carbonatatie (binding met C02 uit de lucht) de pH-waarde dalen tot circa 8,5. Bij een pH beneden circa 8,5 ontwikkelen zich de bacteriën van het geslacht Thiobacillus.
- De aanwezigheid van zuurstof en koolzuur in de atmosfeer.
- De temperatuur moet voldoende hoog zijn.

Bij het niet optimaal zijn van één van bovengenoemde factoren zal de mate van aantasting bepaald worden door de beperkende factor. Wanneer er sprake is van H2S-vorming en als de hierboven beschreven voorwaarden aanwezig zijn, dan moet rekening worden gehouden met de vorming van H2S04 • De H2S lost namelijk op in waterdamp en wordt opgenomen in de condenslaag op de wanden of het dek van de constructie, waarbij zich een diffusie-evenwicht instelt.
Vervolgens worden de waterstof- en polysulfiden door chemische oxidatie omgezet in elementaire zwavel (zonder tussenkomst van microben). Volgens de laatste inzichten is deze zwavel de belangrijkste voedingsbron voor de aanwezige zwaveloxiderende bacteriën van het geslacht Thiobacillus. Van deze bacteriën bestaan diverse soorten. Zij oxideren zwavel met zuurstof tot zwavelzuur, en ontlenen daaraan hun energie, volgens de reactievergelijking:



Op het moment dat er nog geen corrosie zichtbaar is, wordt het proces beheerst door de bacteriesoorten Thiobacillus intermedius en/of T. novellus, welke in een neutraal tot zwak alkalisch milieu kunnen leven. Wanneer de pH-waarde op de betonwand beneden de 6 daalt vermindert hun aantal sterk en gaat een andere bacteriesoort, Thiobacillus neapolitanus, domineren en wordt de aantasting zichtbaar. Onder de pH = 5 wordt het proces beheerst door de Thiobacillus thiooxidans, ook wel T. concretivorus (betoneter) genoemd. Hierbij neemt de pH-waarde van het condenswater af tot een pH van circa 1.
Het gevormde zwavelzuur reageert met de alkalische bestanddelen in het beton volgens de reactievergelijking:



Het gevormde calciumsulfaat (gips) reageert vervolgens met het klinkermineraal tricalciumaluminaathydraat (C3A) volgens de reactievergelijking:



Hierbij wordt ettringiet gevormd. Een verbinding die 32 moleculen kristalwater bevat en door kristaldruk het beton van binnenuit vernielt.
De cementsteen wordt tegelijkertijd door het zwavelzuur opgelost. Aangezien het zowel bij de vorming van zwavelwaterstof als bij de omzetting tot zwavelzuur om een microbiologisch verschijnsel gaat, speelt de temperatuur een belangrijke rol. De H2S-concentratie speelt daarentegen een ondergeschikte rol. Uit onderzoek is gebleken dat de aërobe zwavelbacteriën in staat zijn in 12 weken, bij een temperatuur van 18°C, zwavelzuur met een concentratie van 6 procent te vormen en een pH van circa 0, 1.

Maatregelen tegen B.Z.A.

Omdat bijna alle factoren, die bij de vorming van zwavelwaterstof evenals bij de omzetting in zwavelzuur een rol spelen nagenoeg bekend zijn, is het op basis hiervan mogelijk een aantal maatregelen te nemen om B.Z.A. te voorkomen, dan wel te beperken zoals:

In het ontwerp:
- Vermijden van turbulentie. De zwavelwaterstofemissie wordt hierdoor aanzienlijk beperkt.
- Ventilatie. Hierdoor kan condensatie mogelijk worden voorkomen.
- Het aanbrengen van sproeiinstallaties. Goed ontworpen en aangelegde sproeisystemen met goed afgestelde sproeiers zijn in staat aantasting te voorkomen. Zie ook het STORA-rapport: 'Stank op rioolwaterzuiveringsinrichtingen : Sproeiinstallaties ,in afgedekte ruimten.'
- Lange verblijftijden en stilstaand rioolwater vermijden (minder kans op aanrotten en dus zuurstofloos worden van het afvalwater).
- Aëroob houden van het afvalwater door zuurstofinjectie of nitraattoevoeging.
Hierdoor vindt geen zwavelwaterstofvorming plaats

betontechnologische maatregelen:
- Een goede nabehandeling van het beton I Uitdroging van het beton voorkomen door nat houden of niet eerder dan na een week te ontkisten. Een zo volledig mogelijk hydratatie is bijzonder belangrijk voor de poriestructuur.
- Het verkrijgen van een zo dicht mogelijk beton (lage w.c.f., goede speciesamenstelling en een goede verdichting).
- Het kiezen van een wat cementrijkere betonspecie.
- Het kiezen van een C3A-arm cement wanneer duidelijk sprake is van sulfaataantasting. Bij zwavelzuuraantasting is de cementsoort niet van wezenlijk belang.


Afb. 4. Door B.Z.A. veroorzaakte betonaantasting in afgedekte goot van een voorbezinktank.


Door het aanbrengen van een betonbescherming
Hier bestaan verschillende mogelijkheden voor welke ik in het kort zal beschrijven.
- Het aanbrengen van een coating.
De beste methode is het gritstralen van het beton, het impregneren van het oppervlak en het aanbrengen van 2 à 3 mm dikke coating op basis van oplosmiddelvrije epoxy-harsen. Het is aan te bevelen dit te laten doen door een erkend bedrijf, welke lid is van de Vereniging Beton Reparatiebedrijven.
- Het aanbrengen van een zeer dichte zuurbestendige mortel. Ik wil hier alleen volstaan met het noemen van enkele produkten, die de laatste jaren op de markt zijn gekomen. Ze kunnen veelbelovend zijn, maar ervaringen op lange termijn ontbreken nog.
DENSIT-beton: een op cement gebaseerd materiaal met een zeer hoge sterkte, duurzaamheid en dichtheid. DENSIT bestaat uit een toeslagmateriaal, een sulfaatbestendige portlandcement, silica poeder en een superplastificeerder. De zeer hoge dichtheid wordt onder meer verkregen door een lage w.c.f. (circa 0,20) en een hoog cementgehalte.


Afb. 5. Door B.Z.A. veroorzaakte betonaantasting in afgedekte goot van een voorbezinktank.


POLYSIL-beton: een materiaal waarbij zand en grind als toeslagmateriaal worden gebruikt, maar de binding wordt verkregen door de reactieprodukten ontstaan uit de reactie tussen kleenodense en bepaalde aluminosilicaten b.v. vliegas. Kleenodense is een enigszins geel gekleurde vloeistof, anorganisch en door AKZO-CHEMIE speciaal voor dit doel ontwikkeld. POL YSIL bezit ook een bijzonder hoge sterkte, dichtheid en duurzaamheid.
- Het aanbrengen van een opofferingslaag. Een mogelijkheid van beschermen is het aanbrengen van een extra laag materiaal. De hoeveelheid extra materiaal moet worden gerelateerd aan de corrosiesnelheid van een te verwachten aantasting.
In het EPA-Manual (Environmental Proteetion Agency, 1974) wordt voor het eerst een formule gegeven waarmee de corrosiesnelheid kan worden berekend. Deze wordt afhankelijk gesteld van de alkaliteit van het beton:



hierin is:

- C de corrosiesnelheid in mm/jaar.
- k ≤ 1,0 een factor, die rekening houdt met eventuele verliezen bij de reactie.
- p(sw) de sulfideflux naar het oppervlak in mg/m2h
- A de betonalkaliteit; gedefinieerd als de hoeveelheid zuur, die een gegeven massa beton kan neutraliseren, vergeleken met de hoeveelheid zuur, die geneutraliseerd wordt door eenzelfde massa CaCO3

Bij een gewenste levensduur van L jaren wordt dan de benodigde extra laagdikte: Z = L * C. Het is te doen gebruikelijk om bij gebruik van deze formule een tweevoudige veiligheid in te bouwen zodat de formule voor de extra laagdikte in mm dan luidt:



Om de alkaliteit van de beschermlaag te verhogen en daardoor de corrosiesnelheid te verkleinen is het aan te bevelen kalksteen als toeslagmateriaal te gebruiken en portlandcement in plaats van hoogovencement. Bij de reactie van kalksteen met H2S04 ontstaat een minder eenvoudig oplosbare gipslaag.
Ook Thistlethwayte (lit. 10) heeft een formule gegeven waarmee de aantastingssnelheid geschat zou kunnen worden. In een 50 jaar oude betonnen buis vond hij een gemiddelde aantasting van 3 mm per jaar met een maximale waarde van 6 mm per jaar. In het CUR/VB rapport 96 worden gemeten waarden vermeld van 7-10 mm/jr. bij rioolgemalen en van 17 mm/jr. bij ontvangputten. In Amerika is deze wijze van betonbescherming al meerdere keren met succes toegepast en goedkoper dan een P.V.C.-Iining gebleken.
- Het aanbrengen van een kunststof beplating (lining). Deze methode van betonbescherming wordt in Nederland op ruime schaal toegepast. Op dit ogenblik kan men de keuze maken uit o.a. de volgende produkten:
- Een zachte P.V.C.-beplating (Polyvinylchloride met een weekmaker). De platen zijn 1,5 of 1,8 mm dik en zijn ter verankering aan het beton voorzien van T-profielen. Na verwijdering van de bekisting worden zowel de naden als de spijkergaatjes met lasstrippen dichtgelast Na afloop van het werk moet de bekleding d.m.v. atvanken op dichtheid worden getest. In Amerika wordt deze methode al sinds 1947 toegepast.
- Een harde P.V.C.-beplating. Deze platen zijn 314 mm breed en worden met behulp van klemprofielen aan elkaar verbonden. De verankering aan het beton geschiedt ook hier m.b.v. verankeringsribben aan de achterkant van de plaat. Deze platen bevatten geen weekmaker en zijn verkrijgbaar in 2 of 3 mm dikte. De· naden worden niet gelast maar afgekit. Het toepassen van de juiste kit is dus zonder meer noodzakelijk.
- Het aanbrengen van zuurbestendige tegels.
In Amsterdam zijn goede ervaringen opgedaan met het toepassen van zuurbestendige tegels in rioolgemalen. Belangrijk hierbij is uiteraard ook het gebruik van een zuurbestendige voegmortel. Nadelen zijn de hoge kostprijs, de kans op mechanische beschadiging van de tegels en het feit dat de voeg een zwak element in dit systeem kan zijn.

Conclusie

Daar waar biogene zwavelzuur aantasting optreedt zijn zonder meer beschermende maatregelen noodzakelijk. Aangezien er aan een aantal noodzakelijke voorwaarden dient te worden voldaan, voordat het proces op gang komt, zal niet overal in riolen of andere met afvalwater in contact staande betonconstructies deze vorm van aantasting optreden. Wanneer, zowel in het ontwerp als tijdens de uitvoering, de maatregelen worden genomen zoals ik die eerder heb beschreven, dan zijn de dure beschermingsmaatregelen vaak niet nodig.

Andere vormen van betonaantasting in waterige milieus

Cementsteen is in beginsel helemaal niet zo waterbestendig als weleens wordt aangenomen. Bij de hydratatie van C3S en C2S (twee klinkermineralen) met water ontstaat naast Ca(OH)2 ook 'tobermoriet'.
Er bestaat een hydrolische-evenwicht van de reactie:

Dit betekent dat zelfs in een neutraal milieu een goed meetbare hoeveelheid van het hydraat in oplossing gaat.

Aantasting door zuiver water
Zuiver (kalkarm) water komt in de natuur niet erg veel voor. Voorbeelden van zuiver water kunnen zijn regenwater, gedemineraliseerd water in industriële installaties en condenswater. Zeer zuiver water is agressief voor beton.
Als beton in contact staat met 'gewoon' neutraal water vormt zich door de aanwezigheid van HCO3-ionen en ook Ca++ -ionen in het water een dunne laag calciumcarbonaat (CaCO3 ) op het beton.
Hierdoor wordt de diffusie van CO2 naar binnen vertraagt. Beton is derhalve goed bestand tegen water dat voldoende Ca++ -ionen bevat. Zeer zuiver water lost deze beschermende laag op en tast de cementsteen aan door oplossen van de kalk en door hydrolische splitsing van de cementsteen. Bij dicht beton verloopt dit proces trager dan bij poreus beton.

Aantasting door grondwater
Door omzetting van organische stoffen in het grondwater kan in kalkarme bosgrond koolzuur (H 2C03 ) worden gevormd. Daar waar geen kalk als neutralisator aanwezig is, is het koolzuur agressief voor het beton daar de vrije kalk in het beton wordt uitgeloogd volgens de reactievergelijking:



Stilstaand grondwater is in de regel niet agressief voor beton aangezien door het oplossen van een weinig kalk het grondwater snel kan worden geneutraliseerd. Bij stromend zacht of koolzuurhoudend grondwater wordt het zuur steeds ververst en loogt op de duur het beton uit.

Aantasting door zout water
Beton is ongevoelig voor chloriden en wordt daardoor ook niet aangetast. Chloride-ionen hebben echter een groot indringingsvermogen. Wanneer de betondekking onvoldoende is of de buitenhuid onvoldoende dicht, dan kunnen de Chloride-ionen gemakkelijk tot het wapeningsstaal doordringen en deze aantasten. Bij een ruime dekking en een grote dichtheid behoeft voor aantasting van alleen maar zout water niet te worden gevreesd. Wanneer er ook calciumen magnesiumsulfaten in het water aanwezig zijn kan het beton wel chemisch worden aangetast. Hierbij vormen de sulfaten met het tricalciumaluminaat (C3A) in de cementsteen een dubbelzout. De kristallen hiervan nemen een groter volume in zodat het beton van binnenuit wordt stuk gedrukt.

Referenties
1. CUR-VB rapport 96, Beton en Afvalwater, Zoetermeer 1979.
2. Liesche, H., Paschke, K. H., Beton in agressiven Wässern, Berlijn 1967.
3. Bruggeling, A. S. G., Betonconstructies in de civiele gezondheidstechniek, Delft 1985.
4. Kieno, K. K., Concrete interceptor sewer eerrosion protection, A state of the art report, 1979.
5. Dorussen, H. L., Kwant, F. J., Anaerobe processen in transportstelsels, stank en aantasting, NVA Symposium 25-4-1979.
6. Klose, N., Sulfidprobleme und deren vermeidung in Abwasserablagen, Betonverlag, Düsseldorf 1981.
7. Polder, R. B., Duurzaamheid rioolleidingen: een literatuurstudie naar aantastingsmechanismen, T.N.O.-rapport Bl-86-37, 1987.
8. Theissing, E. M., Bescherming van beton tegen chemische aantasting, Pato cursus: Ontwerp en uitvoering van betonconstructies voor drink-, zwem- en afvalwater, Delft 1985.
9. Korrosion in Abwasserablagen, Documentatie EWPCA-State of the Art Seminar, 28-29 januari 1982, Hamburg 1982.
10. Thistlethwayte, D. K. B., vert. Klose, N., Sulfide in Abwasseranlagen. Düsseldorf 1979.
11. Kienow, K. K. en Pomeroy, R. D. Gorrosion Resistant Design of Sanitory Sewer Pipe, ASCE Convention and Exposition, Chicago (October, 1978).
12. Kienow, K. K., Proteetion Reinforeed Concrete Sewers, Water & Sewage Works, Vol. 122, No. 10 (October 1975).