Geplaatst door K. Van Loock - 05 augustus, 2021
Gasdoorlatendheid van waterdichtingsmembranen - deel 4
In het eerste deel ("Hoe indringing van radongas in betonconstructies voorkomen") van onze reeks over de gasdoorlatendheid van waterdichtingsmembranen beschreven we hoe we membranen kunnen gebruiken om de indringing van radon in huizen te voorkomen.
In onze tweede blog ("Insluiting van biogas en methaan") keken we naar de gasbeweging in de andere richting en beschreven we hoe membranen verhinderen dat biogas en methaan ontsnappen uit betonconstructies, en tot slot in de derde blog ("Compenseer onvoldoende betondekking op wapening met coatings en membranen") bekeken we de impact van koolstofdioxide op beton en hoe we coatings en membranen kunnen gebruiken om de duurzaamheid van beton te verbeteren.
In deze laatste blog van de serie over de gasdoorlatendheid van waterdichtingsmembranen bespreken we waterdamp en de effecten ervan op het beton.
Wat is waterdamp ?
Waterdamp is de gasvormige fase van water. Water volgt een cyclisch verloop in de atmosfeer: het verdampt van het aardoppervlak en stijgt op naar de atmosfeer. Het condenseert tot wolken, wordt weggeblazen door de wind en valt dan terug naar de aarde als regen of sneeuw.
Het klinkt misschien verrassend, maar waterdamp is het krachtigste broeikasgas in de atmosfeer, hoewel het gedrag van waterdamp fundamenteel verschilt van dat van andere broeikasgassen omdat waterdamp de temperatuur van de aarde niet controleert. Integendeel, de temperatuur van de atmosfeer beperkt de maximale hoeveelheid waterdamp die in de lucht kan zitten, wat niet het geval is bij andere niet-condenseerbare gassen zoals CO2 of CH4.
Waterdamp in beton
Elk betonelement ontstaat met een bepaalde hoeveelheid water als gevolg van het mengsel met cement. Het water dat niet in de cementkristallen is verbonden, zal tijdens of na het uitharden uit de betonmatrix verdampen.
Later kunnen de poriën die tijdens het uitharden in de betonmatrix worden gevormd door waterverdamping als een spons gaan werken en directe waterbronnen absorberen (bv. regenwater, slechte waterleidingen, vocht uit omliggende grond enz.). Zodra dat water is doorgedrongen, begint de verplaatsing naar lege poriën. Bij poriën in de buurt van een droge, niet-afgedekte zijde kan het water geleidelijk aan verdampen, totdat een evenwicht met de omringende lucht wordt bereikt.
Wanneer het beton is gedroogd en een evenwicht heeft bereikt, kan waterdamp nog steeds in het beton dringen als de relatieve vochtigheid van de omgevingslucht toeneemt. In een zeer vochtige omgeving kan het beton vocht gaan opnemen in plaats van het vrij te geven tot er een nieuw evenwicht is bereikt.
In al deze gevallen zal de waterdamp altijd van een hoge dampdruk (of hoge concentratie) naar een lage dampdruk (of lage concentratie) stromen.
Membranen die geen water, maar wel waterdamp doorlaten?
Membranen, coatings en vloerbedekkingen worden vaak aangebracht op betonelementen als decoratie, bescherming of waterdichting (zie onze blog "4+1 situaties waarbij betonconstructies MasterSeal-waterdichtingsoplossingen vereisen").
Nadat één van deze toplagen is aangebracht, als vocht in het beton zich verplaatst naar de oppervlakte of probeert te ontsnappen, kunnen er verschillende ongewenste fenomenen optreden:
- Vorming van 'visogen' of bubbels tijdens het uitharden van de vloerbedekking
- Minder hechting van de toplaag
- Delaminatie van de coating als gevolg van negatieve waterdruk of de ontwikkeling van osmotische druk na uitharding.
Dergelijke problemen kunnen zich voordoen in toepassingen zoals muren in gebouwen die verschillende omgevingen met verschillende temperaturen en relatieve vochtigheden scheiden, vlottende vloerplaten met onbestaande of beschadigde ondergrondse waterdampbarrières (vochtwerende membranen), of recent aangebrachte herstelmortels die nog veel restvocht hebben. In dergelijke situaties moeten betonoppervlaktebehandelingen ervoor zorgen dat het water uit het beton gemakkelijk kan verdampen, en dat er weinig water wordt opgenomen als het beton in aanraking komt met vloeibaar water.
Doorlatendheid of ondoorlatendheid voor waterdamp ? Evaluatiecriteria
Wanneer het water gemakkelijk moet kunnen verdampen, is het van cruciaal belang om de doorlatendheid van waterdichtingsmembranen en andere oppervlaktebehandelingen te evalueren.
De dampweerstand van een materiaal is een maatstaf voor de weerstand die het heeft tegen de doorstroming van waterdamp. Het wordt gewoonlijk gemeten in MN•s/g of GPa•s•m²/kg en is afhankelijk van de toepassing, aangezien rekening wordt gehouden met de dikte van het materiaal.
De µ-waarde van een materiaal is een maatstaf voor de relatieve weerstand om waterdamp door te laten en wordt gemeten in vergelijking met de luchteigenschappen. Het is een eigenschap van het materiaal zelf om het gedrag van het materiaal in een bepaalde constructie te kennen, en dus moet het worden vermenigvuldigd met de toegepaste dikte. De verkregen 'equivalente luchtlaag' (SD) is de dikte van een statische luchtlaag met dezelfde weerstand tegen indringing van waterdamp als het beschouwde bouwmateriaal met dikte 't".
SD = μ t
Coatings en membranen die als oppervlaktebeschermingssystemen voor beton worden aangebracht, moeten in Europa beantwoorden aan EN 1504-2, waarbij de waterdampdoorlatendheid moet worden getest en drie verschillende niveaus moeten worden vastgesteld:
| Klasse I: |
Waterdampdoorlaatbaar: |
SD < 5 m |
| Klasse II: |
Niet waterdampdicht en niet waterdampdoorlaatbaar: |
5m ≤ SD ≤ 50 m |
| Klasse III: |
Waterdampdicht: |
SD > 50 m |
Daarentegen moet volgens EN 13813, die de eigenschappen en vereisten van dekvloeren regelt, de waterdampdoorlaatbaarheid voor kunsthars of asfalt dekvloeren niet worden getest, terwijl dit wel nodig is voor cement, calciumsulfaat en magnesietvloeren.
In onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van de absorptie van capillair water, de waterdampdoorlaatbaarheid en de aanbevolen applicatiedikte voor drie van onze verschillende technologieën:
|
|
MasterSeal 6100 FX |
MasterProtect 330 EL |
MasterTop TC 428 |
|
|
|
|
|
| MasterSeal 6100 FX als afwerklaag aan de onderkant van de brug |
Betonbescherming van de gevel van appartementencomplex Résidence Europan in De |
Coating van een betonvloer in parking |
|
| Capillaire absorptie |
0.04 kg/m2/h0,5 |
0.03 kg/m2/h0,5 |
0.002 kg/m2/h0,5 |
| SD H2O Doorlaatbaarheid |
1.39 m |
0.6 m |
2.2 m |
| Applicatie |
1.9 kg poeder/m2 aaangebracht in 1 of 2 lagen tot een dikte van ca 2 mm. |
2 lagen aangebracht met een gecombineerde hoeveelheid van 0 7 l/m2 om een minimale droge film laagdikte van ca 350 µm te bereiken. |
2 lagen aangebracht met een gecombineerde hoeveelheid van 400 g/m2 om een minimale droge film laagdikte te bereiken van ca. 250 µm. |
MasterSeal 6100 FX is een elastisch scheuroverbruggend waterdichtingsmembraan dat wordt gebruikt om beton- en metselconstructies waterdicht te maken. Een laagdikte van 2 mm MasterSeal 6100 FX voorkomt dat water en koolstofdioxide binnendringen.
MasterProtect 330 EL is een elastisch scheuroverbruggende coating tegen betonrot met acrylpolymeren die op lange termijn esthetische bescherming biedt aan beton.
MasterTop TC 428 is watergedragen gekleurde epoxycoating met zijdeglansafwerking en wordt gebruikt als toplaag van watergedragen vloersystemen die waterdampdoorlatend zijn zoals MasterTop 1728.
Kortom...
Overtollig vocht is de oorzaak van tal van coatingfouten bij beton. Doorgaans worden de waterkrachten in het beton, als de bron van het water niet kan worden verwijderd, onder controle gehouden met behulp van ademende producten die kunnen worden aangebracht op vochtige substraten en vocht laten verdampen door het materiaal zonder krachten te ontwikkelen die de hechting of de prestaties op lange termijn kunnen beïnvloeden.
De drie voorgestelde producten worden gekenmerkt door een zeer lage waterabsorptie (ze werken als 'barrière' voor vloeibaar water) en hebben bovendien een groot ademend vermogen waardoor ze geschikt zijn om deze vochtproblemen te vermijden.
De ontwikkeling van nieuwe producten en technologieën betekent echter dat voor sommige constructies het effect van water in beton kan worden tegen gegaan zonder dat daarvoor ademende systemen nodig zijn. Zie enkele voorbeelden in de post "Ondergrondse opslagtanks en waterreservoirs".
Referenties:
Nasa Earth Observatory. https://earthobservatory.nasa.gov/images/146978/methane-emissions-continue-to-rise
American Chemical Society. https://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/climatesciencenarratives/its-water-vapor-not-theco2.html#:~:text=Water%20vapor%20is%20the%20most%20important%20greenhouse%20gas.&text=It's%20true%20that%20water%20vapor,instead%20controlled%20by%20the%20temperature.
EN 1504 – 2: “Products and systems for the protection and repair of concrete structures. Definitions, requirements, quality control and evaluation of conformity Part 2: Surface protection systems for concrete.”
EN ISO 7783-1: “Paints and varnishes — Determination of water-vapour transmission rate — Part 1: Dish method for free films”.
EN ISO 7783-2: “Paints and varnishes — Coating materials and coating systems for exterior masonry and concrete — Part 2: Determination and classification of water-vapour transmission rate (permeability).”
EN 13813: “Screed material and floor screeds Screed material Properties and requirements.
J. Schnell “Measuring and removing moisture in concrete”. JPCL March 1998.
Malcom Cunningham. “When is a concrete slab dry enough?” BUILD April/May 2008.
Barbucci, M. Delucchi, G. Cerisola “Organic coatings for concrete protection: liquid water and water vapour permeabilities”. Progress in organic coatings 30 (1997) 293-297.
Meer informatie
Wenst u meer informatie over de oplossingen van Master Builders Solutions voor de bouwsector? Contacteer ons via onderstaand formulier.
