Rapportage Deelproject Detectie en Injectie

Totaalonderzoeksproject:

Aanpak vochtproblemen massief metselwerk

Rapportage Deelproject Detectie en Injectie

dr ir Caspar Groot

&

Jos Gunneweg

TU Delft, CiTG Delft, februari 2011

Totaalonderzoeksproject

Aanpak vochtproblematiek massief metselwerk .

2 Faculteit Civiele Techniek & Geowetenschappen



deelonderzoeken

Detectie en Injectie

Uitvoering TU Delft faculteit Civiele Techniek & Geowetenschappen , dr ir Caspar Groot Jos Gunneweg

Opdrachtgever Monumentenwacht Nederland

Begeleidingscommissie ir M. Brouwers R. Crèvecoeur P.J. Drop B.J.M. Franken ing. J. Hofstra ir M. van Hunen J. Kneppers ir A.F. van der Ree (vz) H.B.T. Sangers ing. G.A. Westenbroek

Subsidie Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed VSB Fonds Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten – KNB Provincie Zuid-Holland Bijdragen praktijkproeven Gemeente Leiden Stichting de Schiedamse Molens Natuur- en recreatieschap IJsselmonde

Delft, februari 2011







Deelonderzoek

Detectie en Injectie

Inhoudsopgave Rapportage Voorwoord 0.

Samenvatting / Summary

1.

Inleiding

2.

Lekkage in metselwerk: mechanismen 2.1 Vochttransport in metselwerk: twee onderscheiden mechanismen 2.2 Vochtbalans in een muur 2.3 Typologie holten en scheuren

3.

Detectiemethoden - meetprincipes en praktische toepassing 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4

4.

Inleiding Ambachtelijke methoden + “spelen met water” Methoden met geavanceerde diagnostische apparatuur Impact-Echo metingen Geo-electrische metingen - meetprincipe en randvoorwaarden voor interpretatie

Injectiemethoden 4.1 Praktijkervaringen 4.2 Toepasbaarheid injectiematerialen voor lekkagestoppend injecteren

5.

Conclusies en aanbevelingen 5.1 Detectie 5.2 Injectie

6.

Literatuur

7.

Meelezers

Bijlagen 1. Praktijkproef Molen “De Valk”, Leiden 2. Praktijkproef Molen “De Nieuwe Palmboom”, Schiedam 3. Praktijkproef “Pendrechtse Molen”, Barendrecht 4. Impact-Echo metingen aan een 3-tal molens (tekst J.Schouten, NEBEST, Adviesgroep) 5. Geo-Electrische metingen aan de Pendrechtse Molen (tekst prof. L.Schueremans, KU Leuven)







Voorwoord Bij de presentatie van het inventariserend onderzoek ‘Vochtproblematiek Stenen Molens’ in oktober 2002 was het duidelijk dat de problematiek van vocht in stenen molens en verwant massief (historisch) metselwerk kon worden onderverdeeld in 12 van elkaar te onderscheiden vochtfenomenen. Besloten werd om die stuk voor stuk te onderzoeken en oplossingen te vinden. In 2005 werd het eerste onderzoek ‘Kwaliteitseisen Restauratiebaksteen’ gepresenteerd en in 2007 ‘Kwaliteitseisen Metselmortels in Kalk’. Nu ligt voor u de rapportage van de deelonderzoeken ‘Detectie’ en ‘Injectie’. Inmiddels wordt gewerkt aan de afronding van de deelonderzoeken ‘Voegherstelmortels’, ‘Uitvoeringswijze inboetwerk en herstelvoegwerk’, ‘Herstelmethodieken dwars- en lateraalscheuren’ en enkele molengerelateerde onderzoeken zoals ‘Hemelwaterafvoeren en voorzieningen stellingliggers’, ‘Wandafwerking molenwoning, timmerwerk en pleisterwerk’, en ‘Ventilatie’. De onderzoeken hebben meer tijd in beslag genomen dan oorspronkelijk was gepland. Achteraf gezien is dat logisch, een problematiek waarmee decennia is geworsteld is niet in enkel jaren op te lossen. Bovendien ging het er om oplossingen te vinden op basis van wetenschappelijk onderzoek, waardoor verklaringen van zowel het schadefenomeen als de remedie daartegen gegeven en uitgelegd konden worden. In de voorliggende rapportage ‘Detectie’ en ‘Injectie’ worden allereerst methodieken aangegeven, waarmee vochtschade opgespoord, gedetecteerd, kan worden. Vervolgens worden, afhankelijk van de aard van de gedetecteerde vochtschade, oplossingen geboden om de problemen daadwerkelijk aan te pakken. Het onderzoek werd in de praktijk getoetst aan de hand van praktijkproeven aan drie molens met ernstige vochtproblemen: Molen ‘De Valk’ te Leiden, ‘De Nieuwe Palmboom’ te Schiedam en ‘De Pendrechtse Molen’ te Barendrecht. In de contacten met bedrijven en adviseurs bleek, dat voorstellen voor nieuwe behandelwijzen bij ernstige vochtproblemen niet altijd in goede aarde vallen. Soms bestaan grote weerstanden als onbekend is hoe het resultaat is op de lange termijn, of als de methode irreversibel is. Dat is op zich begrijpelijk. Hopelijk wordt echter deze koudwatervrees met deze rapportage geheel of gedeeltelijk weggenomen. Het onderzoek werd verricht door de heren dr ir C.J.W.P. (Caspar) Groot en J. T.M. (Jos) Gunneweg, onderzoekers van de Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de Technische Universiteit Delft. De Monumentenwacht Nederland is formeel opdrachtgever van het onderzoek. De begeleidingscommissie bestond bij dit onderzoek uit de heren ing. J. (Jan) Hofstra en H.B.T. (Herman) Sangers (molenconsulenten prov. Zuid-Holland), ir M. (Michiel) van Hunen (Rijksdienst Cultureel Erfgoed), R. (Rob) Crèvecoeur (v.h. Centraal Lab. ICN, nu Atelier Amati Epe), J. (Jan) Kneppers (lid Vakgroep Restauratie), ir M. (Maarten) Brouwers (Rijksgebouwendienst), P. J. (Piet) Drop (Heijmans Restauratiewerken), ing. G. A. (Gerard) Westenbroek (Kon. Verbond van Nederlandse




Baksteenfabrikanten), B. J.M. (Bennie) Franken (Monumentenwacht Nederland) en ir A.F. (Arnold) van der Ree (voorzitter). De financiering van de deelonderzoeken ‘Detectie’ en ‘Injectie’ heeft volledig plaatsgevonden door het VSB-Fonds Utrecht. Zonder deze financiële betrokkenheid zou het onderzoek al in een vroeg stadium een voortijdig einde hebben gevonden. Je zou kunnen stellen, dat het VSB-Fonds de gang er in heeft gehouden, waardoor ook andere sponsors geïnteresseerd raakten. Zo heeft de provincie Zuid-Holland, deelnemer in het onderzoek vanaf het eerste uur, de financiering op zich genomen van de in de derde alinea genoemde nog af te ronden deelonderzoeken. Eerder sponsorden de Rijksdienst Cultureel Erfgoed (destijds de Rijksdienst voor de Monumentenzorg) en het Koninklijk Verbond van Nederlandse Baksteenfabrikanten het onderzoek. Middels aangepaste tarieven heeft de TUDelft het onderzoek binnen de beschikbare financiën mogelijk gemaakt. De extra kosten van de praktijkproeven werden gedragen door de gemeente Leiden (Molen ‘De Valk’), Stichting De Schiedamse Molens (‘De Nieuwe Palmboom’) en het Natuur- en Recreatieschap IJsselmonde (‘De Pendrechtse Molen’). Na afronding van alle deelonderzoeken zal de aandacht met name gericht zijn op het verspreiden van de resultaten van het Totaalonderzoek binnen de restauratievakwereld en naar de beheerders en gebruikers van monumenten. Initiatieven hiertoe worden reeds ontwikkeld. Daarnaast zal in een aparte door de Rijksdienst Cultureel Erfgoed begeleide commissie bezien worden welke van de resultaten van het onderzoek zich lenen voor nieuwe richtlijnen of aanbevelingen. Arnold van der Ree

Voorzitter begeleidingscommissie




Samenvatting Het opsporen van holten en scheuren en het vullen ervan, bijvoorbeeld door middel van injectie, blijkt een belangrijke bijdrage te kunnen leveren aan het oplossen van lekkage-problemen in massief historisch metselwerk. Geschat wordt echter dat ongeveer de helft van de uitgevoerde injectie-projecten niet effectief is. Een van de belangrijkste oorzaken is dat gebrekkig vooronderzoek of het geheel achterwege blijven daarvan, kan leiden tot de verkeerde keuze van de toe te passen injectiemethode of een onjuiste keuze van het injectiemiddel. Bij het injecteren van metselwerk worden drie injecteerdoelen onderscheiden. - stabiliteitsinjecties, waarbij het gaat om holtepercentages van 20-40%; - injecteren tegen optrekkend vocht; - lekkage stoppende injecties in opgaand metselwerk. Dit onderzoek beperkt zich tot de laatstgenoemde categorie, ‘lekkage stoppende injecties’. Het onderzoek bestaat uit een algemene inleiding, gevolgd door een theoretisch hoofdstuk over de mechanismen die een rol spelen bij lekkage in massief metselwerk. Daarna het onderdeel ‘detectie’ waarin een inventarisatie en, mede op basis van praktijkproeven bij 2 van de 3 proefobjecten, een beoordeling van de toepasbaarheid van (niet)-destructieve detectietechnieken, waarmee holten in metselwerk kunnen worden opgespoord. Vervolgens een gedeelte, dat het onderzoek omvat naar de theoretische en praktische aspecten van het injecteren, waaronder praktijkproeven bij een 3-tal objecten. Het onderzoek mondt uit in twee afrondende hoofdstukken waarin de praktische aanbevelingen voor het vooronderzoek ‘detectie’ en voor de uitvoering van het ‘injecteerwerk’ zelf worden behandeld, zodanig dat hierdoor de slaagkans van toekomstig injecteren wordt vergroot. Bij een en ander is speciale aandacht besteed aan: I) Inleiding (hoofdstuk 1) • Onderscheid drie injecteerdoelen waarvan alleen ‘lekkage stoppende injecties’ tot dit onderzoek behoren. II) Lekkage in metselwerk: mechanismen (hoofdstuk 2) • Vochttransport in metselwerk: twee onderscheiden mechanismen. a) capillair vochttransport (0,1 µm < poriëndiameter <100 µm) ; b) “vrije” vochtstroming (poriën en holten diameter > 100 µm; door vocht+zwaartekracht, regen+winddruk of een combinatie daarvan). • Vochtbalans in een muur. • Typologie holten en scheuren (aan de hand van principeschetsen wordt een overzicht gegeven van de diverse typen holten en scheuren). III) Detectiemethoden poriën, holten en scheuren (hoofdstuk 3) • Globaal onderzoek bruikbaarheid beschikbare detectiemethoden, aan de hand van de criteria aard van het gebrek, locatie en hanteerbaarheid van de apparatuur. IV) Injectiemethoden; praktijkervaringen, toepasbaarheid injectiematerialen voor lekkage stoppend

injecteren (hoofdstuk 4)

• Evaluatie resultaten praktijkproeven. • Vergelijking toepasbaarheid minerale grout met lichtschuimende injectiehars.




Met name de praktijkproeven hebben geleerd dat de eenvoudige ‘ambachtelijke detectietechnieken + spelen met water’, een beter inzicht opleveren in aard en locatie van holten en scheuren dan, behoudens een enkele uitzondering, de methoden met geavanceerde diagnostische apparatuur. Impact Echo Scanning en endoscopisch onderzoek komen als aanvullende diagnostische technieken het eerst in aanmerking. Bij het onderdeel ‘injectiemethoden’ is op een proefproject met het probleem van doorslaand vocht, ofwel capillair vochttransport (micro, < 100 µm), uit de beproeving op kleine schaal van een aantal verschillende injectiepreparaten en injecteermethoden, een geschikt preparaat en bijpassende methode gevonden. Tegelijk werd echter vastgesteld dat de natuurlijke toename van de waterdichtheid van de muur door de opbouw van de verweringslaag, in de tijd gezien, zo snel verliep dat ook zonder injecteren binnen een redelijke termijn een voldoende waterdichte muur zou worden bereikt. Deze laatste conclusie was voor de beheerder van het object aanleiding af te zien van injecteren. Op twee andere proefobjecten, waar lekkage door spleten en holten (mezo, > 100 µm ) aan de orde was, is zowel met een minerale grout als met een lichtschuimende injectiehars geïnjecteerd. Bij lekkagestoppend injecteren heeft men veelal te maken met fijne scheuren, spleten en holten van de muur. Op basis van experimenteel onderzoek op laboratoriumschaal en reologische modellen zou de injecteerbaarheid van een speciaal voor fijne scheuren ontworpen minerale grout uit kunnen komen op 200 µm, ofwel de penetratie van de grout zou moeten kunnen slagen in spleten vanaf minimaal 0,2 mm. De praktijk bleek heel anders. Bij de uitgevoerde praktijkproeven bleek namelijk dat minerale grouts bij

scheur / holte afmetingen tot < 2 à 3 mm niet injecteerbaar zijn. Voor lichtschuimende injectieharsen bleek dit wel het geval. De toepassing van injectieharsen ondervindt weerstand, omdat door menigeen de compatibiliteit met het oude materiaal als discutabel wordt ervaren: verschillen in fysische eigenschappen, vragen ten aanzien van duurzaamheid en reversibiliteit, maar ook psychologische weerstand t.a.v. de toepassing van kunststoffen in een minerale omgeving. Om die reden worden in een apart hoofdstuk de verschillende aspecten van compatibiliteit van beide materiaalgroepen systematisch tegenover elkaar gezet. Bij scheur / holte afmetingen tot < 2 à 3 mm zal een lichtschuimende injectiehars vaak het enige injecteerbare middel zijn. De effectiviteit ten aanzien van het oplossen van lekkageproblemen werd met behulp van regenproeven aangetoond en is zeer goed. Indien injectieharsen in kleine hoeveelheden worden toegepast (enige % van het totale metselwerkvolume) dan zijn er geen problemen ten aanzien van compatibiliteit en duurzaamheid te verwachten. Bij grotere scheur en holte afmetingen , de ‘stabiliteitsinjecties’ is een minerale grout weer het aangewezen middel. Uit de praktijkproeven kwamen nog twee interessante conclusies naar voren die buiten het onderzoekskader vallen. Dat de verweringslaag op nieuwe baksteen in de tijd gezien snel opbouwt en van grote betekenis is voor waterdichtheid van de muur, i.c. dat gevelreiniging de waterdichtheid van de muur negatief beïnvloedt. Voorts is bij een enkelvoudige proef geconstateerd, dat een muurgedeelte behandeld met een zgn. hydrofobeer-crème, na de behandeling minder waterdicht was dan ervoor!




Summary Detection of voids in masonry followed by injection may significantly contribute to the solution of permeability problems (leakage). In practice it can be observed that injection although potentially an effective means, often fails (for about 50%) as a result of lack or insufficient preliminary investigations into the reasons of the permeability problems.

For injection of masonry a distinction can be made between the following types: • Stability injection, to improve the mechanical behavior of the wall (void volume 20-40%) • Injection to prevent rising moisture in a wall • Injection to prevent rain penetration The research program was limited to the last category.

This report is specifically focused on the analysis and effectiveness of detection methods and injection technologies. Apart from theoretical aspects much attention has been paid to practical execution aspects. This has been done through experiments in 3 mills in which serious rain penetration problems were observed.

Simple as well as sophisticated detection methods have been studied and tried out. A remarkable conclusion is that the sophisticated detection methods (such as Impact-Echo Scanning, Geo-electrical methods, Radar) mostly provide relative, comparative information, which is difficult to link to the real problem: leakage. On the contrary the more basic methods, and in particular simple moisture penetration tests, are often more indicative and useful to detect the place and degree of seriousness of the permeability problem.

Injections applied in the 3 test objects showed that in the case were leakage is caused by fine interconnected fissuration patterns in the mortar mineral grouts are often too coarse to provide a good penetration: during the injection particles coagulate at the entrance of the fissure and subsequently the transport of the grout stops. It was as well concluded that if the fissure opening in practice is smaller than 2 à 3 mm the finest mineral grout will not penetrate the masonry. This is in contrast with the results of laboratory studies in which was found that much finer voids could be filled using a mineral grout.

Where the mineral injection failed it was shown by means of test injections that the application of resin injection provided a good penetration in the masonry resulting into an adequate solution of the water penetration problems: no leakage anymore. This was verified by means of rain tests.




Verleende medewerking bij de uitvoering van de praktijkproeven De Valk Leiden Tijdens de praktijkproeven is enthousiast medewerking verleend door het Ingenieursbureau Nebest BV Schoonhoven, m.n. de heren Veen en Schouten, bij de uitvoering als eigen research project van het impact echo onderzoek. Ervas International te Hilversum zorgde voor de uitvoering van de injecteerproeven. De heer van Lenteren van Ervas heeft met zijn initiatief tot een experimenteel onderzoek naar een reversibele anti-smet coating een belangrijke bijdrage aan het onderzoek geleverd. Wij danken de heer Van der Lelie, beheerder van het Molenmuseum de Valk, voor zijn ondersteuning. Tenslotte gaat onze dank uit naar de RCE / RACM (dhrn van Hunen en Troost) voor hun feed back met name betreffende de ontwikkeling van de reversibele anti-smet coating. De gemeente Leiden maakte door de verleende geldelijke bijdrage de uitvoering van deze praktijkproef mogelijk.

De Nieuwe Palmboom Schiedam Tijdens de praktijkproeven is op plezierige wijze medewerking verleend door Dry Works International bv te Almere, De heer B. Witteman en de heer R. Batenburg van de Stichting Restauratiewerkplaats Schiedam verleenden alle medewerking, waarbij de heer Witteman ons heeft laten delen in zijn zeer brede kennis van bouwchemische preparaten ter bestrijding van capillair vocht ( wat werkt en wat niet werkt in de praktijk) en zijn bereidheid om mee te denken in een aanpak die afweek van wat hij zelf in eerste instantie had voorgesteld. Ook bedanken onderzoekers de medewerkers van museummolen De Nieuwe Palmboom. De Stichting De Schiedamse Molens verleende een geldelijke bijdrage, waardoor de uitvoering van deze praktijkproef mogelijk werd gemaakt. .

De Pendrechtse Molen Barendrecht Ook bij deze praktijkproeven verleende Nebest BV Schoonhoven als eigen research project medewerking in de vorm van een impact echo onderzoek. Bij de injectieproeven waren betrokken: Adviesbureau Athena Noctua, Injection Nederland BV Vianen e e e (uitvoering 1 proef), Ervas International BV Hilversum (uitvoering 2 en 3 proef), KU Leuven Dept. Burgerlijke Bouwkunde, Laboratorium Reintjens (geo-elektrische metingen, ontwikkelen ternaire grout, begeleiden injecteerproeven). Met name danken wij molenaar dhr Barend Zinkweg, voor zijn voortdurende beschikbaarheid, hulp en aandragen van ideeën. Het Natuur- en Recreatieschap IJsselmonde verstrekte in het kader van het project “Vochtproblemen stenen molens en verwant metselwerk” een bijdrage ten behoeve van het uitvoeren van de praktijkproeven aan de Pendrechtse molen.

Tevens danken de onderzoekers de meelezers genoemd in hoofdstuk 7 voor hun waardevolle open aanmerkingen.




1.

Inleiding

Probleemstelling Bij vochtproblemen in massief historisch metselwerk blijken holten in het metselwerk een belangrijke rol te spelen. Deze holten kunnen bij voorbeeld zijn ontstaan door slecht vakwerk (niet vol-en-zat metselen) of door uitloging van het bindmiddel. Een andere bron van vochtproblemen is scheurvorming in metselwerk, omdat ook langs scheuren in het metselwerk vochttransport van buiten naar binnen kan plaatsvinden. Het opsporen van holten en scheuren en het vullen ervan, bijvoorbeeld door middel van injectie, blijkt een belangrijke bijdrage te kunnen leveren aan het oplossen van lekkage-problemen in massief historisch metselwerk. Geschat wordt dat ongeveer de helft van de uitgevoerde injectie-projecten niet effectief is. Een van de belangrijkste oorzaken is dat gebrekkig voor-onderzoek kan leiden tot de verkeerde keuze van de toe te passen injectiemethode of een onjuiste keuze van het injectiemiddel.

Lekkagestoppende injecties in opgaand metselwerk Bij het injecteren van metselwerk worden drie injecteerdoelen onderscheiden: - stabiliteitsinjecties, waarbij het gaat om holtepercentages van 20-40%; - injecteren tegen optrekkend vocht; - lekkage stoppende injecties in opgaand metselwerk. Dit onderzoek beperkt zich tot de laatstgenoemde categorie.

Opdracht De opdracht bestaat uit: • •

Het inventariseren en beoordelen van de toepasbaarheid van (niet)-destructieve detectietechnieken, waarmee holten in metselwerk kunnen worden opgespoord. Onderzoek naar de theoretische en praktische aspecten van het injecteren.

Het onderzoek dient te leiden tot praktische aanbevelingen voor injectiewerk, waardoor injecteren meer effect gaat sorteren.

Wijze van onderzoek Om zoveel mogelijk praktisch toepasbare resultaten te kunnen boeken is het onderzoek in een praktijkcontext geplaatst; dat wil zeggen dat het onderzoek naar de toepasbaarheid van detectie- en injectiemethoden steeds verbonden werd aan projectcases, waarin duidelijk sprake was van vochtproblemen, die via detectie-onderzoek en de toepassing van injectie opgelost moesten worden. Op deze wijze werd, naast theoretische verdieping via studie, op de bouwplaats ervaring opgedaan met de praktische problemen en toepasbaarheid. E.e.a. geplaatst in de overall-context waarin detectie en injectie toegepast worden.




2.

LEKKAGE IN METSELWERK: MECHANISMEN

2.1

Vochttransport in metselwerk: twee onderscheiden mechanismen

Steenachtige bouwmaterialen vallen onder de zgn. “poreuze media”. De porositeit komt bij bouwmaterialen zoals natuursteen, beton, baksteen en mortels op verschillende wijzen tot stand, maar wezenlijk voor deze materialen is dat ze via capillaire werking (dunne “buisjes” met poriëndiameter tussen 0,1 µm en 100 µm) vocht op kunnen nemen en via droging (verdamping) weer vocht kunnen afstaan. Vochtopname- en drogingsgedrag van het metselwerk onder uiteenlopende omgevingscondities bepalen het al dan niet optreden van vochtdoorslag. Porositeit en vochttransport zijn in metselwerk aanzienlijk moeilijker te begrijpen, omdat er sprake is van een composiet materiaal (combinatie baksteen + mortel), dat daarenboven door mensenhanden is gemaakt (met mogelijk onvakkundig werk). Naast capillair transport in fijne poriën kan er ook sprake zijn van zgn. “vrije stroming”, vochttransport door zwaartekracht, winddruk of een combinatie ervan; dit vindt plaats in poriën en holten > 100 µm; de kans op lekkage is in dit geval aanzienlijk groter. Met andere woorden, we hebben te maken met twee mechanismen: - capillair vochttransport (0,1 µm < poriëndiameter <100 µm) - “vrije” vochtstroming (poriën en holten diameter > 100 µm; door vocht+zwaartekracht, regen+winddruk of een combinatie daarvan). (De grens tussen beide gebieden is niet scherp. Er is een overgangsgebied van minder capillair naar meer stroming en omgekeerd). Het onderscheid tussen capillair vochttransport en vrije vochtstroming is nuttig bij het doordenken en uitwerken van oplossingen van vochtproblemen in massief metselwerk.

Capillair vochttransport Onder ideale omstandigheden (vol-en-zat gemetseld) zijn steen en mortel zo goed met elkaar verbonden, dat twee verschillende capillaire systemen ononderbroken op elkaar aansluiten. Afhankelijk van de verschillen in poriënsystemen tussen steen en mortel zal al dan niet (afhankelijk van een mogelijke barrièrewerking van de mortel) vochttransport van de ene steen via de mortel naar een andere steen plaats kunnen vinden. Indien het kritisch vochtgehalte wordt overschreden (het kritisch vochtgehalte is het vochtgehalte waarbij alle poriewanden geheel zijn bedekt met een laag watermoleculen) gaat onder invloed van drukverschillen (winddruk, droogfront, ventilatie) vocht in een dergelijk systeem stromen. Het kritisch vochtgehalte ligt ver onder het ‘verzadigingspunt’ (alle poriën gevuld) en is voor baksteen ~100kg/m3 (5-6 vol%) en voor mortel (met een meestal fijnere porositeit) hoger. De lage waarde van het kritische vochtgehalte van baksteen, duidend op een grovere porositeit, betekent dat dit materiaal vergeleken met bijvoorbeeld beton (~180 kg/m3) en zandsteen (150 kg/m3) sneller droogt (zie “Muren uit baksteenmetselwerk, gevelmetselwerk”, Belgische Baksteen Federatie, Brussel).




In drogende omstandigheden zal het vochtgehalte aan de buitenzijde van de muur heel snel onder het kritisch vochtgehalte komen, waardoor eventuele vochtstroming (leidend tot lekkage) stopt. Over het algemeen, met uitzondering van metselwerk vervaardigd met zeer sterk zuigende stenen en een weinig barrièrewerking vertonende mortel (zie ‘Kwaliteitseisen Restauratiebaksteen en Kwaliteitseisen Metselmortels in Kalk’, Groot & Gunneweg, 2007), zijn er weinig lekkageproblemen in metselwerk, waarbij het vochttransport puur capillair plaatsvindt.

“Vrij” vochttransport (zgn. ‘levend water’) Als er kieren zijn tussen steen en mortel (bijv. door niet vakkundig uitgevoerd metselwerk) of als er met elkaar verbonden holten of scheuren in het metselwerk voorkomen, dan kan vocht onder invloed van de zwaartekracht of over/onderdruk min of meer vrij door het metselwerk stromen (optredend in scheurtjes en holten > 100 µm); [Thomson et all., 2005]. Voorbeelden van situaties in metselwerk waarbij “vrije” vochtstroming (via holten) ontstaat zijn: • transversaalscheuren (dwars op de muur) kunnen van < 0,5mm oplopen tot wel 5 – 10 mm. • lateraalscheuren (in de muur evenwijdig aan het muurvlak; idem) • holten in de mortelvoeg (niet vol en zat gemetseld) • open stootvoegen (idem) • holten door slechte vulling van ‘kistwerk’* • holten door plaatselijk te weinig kalk in de mortel (‘maandagochtendwerk’) • holten door uitloging van de kalk • droog- en afkoelingsscheuren in de toegepaste bakstenen • voeghechtvlak haarscheuren (na hervoegwerk) • scheurvorming in metselmortel door vorstschade (ijslensvorming na hervoegwerk) *)

kistwerk: benaming voor zwaar muurwerk met gemetselde buitenkanten (dienend als kist) waartussen opgevuld met schrale mortel, zand, stenen en puin

Voor het ontstaan van lekkage is dit een veel ongunstiger situatie (omdat het water als het ware door de muur heen schiet, capillair gaat het veel langzamer). Dit komt regelmatig voor in massief historisch metselwerk. Het opvullen van holten, scheuren etc., bijvoorbeeld door injectie, is in feite het metselwerk terugbrengen naar puur capillair vochttransport: de aangewezen weg om tot een verbetering in de situatie te komen.

Condensatie Naast regendoorslag kan condensatie ook een bron van vocht in metselwerk zijn. Dit blijkt in het bijzonder in het voorjaar wanneer het vochtverzadigde metselwerk koud is en de vochtige warme buitenlucht condenseert op de koude binnenpleisterlaag. De dichte pleisterlaag is niet in staat het condenswater te absorberen en het binnenklimaat wordt kil en klam. Dit vocht komt niet door de muur naar binnen, maar is wel indirect het gevolg van te veel vocht in de muur. Deze situatie doet zich vooral voor bij een gebrekkige ventilatie.




2.2

Vochtbalans in een muur

algemene benadering De aanvoer van vocht in metselwerk wordt veroorzaakt door verschillende vochtbronnen; te noemen zijn regen, optrekkend vocht, lekkage (bijv. goten) en huishoudelijk vocht (koken, douche etc.). Daarnaast is er sprake van afvoer van vocht door verdamping.

Met verwaarlozing van optrekkend vocht, lekkage en huishoudelijk vocht (uitsluitend in bepaalde ruimten van bewoonde molens) kan de balans tussen aan- en afvoer van vocht, waarbij geen lekkage optreedt, als volgt weergegeven worden:

Vbu + Vbi ≥ (R + O) kritisch vochtgehalte

(zie schema)

R

Vbu

O

Vbi Geen lekkage: Vbu + Vbi ≥ (R+ O)Kr Vochtgeh Vbu: verdamping naar buitenruimte Vbi: verdamping naar binnenruimte O: opgeslagen vocht in muur R: vochtopname door (slag)regen

Aangezien de verschijnselen niet gelijktijdig optreden, maar bepaald worden door de afwisseling tussen regen- en droge weersperioden, kunnen we de vergelijking alleen als denkmodel gebruiken; een denkmodel dat aan- en afvoer van vocht (het ademen) visualiseert.

Wel kan in het geval van capillair vochttransport het volgende geconcludeerd worden:

De bij drogend weer door verdamping uit de muur tredende hoeveelheid vocht (Vbu + Vbi) moet zo groot moet zijn dat bij een opvolgende regenperiode de opslag + vochtopname (R+O) niet leiden tot een situatie waar over de gehele doorsnede van de muur het kritisch vochtgehalte wordt overschreden (stroming)




Vochttransportaspecten van bevochtigen en drogen van een muur

Regen + wind: verschil tussen capillair en ‘vrije’ stroming (scheur – holte) Capillair zuigt langzaam; de opzuiging is kleiner dan de regenflux of debiet. Poriën raken vol met water, waardoor de capillaire zuigkracht afneemt en het regenwater gaat afstromen over de muur (men zou kunnen spreken van een vorm van “zelfhydrofobering”, zie figuur).

‘Vrije’ stroming (scheur – holte): Het water schiet er meteen in en wordt door de wind verder de muur in geperst waar het weglekt in een grillig stelsel van met elkaar verbonden scheurtjes en holten maar ook water capillair afgeeft aan poriën in homogene baksteen en morteldelen. De invloed van de wind is duidelijk kleiner, indien er sprake is van een capillaire vochttransportsituatie dan bij een ‘vrije’ vochtstromingssituatie. Zon + wind: verschil tussen capillair en ‘vrije’ stroming (scheur – holte bij droging) Alle open capillairen in het materiaaloppervlak dragen bij aan de verdamping van water door de opwarming van de zon. Via de poriën van binnen in de muur trekt het vocht naar het muuroppervlak. ‘Vrije’ stroming (scheur – holte): Het water is daar uit verdwenen naar diepere muurgedeelten. Via scheur of holte binnengekomen vocht (winddruk – stroming) kan er niet via diezelfde weg meer uit (alleen capillair: verdamping).




Bij elke volgende bui herhaalt zich dit proces. De zones rond de scheur of holte worden steeds natter.

2.3

Typologie holten en scheuren

Vochtproblemen in massief metselwerk kunnen op verschillende manieren worden benaderd. De aanpak wordt daarbij in het bijzonder beïnvloed door de afmetingen van de poriën resp. holten. Bij het typologeren van holten en scheuren in massief metselwerk maken we een onderverdeling naar de diameter / wijdte van de porie / scheur. - micro: poriën ; < 0,1 mm. - mezo: spleten en fijne scheurtjes; 0,1 < 2mm - macro: > 2mm. We kunnen ook een onderverdeling maken naar injecteerdoel; - injecteren tegen optrekkend vocht - lekkagestoppend injecteren - stabiliteitsinjecties De beide onderverdelingen vallen voor een belangrijk deel samen. In dit onderzoek wordt alleen het lekkagestoppend injecteren behandeld. Injecteren tegen optrekkend vocht en stabiliteitsinjecties vallen buiten het onderzoekskader. Wel worden deze injecteerdoelen volledigheidshalve meegenomen in de hierna gegeven figuren met principetekeningen van de diverse typen holten en scheuren.




micro: poriën ; < 0,1 mm.

Fig. 1 poriën; capillair vochttransport vertikaal: optrekkend vocht (buiten onderzoekskader)

Fig. 2 te poreuze steen ; capillair vochttransport horizontaal : doorslaand vocht




mezo: spleten en fijne scheurtjes; 0,1 < 2mm

Fig. 3 transversaal- of dwarsscheur

Fig. 4 lateraaalscheur of ‘ schilvorming’




Fig. 5 niet vol & zat gemetseld (gebrek vanaf de bouw)

Fig. 6 niet vol & zat gemetseld in de koppenlagen (gebrek vanaf de bouw)




Fig. 7 vorstschade in metselmortel door toepassing incompatibele voegmortel bij voegherstelbeurt

macro: > 2mm.

Fig. 8 grote holten in zeer dik muurwerk; Binnenwerk in muur gevuld met niet gave baksteen (brokken) en veel (kalk) mortel; niet vol & zat gemetseld. Lekkage door scheurvorming waarna uitloging gedurende zeer lange tijd; (stabiliteitsinjecties)




3

Detectiemethoden - meetprincipes en praktische toepassing

3.0

inleiding

De laatste decennia hebben zich enorme ontwikkelingen voorgedaan op het gebied van de natuurwetenschappelijke meetmethoden. Er is bij veel mensen een neiging tot ‘blind vertrouwen’ in de technologie te bespeuren. Het is echter van groot belang kritisch te blijven en een inschatting te maken van de betrouwbaarheid van de resultaten. Kennis van de apparatuur en ervaring in het gebruik daarvan is nodig om de mogelijkheden en vooral ook de beperkingen goed te leren kennen. Kennis en ervaring zijn ook nodig voor de interpretatie van de meetgegevens. Alleen een weloverwogen combinatie van ervaren waarneming en natuurwetenschappelijk onderzoek zal leiden tot een beter onderbouwde diagnose, omdat men beter toegerust is de oorzaken van het probleem vast te stellen. Het spreekt voor zich dat maatregelen dan effectiever zullen zijn omdat ze minder op de gok behoeven te worden genomen. De ervaring leert dat verstandig toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek zichzelf in de meeste gevallen zal terugverdienen. Het doel van het onderdeel ‘detectie’ van dit onderzoeksprogramma was na te gaan welke van het hele scala aan beschikbare ambachtelijke en geavanceerde natuurwetenschappelijke diagnostische methoden bij het onderzoek van ‘lek’ massief historisch metselwerk het meest geëigend zijn en in welke werkvolgorde gehandeld moet worden.

overzicht bruikbaarheid detectiemethoden Van de in hoofdstuk 3.1 en 3.2 beschreven detectiemethoden wordt een globaal overzicht gegeven betreffende de bruikbaarheid van de methode beoordeeld op de criteria (i) aard van het gebrek (ii) locatie (iii) hanteerbaarheid van de apparatuur en (iv) kostprijs. NB: De genoemde bedragen zijn geldig op basis van de kostprijs in 2010. Voor een deel is het overzicht voortgekomen uit de uitgevoerde praktijkproeven (De Valk, De Pendrechtse Molen en De Nieuwe Palmboom (alleen ‘injectie’, geen ‘detectie’)). Voor een ander deel zijn ze gebaseerd op literatuuronderzoek, productdocumentatie en mondelinge informatie van leveranciers en gebruikers. Dit onderscheid is met het plaatsen van noten bij elk van de genoemde onderzoeksmethodieken aangegeven. In hoofdstuk 3.3 wordt uitgebreid stilgestaan bij Impact-Echo en de geometrische meetmethode, omdat deze technieken uitgebreid zijn onderzocht op Molen ‘De Valk’ en De Pendrechtse Molen. De methoden zijn ingedeeld in twee hoofdgroepen, t.w.: 3.1. Ambachtelijke methoden + “spelen met water”. 3.2 Methoden met geavanceerde diagnostische apparatuur Bij de volgende hoofdstukjes wordt verwezen naar de volgende bronnen: [1] praktijkproeven Molen De Valk e/o De Pendrechtse Molen [2] productinformatie op internet van desbetreffende leverancier(s) e/o mondelinge informatie van leveranciers en gebruikers [3] Niet-destructief onderzoek aan monumentale gebouwen, S. Heruc, C.J.W.P. Groot, A. de Waal en A.J. van Bommel (Nieuwsbrief Rijksdienst voor de Monumentenzorg, 2002)




3.1 Ambachtelijke methoden + ‘spelen met water’ 3.1.1

Handmatig ‘afkloppen’ [1]

beschrijving Niet-destructieve, traditionele manier om bij een eerste bouwkundige inspectie de muur op holten en door vorst beschadigde stenen te onderzoeken.

Met een vuisthamer wordt licht op de muur geklopt of met de zijkant van de vuisthamer langs het muuroppervlak gestreken en geluisterd. Doffe klank duidt op holten of andere inhomogeniteiten. Heldere klank op homogeen metselwerk. Bij praktijkproef op Molen De Valk vergeleken met IES; resultaten aldaar uitvoerig vastgelegd.

kostprijs Geen extra kosten.

bruikbaarheid Hanteerbaarheid, goed; kostprijs nihil. De plek van evt. inhomogeniteiten kan redelijk nauwkeurig worden vastgesteld, mits niet dieper dan ½ - 1 steen. Geeft echter geen inzicht in de aard van een evt. gebrek. Bruikbare en onmisbare onderzoeksmethode bij elk eerste verkennend bouwkundig onderzoek. Een variatie hierop werd door Rob Crevècoeur gebruikt om op grote hoogte een pleisterlaag te onderzoeken. Hij bevestigde een metalen ‘klankbolletje’ van 3 cm diameter met een stukje draadeind gevat in een siliconenslangetje aan een lange hengel. Door met het bolletje de muur af te tasten en met een mini-cameraatje geluid en beeld op te nemen bleek je feilloos vast te kunnen stellen op welke plaatsen het pleisterwerk los zat of anderszins niet meer deugdelijk was.




3.1.2

Boren met dunne steenboor [1]

beschrijving Licht-destructieve ambachtelijke manier om bij na afkloppen vastgestelde inhomogeniteiten vast te stellen of het hierbij evt. om lateraalscheuren (schilvorming) gaat. Aanboren evt. lateraalscheur met een dunne steenboor in een lichte klopboormachine. Weinig druk uitoefenen. Schiet de boor op ½ of 1 steen diepte plotseling door, dan is er een lateraalscheur aanwezig.

Wanneer dit doorschieten van de boor echter niet kan worden waargenomen is dit nog geen indicatie van het niet aanwezig zijn van een lateraalscheur. Indien deze scheur zeer fijn is ( 0,5 – 1 mm) zal, door de trilling van de klopboormachine in de arm, het doorschieten niet kunnen worden gevoeld. Dan is het nemen van een boorkern de logische volgende stap. De boorgaatjes worden met steenreparatiemortel dichtgezet.

kostprijs Indien gecombineerd met bouwkundig vooronderzoek, geen extra kosten.

bruikbaarheid Hanteerbaarheid goed. Redelijk bruikbare methode in combinatie en in de juiste volgorde met afkloppen en nemen boorkern. Onmisbaar bij elk eerste verkennend bouwkundig onderzoek, nadat bij afkloppen evt. inhomogeniteiten zijn vastgesteld.




3.1.3

Nemen van boorkernen - bij vermoeden capillair vochtprobleem [1]

beschrijving Matig destructieve onderzoeksmethode. Ambachtelijke manier om bij na afkloppen vastgestelde AF-wezigheid van inhomogeniteiten en daardoor veronderstelde AAN-wezigheid capillair vochtprobleem, de hygrische eigenschappen van de baksteen te controleren. Boren met een holle watergekoelde diamantboor minimaal 50 mm, over een ‘strek’. Minimaal 3 stuks boorkernen nemen. Uitvoeren laboratoriumonderzoek aan de boorkernen op opzuiggedrag (initiële wateropzuiging, IW) aan verweerde zichtzijde en schoongemaakte achterzijde en bepaling vrijwillige wateropneming 48 uur. Indien IW < 2.5 kg/m2/min heeft lekkage meestal niet-capillaire vochtdoorslag als oorzaak. Als dit het geval is moet verder worden onderzocht op grotere spleten en holtes. De boorgaten worden met steenreparatiemortel dichtgezet.

kostprijs vakman met gereedschap en apparatuur ~ € 350,-- incl. BTW per ½ dag.

bruikbaarheid Hanteerbaarheid, goed; kostprijs redelijk. Bruikbare methode in combinatie en in de juiste volgorde met afkloppen om evt. capillair vochtprobleem als oorzaak aan te tonen of te elimineren.

3.1.4 Boorkerngaten – boorkernen bij vermoeden lateraalscheuren of andere inhomogeniteiten [1]

beschrijving Matig destructieve onderzoeksmethode. Uitvoeren kan evt. gelijk vallen met hierboven beschreven te nemen boorkernen i.v.m. mogelijk capillair probleem. Is echter gefocust op een heel ander fenomeen! Ambachtelijke manier om bij na afkloppen vastgestelde inhomogeniteiten na te gaan of het hierbij evt. om lateraalscheuren (schilvorming) dan wel om een ander gebrek zoals scheuren of holten in de mortelvoeg gaat.

Boren met een holle watergekoelde diamantboor minimaal 50 mm over een steen-voeg-steen overgang, evt. in een kop (om evt. scheur op ½ steen diepte vast te stellen). I.v.m. beperken schade is een zo




klein mogelijke boor aan te bevelen; om inwendige van boorkerngat te kunnen inspecteren verdient echter een grotere boordiameter de voorkeur; hangt van de situatie af. Boorkernen fotograferen en bestuderen. Inwendige van boorkerngat inspecteren en fotograferen. Eventueel met inzet endoscoop (zie hierna). De boorgaten worden met steenreparatiemortel dichtgezet.

kostprijs vakman met apparatuur

€ 350,-- incl. BTW per ½ dag.

bruikbaarheid Hanteerbaarheid, goed; kostprijs redelijk. Bruikbare en onmisbare methode om na eerste verkennend bouwkundig onderzoek in combinatie en in de juiste volgorde met afkloppen en evt. elimineren capillair probleem, lateraalscheuren of holten in de mortelvoeg aan te tonen of te elimineren als oorzaak.

3.1.5

Beregeningsproef [1]

Uitvoeren indien met inzetten van eerder beschreven detectiemethoden nog geen duidelijkheid is verkregen over aard van lekkage door de muur.

beschrijving Niet-destructieve onderzoeksmethode. Er wordt een geperforeerde sproeislang op de muur bevestigd, S-vormig in 4 lagen, gekoppeld aan een tuinslang aangesloten op de waterleiding (foto). Indien nog geen idee bestaat op welke hoogte het water in de muur schiet, wordt de muur over de hoogte in een aantal vakken verdeeld en wordt begonnen op het laagste vak. Binnen voorzorgen nemen door afdekzeilen op de vloeren te leggen van die verdiepingen waar men verwacht dat het water uit de muur zal stromen. Ook sterk absorberende papierrollen o.i.d. bij de hand houden. Waterdruk op zetten. Binnen op de verdiepingen een of twee waarnemers met camera. Wanneer er water door de muur komt, fotograferen wide en close up. Water afdeppen en nauwkeuriger zien te bepalen waar precies het water uit de muur komt (scheurtjes, stootvoeg(en), lintvoeg(en))? . Fotograferen, noteren (foto).

Proef herhalen, door slang 1 vak hoger aan te brengen enzovoorts. Waarnemingen ordenen en verwerken in gevelaanzichten buiten en röntgenview binnen. Voor molens wordt i.p.v. aanzicht het maken van een ‘uitslag’ van de molenromp aanbevolen.




Bij een dergelijke beregeningsproef ontbreekt het element ‘ winddruk’. Daar tegenover staat dat de regenbelasting veel hoger is en continu en langer duurt, zodat hiermee het effect van winddruk geacht mag worden meer dan te worden gecompenseerd.

kostprijs Vakman met materiaal, 2 deskundige waarnemers, rapportage ~ € 1.300,-- per dag.

bruikbaarheid Is nogal wat werk en betrekkelijk kostbaar (vnl. arbeid). Echter, zeer bruikbare methode en laatste mogelijkheid om, wanneer eerdere detectiemethoden niet voldoende houvast hebben geboden, de precieze plekken waar aan de binnenzijde van de muur het water door de muur lekt, te lokaliseren.

Nb: Beregeningsproef ook zeer aan te bevelen als controle NA uitgevoerde injecteerwerkzaamheden. Bij geslaagde injectie zal er uiteraard geen water meer door de muur mogen komen.

3.1.6

Waterinjectie [1]

Tussenstap, ter verificatie van conclusies uit voorafgaand onderzoek om de mogelijkheden van injecteren nader te verkennen.

a. schuin in muur (lateraalscheuren) beschrijving Licht-destructieve onderzoeksmethode, bedoeld om na te gaan of na uit eerdere diagnostische methoden gebleken aanwezigheid van lateraalscheuren of schilvorming, deze injecteerbaar zijn. Er wordt een gat geboord onder 45o schuin omlaag tot op 2/3e muurdikte (a.h.w. een injecteergat). Hierin een trechter (ook oude kitcapsule kan dienen) en men giet water daarin.

Indien water niet wegloopt maar blijft staan, is de veronderstelde lateraalscheur daar niet aanwezig en heeft injecteren daar geen zin. Proef op een aantal plaatsen herhalen. Gaten dichten met steenreparatiemortel.




kostprijs Vakman met apparatuur € 350,-- incl. BTW per ½ dag.

bruikbaarheid Onmisbare laatste check injecteerbaarheid bij veronderstelde lateraalscheuren.

b. recht in voeg; holten / inhomogeniteiten in mortelvoeg beschrijving Licht -destructieve onderzoeksmethode, bedoeld om na te gaan of na uit eerdere diagnostische methoden gebleken aanwezigheid van holten / inhomogeniteiten in de mortelvoeg injecteerbaar zijn. Er wordt een horizontaal gat geboord in de mortelvoeg tot op 2/3e muurdikte (a.h.w. een injecteergat). Hierin wordt een dunne kunststof slang geschoven, die afgedicht wordt met plasticine of afdichtklei. In plaats hiervan kan ook een dunne injecteertube worden gebruikt. Op de slang een trechter monteren en slang met trechter ~1m omhoog houden en water ingieten.

Indien water niet wegloopt maar blijft staan, zijn de veronderstelde holten in de mortelvoeg daar niet aanwezig en heeft injecteren daar geen zin. Proef op een aantal plaatsen herhalen. Gaten dichten met compatibele voegmortel (aanstampen). Binnen in het gebouw moet achter de plek waar geboord wordt een waarnemer staan om te zien of er al dan niet water uit de muur komt en zo ja, fotograferen en vastleggen waar.

kostprijs Vakman met apparatuur € 350,-- incl. BTW per ½ dag.

bruikbaarheid Onmisbare laatste check injecteerbaarheid veronderstelde holten in mortelvoeg.




3.2 Methoden met geavanceerde diagnostische apparatuur. 3.2.1

Impact-Echo Scanning ( IPE)

[1]

beschrijving Impact Echo Scanning is een niet-destructief systeem. Een hamertje in het apparaat veroorzaakt een akoestische (druk)golf in de ondergrond, die na reflectie op een scheiding tussen twee verschillende materialen die een groot verschil in impedantiewaarde hebben, wordt opgevangen en automatisch digitaal wordt geanalyseerd.

Is uitvoerig getest in praktijkproeven op Molen De Valk en De Pendrechtse Molen waarvan de resultaten zijn beschreven in hoofdstuk 3.3.

kostprijs: Inspecteur + apparaat + rapportage, per ½ dag tussen ~ € 400,-- en € 700,-- incl. BTW. bruikbaarheid Hanteerbaarheid, goed; kostprijs redelijk. Bruikbaar wanneer bij dikkere muren na afkloppen geen holle plekken zijn ‘gehoord’ maar het algehele beeld toch de aanwezigheid van holten of lateraalscheuren op grotere diepte doet vermoeden. De plek van evt. inhomogeniteiten kan zeer nauwkeurig worden vastgesteld, ook op diepten > 1 steens. Geeft echter geen inzicht in de aard van een evt. gebrek.




Wel kan in principe na afloop van een injecteersessie (voorafgegaan door een nul-meting) worden bepaald of het injecteren succesvol is geweest: vulling van de scheuren of holten.

3.2.2

Geo-elektrische metingen

[1]

beschrijving Geo-electrische metingen zijn een licht-destructieve methode. Na voorboren worden stalen nagels, diameter 3 mm, in de voegen van het metselwerk geklopt.

Hieraan worden stroomdraden bevestigd, die gevoerd worden naar een centrale, de TERRA meter, vanwaar een sterk potentiaalveld wordt opgewekt en elektrische stromen in een bepaalde sequentie door de nagels worden gestuurd. De gemeten weerstanden geven een beeld van de homogeniteit van de muur. Is uitvoerig getest in praktijkproef op De Pendrechtse Molen waarvan de resultaten zijn beschreven in hoofdstuk 3.4.

kostprijs Inspecteur + apparaat + rapportage, ~ € 900-1000/m2 incl. btw.

bruikbaarheid Hanteerbaarheid, zeer bewerkelijk systeem. Kostprijs tamelijk hoog; indicatie aard en locatie gebrek zijn onhelder. De plek van evt. inhomogeniteiten kon redelijk worden vastgesteld. Gaf echter geen inzicht in de aard van een evt. gebrek. De diagnostiek van geo-electrische metingen is uit het oogpunt van hanteerbaarheid, kostprijs en nauwkeurigheid m.b.t. aard en plek van scheuren en holtes, niet in eerste instantie toepasbaar.




3.2.3

Thermografie [2,3]

Beschrijving Is een niet-destructief systeem. Voor thermografisch onderzoek wordt een camera gebruikt die de thermische energie (warmte) die een voorwerp uitstraalt, vertaalt naar infraroodbeelden, waaraan temperaturen gekoppeld kunnen worden. Zo worden metingen mogelijk gemaakt. Hoe hoger de temperatuur van een voorwerp, hoe groter de uitgezonden infraroodstraling.

Thermografie (bron: www.vpb.de, foto: dipl. Ing. J.Deeters, Meppe) Deze methode wordt ondermeer toegepast voor het in beeld brengen van koudebruggen en schadeplekken van gebouwen. De opnamesessie vindt bij voorkeur plaats voor of rond zonsopkomst.

Kosten Inspecteur + apparatuur + rapportage, per ½ dag ~ € 650,-- incl. btw.

bruikbaarheid Het camerabeeld van thermografisch onderzoek geeft een indicatie voor temperaturen. Rood: warm, blauw: koud. Bij massief metselwerk is dit (ondermeer) gerelateerd aan het vochtgehalte van de muur. Echter, er wordt geen inzicht verkregen in de aard van een gebrek dat het evt. hoge vochtgehalte veroorzaakt, hetgeen wel het uitgangspunt is. Hoewel thermografie een niet-destructieve onderzoeksmethode is, zijn om een inzicht te verkrijgen in lekkages en het vochtgehalte, visuele inspectie in combinatie met gravimetrische vochtgehaltebepalingen op boorgruismonsters in een vooronderzoeksfase meer aangewezen. Conclusie: Hanteerbaarheid, goed; kostprijs redelijk, indicatie aard en locatie gebrek, twijfelachtig. Thermografie is niet de eerst aangewezen diagnostische methode om niet zichtbare scheuren en holten op te sporen. Nader onderzoek op bruikbaarheid is aan te bevelen.




3.2.4

Impulsradar [2,3]

Beschrijving Is een niet-destructief systeem. De impulsradar zendt elektromagnetische energiepulsen uit die aan het grensvlak van stoffen met een verschillende diëlectrische constante worden gereflecteerd en door de ontvangstantenne weer opgenomen, waardoor het mogelijk is inzicht te krijgen in verschillende lagen en de toestand daarvan.

Impulsradar (bron: www.vonderlieck,de)

radargram verkregen via metingen vanuit de oppervlakte en de interpretatie van de meetgegevens: Fountains Abbey – UK (D.J. Daniel, Surface penetrating radar) [4]




Het is uitontwikkeld tot een goed hanteerbaar apparaat, dat veel wordt toegepast bij onderzoek van betonconstructies, archeologisch onderzoek, politie onderzoek (o.a. opsporen van holle ruimtes), bepalen leidingloop in de grond, geologisch onderzoek etc.. Ook verschillen in vochtgehalte in grotere muurvlakken kunnen er goed meer worden vastgesteld. De interpretatie van de beelden is zeer specialistisch werk.

kostprijs Inspecteur + apparaat + rapportage, per ½ dag ~ € 700,-- incl. BTW. bruikbaarheid

Hanteerbaarheid impulsradar is goed; kostprijs tamelijk hoog. De resultaten van impulsradar bij het opsporen scheuren en holten in massief metselwerk zijn schaars. Voor zover beschikbaar zijn de scanbeelden te diffuus bevonden om voldoende houvast te bieden voor een juiste interpretatie m.b.t. aard en plek van scheuren, spleten en holten . 3.2.5

Endoscopisch onderzoek [1]

beschrijving Is een niet-destructief systeem, met dien verstande dat er een kijkgat aanwezig moet zijn. In het andere geval moet een veronderstelde holte worden ‘aangeboord’. Het is een optisch-electronisch systeem met een mini videocamera gecombineerd met enkele led-lampjes in een geavanceerde kop aan een flexibele slang, waarin de videokabel is verwerkt. Endoscopie is van de medische sector vertaald naar gebouwen inspectie en heeft daar een hoge vlucht genomen. Vooral voor spouwmuurinspectie en rioleringsinspectie. De inspectiekop is sterk geminiaturiseerd tot bij sommige uitvoeringen slechts 6 mm. De reikwijdte van de lichtbron bedraagt in de meeste gevallen max. 20 cm. Kabellengte van 1m tot 30m.

kostprijs De kostprijs van deze apparatuur is de laatste jaren sterk omlaag gegaan. Aanschafprijs endoscoop tussen ~ € 150,-- (eenvoudige versie zonder mogelijkheid de beelden vast te leggen) en € 1.500,-- (geavanceerde versie met 5 m flexibele kabel, monitor, beeldscherm, usb-aansluiting voor laptop). Huurprijs inspecteur + apparaat + rapportage, per ½ dag tussen ~ € 400,-- en € 700,-- incl. BTW.

Spouwmuur endoscoop (bron: www.bouwenwonen.net)




Bruikbaarheid Hanteerbaarheid, goed; kostprijs redelijk, indicatie aard en locatie gebrek redelijk, echter na voorafgaande lokalisering van holten. Endoscopisch onderzoek kan evt. worden ingezet om te kijken in boorkerngaten waarin transversaalscheuren of holten worden vermoed. Ook nadat ‘holten’ zijn aangetroffen en gelokaliseerd, die wijd genoeg zijn voor de diameter van de inspectiekop, om de omvang ervan nader te verkennen. Goed bruikbaar als aanvullend diagnostisch middel.

Na de detectiesessies: totaalrapportage uitwerken Na het uitvoeren van het onderzoek op holten en scheuren en injecteerbaarheid worden alle waarnemingen, deelrapportages, foto’s en aantekeningen verzameld in een totaalrapportage. Hierin ook de aanzichten van de desbetreffende gevels buiten en binnen (röntgenview = zelfde aanzicht, kan over elkaar worden geprojecteerd) waarop de plek en de aard van de schaden zo goed mogelijk worden aangegeven. Bij ronde conische molenrompen verdient het maken van een uitslag met stramienen uiteraard de voorkeur boven het werken met gevelaanzichten.

Samenvatting en conclusie Met name de praktijkproeven hebben geleerd dat de eenvoudige ‘ambachtelijke detectietechnieken + spelen met water’, een beter inzicht opleveren in aard en locatie van holten en scheuren dan, behoudens een enkele uitzondering, de methoden met geavanceerde diagnostische apparatuur. Impact Echo Scanning en endoscopisch onderzoek komen als aanvullende diagnostische technieken het eerst in aanmerking.




3.3

Impact-Echo metingen (tekst sectie 3.3 door Jeroen Schouten, Nebest Adviesgroep)

Vergelijking Impact-Echo met afkloppen Impact-Echo is een niet-destructieve onderzoekstechniek die gebaseerd is op hetzelfde fysische principe als het afkloppen van een oppervlak met een hamer (de reeds lang toegepaste methode voor het lokaliseren van holle ruimtes in metselwerk). Tijdens het afkloppen wordt door de inspecteur met een hamer een akoestische (druk)golf veroorzaakt in de ondergrond, die na reflectie met het gehoor van die inspecteur wordt geanalyseerd. Door het verschil in klank merkt de inspecteur het beproefde gebied als holte of als juist geen holte. Omdat het resultaat van het afkloppen mede afhankelijk is van het gehoor van de inspecteur kan sprake zijn van grote spreiding in de resultaten onderling, maar ook in de resultaten van verschillende inspecteurs. Bovendien kan van de holle plek geen omvang (diepte e.d.) worden aangegeven. Met Impact-Echo wordt de waarneming van de holle plekken door de inspecteur overgenomen door mechanische en elektronische apparatuur. Ook bij Impact Echo wordt met een hamertje een akoestische (druk)golf veroorzaakt in de ondergrond.

Impact-Echo meting op de buitenzijde van het metselwerk van Molen “De Valk”, Leiden.

De drukgolf reflecteert echter niet op het trommelvlies van de inspecteur maar op een scheiding tussen twee verschillende materialen die een groot verschil in impedantiewaarde hebben. In het geval van de onderzochte molens, zijn dat metselwerk en lucht. Dankzij de geautomatiseerde 'impact' en de geavanceerde analysemogelijkheden, kunnen met de Impact-Echo-apparatuur bijvoorbeeld materiaaldiktes, scheuren, holtes en inhomogeniteiten in een materiaal worden gelokaliseerd.




Schema impact-echo techniek De werking van Impact-Echo De in de ondergrond gestuurde drukgolf weerkaatst op de materiaal/lucht scheiding. Dit wordt gemeten en vervolgens vastgelegd in een tijd/volt diagram. Dit tijd volt/diagram wordt middels een fouriertransformatie omgezet in een frequentiespectrum. Hierin verschijnt een dominante piek op de plaats waar de drukgolf binnen een vaste tijd een aantal malen heeft kunnen reflecteren. Met de gemeten frequentie en de voortplantingssnelheid van het onderzochte materiaal kan de plaats van de holle plek nauwkeurig worden aangegeven. Uit meetresultaten kan bovendien worden afgeleid wat de diepte tot de scheur of de dikte tot de holte is.

Bepaling diepte scheur met behulp van de gemeten frequentie en de voortplantingssnelheid.




Resultaten Met de Inpact-Echo methode werden op 3 locaties in massief metselwerk proefmetingen verricht: bij de Korenmolen te Monster, De Pendrechtse molen te Barendrecht en Molen De Valk, te Leiden Zowel de geschiktheid als meetmethode als de vergelijking van deze methode met het afkloppen werden onderzocht. Bij de Korenmolen te Monster werd een aantal initiële metingen verricht om een indruk te krijgen of met de Impact-Echo methode betrouwbare resultaten konden worden gemeten in metselwerk. Geconcludeerd werd, dat • de dikte van de metselwerkconstructie met Impact-Echo betrouwbaar bepaald kan worden • bij een holklinkende en dofklinkende locatie een duidelijk ander frequentiespectrum wordt waargenomen dan ter plaatse van een gebied dat intact is. De resultaten van deze metingen gaven dan ook een goede basis voor vervolgonderzoek. Vervolgens werden bij De Pendrechtse molen te Barendrecht metingen verricht vanaf de binnen- en buitenzijde van het metselwerk, waarbij de resultaten met elkaar werden vergeleken. Uit de metingen kwam naar voren, dat • de Impact-Echo metingen vanaf de binnenzijde goed zijn uit te voeren, mits de afwerking /pleisterlaag aan de binnenzijde goed contact heeft met het onderliggende metselwerk. • metingen vanaf de binnen- en buitenzijde meer gegevens verschaffen over de kwaliteit van het metselwerk, zoals de diepte van de scheur, het aantal scheuren en de omvang van de holte(n) of (laminaire) scheur(en). Tenslotte werden bij Molen De Valk te Leiden (i) de resultaten van Impact-Echo met afkloppen vergeleken en (ii) resultaten van Impact-echo vóór en na injectie vergeleken. Bij vergelijking van Impact-Echo en afkloppen blijkt dat de twee methoden overlappende resultaten te zien geven, zie figuur 3.6. Het grootste aangetaste vlak is weergegeven door middel van Impact-Echo. Dit kan betekenen dat hier laterale scheurvorming aanwezig is die niet met het afkloppen gedetecteerd kan worden. Z 25 AFKLOPPEN

ZO 24

O

23

22

21

NO 20

19

N 18

17

1,0

NW 32

W

ZW

Z

31

30

29

28

27

26

25

(raam)

IMPACT ECHO SCAN

9 AFKLOPPEN

8

7

6

5

4

3

2

1

16

15

14

13

12

11

10

9

135

113

90

68

45

23

0/360

338

315

293

270

248

225

203

180

0,2

IMPACT ECHO SCAN stellingniveau 180

158

vergelijking resultaten (vereenvoudigd):

helder / goed : geen holte aanwezig

dof / afwijking op echo-beeld : enigerlei vorm van holte aanwezig

Vergelijking van Impact-Echo met afkloppen




Vergelijking van Impact-Echo metingen voor en na injectie leverde als resultaat op dat verschillen duidelijk zichtbaar worden door de meting. Ook komt uiteraard naar voren waar geen opvulling heeft plaats gevonden (de injectie niet effectief is). Algemene conclusies • Uit de resultaten van het afkloppen van de molen in Leiden en de Impact-Echo metingen blijkt dat Impact-Echo een beperkte toegevoegde waarde op het afkloppen heeft (enkele plaatsen worden extra aangemerkt als locatie met holle ruimte). •

3.4

Impact-Echo blijkt een goede controleslag op de uitvoering van de Injectiewerkzaamheden te geven. Wanneer zich niet gevulde holle ruimtes in het metselwerk bevinden, dan zullen deze wel met Impact-Echo vastgesteld kunnen worden terwijl de ruimte of scheur vaak te klein zal zijn of te diep zal zitten om deze door middel van handmatig afkloppen waar te nemen.

Geo-elektrische metingen – meetprincipe en randvoorwaarden voor interpretatie (tekst prof. Luc Schueremans, zie ook bijlage 5)

Meetprincipe De techniek brengt de resistiviteit van het metselwerk in kaart. Deze resistiviteit wordt bepaald door een elektrische stroom in een muur te injecteren. De grootte van de stroom, maar ook de verdeling van de resistiviteit van het achterliggende metselwerk bepaalt het potentiaalveld. Daardoor kan, door het opmeten van bepaalde potentiaalverschillen tussen verschillende posities op de muur, de resistiviteitsverdeling in het metselwerk worden berekend. De berekening gebeurt iteratief en streeft een kleinste kwadratenbenadering na tussen de theoretische meetresultaten van de geoptimaliseerde resistiviteitsverdeling en de werkelijke, in-situ verkregen meetresultaten. Deze resistiviteitsverdeling laat dan toe om de conditie van het inwendige metselwerk te beoordelen. Daarbij wordt ervan uitgegaan dat een goed samenhangend metselwerk een lage resistiviteit kent, terwijl een zone met onsamenhangend metselwerk een hoge resistiviteit heeft, veroorzaakt door de aanwezigheid van barsten en dus niet-geleidende luchtinsluitsels. De resistiviteit van het metselwerk kan ook beïnvloed worden door het vochtgehalte en door de aanwezigheid van zouten.

Praktische uitvoering Bij de metingen worden stalen nagels, diameter 3 mm, in de voegen van het metselwerk geklopt. Eerst wordt er voorgeboord met een boortje met diameter 2,5 mm. Dit vergemakkelijkt het indringen van de nagels aanzienlijk. De zone rond elke nagel wordt bevochtigd (zie figuur) om het contact tussen de nagel en het metselwerk te verbeteren. Alleen zo is het mogelijk om een voldoende hoge stroom in het metselwerk te injecteren zodat ook een voldoende sterk potentiaalveld ontstaat.




Deel van een meetrij (links); voorbevochtiging van een meetpunt (rechts) De metingen worden per horizontale rij nagels uitgevoerd. De 32 nagels worden verbonden met de TERRA-meter die de meetsequentie realiseert. Deze koppeling gebeurt door middel van klemmetjes die op de nagels worden vastgezet. Tijdens de metingen worden per meting twee nagels gebruikt om de stroom te injecteren en twee nagels om het potentiaalverschil op te meten. De elektrodeconfiguratie die tijdens deze meetcampagne gebruikt wordt, is de dipool-dipool opstelling, Zie de figuur op de volgende pagina. Deze configuratie geeft volgens de literatuur de beste resultaten en de beste resolutie [Ref: Robrecht Keersmaekers, “Optimalisatie en integratie van geo-elektrische technieken als niet-destructief assessment voor metselwerkstructuren”, PhD Thesis, K.U.Leuven, 2008]. Door steeds stroomnagels en potentiaalnagels te nemen die verder en verder uit elkaar liggen, bevat de meting informatie over een steeds dieper gelegen zone. De verschillende metingen zijn 2D metingen die informatie geven over het metselwerk in het vlak dat gevormd wordt door de rij nagels en de loodrechte op de muur en op de rij nagels. Het samenbrengen van deze vlakke resistiviteitsprofielen geeft een quasi 3D beeld van de resistiviteitsverdeling in de bemeten zone. Voor meer bijzonderheden over de techniek, de elektrodeconfiguratie, de inversiealgoritmes wordt verwezen naar de gespecialiseerde literatuur ter zake.




Schematische voorstelling van de dipool-dipool opstelling (p.275 fig.10-20 Frozen ground engineering by Orlando B. Andersland, Branko Ladanyi, American Society of Civil Engineers. Edition: 2, illustrated; John Wiley and Sons, 2003)




4

Injectiemethoden

4.1

Praktijkproeven

4.1.1 Uitvoering injectieproeven minerale grout en licht-schuimende injectiehars; bespreking resultaten

Proeven Molen De Valk, Leiden De eerste injectieproeven werden gedaan in december 2006. Er werden twee proefvakken geïnjecteerd; het ene met traskalk injecteergrout, het andere met polyurethaan injectiehars. De traskalk injecteergrout was een commerciële injectiegrout met een eindsterkte van 5N/mm2, wat compatibel is met de sterkte van de metselmortel van dit werk. Hij werd ingebracht met een electromechanische injecteerpomp na voornatten via injectiegaten met de waterslang. In de hogere gaten kon weinig tot geen materiaal worden geperst als gevolg van het verstoppen van de injectieopeningen met de grout. Bij lagere gaten - 0,5 m boven stelling en lager - vloeide materiaal weg door blijkbaar aanwezige grotere holten. Toen de grout op de lagergelegen zolder rond de balkkoppen (heel vaak de lekste plekken) uit de muur stroomde werd gestopt met injecteren.

Injectie-apparatuur voor traskalkgrout injectie




Met de polyurethaan injectiehars kon in de hogere gaten weinig materiaal worden geperst als gevolg van een onvoldoende viscositeit (koude weersomstandigheden). Wel was er plaatselijk lekkage van hars uit stootvoegen binnen; hetgeen aantoonde dat er in de mortelvoegen een stelsel van aaneengesloten holten was: van buiten naar binnen. Bij de lagere gaten - 0,5m boven stelling en lager - kon geen druk worden opgebouwd. Het materiaal vloeide weg door blijkbaar aanwezige grotere holten. Hier werd gestopt met injecteren.

Injectieapparatuur voor injectie lichtschuimende injectiehars

In januari 2007 werden beregeningsproeven uitgevoerd op de 2 injectievlakken en 1 niet-geïnjecteerd vlak. De proef moest al snel gestaakt worden wegens sterke lekkage op zolder onder de stelling. Duidelijk was dat het injecteren op geen van beide proefvlakken de lekkage had opgelost. Bespreking van de resultaten met het uitvoerende injectiebedrijf Ervas (dhr van Lenteren) leidde tot de volgende conclusies: • de traskalk injectie is in het geval van De Valk ineffectief, omdat er te veel zeer fijne poriën zijn waardoor de injectiegrout vaak niet in de muur kan penetreren (verstopping). Daar waar de grotere holten wel bereikt kunnen worden, blijkt de grout weg te lopen in inwendige scheuren. • de polyurethaanhars injectie biedt betere perspectieven, aangezien (i) ook zeer fijne poriën penetreerbaar zijn en (ii) de hars door opschuiming en een goede hechting aan de wanden van grotere gaten een reële kans op opvulling biedt.




Besloten wordt tot een tweede proef, uit te voeren op een breder stuk metselwerk tussen de twee stellingdeuren. Hierbij wordt: • een horizontaal scherm aangebracht op 20 cm boven het stellingdek in niet sterk viskeuze schuimvormende pu injectiehars, zodat een barrière wordt gevormd • het verticale vlak vóórgeïnjecteerd in dezelfde injectiehars • na injecteren in nieuwe gaten een dun-vloeibare licht-schuimvormende pu injectiehars aangebracht. Uit beregeningsproeven na deze tweede injectieproef kon worden geconcludeerd dat de muur waterdicht

was geworden.

Ontwikkeling reversibele anti-smet coating Een probleem bij de toepassing van injectiematerialen is een mogelijk smetten op het buitenoppervlak; deze is in het bijzonder moeilijk te verwijderen bij de toepassing van polyurethaanharsen (sterke hechting met ondergrond).

Smetten buitenoppervlak door toepassing van pu injectie harsen Zowel bij het injectiebedrijf ERVAS te Hilversum (een 4-tal varianten) als aan molen De Valk (een 3-tal varianten) werd een aantal proeven uitgevoerd om dit probleem op te lossen. Het uitgangspunt hierbij was het aanbrengen van een beschermende, afneembare laag, waarop het uit het metselwerk stromend injectiemateriaal zich zou afzetten. Na beëindiging van de injectie zou deze laag dan gemakkelijk verwijderd moeten kunnen worden. Met verschillende materialen werd geëxperimenteerd: rubber en bijenwas.




Experiment met verwijdering rubberlaag van kolom van poriso stenen bij ERVAS Bij de inleidende proeven bij Ervas werden op een kolommetje van poriso stenen twee typen wax en één type natuurrubber aangebracht; deze lagen werden vervolgens met water onder druk verwijderd. Op grond van een beoordeling van de verwijderbaarheid van de diverse beschermingsmiddelen werd besloten met de bijenwax en natuur rubber verder te gaan bij de proef aan Molen De Valk Bij molen De Valk werden 3 vakken met lagen van verschillende opbouw aangebracht: • vak 1: 3 lagen bijenwax nat in nat • vak 2: 3 lagen bijenwax met daarover 2 lagen rubber • vak 3: 2 lagen rubber Vervolgens werden de vakken geïnjecteerd. Er werd goed op gelet of de injectiehars niet evt. ònder de coating uit de muur zou komen, hetgeen niet het geval bleek. Hierna werden de gesmette beschermlagen met heet water onder druk (100 bar) verwijderd.

Links: Injectie van vak 1; Rechts: Harsuitstroming over beschermende laag




In de vakken waar een combinatie van bijenwas waar overheen natuurrubber was toegepast werden uitstekende resultaten geboekt: goed verwijderbaar en geen smet-sporen op het oppervlak.

Proeven Pendrechtse Molen, Barendrecht Bij het vooronderzoek werd vastgesteld dat het schadebeeld vergelijkbaar is met dat van Molen De Valk te Leiden en dezelfde oplossing in aanmerking komt. Onderzoek aldaar heeft uitgewezen dat injectie met minerale grout niet werkte (de fijnheid van de holten leidde tot verstopping); de toepassing van licht-schuimende injectiehars werkte echter wel. Bij proefvakken uitgevoerd bij molen De Valk bleek met een injectiehars een waterdichte oplossing mogelijk te zijn (dus naar verwachting ook bij de Pendrechtse molen). De toepassing van injectieharsen ondervindt weerstand omdat door menigeen de compatibiliteit met het oude materiaal als discutabel wordt ervaren: verschillen in fysische eigenschappen, vragen ten aanzien van duurzaamheid en reversibiliteit, maar ook psychologische weerstand t.a.v. de toepassing van kunststoffen in een minerale omgeving. Aanvullende ronde injecteerproeven Naar aanleiding van de bezwaren tegen de toepassing van licht-schuimende injectieharsen in metselwerk werd een bezoek gebracht aan Departement Burgerlijke Bouwkunde vakgroep bouwmaterialen van de Katholieke Universiteit Leuven. In deze afdeling wordt, sinds 10-tallen jaren, onderzoek naar injectie gedaan: zij staan vooraan in de ontwikkelingen. Bij de bespreking van het probleem kwam naar voren dat mogelijkerwijs een betere samenstelling van een minerale grout is te verwezenlijken (penetreerbaarheid moet echter bij proeven blijken). Als gevolg van deze besprekingen werd een laatste serie proeven uitgevoerd aan de Pendrechtse Molen, waarin de uiterste grenzen van de toepassing van minerale grout in termen van doordringbaarheid in fijn poreus materiaal werden verkend. Vervolgens werden de resultaten van deze proeven afgezet tegen de effectiviteit van kunstharsinjectie in het geval van de Pendrechtse Molen. Uitvoering proef Een vergelijkbare proef werd uitgevoerd waarbij de waterdichtheid (bij ‘wind’druk) van een stuk muur geïnjecteerd met (i) minerale grout, met (ii) kunsthars werd bepaald. De proef werd uitgevoerd in samenwerking met de KU Leuven (waarbij tevens een geo-electrische meettechniek werd beproefd waarbij de porositeits(verandering) van het metselwerk onder invloed van de injectie werd gemeten) e.e.a. in samenwerking met het uitvoerende injectiebedrijf Ervas. Materialen Toegepast werden een minerale (ternaire) grout en een licht-schuimende injectiehars.

Ternaire grout De minerale grout was een door de KU-Leuven voorgestelde zgn. ternaire grout op basis van hoogovencement, puzzolaan en kalkhydraat. De samenstelling van de ternaire grout is: • 2 delen kalkhydraat (Ca(OH)2) (zuiverheidsgraad: >= 92%); • 4 delen puzzolaan (Rheinische Trass); • 4 delen cement (cementtype CEM III A 42,5 LA); • 8.5 delen water (W/S = 0.85); • 1.2% deel superplastificeerder Rheobuild 716.




De grout heeft de volgende eigenschappen: • druksterkte (28d): omstreeks 5 MPa overeenkomstig NBN B12-208; • buigtreksterkte (28d): omstreeks 1.5 MPa overeenkomstig NBN B12-208; • bleeding: <= 4%; • flow test met behulp van de trechter van Marsh: = 1 min 20 sec

Mengen en injectie ternaire grout Injectie-hars (mc-injekt 2300 NV) Injectie-hars op polyurethaan basis geleverd in 2 componenten: het basismateriaal en de verharder; deze onder voorgeschreven verhoudingen te mengen

Mengen en injectie injectiehars




Conclusies gerelateerd aan injectie met ternaire grout De volgende conclusies kunnen getrokken worden: • De gehanteerde ternaire minerale grout is suboptimaal, wat duidelijk blijkt uit de hoeveelheid bleeding die is vastgesteld. Dit is te wijten aan de primitieve menginstallatie; • De uitgevoerde injectie is suboptimaal omwille van geen permanente terugloopleiding en niet constant instelbaar en verifieerbare injectiedruk; • De geïnjecteerde hoeveelheden zijn beperkt en bevestigen de vermoedens geopperd bij het boren van de injectiegaten. Er zijn geen inwendige holtes doorboord en de scheurvorming in het metselwerk is fijn en of te fijn voor injectie met een ternaire grout. Dit wordt bevestigd door de nadien uitgevoerde regentest waarbij in geen van beide proefzones een doorslag werd vastgesteld bij bevochtigen van de proefzone aan de buitenzijde; • Een verhoogde stabiliteit/vloeibaarheid van de grout draagt bij tot een optimale injectie en zou de injecteerbaarheid verhoogd kunnen hebben; • De tweede campagne geo-elektrische metingen bevestigt dat er geen significant verschil zit in de elektrische weerstand van het metselwerk. Een beduidende verbetering van de homogeniteit werd aldus niet bereikt.

Conclusies gerelateerd aan injectie met licht schuimende injectiehars De volgende conclusies kunnen getrokken worden: • De geïnjecteerde hoeveelheden zijn beperkt. • Evenwel wordt geïnjecteerd met een injectiedruk die oploopt tot 50 bar, waardoor bestaande scheurvorming wordt versterkt en het vloeibare PUR dieper in het metselwerk kan indringen; • Het PUR schuimt op na een periode van ongeveer 30 minuten; • De tweede campagne geo-elektrische metingen bevestigt dat er een significante verlaging aanwezig is in de elektrische weerstand van het metselwerk. Dit is waarschijnlijk toe te schrijven aan een verbeterde homogeniteit van het metselwerk. • Twee randvoorwaarden dienen hierbij wel in acht genomen te worden: • Opgemerkt moet worden dat de evolutie van electrische weerstand ten gevolge van injectie met PUR en het opgeschuimde materiaal geen voorwerp is geweest van voorafgaand labo-onderzoek; • De randvoorwaarden bij de tweede geo-elektrische meetcampagne zijn beduidend verschillend van de eerste referentiemeting. De impact van een verschil in vocht(profiel) kan niet worden uitgesloten. Dit heeft alleszins geleid tot grotere fouten bij het opstellen van de pseudo-secties, wat ook voorbehoud met zich meebrengt bij de gemaakte interpretatie.

beregeningsproeven De effectiviteit van de injecties werd gecontroleerd met regenproeven. Na een eerste serie regenproeven, vóór en na injectie van de licht schuimende injectiehars bleek dat doorslag van vocht vóór en na de proef hetzelfde was. De lekkage na de injectie werd veroorzaakt doordat de injectie te laag was aangebracht (onder de scheur foto links hieronder). Het water van de regenproef bleek bij de scheur binnen in de molen te komen; over de scheur stroomde het water vervolgens naar beneden over de binnenmuur.




Na deze mislukte injectieproef werd een tweede injectie uitgevoerd in het gebied aangegeven in de rechter figuur beneden (tussen de gele hoekaanduidingen): dit is juist in het midden van het lekkende gebied. Bij de injectie bleek er 5 à 10 cm achter het buitenoppervlak een losse schil te zijn waarachter zich een lateraalscheur bevond. Deze scheur werd door de injectie opgevuld. Slechts 3 % van het totale metselwerkvolume aan lichtschuimende hars was nodig om een volledige injectie uit te voeren. Na injectie werd een nieuwe regenproef uitgevoerd. Nu met succes: het gebied dat bij vroegere regenproeven nat werd bleef nu droog (alleen enige lekkage waar de lateraalscheur naar boven doorloopt).

Links: lekkage na 1-ste regenproef: vocht komt naar binnen via scheur aan de bovenkant van het natte gebied; rechts; goede afdichting na tweede injectie; nog enige lekkage boven het geinjecteerde gebied door een zich erboven bevindende lateraalscheur (losse schil) Uit de beregeningsproeven na deze tweede injectieproef kon worden geconcludeerd dat de muur

waterdicht was geworden. Regenproef als detectiemethode De regenproef wordt vooral gebruikt om de effectiviteit van een injectie te evalueren. Al doende kwamen we tot het inzicht dat de regenproef ook een interessante detectiemethode voor het opsporen van lekkages in massief metselwerk zou kunnen zijn. Gedacht kan hierbij worden aan een beregeningssysteem dat zich langzaam in stappen van onder naar boven langs een muur beweegt; bij iedere stap worden eventueel binnen optredende lekkages opgetekend. Hierdoor kan de positie van het beregeningssysteem gecorreleerd worden aan de posities van de lekkages aan de binnenzijde van het metselwerk. Het voordeel van de methode is dat op gerichte wijze injectie kan worden toegepast alleen daar waar het nodig is.




4.1.2 Uitvoering van impregneer- (oppervlaktebehandeling) en injecteerproeven om lekkage als gevolg van de toepassing van een te poreuze baksteen tegen te gaan

Proeven De Nieuwe Palmboom, Schiedam Probleemstelling De Nieuwe Palmboom lijdt aan doorslag / lekkage wegens de toepassing van een te poreuze baksteen in betrekkelijk jong (1989) metselwerk: capillair vochttransport (verwant aan ‘optrekkend vocht’). Door de aard van het probleem komen preparaten en technieken in aanmerking, die worden gepraktiseerd bij injecteren tegen optrekkend vocht. Omdat de vochtaanvoer hier echter niet van onderaf maar via de buitenkant (regeninslag) van de muur geschiedt zou op advies van het uitvoerend bedrijf ook worden onderzocht in hoeverre evt. een impregnering van het buitenoppervlak met zgn. ‘steenverstevigers’ toepasbaar zouden zijn. Een belangrijk verschil tussen injecteren en impregneren is dat bij injecteren de hele doorsnede is betrokken terwijl het bij impregneren om een indringen van enige mm’s gaat. Met andere woorden: injecteren is een drastische methode terwijl impregneren te vergelijken is met het meer bekende hydrofoberen. Steenverstevigers, toegepast bij impregneermiddelen, zijn ontwikkeld en met succes ingezet bij spouwmuurbouw, om te snel degraderende steen en voeg te fixeren. Echter blijkens SBR Infobladen 41 + 48

“Is de toepassing van steenversteviger niet zonder risico: … geen remedie tegen alle kwalen… voorzichtigheid is geboden… risico afspringende lagen door zoutzwelling (sulfaten)… bij permanente aanwezigheid van vocht in de ondergrond is steenversteviging ondoenlijk” Steenversteviger om vochtdoorslag tegen te gaan in massief metselwerk is nog niet eerder toegepast. Indachtig de bij het onderzoek vochtproblematiek stenen molens omtrent hydrofoberen opgedane kennis: dat massief metselwerk bij insluiten van vocht, als gevolg van plaatselijke lekkages door microscheuren of onverhoopt onbehandelde plekken moeilijker droogt dan een spouwmuur buitenblad en dat de applicatie met het product niet reversibel is... wordt een voorzichtige, stapsgewijze opbouw van zeer klein naar mogelijkerwijze (afhankelijk van de resultaten van de zeer kleine proef) een grotere proef voorgesteld. De zeer kleine proef, de microproef, behelst zeer beperkte proeven in de romp van de molen; waarna een laboratoriumonderzoek, hetgeen gevolgd wordt door een evaluatie van de resultaten. Hierna wordt besloten of al dan niet wordt verder gegaan met vervolgonderzoek

Opzet onderzoek Een kleinschalige proef werd uitgevoerd met: • Impregneerproeven (oppervlaktebehandeling): buiten werden een 3-tal kleine proefvlakken geappliqueerd met diverse preparaten, waaronder verschillende typen steenverstevigers. • Injecteerproeven: van binnenuit werden een 3-tal proefvlakken geïnjecteerd met porievullende preparaten. Twee m.b.v. een elektrisch aangedreven injecteerpomp, één m.b.v. de zgn. aguapress diffusiemethode.




De beregeningsproef werd vervangen door in het laboratorium uitgevoerde hygrische proeven. Hierbij werd de waterdoorlatendheid van boorkernen, genomen uit de (behandelde) molenromp, getest Tevens werden aan de best presterende kernen vries-dooi proeven uitgevoerd om de kans op vorstschade bij volledig vochtverzadigd baksteenmateriaal te kunnen onderzoeken.

Uitvoering proeven Op de buitenzijde van de romp worden 3 verschillende oppervlakte behandelingen uitgevoerd (impregneringen met de kwast aangebracht) op oppervlakken van 3 lagen hoog en 8 koppen breed; Impregneermiddelen: A) 1x voorbehandelen met diepimpregneer op silaan basis; 1x nabehandelen met een steenversteviger op acrylsiloxaan basis B) 1x behandelen met gevelcreme silaan/siloxaan basis C) 1x behandeling met preparaat met kiezelversteviger

Op de binnenzijde worden 3 verschillende injectiebehandelingen uitgevoerd vanuit proefvakken van dezelfde afmetingen als de buitenoppervlakken. D) Injectie met injectiepomp (doorgepompt waardoor verzadigd): 1x met wateremulgeerbare Acrylaathars (Aquapress AC) van het geltype, E) Injectie met injectiepomp Zelfde preparaat als D echter niet doorgepompt; de doorsnede is onverzadigd. F) Aquapress (diffusiemethode (kleine containers)) 1x met oplosmiddelhoudende Acrylsiloxan als stonehardener (Silstone AC)

Links: aanbrengen impregneermiddel; rechts: injectie met de aquapressmethode




laboratoriumonderzoek De effectiviteit van de behandelingen (verbetering van de waterdichtheid) werd via hygrische proeven aan boorcilinders in het laboratorium nader onderzocht.

Links: boorkernen genomen uit de buitenproefvakken A, B en C, tevens referentiemonsters R2: onbehandeld met verweerd buitenoppervlak. Rechts: proefstukken voor hygrisch onderzoek Naast boorcilinders uit de behandelde oppervlakken werd een boorcilinder uit een onverweerde steen (R1) uit 1989 en een boorcilinder (R2) uit een onbehandelde muur (maar wel 17 jaar verwering) meegenomen in het onderzoek.

Voor de verdere uitwerking en discussie beproevingsresultaten zie bijlage 2 Conclusies De conclusie uit de hygrische laboratoriumproeven (boorkernen en onverweerde schone nieuwe baksteen) was in de eerste plaats dat het opzuiggedrag van de onbehandelde, verweerde muur na 1 minuut op 1/3e lag van de waarde van die van de nieuwe steen. Na 2 minuten iets meer dan 1/3e en na 10 minuten op de helft. Dit was weliswaar niet geheel onverwacht, maar toch een zeer belangwekkende conclusie. Hiermee werd bevestigd dat de factor tijd meewerkt om het vochtdoorslag probleem op te lossen! Voorts bleek kern A (oppervlaktebehandeling met steenversteviger) goed te presteren, doch de laag heeft nauwelijks dieptewerking. Daar er veel vocht is in het in niet geïmpregneerde materiaal achter de behandelde laag is er blijvend risico op vorst- en zoutschade. Daarom moet toepassing worden ontraden. Het beste (geringste opzuiging en minste resterend vrij porievolume) presteerde echter de geïnjecteerde kern F. Daling van de Hallerwaarde tot ca. 12% van de oorspronkelijke (nieuwstaat) waarde en vrijwillige wateropname (vrij porievolume) idem tot ca. 40 %.




Deze en de kern van het originele materiaal werden vervolgens nog onderworpen aan vries-dooi proeven volgens NEN 2872, waarbij ze de proef schadevrij bleken te hebben doorstaan. Geen vorstschade risico. Op basis van bovenstaande werd in het geval van De Nieuwe Palmboom het volgende geadviseerd:

Niets doen, Dit is een reële optie om de reeds ingetreden geleidelijke vermindering van de vochtproblematiek te bestendigen en zal binnen afzienbare tijd leiden tot een zodanig verdere afname van de regendoorslag dat er in combinatie met een goede natuurlijke ventilatie ( doortochten) nauwelijks sprake meer zal zijn van een ‘vochtproblematiek’. Voordeel: geen kosten, geen risico’s Nadeel: lekkage niet onder de meest extreme weerssituaties geheel verholpen; wellicht in de loop van de tijd wel.

Injecteren van binnen uit met methylestersilaan (silstone DW) Uitvoering dmv aquapress-diffusiemethode boorgatenmatrix van het muurgedeelte dat bij zware regenstorm doorslaat / lekt, (geschat ca. 1/3e van het muuroppervlak) zal op een meer definitieve manier de vochtproblematiek oplossen. Voordeel: beter resultaat dan ‘niets doen’ Nadeel: betrekkelijk kostbaar, indicatie c. € 300,-- /m2 ; injectiegaten wel ‘onopvallend’ maar niet ‘onzichtbaar’ te dichten in het schone werk binnen; kans op waterfilm die rond de romp naar achter wordt geblazen met risico nieuwe lekkage daar; niet reversibel.




4.2. Aspecten toepasbaarheid minerale grouts en licht schuimvormende injectieharsen voor lekkagestoppend injecteren

4.2.1

Inleiding

De toepassing van injectieharsen ondervindt weerstand omdat door menigeen de compatibiliteit met het oude materiaal als discutabel wordt ervaren: verschillen in fysische eigenschappen, vragen ten aanzien van duurzaamheid en reversibiliteit, maar ook psychologische weerstand t.a.v. de toepassing van kunststoffen in een minerale omgeving. Hieronder zullen een aantal aspecten van beide groepen injecteermaterialen met elkaar worden vergeleken. Achtereenvolgens toepasbaarheid en injecteerbaarheid, comptabiliteit, reversibiliteit, invloed op hygrisch gedrag van de muur, duurzaamheid en het cultuurwaarden aspect.

4.2.2

Toepasbaarheid en injecteerbaarheid

Minerale grouts Minerale grouts zijn gericht op het toepassingsgebied ‘stabiliteitsinjecties’; hierbij komen holtepercentages voor van 20-40% en gemiddeld grovere netwerken van scheuren en holten. Niet gericht op het stoppen van lekkages door het vullen van fijne netwerken. Dit betreft ook de door KU Leuven sinds 1992 ontwikkelde innovaties in minerale grouts, de zgn. ternaire grouts die zijn samengesteld uit een zekere combinatie van cement, kalk en tras, met modificaties door toevoeging superplastificeerder en bentoniet e/o silica fume. Bij lekkagestoppend injecteren van netwerken van fijnere scheuren en holten gaat het om veel kleinere holtevolumes. Te denken valt aan het vullen van max. 5% holtepercentage. De injecteerbaarheid en penetratie van een minerale grout verschilt aanzienlijk met die van een polymeerhars: injecteren van fijne naar grove scheuren / holten is ook met een projectgemodificeerde minerale grout niet haalbaar: verstopping en bleeding. Voorts kan weglekken van grout uit geïnjecteerde holten die in verbinding staan met lateraalscheuren of andere grotere holten, niet worden voorkomen, wat betekent dat men die holten niet gevuld krijgt.

Bleeding & Segregatie test voor minerale grout, ontwikkeld door KU Leuven




Voor het in laboratoriumcondities bepalen van de injecteerbaarheid van minerale grouts heeft KU Leuven enkele proeven ontwikkeld waarbij stabiliteit,vloeibaarheid en stroomtijd worden bepaald en vergeleken. Aan de KU Leuven zijn vergelijkende tests uitgevoerd op een aantal project-ontworpen recepturen voor ternaire grouts en daarnaast op kant en klare injecteergrouts op basis van tras en kalk (op de markt verkrijgbaar). Hieruit bleken de kant en klare fabrieksgrouts significant ongunstiger resultaten op te leveren dan de project-ontworpen recepturen. Deze tests worden in de Nederlandse injecteerpraktijk voor zover bekend, nooit uitgevoerd.

Test op injecteerbaarheid (penetratie) minerale grout ; ontwikkeld door KU Leuven

KU Leuven heeft ook voor injecties van vestingmuren in Nederland (’s-Hertogenbosch) een receptuur ontwikkeld. Deze betrof een stabiliteitsinjectie, geen lekkagestoppende injectie. Bij studies op het niveau van experimenteel onderzoek in het laboratorium, aangevuld met wiskundige reologische modellen (reologisch = de stromingseigenschappen betreffend, o.a. viscositeit, penetreerbaarheid) wordt de injecteerbaarheid berekend op 5x de grootste diameter van de bindmiddeldeeltjes in de grout; bijv. grootste diameter bindmiddeldeeltjes 40µm , penetratie grout in spleten tot minimaal 200µm = 0,2mm [7]. Dat ziet er veelbelovender uit dan het is, aangezien deze onderzoeken steeds betrekking hebben op ‘stabiliteitsinjecties’ met holtepercentages van 20-40%. Er wordt van ‘grof’ naar ‘ fijn’ geïnjecteerd. Bij lekkagestoppende injecties begint men bij ‘fijn’, waarna er soms een grotere holte komt, soms ook niet. Dat is een totaal andere situatie en het praktijkonderzoek leert dat er ondanks de zeer fijne deeltjes van het bindmiddel toch zo snel verstopping optreedt dat injecteren vrijwel onmogelijk is. Dit heeft ondermeer te maken met het gegeven dat de relatie tussen scheurdiameter resp. omtrek van de scheurwand en scheuroppervlak kwadratisch is, waardoor de snelheid waarmee het vocht uit de grout wordt gezogen bij fijnere scheuren veel groter is. Hierdoor vindt vlugger klontering en verstopping plaats.




Er zijn inmiddels ook fabriekmatig geproduceerde ternaire grouts op de markt met specificaties die in de buurt lijken te komen van de door KU Leuven ontwikkelde grout: bijv. BASFf Rheocem 200-2 minerale injectie grout. Bij een praktijkonderzoek voor Lunet 3 nabij Utrecht is deze niet succesvol gebleken voor lekkagestoppend injecteren van fijne lateraalscheuren! Zoals uit de op Pendrechtse Molen uitgevoerde praktijkproef met een speciaal op maat ontworpen minerale injectiegrout is gebleken, kan de bij de innovaties van deze minerale grouts gelegde claim dat “the injectability of these grouts can be comparable to the injectability of epoxy resins” [2] helaas in dit geval niet worden waargemaakt!

Voorlopig dient men veiligheidshalve uit te gaan van een minimum scheurwijdte van 2 mm wil een minerale grout succesvol kunnen worden toegepast. Licht schuimvormende injectieharsen Toegepast worden polyurethaanschuim (PUR) en polyisocyanuraatschuim (PIR). Uit de componenten isocyanaten en polyolen ontstaat het polymeer polyurethaan. Met de mengverhouding van de componenten kan ook de reactietijd worden ingesteld en door het toevoegen van een blaasmiddel wordt het schuimvormend. Er zijn polyurethaanschuimen die uit materiaalkundige overwegingen zeer geschikt zijn voor injectie, omdat ze worden gekenmerkt door een hoge elasticiteit (ook bij zeer lage temperaturen) en een goed hechtvermogen. Door de industrie worden afhankelijk van de toepassing vele varianten geproduceerd. De injecteerbaarheid en penetratie van een polyurethaanhars in metselwerk met scheurwijdten <3 mm is aanzienlijk gunstiger dan die van welke minerale grout ook. Er is geen sprake van ‘deeltjes’ die verstoppend kunnen werken en de viscositeit is in de injecteerfase zeer goed. Het meest in het oog springende voordeel is echter dat een schuimende, dat wil zeggen zwellende, injectiehars naast primaire penetratie door de drukopbouw met de injecteerpomp vanwege het gaan zwellen van het product ook secundaire penetratie oplevert en daardoor zeer diep in de fijnste scheuren kan doordringen. Een even goede penetratie in fijne scheuren als in de boorkern injectieproef De Valk zichtbaar is, werd – zelfs met een speciaal ontworpen minerale grout - niet haalbaar geacht [5] De toepassing van injectieharsen vraagt van de applicateur een grondige kennis en feeling betreffende de toepasbaarheid van verschillende type harsen als functie van de aard en afmetingen van de holten, die tijdens het werken naar voren komen. Een licht schuimvormende injectiehars is ongeschikt voor stabiliteitsinjectie maar kan daarentegen bij injecteren met het doel het stoppen van lekkage juist zeer bruikbaar zijn. Indien in de massieve muur holten van zeer verschillende afmetingen worden aangetroffen, dan verdient het overweging eerst minerale grout te injecteren en vervolgens injectie harsen toe te passen.




4.2.3 Compatibiliteit Onder ‘comptabiliteit’ wordt verstaan: de eigenschappen van het reparatiemateriaal dienen te passen bij het authentieke materiaal en daar geen schade aan te doen en omgekeerd. We onderscheiden chemische, mechanische, fysische en hygrische compatibiliteit. Bij de beoordeling van de compatibiliteit is het van belang om van geval tot geval tot een weging van alle factoren te komen die een rol spelen. Een algemene “helicopter-view” beoordeling leidt nl gemakkelijk tot misverstanden, zo niet kretologie.

Minerale grout Deze lijkt hier op het eerste gezicht in alle genoemde aspecten beter te scoren dan een injectiehars. Echter, de keuze tussen beide wordt niet alleen maar op compatibiliteitseisen bepaald, maar in de eerste plaats op injecteerbaarheid dus, zoals hiervoor reeds gesteld, hangt af van het type holten, i.c. ‘hoe fijn’. Als een minerale grout zich niet laat injecteren, is een discussie over mogelijke verschillen in compatibiliteit weinig zinvol. Hier komt bij dat de term ‘minerale grout’ een black box begrip is, dat niet geïdealiseerd moet worden. Immers, minerale grout is een verzamelnaam voor injectiepreparaten met bindmiddelen die variëren kunnen van een licht hydraulische kalk tot microcement. In mechanische sterkte verschillend van 4 tot wel 50 N/mm2. Met navenant sterke verschillen in thermische en hygrische eigenschappen. Microcement lijkt door de zeer kleine partikelgrootte het aangewezen bindmiddel voor het injecteren van porositeit die tot lekkages leidt: door een veel kleinere deeltjesgrootte zijn fijnere scheuren beter injecteerbaar dan bij traskalk of natuurlijke lichthydraulische kalk. Echter, lateraalscheuren of schilvorming in 18e eeuws in kalk gemetseld metselwerk, geïnjecteerd met een microcement, zou een veel te harde en dichte vulling opleveren en is daarom uit een oogpunt van mechanische compatibiliteit niet aan te bevelen. Een hydraulische kalk zou wel zijn aan te bevelen uit een oogpunt van mechanische en hygrische compatibiliteit, maar is door de deeltjesgrootte voor lekkagestoppend injecteren weer niet verwerkbaar, wat de primaire eis is. Ook deze overweging levert, toegespitst op de reëel bestaande technische uitgangssituatie van de muur, derhalve weinig bruikbare keuze argumenten op. Door de aard van het bindmiddel is de chemische compatibiliteit van een minerale grout zondermeer goed. Niet bekend is wat op termijn de eventuele chemische invloed is van de aan de ternaire grouts toegevoegde hulpstoffen als superplastificeeerder. Vooral wanneer er sprake is van een sterke cyclische vochtbelasting en droging door het weer. Op te merken valt dat vergelijkbare additieven zoals luchtbelvormers in moderne metselmortels onder ongunstige hygrische condities kunnen bijdragen aan kalkuitbloei en uitbloei van zouten en mogelijkerwijze zelfs tot volumevergrotende chemische reacties.

Licht schuimvormende injectiehars Heeft nauwelijks ‘sterkte’ en verandert de mechanische eigenschappen van de muur niet indien het in kleine volumina wordt toegepast; in dat geval is toepassing van licht schuimende injectieghars mechanisch compatibel.




Dit product is chemisch na uitharding neutraal, dus onschadelijk voor het oorspronkelijke baksteenmateriaal. Omgekeerd zou de hars wel in een sterk basisch milieu pH hoger dan 7, desintegreren. Uit pH –bepalingen bij geleidbaarheidsmetingen van gruismonsters blijken monsters van dit type muurwerk meestal rond de pH 7 te testen: dus neutraal. Aangenomen wordt dat op het aspect chemische compatibiliteit geen problemen met de lichtschuimende

hars zijn te verwachten.

4.2.4

Reversibiliteit

Reversibiliteit is de mogelijkheid om een bij herstel toegepast materiaal later zonder schade voor het

originele materiaal weer te verwijderen. Dit is bij de materiaalkeuzen voor monumentenrestauraties vanzelfsprekend een belangrijk aspect. Het kan niet zomaar worden genegeerd, zoals bij de toepassing van hydrofobeermiddelen op massief metselwerk in de laatste decennia van de vorige eeuw bijvoorbeeld wel is gebeurd, met alle schadelijke gevolgen van dien. Vastgesteld wordt dat noch een minerale grout, noch een injectiehars, in holten in de muur geperst, daar ooit weer uit te verwijderen is. Beide typen injectiepreparaat zijn in dit opzicht gelijkwaardig want

’irreversibel’. Bij een minerale grout wordt dit vaak voor lief genomen. Wanneer men echter in aanmerking neemt de verschillen die er in het ‘hardheids’ spectrum bij minerale grouts bestaan en daarmee in de te verwachten invloed op het mechanisch en hygrisch gedrag van de muur, dus de duurzaamheid van de muur als geheel, zou dat niet zo moeten zijn. Toch is het niet zo dat bij restauratiewerk op reparatiematerialen, die niet reversibel zijn, een taboe rust. Men denke aan opbrengen of injecteren van houtrot of houtknagers werende preparaten of het herstel van rotte balkkoppen door middel van met glasvezelstaven gewapende kunstharsmortels. Hier wordt een inschatting gemaakt betreffende de kansen op schade op termijn en de winst die de toepassing van het irreversibele materiaal kan betekenen in het behoud van authentiek materiaal. Het meest sprekende voorbeeld is wel de conservering van het Nationaal Monument op de Dam in Amsterdam waarvan de poreuze kalksteen door weersinvloeden kapot dreigde te gaan. Het werd gered door een irreversibele ingreep, t.w. het onder vacuüm impregneren met een acrylhars.

4.2.5

Invloed op hygrisch gedrag van de muur en vorstschaderisico

Minerale grout Een minerale grout kan, afhankelijk van de bindmiddelkeuze, het hygrisch gedrag van de muur als geheel, zoals bij comptabiliteit vastgesteld, zowel positief als negatief beïnvloeden. Kort gezegd: microcement: negatief; hydraulische kalk: positief. Indien de buitenschil van de muur door het type bindmiddel na injecteren natter blijft dan daarvoor kan op het grensvlak met de minerale grout, zeker wanneer deze mechanisch niet compatibel is en er spanningsverschillen optreden, in principe vorstschade ontstaan.




Licht schuimvormende injectiehars Een licht schuimvormende injectiehars zou door zijn gesloten celstructuur in een grote holte geïnjecteerd een barrière tegen droging kunnen vormen. Vóór het injecteren doet de holte zelf dit ook (onderbroken hydraulisch contact), houdt nog vocht vast en veroorzaakt bij zware regen dat het vocht nog gaat doorlekken naar binnen. Derhalve kan bij injecteren met een licht schuimvormende injectiehars van een relatieve vooruitgang worden gesproken. Uit de praktijkproeven op De Valk en De Pendrechtse molen kon uit de hoeveelheden geïnjecteerde hars worden afgeleid dat de holten (zie figuur hieronder) dermate fijn en in volume ten opzichte van het totale volume van het metselwerk zo gering zijn, dat het porienetwerk niet wordt onderbroken. Waar de watertoetreding door de nu met injectiehars verstopte holten is beëindigd, zou derhalve droging kunnen gaan plaats vinden.

Uit de boorcilinder, genomen in een geïnjecteerd gedeelte van Molen De Valk, kan worden afgeleid dat (i) de injectiehars betrekkelijk weinig ruimte inneemt en het hygrische gedrag nauwelijks zal beïnvloeden en (ii) grotere holten (zie boven in foto) via zeer fijne toegangskanaaltjes kunnen worden bereikt. De hars is bovendien een soort ‘lijm’ en elastisch waardoor geen spanningen optreden of worden opgevangen door thermische en mechanische invloeden. Penetratie op porieniveau, zeker wanneer die met water zijn verzadigd, vindt nauwelijks plaats, zo is gebleken uit een verkennende proef waarbij de hars in een nieuwe IJsselsteen werd geïnjecteerd. Op deze manier toegepast kan men spreken van een hygrisch compatibele situatie. Wanneer bij schilvorming een transversaalscheur wordt geïnjecteerd met een licht schuimvormende injectiehars, is de situatie wezenlijk anders. Er ontstaat een waterdicht membraam dat bovendien door zijn cellenstructuur isolerend werkt, waardoor een laminaire opbouw ontstaat: baksteen – hars – baksteen.




Dit is een bouwfysisch complexe situatie. Men zou kunnen zeggen dat de injectiehars zo toegepast

hygrisch en thermisch niet compatibel zou kunnen zijn. Immers, de buitenschil, 8 à 10 cm dik zou sneller vochtverzadigd zijn dan bij homogeen metselwerk en ‘s winters kouder blijven. Dat is echter niet de situatie van voor het injecteren, aangezien toen door de ontstane lateraalscheur sprake was van een onderbroken hydraulisch contact, zoals hierboven is beschreven en vaak lekkage ontstond met elke winter verder toenemende degradatie van het metselwerk door vorstinwerking. Een veel ongunstiger situatie; de holte, als eerder betoogd, is ook een scheidingsvlak. Dan is ook in dit geval na het injecteren sprake van een relatieve verbetering. Droging van de muur als geheel zou in theorie ongunstiger zijn dan bij gaaf metselwerk. Echter, ook weer vergeleken met de situatie van voor de ingreep: gunstiger. Men zou ook kunnen denken aan schade door kristallisatie van in het metselwerk aanwezige zouten, achter het membraam. Dit kan alleen aangenomen dat er inderdaad sprake is van een zoutbelasting - wanneer het membraam damp-open is en er inderdaad verdamping van vocht naar de buitenschil plaats vindt. Als het membraam absoluut dampdicht zou zijn is sprake van een stationaire toestand die geen risico oplevert. In hoeverre de ‘schil’ na injecteren wel of niet extra vorstgevoelig wordt is niet duidelijk. We hebben enig houvast aan het praktijkonderzoek, al is dit in dit nu afgesloten onderzoekstraject beperkt tot slechts twee gevallen: Oud Alblas en Alkmaar. Daar bleek geen vorstschade te zijn opgetreden en bleek de vroeger bestaande lekkage onverminderd gestopt. Er kan misschien tevens een parallel worden getrokken met het na-isoleren van spouwmuren met poly urethaan hars. Voor zover kan worden nagegaan is ook daar geen verhoogde kans op vorstschade gebleken.




twee praktijkgevallen Alkmaar Molen van Piet doelstelling injecteren: stoppen lekkage Na mislukking injecteerwerk ‘spouwen’ (lateraalscheuren of ‘schilvorming’) met minerale grout in 1998, bleek de daarna uitgevoerde poging met een kunststofinjectiehars (TACSS , schuimvormende kunsthars van het isocynaat type) wel succesvol. [ Vochtproblematiek Stenen Molens 4.4.3 p 70 en bijlage I geval A p 6]. Daar zou ook de knik in het vochtprofiel ‘west’ genomen op 12 oktober 2001 (hieronder) op kunnen duiden.

Vochtprofielen molenromp Alkmaar 25

vochtgehalte (massa %)

•

20

zuid 15

west

10

oost

5 0 2.5

7.5

12.5

17.5

22.5

diepte (cm) van binnen naar buiten

Door onderzoekers december 2006 visueel geïnspecteerd en bewoner geïnterviewd. Situatie onveranderd droog. Wel is voegwerk (cementgebonden) veel slechter geworden net als op de rest van de romp, maar verder geen deformatie van het geïnjecteerde gedeelte. Op 21 juli 2010 telefonisch geverifieerd . Mededeling dhr. C.M. Piet : heeft zich tot nu toe goed gehouden. Geen vorstschade. In de gehele periode vanaf 1999 maar 2x bij extreme omstandigheden lekkage gehad. Echter, niet was vast te stellen of dit wellicht via een hoger gelegen niet geïnjecteerd gedeelte is gekomen. nb: Aanvullend nemen boorkern zou zeer leerzaam kunnen zijn doch was niet binnen dit onderzoektraject te realiseren. Conclusie: Injecteren 1995 met een schuimvormende kunsthars blijkt 12 jaar later, ondanks wederom slecht voegwerk toch nog steeds tot een droge molen te leiden. Volgens eigenaar geen ‘delaminatie’ of vorstschade geconstateerd.




•

Oud Alblas Peilmolen doelstelling injecteren: stoppen lekkage In 1991 succesvol geïnjecteerd met een ‘gel’ (type niet bekend, vermoedelijk acrylamidegel), nadat traditioneel metselwerkherstel in 1990 geen vermindering van de lekkage had opgeleverd. Gebrek bleek vnl. lateraalscheuren of ‘losse schil’ te zijn, met een wijdte van de spouw van 5 - 10 mm (foto). [ Vochtproblematiek Stenen Molens 4.4.3 p 70 en bijlage I geval W p 60].

Op 22 juli 2010 bewoner dhr B.Kusters telefonisch geïnterviewd. Is nog steeds zeer tevreden. Voordat het injecteren was uitgevoerd moest hij wel 17 potten en pannetjes plaatsen om het binnenlekkende water op te vangen. Direct na het injecteren was de molen droog en anno 2010 nog steeds. Er is ook geen spoor van vorstschade. Nb: Aanvullend nemen boorkern zou hier zeer illustratief kunnen zijn doch was niet binnen dit onderzoektraject te realiseren. Conclusie: Injecteren 1991 met ‘gel’ resulteert bijna 20 jaar later nog steeds in een droge molen. Geen ‘delaminatie’ of vorstschade.




4.2.6

Duurzaamheid

Minerale grout Duurzaamheid wordt hierbij opgevat als de resultante van eventuele degradatie door de hierboven behandelde chemische, fysische en hygrische mechanismen. Voor een minerale grout is de duurzaamheid normaliter goed. Aantastingsmechanismen zijn gerelateerd aan vocht en zouten. Als aan compatibiliteitseisen en zoutbelastingseisen wordt voldaan dan zijn er geen problemen te verwachten. Geconcludeerd kan worden dat injecteren met een minerale grout duurzaam is.

Licht schuimvormende injectieharsen Een belangrijke verouderingsinvloed is UV straling, doch in het geval van een in de muur geïnjecteerde hars is deze onbereikbaar voor zonlicht, dus deze bron is niet aanwezig. Zoals hiervoor gesteld is overigens de chemische compatibiliteit van de toegepaste harsen in principe “goed”. Toch is er alom vrees voor een gebrek aan duurzaamheid van deze harsen. Ook hier kan een link worden gelegd met het na-isoleren van spouwmuren met polyurethaan hars. Voor zover kan worden nagegaan zijn daar geen problemen met de duurzaamheid. Naar verluid komt bij sloop van oudere woningen met na-geisoleerde spouwmuren de isolatie gaaf tevoorschijn [6]; een groter probleem is soms de ongelijkmatige verdeling van het isolatiemateriaal over de hele muur. In de hier besproken situaties van lekkagestoppend injecteren van fijne scheuren en holten kan men besluiten niets te doen, omdat alleen met licht schuimende injectieharsen een oplossing voorhanden is. Daarbij neemt men voor lief een steeds sneller verlopende degradatie van de muur door vorstschade, kalkuitloging etc. en een voor de gebruikers van het monument voortdurend verdere toename van het ongemak door de lekkages die vaak al zeer groot is vooraleer ‘injecteren’ ter sprake komt. Het enige andere alternatief zou nog kunnen zijn om alle inhomogene muurgedeelten uit te breken en in te boeten resp. opnieuw in te zetten. Bij de vaak dunne muren waar het hier om gaat, moet dit meestal over de volle muurdikte wat bij de uitvoering stabiliteitsproblemen kan geven. Het metselwerk moet zeer zorgvuldig gebeuren en met een juiste materiaalkeuze. Er gaat bij deze aanpak veel authentiek materiaal verloren. De ingeboete gedeeltes geven de muur een vlekkerig aanzien en bovendien is deze aanpak buitengewoon duur. Wanneer de zeer kleine onzekerheidsmarge over de duurzaamheid van dit materiaal in de muur wordt geaccepteerd, kunnen door injecteren met een licht schuimvormende injectiehars de lekkage en de degradatieprocessen worden gestopt of gestabiliseerd en blijft het authentieke materiaal behouden en dit met betrekkelijk lage kosten.

4.2.7 Cultuurwaarden aspect. Naast comptabiliteit, reversibiliteit en duurzaamheid als fysische parameters speelt bij monumentenrestauraties ook het cultuurwaarde aspect. Dit valt buiten het domein van dit onderzoek. Injecties met minerale grouts worden - los van de aard van het bindmiddel en daarbij behorende compatibiliteitsaspecten - als regel zondermeer toegestaan. De grenzen van de injecteerbaarheid met het oog op het stoppen van lekkages zijn bij de praktijkproeven opgezocht en vooralsnog negatief bevonden.




4.2.8 Algemene conclusies Het betreft ‘lekkagestoppend injecteren’. Minerale grouts en injecteerharsen hebben beide specifieke mogelijkheden en beperkingen als injectiematerialen. In het geval van stabiliteitsverhogende injecties, waarbij het om een grote (20-40 vol %) en grove (scheur/ holte afmetingen > 2 mm) scheuren, spleten en holten gaat, is het voor de hand liggend minerale grouts toe te passen. Bij de keuze van de grout dient men rekening te houden met de mechanische en hygrische eigenschappen van het te injecteren materiaal om compatibiteitsproblemen te voorkomen. In het geval van lekkagestoppende injecties heeft men veelal te maken met een fijne scheuren, spleten en holten van de muur. Uit de verrichte praktijkproeven is gebleken dat bij scheur / holte afmetingen < 2 mm minerale grouts niet injecteerbaar zijn; dit is wel het geval voor lichtschuimende injectieharsen. De effectiviteit ten aanzien van het oplossen van lekkageproblemen werd met behulp van regenproeven aangetoond en is zeer goed. Indien injectieharsen in kleine hoeveelheden worden toegepast (enige % van het mortelvolume) dan zijn er geen problemen ten aanzien van compatibiliteit en duurzaamheid te verwachten.




5. Conclusies en aanbevelingen 5.1

Detectie

5.1.1

Conclusies

Methoden Van de beschikbare detectiemethoden zijn de volgende globaal onderzocht op hun bruikbaarheid beoordeeld op de criteria aard van het gebrek, locatie en hanteerbaarheid van de apparatuur. Minder geschikt De redenen voor de “minder geschiktheid” zijn verschillend: (i) de methode geeft indirecte resultaten of relatieve resultaten (veranderingen in een situatie), die gekalibreerd moeten worden (ii) er zijn praktische bezwaren: niet transporteerbaar, duur, speciale voorzieningen vereist. -

thermografie geo-electrische metingen impact echo scanning (holten, lateraalscheuren of schilvorming, scheuren in mortelvoeg ; onderscheidend vermogen naar de specifieke aard van het gebrek niet mogelijk) radiografische detectie radarinspectie

In bepaalde situaties geschikt Non destructief - traditioneel ‘afkloppen’ (holten, lateraalscheuren of schilvorming, scheuren in mortelvoeg; onderscheidend vermogen naar de specifieke aard van het gebrek niet mogelijk) - waterinjectie - beregeningsproef Destructief - boren kleine diameter gat met lange boor; na ‘afkloppen’: opsporen bredere transversaalscheuren (spouwen); boor schiet door. - nemen boorkern over de volle steen, bestuderen en fotograferen boorkern, idem gatwand; na ‘afkloppen’: opsporen lateraalscheuren of schilvorming nemen. - nemen boorkern over steen-voeg-steen overgang, bestuderen en fotograferen boorkern, idem gatwand; na ‘afkloppen’: opsporen holten of scheuren in mortelvoeg. - nemen boorkern over volle steen of uitnemen hele steen (bij vermoeden capillaire lekkage): onderzoek hygrische eigenschappen steen in laboratorium. - gravimetrische vochtgehalte bepaling op gruismonsters (algemeen beeld lekkage; lekkage door transversaalscheuren)




5.1.2

Aanbevelingen

Onderstaande aanbevelingen zijn grafisch samengevat in het keuzeschema detectie.

Aanpak detectie Er is vochtdoorslag of lekkage.

Bouwkundig en bouwfysisch vooronderzoek -

-

-

uitvoeren bouwkundig en bouwfysisch vooronderzoek en lokaliseren plekken van vochtdoorslag of lekkage. Afkloppen op ‘holtes’. Vastleggen in gevelaanzichten of uitslagen (molenromp). Ook vaststellen of scheuren de oorzaak zijn van lekkage (bv vergelijking uitkomsten gravimetrische vochtgehaltebepaling op 10 cm en op 150 cm naast de scheur) vaststellen of traditioneel metselwerkherstel (inboeten, scheurherstel, voegwerkherstel) volstaat; hierbij moet een inschatting gemaakt worden van de effecten van holten en laterale scheuren op de waterdoorlatendheid van het massieve metselwerk; één ne ander in de context van de vocht”geschiedenis” van het massieve metselwerk; ervaring is hierbij onontbeerlijk zo ja: geen nader onderzoek ‘detectie’ zo nee: nader onderzoek ‘detectie’

. Voorlopige hypothese aard van scheuren en holten 1. vermoedelijk capillair? (zeer poreuze, sterk zuigende steen evt. ooit agressief gereinigd) (micro) - Zo ja, in te zetten detectiemethoden: o nemen boornkern(en) of uitnemen baksteen(en) - nader onderzoek hygrische eigenschappen steen aan boorkernen of uitgenomen bakstenen; - opzuiggedrag (Haller of I.W.) bepalen aan verweerde zichtzijde en schone legzijde; toetsen aan bouwstenen richtlijn kwaliteitseisen restauratiebaksteen etc.). o I.W. > 2,5 kg/m2/min capillair probleem eindrapportage detectie o I.W. < 2,5 kg/m2/min vermoedelijk geen capillair probleem maar een van de andere oorzaken, mogelijk lateraalscheuren 2. mogelijk lateraalscheuren (schilvorming)? (mezo) a. Zo ja, in te zetten detectiemethoden: o ‘afkloppen’ e.o. o impact echo scanning o ‘aanboren’ o nemen boorkern o waterinjectie (schuin gat)




b. Lateraalscheuren aangetoond? o Zo ja, injecteren scheuren noodzakelijk eindrapportage detectie o Zo nee, misschien sprake van spleten en holten in mortelvoeg (niet vol en zat gemetseld of vorstschade in de mortelvoegen)? 3. vermoeden van spleten en holten in mortelvoeg (niet vol en zat gemetseld, eventueel vorstschade in de mortelvoegen)? a. Zo ja, in te zetten detectiemethoden: ‘ o nemen boorkern over voeg o waterinjectie (horizontaal gat) b. Na gerichte detectiemethoden duidelijk beeld? o Zo ja, injecteren spleten en holten noodzakelijk eindrapportage detectie o Zo nee, beregeningsproef: Binnenzijde muur nauwlettend in de gaten houden, fotograferen, filmen waar water naar binnen komt, afdrogen en opnieuw beregenen en idem bekijken en vastleggen waar het water binnen komt 4. vermoeden van grotere holten in het werk door slecht metselwerk e/o uitlogings verschijnselen, > 2mm (macro)? a. Zo ja, in te zetten detectiemethoden: o Impact echo scanning o ‘aanboren’ o endoscopie o waterinjectie (schuin gat) b. Dieper gelegen grotere holten? o Zo ja, injecteren holten noodzakelijk eindrapportage detectie o Zo nee, geen injectie eindrapportage detectie

Eindrapportage detectie Na uitvoeren van de diverse van toepassing zijnde detectie methoden evaluatie en definiëren van de typologie van de holten op de diverse plekken, die bij het onderzoek opgespoord zijn. Bevindingen intekenen op gevelaanzichten c.q. uitslagen (molenrompen)







5.2

Injectie

5.2.1 Conclusies Het betreft de zgn. ‘lekkagestoppende injecties in opgaand metselwerk’. De injecteerdoelen ‘stabiliteitsinjecties’ en ‘ injecteren tegen optrekkend vocht’ vallen buiten het onderzoekskader. Capillair vochtprobleem (vochtdoorslag) Uit het onderzoek is geconcludeerd dat een capillair vochtprobleem in opgaand muurwerk in de meeste gevallen is ontstaan door een bij de bouw toegepaste te sterk zuigende / te poreuze steen in combinatie met een niet-hydraulische mortel; gevelreiniging van bovengenoemd metselwerk kan hetzelfde effect sorteren. Vastgesteld is dat het vochtprobleem door een in de loop van de tijd (weer) opgebouwde ‘verweringslaag’ van zelf minder wordt en vaak beneden een aanvaardbare grens komt.

Oppervlakte-impregneringen worden sterk ontraden, zoals hydrofoberen of toepassing ‘steenverstevigers’ Eventueel kan worden geïnjecteerd met een porie vullend preparaat, mits men de overtuiging heeft dat de injectie een bereik heeft van de volle muurdikte.

Vulling spleten scheuren en holten Belangrijkste constatering uit het uitgevoerde praktijkonderzoek op 2 proefprojecten en één project uit het praktijkonderzoek is dat spleten < 2 à 3 mm., ondanks claims van producenten van injectiegrouts en applicateurs daarvan, niet met een minerale grout zijn te vullen. Hier komen uitsluitend in aanmerking licht schuimende injectie harsen. Bij toepassing van een dergelijk product van buitenaf geïnjecteerd, dient vooraf een reversibele anti-smet coating te worden opgezet, die later met hoge druk koud water wordt verwijderd.

Injecteer technieken Tijdens het onderzoek zijn applicaties gevolgd met de volgende injecteer technieken: Electro mechanische injecteerpomp met mengvat, Geschikt voor injecteren van minerale grouts Handmatige injecteerpomp Geschikt voor injecteren van gels en licht schuimende injectieharsen. Aqua press methode (containertjes) Geschikt voor injectieharsen en gels.

5.2.2

Aanbevelingen




Onderstaande aanbevelingen zijn grafisch samengevat in het keuzeschema injectie.

Algemeen: Vaststellen fijnheid van de scheuren en daarbij passend preparaat. Injectiedoelstelling Lekkage stoppende injecties

Lekkage stoppende injecties 1.

Micro: er is capillair vochttransport, poriën < 0,1 mm - Injecteren met bv. methylestersilaan d.m.v. aquapressmethode - Proefinjectie - Evaluatie - Uitvoering injecteren, bijhouden wat het verbruik is per m 3 metselwerk - Nacontrole o Boorkernonderzoek; bepalen vrijwillige wateropname (moet significant lager zijn dan vóór het injecteren) o Evt. Beregeningsproef

2-3.

Mezo: er zijn scheuren, spleten en holten met een scheurwijdte < 2 à 3 mm en omvatten minder dan 10% van het materiaal volume - Injecteren met licht schuimende injectiehars ingebracht met handpomp onder matige druk (vakmanschap!) - Proefinjectie - Evaluatie - Uitvoering injecteren, voorafgaand aanbrengen reversibele antismetcoating, - bijhouden wat het verbruik is per m3 metselwerk, - na afloop verwijderen antismetcoating - Nacontrole o Afkloppen o Impact echo scanning o Evt. boorkernonderzoek o Evt. Beregeningsproef

4.

Macro, er zijn scheuren, spleten > 2 à 3 mm




-

Injecteren met minerale grout compatible met het bestaande metselwerk ingebracht met electro-mechanische injecteerpomp onder max. 2 à 3 bar Metselwerkkarakteristieken bepalen en eventueel de zoutbelasting Keuze grouttype: selecteren compatibele commerciële minerale grout c.q. ontwerpen aangepaste groutreceptuur Eventueel een nulmeting impact echo op te injecteren plekken Proefinjectie Evaluatie Uitvoering injecteren, bijhouden wat het verbruik is per m3 metselwerk* Nacontrole o Afkloppen o Impact echo scanning o Aanboren - waterinjectie o Evt. boorkernonderzoek

* evt. na-injecteren met licht schuimende injectiehars.







6.

Literatuur

Balen van K. et al. 2003, ‘KALKboek – het gebruik van kalk als bindmiddel in verleden en heden’ RDMZ Banfill P. , A. Foster , 1999, ‘Breathing’ a relationship between hydraulicity and permeability of hydraulic lime (paper 17, Proceedings PRO 12 , Int. RILEM workshop Paisley Scotland 1999) Depraetere W., J.Callebout, H.Hens, 1999, ‘Moisture Transfer at Interfaces of Porouw Materials: Measurements and Simulations’ Laboratory of Building Physics, KU Leuven (B), Proceedings of the International RILEM Workshop Paisley, Scotland pp 249-259 Hall C., W.Hoff, 2002, ‘Water transport in brick, stone and concrete’ London C.Hecht C. et al., 2005, WTA Merkblatt 2-9-04/D Sanierputzsysteme München

Gemert, Dionys van, Schueremans Luc, KU Leuven, structurele injecties van waardevol metselwerk met minerale of kunststofgrouts, LS NJ003 ICOMOS 1998 Grimm C.T., 1982, Water permeance of Masonry Walls: A Review of the Literature, in Masonry: Materials, Properties and Performance, ASTM STP 778, J.G. Borchelt ed., American Society for testing and Materials, pp. 178-199. Groot C., 1997. The characteristics of brick and mortar considering mortar/brick bond. In: M. Wu, Y. Qian, (eds.); Proceedings of the 11th intern. brick/block masonry conference, ECS (Engineering Construction Standardization, Shanghai (China), p. 51-58. Groot C. en Gunneweg J., 2002, “Onderzoek Vochtproblematiek Stenen Molens”. TU Delft CitTG, sept. Groot C, en J. Gunneweg 2007, ‘Kwaliteitseisen restauratiebaksteen en metselmortels in kalk’ - TUD faculteit CiTG, Delft Gunneweg J, C.Groot, 2009, ‘Hydrofoberen – van de regen in de drup?’- groot gunneweg delft, Delft / Muiderberg Van Hees, Naldini, Van der Klugt, EU onderzoeksnr ENV4-CT98-706

A.Kalagri et. al. Design and evaluation of hydraulic lime grouts for the strengthening of Stone masonry historic structures; Materials and Stuctures (2010) 43:1135-1146. Keersemaekers, Robrecht KU Leuven Geo-electrische metingen toegepast op metselwerkstructuren; Leuven 2003 Künzel H.M.an K.Kieszl, 1996, ‘Drying of brick walls after impregnation’ Bauinstandsetzen 2 (1996) Ed 2, pp. 87-100 Ramamurthy K. and K.B. Anand, 2001, Classification of Water Permeation Studies on Masonry””, Masonry International, Vol. 14, No 3, pp.74-79.

F. van Rickstal, Grout injection of masonry, scientific approach and modelling; Ph.D. Thesis, K.U.Leuven (2000) Filip van Rickstal KU Leuven, Eleni-Eva Toumbaqkari, YSMA Ministery of Culture – Greece; Sven Ignoul, Triconsult NV – Belgium; Development of mineral grouts for consolidation injection, Leuven 2000




Sass O. and H.A.Viles, 2010, ‘Wetting and drying of Masonry walls’, Journal of Applied Geophysics, Vol70, Issue 1, Jan 2010, pp.72-83 SBR, 1993, Steenversteviging- Keuzemodel en achtergronden, SBR-publicatie 297, Uitgave Stichting Bouwresearch 1993, [ISBN 90-5367-087-4] SBR, Gevelgids deel 3: Hydrofoberen, SBR-publicatie 256, Uitgave Stichting Bouwresearch Thomas K., 1996, Masonry Walls, Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, Chapter : Rain penetration, dampness and remedial measures, pp. 144-159. Thomson, Lindqvist, Elsen, Groot “Porosity of Mortars”, in RILEM report, Paris 2005 www.dryworks.com www.ervas.nl www.ftbrestoration.com www.remmersbouwchemie.com www.reynchemie.com www.sbr.nl www.schomburg.de/nl/ http://www.betrouwbaarbaksteen.nl/images1/betrouwbaarbaksteen/bestanden/0901%20Kwaliteit%20van%20metselwerk.pdf http://www.bwtinfo.nl/ufc/file/bwti_sites/f238332ffa170bfaec3ed3787fb5b5f0/pu/Amsterdam_pve_monumenten.pdf www.manders-thermografie.nl

Desoi Katalog – 12 (2009) Desoi Gmbh Kalbach/Röhn DE Expertmeeting 31 jan 2008 , Leuven Van Rickstal KU Leuven Dept. Burgerlijke Bouwkunde Laboratorium Reijntjes, Groot en Gunneweg TUD Faculteit CiTG . mededeling F. van Werkhoven

7.

meelezers

Dank aan de volgende heren voor het leveren van commentaar op de concepttekst.

Ir M. van Hunen Ing J.Hofstra R. Crèvecoeur Ir M. Brouwers


Rapportage Deelproject Detectie en Injectie

Recommend Documents