RESTAURATIE VAN DE BETONNEN KOEPEL VAN DE ENSOR GAANDERIJ TE OOSTENDE

RESTAURATIE VAN DE BETONNEN KOEPEL VAN DE ENSOR GAANDERIJ TE OOSTENDE

ir. S. Ignoul, Triconsult nv & KU LEUVEN em. prof. dr. ir. D. Van Gemert, KU LEUVEN & Triconsult nv

Technisch Seminarie 18 november 2015 “Kathodische bescherming voor een duurzame betonherstelling”

Voordracht • Ensor Gaanderij in Oostende • Corrosie door chlorides • Kathodische Bescherming (KB) • Herstellingswerken • Besluiten


Ensor Gaanderij

Ensor Gaanderij • Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat

Ensor Gaanderij • Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat • Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’)

Ensor Gaanderij • Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat • Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’) • 1928: Verlengd tot de Christinastraat

Ensor Gaanderij • Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neoclassicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat • Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’) • 1928: Verlengd tot de Christinastraat • 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen

Koepel

Overspanning: 5m tot 7m (centraal)

Ensor Gaanderij • Overdekte doorgang naar binnenkoer (1892) tussen neo-

• • • •

classicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij

Baron James Ensor • Beroemde Oostendse kunstschilder (1860-1949) • Modernisme en symbolisme • Geraamtes, maskers, dood, carnaval,…

Carnaval, 1929 © Pictoright Amsterdam/Stedelijk Museum Amsterdam


• • • • •

classicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij 2002: Geklasseerd als monument


• • • • • •

classicistische Hôtel des Flandres (1850) en Hôtel LeopoldII (1891) in de Vlaanderenstraat Initieel met glas overdekt (naam: Galerie Leopold II, volksmond: ‘t Glazen straatje’) 1928: Verlengd tot de Christinastraat 1945: Glazen dak vervangen door huidige koepel: rooster in gewapend beton met panelen met ingewerkte glasdallen 1954: Hernoemd naar James Ensor Gaanderij 2002: Geklasseerd als monument 2010 (Ensorjaar): Restauratie wordt geïnitieerd

Ensor Gaanderij Ernstige betonschade door langdurige blootstelling aan chlorides (zeeklimaat)

• Chloridegehalte van bijna 0 tot meer dan 2 m-% beton • Carbonatatiediepte van bijna 0 tot 80mm • Betondekking van 0 tot 30mm

Betonaantasting

Betonaantasting

Betonaantasting Dekking [mm]

Carbonatatie diepte [mm]

Chloridegehalte % m/m beton

0-2 [cm]

2-5 [cm]

Visuele beoordeling

Bogen 1 B(ottom) 1 T(op)

8 35

51 13

0.81 0.34

0.2 0.81

M(edium)

2B 2T

5 29

78 9

0.07 1.01

<0.07 <0.07

B(ad)

3B 3T

7 25

75 22

<0.07 0.07

<0.07 <0.07

G(ood)

4B 4T

9 23

24 1

0.07 <0.07

<0.07 <0.07

G

5B 5T

9 19

32 0

<0.07 0.6

<0.07 <0.07

B

6B 6T

8 15

40 0

<0.07 0.27

<0.07 <0.07

B

7B 7T

17 15

23 0

<0.07 0.74

<0.07 <0.07

G

Proeven ABG, 2012




0-2 [cm]

2-5 [cm]

Visuele beoordeling

Gordingen 1B 1T 2B 2T

28 15 15 15

4 0 87 23

0.2 0.13 <0.07 <0.07

0.07 <0.07 <0.07 <0.07

G

3B 3T

9 17

86 13

1.88 0.94

1.61 0.27

M

4B 4T

5 23

11 0

<0.07 0.6

<0.07 0.07

G

5B 5T

7 18

14 0

<0.07 0.27

<0.07 0.07

M

6B 6T

15 34

52 0

0.34 0.34

0.13 <0.07

B

7B 7T

18 26

23 0

<0.07 0.2

<0.07 0.07

G

8B

20

14

0.6

n.a.

G

Proeven ABG, 2012

B




0-2 [cm]

2-5 [cm]

Visuele beoordeling

Binnengoten 1

23

35

0.34

0.4

G

2

12

8

0.67

0.27

M

3

44

8

1.07

1.14

B

4

37

4

0.54

<0.07

M

5

23

18

1.28

1.95

G

6

20

17

0.4

0.27

M

7

32

13

1.13

0.34

G

8

35

24

0.54

0.87

M

9

31

8

>2

>2

B

Proeven ABG, 2012

Concrete damage Klassieke betonherstelling: - Wegkappen gecarbonateerd en aangetast beton - Stralen en coaten inwendige wapening - Herprofileren opengekapte zones met hoog alkalische herstelmortel (min. 30mm dekking) GROOT VERLIES ORIGINEEL MATERIAAL BELANGRIJKE WIJZIGING IN GEOMETRIE


Corrosie door chlorides • Chlorides tasten passivatielaag aan • Bron chlorides: o o o o

Maritieme omgeving Ingemengd (bindingsversneller CaCl2) Dooizouten (NaCl) …

• Vicieuse cirkel: Chlorides worden niet opgebruikt

Corrosieproces in beton Fe2+ + 2e -

Fe

Fe2+ + 2Cl-

FeCl2

Anode FeCl2 + 2OH2Fe(OH)2 +

1/ O 2 2

Fe(OH)2 + 2Cl-

2e -

2OH1/ O 2 2

+ H2O + 2e -

Kathode © Fortius/Vector Corrosion Technologies

Fe3O4 γFe2O3

Fe2O3 + 2H2O

2OH-

Fe3O4 γFe2O3

Waarom? Corrosiepotentiaal staal in beton Metaal

Potentiaal (*)

Staal in chloridevrij beton

0 tot -200 mV

Staal in chloridehoudend beton

-350 tot -500 mV

*t.o.v. koper-kopersulfaat elektrode

Corrosieproces in beton Fe2+ + 2e -

Fe

Fe2+ + 2Cl-

FeCl2

Anode-350 mV FeCl2 + 2OH2Fe(OH)2 +

-500 mV

Fe(OH)2 + 2Cl-

1/ O 2 2

Fe2O3 + 2H2O

2e -

2OH1/ O 2 2

+ H2O + 2e -

Kathode © Fortius/Vector Corrosion Technologies

Fe3O4 γFe2O3 Fe3O4 γFe2O3

2OH-

-200 mV

Ringanode-effect Chloridevrije herstelling

Chloridehoudend beton

2OH Corrosion Between New and Old -350 mV -200 / O + H O + 2emV 2OH 1

2e -

Anode Fe

Fe2+ + 2e -

Fe2+ + 2Cl-

FeCl2

FeCl2 + 2OH2Fe(OH)2 + 1/2O2

Fe(OH)2 + 2ClFe2O3 + 2H2O

-200 mV © Fortius/Vector Corrosion Technologies

2

2

2

-

Kathode

-

Aangepaste herstelprocedure • Voorzichtig gritstralen (verwijderen verf) • Manueel hameren om losse stukken te verwijderen • Kathodische Bescherming (KB): ingebedde galvanische opofferanodes (Galvashield XPT) o ingeboorde anodes (Galvashield CC135) • Herprofilering met zelfverdichtende polymeergemodificeerde gietmortel (grote zones) of vezelversterkte troffelherstelmortel (kleine zones) • Aanbrengen chlorideinhibitor en realkalisatie • Uitvlakken poreus oppervlak met cementgebaseerde egalisatiemortel o


Kathodische Bescherming (KB) Principe Kathodische Bescherming is niet nieuw. Het process werd geïntroduceerd door Sir Humphrey Davey in 1824 Hij gebruikte ijzeren anodes om de koperen beplating van oorlogsschepen te beschermen

© Fortius/Vector Corrosion Technologies

Het eerste KB-systeem in een betonnen structuur werd in de jaren 70 geïnstalleerd.

Potentialen en elektronenstroom

e-

Galvanische serie Metaal

electronic

Potentiaal

Zink

-1100 mV

Staal in beton

-200 mV to -500 mV

K+ Na+

ionic CL-

*t.o.v. koper-kopersulfaat elektrode

Zinc

OH-

Steel


Galvanische bescherming • Anode is meer elektronegatief en corrodeert preferentieel (t.o.v. staal)

• Geen uitwendige stroombron nodig

Galvashield® XP/XPT Galvanische anode

Werkingsprincipe Chloridehoudend beton

Chloridevrije herstelling Zn + 2OH-

2e 1/ O + 2 2

H2O + 2e 2OH-

2OH -


2e-

Zn(OH)2 + 2e2e-

In-situ resultaat

Extent of pores containing white corrosion products

Encasing Mortar

Bright Zinc substrate (top darker layer scraped off) Coherent interface

Repair mortar

Zinc corrosion product

Zinc substrate

Tie wires

Opofferanode

Corrosie Controle door inbooranode Corrosie activiteit gereduceerd

Anode beschermt galvanisch de omliggende wapeningen


Inbooranodes


Betonherstelling

Betonherstelling

GFRP-wapeningsstaven

Opgieten met zelfverdichtende mortel

Eindresultaat

Eindresultaat

Eindresultaat


Besluiten Langdurige blootstelling aan chlorides heeft geleid tot ernstige betonschade in de betonnen koepel van de Ensor Gaanderij in Oostende Door toepassing van polymeergemodificeerde herstelmortels en innovatieve technieken, zoals Kathodische Bescherming en impregnatie met chlorideinhibitoren kon een esthetisch, historisch en structureel correcte herstelling van de betonnen koepel bekomen worden.

RESTAURATIE VAN DE BETONNEN KOEPEL VAN DE ENSOR GAANDERIJ TE OOSTENDE

Recommend Documents