Verreweg de meeste systemen voor kathodische bescherming (KB) werken curatief: er is corrosie, en die wordt stilgelegd. Maar dezelfde techniek werkt ook preventief. Dan plaats je de anodes en zet je de stroom aan voordat er corrosie is. Dat heet kathodische preventie, kortweg KPre.
Het is een van de weinige maatregelen in betononderhoud waarbij vooruit werken aantoonbaar goedkoper is dan achteraf ingrijpen, en het wordt in Nederland nog opvallend weinig toegepast.
Waarom preventief zoveel gunstiger uitpakt
Corrosie voorkomen kost veel minder stroom dan corrosie bestrijden. Het staal is nog gepassiveerd; je hoeft die toestand alleen in stand te houden in plaats van hem te herstellen.
Minder stroom betekent minder anodemateriaal, en dat werkt direct door in de kosten per vierkante meter betonoppervlak. Die liggen bij KPre aanzienlijk lager dan bij curatieve KB.
Daar komt de uitvoering bovenop. Bij nieuwbouw is een KPre-systeem meestal eenvoudig in te passen in het bouwproces: je legt de anodes mee vóór de betonstort, met de wapening al bloot en zonder dat er iemand hoeft te hakken, boren of frezen. Vergelijk dat met hetzelfde systeem twintig jaar later aanbrengen op een constructie die in bedrijf is.
De keerzijde is de timing. KPre moet vooraf, bij de bouw of vroeg in de beheerfase. Daarna is het niet meer preventief.
Wanneer het de moeite waard is
De vraag of die investering verantwoord is, hangt af van het geval en van de visie van de beheerder. Er zijn drie situaties waarin het antwoord doorgaans ja is.
Bouwdelen waar je later niet bij kunt. Landhoofden, einddragers, tandopleggingen, opleggingen. Precies de plekken waar in bestaande kunstwerken de meeste chlorideschade optreedt, en precies de plekken waar reparatie achteraf het duurst en het lastigst is. De Provincie Groningen heeft om die reden een preventief systeem met titaniumstrips in mortelblokken laten inbouwen in de landhoofden en einddragers van vier viaducten.
Een agressief milieu dat vaststaat. Als je bij oplevering al weet dat er chloride of een andere belasting op komt, is wachten tot de schade zichtbaar is een keuze en geen noodzaak.
Constructies met scheuren in een agressief milieu. Zie hieronder.
Scheuren: het geval dat het vaakst wordt gemist
Volgens de voorschriften kan de bescherming van de wapening op lange termijn onvoldoende zijn bij scheuren wijder dan een grenswaarde, meestal 0,2 mm. Daarvoor bestaan rekenregels in NEN-EN 1992-1-1.
In de praktijk treden er desondanks scheuren op, en meestal door iets wat vooraf niet volledig was voorzien. Twee voorbeelden uit de Nederlandse praktijk:
- Op een kraanbaan in zeemilieu ontstonden scheuren door ongelijkmatige zettingen in de ondergrond. Daar is KPre toegepast met titaniumstrips die in de bovenzijde van de kraanbaan zijn ingefreesd.
- In een nieuwe parkeervloer in een oude kelder traden relatief wijde scheuren op door belemmerde krimp. Het grondwater was potentieel agressief en inrijdende auto’s brachten dooizout mee, dus de wapening stond aan beide zijden bloot aan corrosieve invloeden. Daar zijn anodes in de grond geplaatst, waarbij de beschermstroom via het grondwater vanaf de onderzijde naar het beton en het staal loopt.
Wat deze twee gemeen hebben: het beton is nieuw, er is nog geen corrosie, maar de condities zijn er al wel. Dat is precies het moment waarop KPre het meeste oplevert.
Wat het technisch anders maakt
Het principe is identiek aan curatieve KB: anode, kleine gelijkstroom, wapening als kathode. Zie wat KB met je constructie doet.
De verschillen zitten in het ontwerp:
- Lagere stroomdichtheid, dus minder anodemateriaal en een kleinere voeding.
- Meer vrijheid in het anodetype, omdat je bij nieuwbouw niets hoeft te ontzien. Strips in de wapeningskorf, gaas in de dekking, of mortelblokken die je meestort.
- De meetkring hoort er evengoed bij. Een preventief systeem is net zo goed een actief systeem: zonder meting weet je niet of het beschermt. Referentie-elektroden plaats je mee tijdens de bouw, en dat is dan meteen de goedkoopste keer dat je ze ooit kunt plaatsen.
- Voorspanning vraagt dezelfde aandacht, met meetcellen bij de voorspanzone.
Waar CPS dit heeft geleverd
Vier objecten die goed laten zien hoe uiteenlopend de aanleiding kan zijn.
De nieuwe viaducten in de ringweg bij Zevenbergen. Preventieve bescherming meegenomen in de nieuwbouw, dus vóór de eerste winter met dooizout.
De parkeerkelder in Eersel. Een kelder waarin inrijdende auto’s dooizout meebrengen en waar het grondwater van onderaf een rol speelt.
De composteringstunnels van De Meerlanden in Rijsenhout. Grote betonnen kokers waarin gft-afval wordt gecomposteerd, met een milieu dat het beton continu belast.
Een industriële vloer aan de Beitsbaan in IJmuiden. Een vloer waarvan bij aanvang al vaststond dat de belasting eraan komt.
Wat deze vier gemeen hebben: bij alle vier was de belasting op voorhand bekend en is er beschermd voordat er iets aan de hand was.
Wat het kost, en wat het voorkomt
Preventief onderhoud heeft de potentie om een aanzienlijke besparing te realiseren op de onderhoudskosten, en levensduurverlenging is er met een relatief beperkt budget mee bereikbaar. Dergelijke ingrepen kosten vaak maar een fractie van de onderhoudskosten die ermee worden voorkomen.
De dimensionering en de kosten van een preventief systeem zijn veel gunstiger dan wanneer datzelfde systeem er later bij schade alsnog op moet, doordat voorkomen van corrosie eenvoudiger is dan bestrijden.
Dat is meteen de reden dat het lastig verkoopt: de kosten vallen nu en de opbrengst valt over twintig jaar, vaak bij een andere begroting en soms bij een andere eigenaar.
Plan een technische intake met het CPS-team. Zit je in een ontwerp of een nieuwbouwtraject waar chloride of een ander agressief milieu vaststaat, leg het dan nu voor. Later kan het ook, maar dan is het duurder en heet het geen preventie meer.
Wil je de afweging in geld zien? Vraag een levensduuranalyse aan.