Bij kathodische bescherming (KB) gaat de meeste aandacht naar de stroombron, maar de anode bepaalt het grootste deel van je ontwerp. Waar hij zit, hoeveel er zit en van welk materiaal hij is, bepaalt of de stroom overal komt waar hij moet komen, hoe lang het systeem meegaat en hoeveel werk de installatie kost. Dit is het overzicht van de anodetypen die in Nederland op beton worden toegepast, van titanium anode tot zinkanode, en waar elk type sterk in is.
Wat de anode moet doen
Beton heeft een hoge elektrische weerstand. De stroom zoekt daarom niet vanzelf zijn weg naar de wapening: je moet de anode zorgvuldig verdelen over het deel dat je wilt beschermen. In de praktijk werk je bij opgedrukte stroom met een paar volt tussen anode en wapening, waarbij de anode 2 tot 10 mA/m² afgeeft. Een geleidende coating draait dan typisch op 2 tot 5 VDC, geactiveerd titanium op 4 tot 8 VDC. Dat lijkt weinig, en dat is het ook. Het vermogen zit in de orde van milliwatts per vierkante meter.
Dat kleine beetje stroom is genoeg om de chemie aan het staal om te draaien. De corrosie stopt, rond de wapening ontstaat hydroxide en het chloride verplaatst zich in de richting van de anode. Het beton wordt daarmee in de loop van de jaren een gezonder milieu voor de wapening dan het was. Dat is ook waarom bij KB het meeste vastzittende beton kan blijven zitten, ook als er chloride in zit: je hoeft het niet weg te hakken om de corrosie te stoppen.
Zink: folie, gaas en discrete anodes
Zinkanodes werken galvanisch. Het zink lost op en levert daarmee de stroom, zonder voeding. Er zijn vier hoofdvormen:
- Zinkfolie wordt op het betonoppervlak aangebracht en dekt het hele te beschermen vlak af. Geschikt waar je een aaneengesloten oppervlak hebt en geen kabelwerk wilt. CPS levert dit als CPS ZF.
- Zinkgaas wordt opgenomen in CPS ZAM Zink Activatie Mortel, een niet-cementgebonden mortel. Dat is geen uitvoeringsdetail maar de kern van de werking: de chemie van die mortel houdt het zink actief en immobiliseert bovendien chloriden uit het beton. In een gewone cementgebonden overlaging doet het gaas zijn werk niet. CPS levert dit als CPS ZG.
- Discrete zinkanodes worden opgenomen in de reparatieplek zelf, of preventief meegestort in nieuw beton. Het zink zit voorgestort in een silicaatgebonden mortel, dus de anode is direct klaar voor gebruik. Ze verlengen de levensduur van de reparatie; ze beschermen geen heel bouwdeel. CPS levert dit als CPS GX60 (60 g zink) en CPS GX100 (100 g zink).
- Discrete zinkanodes voor boorgaten zijn dezelfde anode in cilindervorm, Ø35 × 130 mm, voor een boorgat van typisch Ø40 mm. Bruikbaar waar je het betonoppervlak niet wilt of kunt opbouwen. CPS levert dit als CPS GX100-DI.
Omdat het zink wordt verbruikt, is de levensduur eindig en te berekenen. Het KB-Kenniscentrum heeft daar een gemeenschappelijke rekenmethode voor ontwikkeld, zodat de uitkomst niet per leverancier verschilt. Zie levensduur per anodetype voor de getallen.
Titanium: gaas, strip en cilinder
Geactiveerd titanium is het werkpaard voor opgedrukte stroom. Het materiaal wordt niet verbruikt, dus de levensduur wordt bepaald door de belasting en niet door de massa.
- Titanium gaas wordt op het oppervlak aangebracht en overlaagd met spuitbeton, meestal 25 tot 30 mm. Dit is de standaard voor grotere aaneengesloten vlakken: dekken, wanden, pijlers. CPS levert dit als CPS TG.
- Titanium strip wordt op het oppervlak geplaatst en overlaagd, of in gefreesde sleuven aangebracht die daarna worden dichtgezet. De sleufvariant geeft geen gewichtstoename, maar vraagt wel ruimte: bij een betondekking onder de 25 mm krijg je de strip niet diep genoeg. CPS levert dit als CPS TS.
- Titanium cilinderanode, ook wel booranode, wordt in geboorde gaten geplaatst. Dit is de anode als het oppervlak geen ruimte biedt of als je op diepte moet zijn. Bij het viaduct in de A6 bij Naarden zijn met CPS TC zo’n 250 gaten tot 90 cm diep geboord om de wapening over de volle diepte van de dwarsdragers te bereiken, zonder de wapening of de voorspanning te raken. CPS levert dit als CPS TC.
Deze drie sluiten elkaar niet uit. Bij zware doorsneden is een combinatie gebruikelijk: een oppervlakteanode zoals CPS TS voor het ondiepe staal, plus CPS TC in boorgaten voor de wapening diep in de doorsnede.
Geleidende coating
Een geleidende coating is een met koolstof gevulde laag op basis van een aluminosilicaat-polymeermatrix, aangebracht op het betonoppervlak. Daarin ligt een primaire stroomvoerende anode; de coating verdeelt de stroom over het vlak. CPS levert dit als CPS GC, met CPS GP als primer.
De kracht zit in de applicatie. Spuiten, kwasten of rollen, ook op moeilijk bereikbare plaatsen, en je bouwt vrijwel geen dikte op. In het project Liggerkoppen van Rijkswaterstaat gaf dat de doorslag: de bereikbaarheid onder de dekken liet sleuven of een overlaging niet toe. Op die 1.500 liggerkoppen is CPS GC toegepast. In de middenbermpijlers van het viaduct bij Naarden is CPS GC over 75 m² aangebracht.
De keerzijde is gevoeligheid voor vocht. Bij hoge vochtbelasting, denk aan een voeg die weer gaat lekken, gaat een coating merkbaar korter mee dan titanium.
Grondanode
De grondanode ligt naast of onder de constructie. De stroom loopt via het grondwater naar het beton en bereikt zo de wapening van onderaf. Dit is de route waar aanbrengen op het beton zelf niet kan: sluiskolkwanden, vloeren en wanden van ondergrondse parkeergarages, ondergrondse infrastructuur. Ook preventief toepasbaar, bijvoorbeeld onder een nieuwe parkeervloer waar het grondwater agressief is en er van bovenaf dooizout inrijdt.
Grondanodes zijn maatwerk. Het ontwerp hangt af van de grondsoort, de grondwaterstand en de afstand tot de wapening, dus dit begint altijd met een analyse van de situatie.
Welke anode bij welke situatie
| Situatie | Voor de hand liggend | Waarom |
|---|---|---|
| Groot aaneengesloten vlak, overlaging mogelijk | titanium gaas in spuitbeton (CPS TG) | lange levensduur, gelijkmatige stroomverdeling |
| Vloer of dek, opbouwhoogte beperkt | titanium strip in gefreesde sleuf (CPS TS) | geen gewichtstoename, mits dekking ≥ 25 mm |
| Moeilijk bereikbaar, krappe ruimte | geleidende coating (CPS GC) | spuitbaar, nauwelijks dikte |
| Bescherming op diepte nodig | titanium cilinderanode in boorgat (CPS TC) | bereikt wapening die het oppervlak niet bedient |
| Aanbrengen op het beton onmogelijk | grondanode | stroom via het grondwater, maatwerk |
| Galvanisch beschermen zonder opbouw | discrete zinkanode in boorgat (CPS GX100-DI) | geen voeding, geen overlaging |
| Levensduur van een reparatie verlengen | discrete zinkanode in de reparatieplek (CPS GX60 of GX100) | lokaal, geen voeding, geen monitoring |
| Klein object, geen voeding gewenst | zinkfolie (CPS ZF) of zinkgaas (CPS ZG) | geen elektrotechnische installatie |
| Voorgespannen beton | galvanisch: intrinsiek veilig · opgedrukte stroom: mits meetcellen bij de voorspanzone | de voorspanning stelt eisen aan het ontwerp, niet aan de systeemkeuze |
De constructie kiest, niet de lijst
Dit overzicht helpt je een richting kiezen, maar de uiteindelijke keuze volgt uit je object: chloridegehalte, dekking, wapeningsdichtheid, vochtbelasting, bereikbaarheid, en of er voorspanning in het spel is. Bij sterk wisselende wapeningsdichtheid deel je het systeem op in zones met een aangepaste anodedichtheid, zoals in parkeergarage Heuvelpoort in Tilburg, waar over 2.000 m² met CPS TS is gewerkt.
Wat in de calculatie onduidelijk blijft, komt op de bouwplaats terug. Leg het anodetype daarom vast op basis van de constructiegegevens, niet op basis van wat de vorige keer op de staat stond.
Plan een technische intake met het CPS-team. Stuur je constructiegegevens mee, dan kijken we samen welk anodetype past bij je object en wat dat betekent voor je materiaalstaat.
Weet je al welke kant je op wilt? Vraag de technische datasheets aan van CPS TG, CPS TS, CPS TC, CPS GC, CPS ZF, CPS ZG, CPS GX60, CPS GX100 of CPS GX100-DI.