Scheuren en bewegende aansluitingen in industriële installaties: wanneer is crack-bridging nodig?

Een chemisch resistente coating kan op het grootste deel van een industriële betonvloer volledig intact blijven, maar toch precies aan de vloer-wandaansluiting beginnen te scheuren. Hetzelfde kan gebeuren rond een tankfundering, langs een constructievoeg of op de overgang tussen beton en staal.

Dat betekent niet noodzakelijk dat de coating onvoldoende bestand is tegen de aanwezige chemicaliën. De oorzaak kan ook liggen bij beweging in de ondergrond. Wanneer twee constructiedelen ten opzichte van elkaar bewegen, wordt de beschermingslaag lokaal uitgerekt of samengedrukt. Een systeem dat deze vervorming onvoldoende kan volgen, kan scheuren of loskomen.

Daarmee wordt niet alleen de scheur zelf een aandachtspunt. Vooral de onderbreking van de vloeistofdichte of chemisch resistente barrière vormt een risico. Chemicaliën, vocht of procesvloeistoffen kunnen via die opening de ondergrond bereiken en daar verdere degradatie veroorzaken.

Crack-bridging is nodig wanneer beweging niet kan worden uitgesloten, terwijl de beschermende barrière gesloten moet blijven. Het voorkomt de beweging zelf niet, maar helpt voorkomen dat deze beweging de coating of het beschermingssysteem onderbreekt.

Waarom ontstaan scheuren en beweging in industriële constructies?

Beton en staal worden vaak als vaste en stabiele materialen beschouwd. In de praktijk zijn industriële constructies echter voortdurend onderhevig aan belastingen en vervormingen.

Beton kan bijvoorbeeld scheuren als gevolg van drogingskrimp, thermische uitzetting en krimp, zettingen, overbelasting of het verhinderen van natuurlijke beweging. Ook onvoldoende of verkeerd geplaatste voegen kunnen een rol spelen.

Daarnaast kunnen trillingen van pompen, compressoren of andere machines lokaal voor dynamische belasting zorgen. Bij tankfunderingen kan de belasting bovendien veranderen tijdens het vullen en ledigen van de tank. Hierdoor kunnen aangrenzende onderdelen ten opzichte van elkaar bewegen.

Ook de constructiewijze speelt een rol. Een vloer en een wand worden niet altijd op hetzelfde moment gestort. Daardoor vormen ze geen volledig monolithisch geheel en kan net op de aansluiting beweging ontstaan. Bij een overgang tussen beton en staal komt daar nog bij dat beide materialen anders reageren op temperatuurwisselingen en belasting.

Niet iedere scheur heeft dus dezelfde oorzaak. Ook het bewegingsgedrag kan verschillen. Sommige scheuren stabiliseren na verloop van tijd, terwijl andere blijven openen en sluiten. Daarom moet vóór de keuze van een reparatie- of coatingsysteem eerst worden onderzocht wat er precies beweegt en waarom.

Waarom kan een gewone coating bij een scheur of aansluiting falen?

Een coating beschermt een industriële betonvloer, inkuiping of fundering door een doorlopende barrière te vormen. Die barrière kan onder andere nodig zijn om de ondergrond tegen chemicaliën, vocht of procesmedia te beschermen.

Bij een bewegende scheur of aansluiting verloopt het faalmechanisme doorgaans als volgt:

1. De ondergrond, voeg of materiaalaansluiting beweegt.
2. De coating wordt lokaal op trek, afschuiving of vervorming belast.
3. Een systeem met onvoldoende flexibiliteit kan scheuren of plaatselijk loskomen.
4. De beschermende barrière wordt onderbroken.
5. Vloeistoffen of chemicaliën kunnen de ondergrond bereiken.
6. Hierdoor kunnen lekkage, aantasting van beton, corrosie of verdere onthechting ontstaan.

Dit betekent niet dat iedere conventionele coating automatisch zal falen. De prestaties hangen af van de eigenschappen van het product, de laagdikte, de ondergrond, de hechting en de grootte en frequentie van de beweging. Wel moet bij kritische aansluitingen worden nagegaan of het gekozen systeem de te verwachten vervorming daadwerkelijk kan opvangen.

Dat is onder andere relevant bij inkuipingen rond opslagtanks. Een inkuiping moet haar opvangfunctie kunnen behouden en bestand zijn tegen de opgeslagen vloeistoffen. BBT-informatie noemt doorvoeringen en constructievoegen uitdrukkelijk als aandachtspunten bij het vloeistofdicht uitvoeren van een inkuiping.

Wat is crack-bridging?

Crack-bridging, of scheuroverbrugging, is het vermogen van een beschermingssysteem om een scheur of bewegende aansluiting te overbruggen zonder dat de beschermende laag wordt onderbroken.

Het gaat dus niet noodzakelijk om één specifiek product. Crack-bridging is een eigenschap of functie van een coating, membraan of volledige systeemopbouw.

Een scheuroverbruggend systeem moet lokaal kunnen vervormen wanneer de scheurbreedte verandert of twee constructiedelen ten opzichte van elkaar bewegen. Tegelijk moet de hechting aan beide zijden van de aansluiting behouden blijven.

Voor coatings en coatingsystemen op beton bestaan gestandaardiseerde testmethoden om scheuroverbruggende eigenschappen te bepalen. EN 1062-7 beschrijft twee methoden voor het beoordelen van crack-bridging bij coatings en verwante systemen voor minerale ondergronden en beton.

Een vermelding als “flexibel” zegt op zichzelf echter nog niet alles. De benodigde bewegingscapaciteit, temperatuur, chemische belasting en toepassingswijze moeten altijd worden meegenomen in de systeemkeuze.

Wat is het verschil tussen een scheur vullen en een scheur overbruggen?

Een scheur vullen en een scheur overbruggen zijn twee verschillende benaderingen.

Bij een stabiele of passieve scheur is de beweging gestopt of zeer beperkt. Afhankelijk van de oorzaak en functie van de constructie kan de scheur dan mogelijk met een star reparatiemateriaal worden gevuld. Het materiaal verbindt beide zijden opnieuw of sluit de scheur af.

Starre harsreparaties zijn in de eerste plaats bedoeld voor scheuren die niet meer bewegen, zoals gestabiliseerde krimp- of zettingsscheuren.

Een actieve scheur verandert daarentegen nog in breedte. Dit kan dagelijks, seizoensgebonden of als gevolg van belasting gebeuren. Wanneer zo’n scheur alleen met een star materiaal wordt gevuld, kan de reparatie opnieuw openen of kan er vlak naast de herstelling een nieuwe scheur ontstaan.

Een constructie- of dilatatievoeg heeft nog een andere functie. Deze is juist aangebracht om gecontroleerde beweging tussen constructiedelen mogelijk te maken. Het volledig star vastzetten van zo’n voeg kan de bedoelde bewegingsfunctie verstoren.

Bij crack-bridging wordt de beweging daarom niet noodzakelijk tegengehouden. Een flexibel onderdeel overspant de zone en vangt de vervorming binnen de ontwerpcapaciteit van het systeem op. Zo kan de beschermende laag gesloten blijven terwijl de onderliggende scheur of aansluiting beperkt beweegt.

Wanneer is crack-bridging nodig?

Crack-bridging kan relevant zijn wanneer een beschermde zone beweging vertoont of wanneer op voorhand redelijkerwijs beweging kan worden verwacht.

Typische toepassingen zijn:

• actieve of mogelijk bewegende scheuren in een industriële betonvloer;
• vloer-wandaansluitingen in een inkuiping;
• overgangen tussen beton en staal;
• aansluitingen tussen afzonderlijk gestorte betonconstructies;
• constructievoegen en kritische naden;
• de aansluiting tussen een opslagtank en de fundering;
• pompfunderingen en sokkels met trillingsbelasting;
• chemische goten en afvoerkanalen;
• doorvoeringen in vloeistofdichte zones;
• plaatsen waar chemische belasting en constructieve beweging samenkomen.

Een belangrijk signaal is terugkerende schade. Wanneer een scheur eerder star werd gevuld of overgeschilderd en later opnieuw zichtbaar wordt, kan dat erop wijzen dat de onderliggende beweging niet is weggenomen.

Bij tankbases kunnen beweging tijdens het vullen en ledigen, verschillende ondergronden en het risico op vochtindringing samenkomen. Belzona documenteert bijvoorbeeld toepassingen waarbij een flexibel membraansysteem staal en beton doorlopend overspant om beweging tussen de ondergronden op te vangen.

Crack-bridging is echter niet automatisch voor iedere haarscheur nodig. De keuze hangt af van het bewegingsrisico, de functie van de beschermingslaag en de gevolgen wanneer die laag lokaal wordt onderbroken.

Wanneer is crack-bridging niet voldoende?

Een crack-bridging systeem is geen alternatief voor het onderzoeken en herstellen van de oorzaak van ernstige schade.

Een groeiende, brede of onbekende scheur kan bijvoorbeeld wijzen op zettingen, overbelasting, onvoldoende wapening of een ander constructief probleem. In dat geval moet eerst worden beoordeeld of de stabiliteit van de constructie in gevaar is.

Crack-bridging vervangt evenmin:

• constructief onderzoek;
• herstel van losse of zwaar gedegradeerde beton;
• behandeling van gecorrodeerde wapening;
• herstel van een instabiele fundering;
• correct herstel van diepgaande lekkage;
• verwijdering van verontreiniging;
• een geschikte oppervlaktevoorbereiding.

Ook een flexibel systeem heeft grenzen. Wanneer de beweging groter is dan de systeemopbouw kan opnemen, kan alsnog schade ontstaan. Daarom mogen bewegingscapaciteiten niet worden verondersteld op basis van algemene productomschrijvingen.

Welke factoren bepalen de juiste systeemkeuze?

De juiste oplossing kan pas worden geselecteerd nadat de toepassing technisch is beoordeeld. Daarbij zijn onder andere de volgende factoren van belang:

De verwachte beweging
Is de scheur stabiel, incidenteel bewegend of voortdurend actief? Hoe groot is de verandering in scheurbreedte en in welke richting vindt de beweging plaats?

De belasting
Gaat het om statische belasting, trillingen, thermische cycli, verkeersbelasting of een combinatie daarvan?

De chemische blootstelling
Welke stoffen kunnen met het systeem in contact komen? Ook concentratie, temperatuur en contactduur zijn belangrijk. Een incidentele morsing stelt andere eisen dan permanente onderdompeling.

De ondergrond
Beton, staal en bestaande coatings vragen elk om een eigen voorbereiding. Bij een overgang tussen beton en staal moet het systeem bovendien geschikt zijn voor beide ondergronden.

De omgevingsomstandigheden
UV-belasting, regen, stilstaand water, binnen- of buitentoepassing en bedrijfs- en piektemperaturen kunnen de materiaalkeuze beïnvloeden.

De geometrie
Een vlakke scheur vraagt om een andere detaillering dan een scherpe vloer-wandhoek, een brede voeg of een complexe aansluiting rond een doorvoering.

Daarnaast blijft de conditie van de ondergrond bepalend. Een flexibel membraan kan alleen goed functioneren wanneer het voldoende wordt verankerd op een draagkrachtige, correct voorbereide ondergrond.

Hoe kan een crack-bridging systeem worden opgebouwd?

Afhankelijk van de toepassing kan Perspect België een systeem uitwerken waarin chemische bescherming en flexibiliteit worden gecombineerd.

Een mogelijke opbouw bestaat uit:

• een geschikte chemisch resistente Belzona-coating;
• een Chemical Resistant Elastomeric Sheet, afgekort CRES;
• een geschikte Belzona-sealant waar nodig, of andere reparatie- of egalisatielagen.

De coating levert de vereiste bescherming tegen de vastgestelde procesomgeving. De elastomerische sheet overspant de scheur of aansluiting en kan vervorming opnemen. De sealant ondersteunt de detaillering en afdichting, mocht er noodzaak zijn voor afdichting van de scheur.

De exacte configuratie is geen vast standaardpakket. Ze wordt afgestemd op onder meer de verwachte beweging, de aanwezige chemicaliën, de temperatuur, de ondergrond en de geometrie van de aansluiting. .

Voor bepaalde toepassingen bestaan ook flexibele coatingoplossingen waarbij de coating zelf scheuroverbruggende eigenschappen biedt. Belzona 4361 is bijvoorbeeld ontwikkeld als flexibele, chemisch resistente barrièrecoating voor onder meer secundaire opvangzones. De geschiktheid moet steeds worden gecontroleerd aan de hand van de concrete bedrijfsomstandigheden en de actuele technische documentatie.

Conclusie

Beweging in industriële constructies is niet altijd te vermijden. Beton kan krimpen of scheuren, constructiedelen kunnen ten opzichte van elkaar bewegen en staal en beton reageren niet identiek op temperatuur en belasting.

Een beschermende coating moet daarom niet alleen bestand zijn tegen de aanwezige chemicaliën. Op kritische zones moet het systeem ook kunnen omgaan met de vervorming die in de ondergrond optreedt.

Crack-bridging voorkomt geen scheuren en is geen constructieve herstelling. Het helpt voorkomen dat een bewegende scheur, voeg of aansluiting de vloeistofdichte of chemisch resistente barrière onderbreekt.

Daarbij komt diagnose altijd vóór productkeuze. Eerst moeten de oorzaak, bewegingsgraad, ondergrond, chemische belasting en bedrijfsomstandigheden worden bepaald. Pas daarna kan een geschikte scheuroverbruggende coating of samengestelde systeemopbouw worden geselecteerd.

Is er sprake van een scheur, voeg of bewegende aansluiting in een chemisch belaste zone? Laat dan eerst de oorzaak, verwachte beweging, ondergrond en procesbelasting beoordelen. Perspect België kan ondersteunen bij deze technische beoordeling en het uitwerken van een passende systeemopbouw.