Scanner brengt betonrot in beeld

Vocht en zout vormen de belangrijkste bedreigingen voor betonconstructies. Ze veroorzaken vorstschade, witte zoutuitslag en vormen een voedingsbodem voor schimmels. In een project van de Technologiestichting STW is in samenwerking met TNO-Bouw en de Onderzoekschool Bouw een supermagneet geïnstalleerd waarmee voor het eerst zowel vocht als chloor in beton gelijktijdig en op een snelle manier is te meten. Met de techniek, kernspinresonantie (NMR), die in de medische wereld voor het maken van bijvoorbeeld hersenscans wordt toegepast, is ook het transport van vocht en van verschillende geladen deeltjes, ionen, in beton in kaart te brengen.

Vooral het vocht- en het ionentransport bepalen de levensduur van een betonconstructie. Met name chloorionen, afkomstig uit bijvoorbeeld zeewater of uit strooizout, dringen ver in betonconstructies, zoals viaducten en waterwerken, door. Op het moment dat de chloorionen de onderliggende metalen bewapening van de constructie bereiken, gaat deze roesten. Als er niet wordt ingegrepen, betekent zulk betonrot het einde van de constructie. De NMR-techniek was echter te ongevoelig om chloor te meten. De STW-onderzoekers vonden hiervoor een oplossing door bij een zeer sterk magneetveld te meten. De met vloeibaar helium gekoelde supermagneet in de scanner maakt met een supergeleider een magneetveld van 4,7 tesla in een experimentele ruimte met een diameter van 20 centimeter. De experimenten kunnen bij kamertemperatuur worden uitgevoerd. Bovendien kunnen andere experimentele omstandigheden, zoals de relatieve vochtigheid en de temperatuur, worden gewijzigd, om de natuurlijke klimatologische omstandigheden na te bootsen.

Met de NMR-techniek is het chloridegehalte te meten zonder het beton te vernietigen. Een tweede voordeel van deze techniek is de mogelijkheid om tegelijkertijd de concentratie van andere ionen, zoals natrium, fluor of waterstof (dus het vochtgehalte), te meten. Hierdoor kan ook de mogelijke wisselwerking met het omliggende materiaal (steen, grind of water) in beeld worden gebracht.

De faciliteit is de enige in Nederland, maar ook binnen Europa, voor onderzoek naar vocht- en ionentransport in beton. Per jaar wordt in Nederland meer dan 1 kubieke meter beton per persoon gestort.

In de traditionele methode voor het meten van ionen in beton werd het blok eerst in stukken gehakt en vervolgens chemisch geanalyseerd. Met deze tijdrovende en arbeidsintensieve klus waren bovendien niet de factoren die het transport bepalen te meten. Ook invloeden van buitenaf konden niet worden vastgesteld, en het experiment diende telkens herhaald te worden.