Kwaaitaal- of Mantavloeren

De aanwezigheid van Kwaaitaal- of Mantavloeren met schade heeft een (zeer) grote invloed op de veiligheid en waarde van onroerend goed.

In de zestiger en zeventiger jaren werd onder hoge tijdsdruk gebouwd. Geprefabriceerde betonnen vloerelementen, zoals van de merken Kwaaitaal en Manta versnelden het leggen van begane grond vloeren.

Om de productiecapaciteit verder te vergroten werden soms te grote hoeveelheden verhardingsversnellers (Calciumchloride) toegevoegd aan het betonmengsel.

De chloride tast echter de beschermingslaag op de wapening aan. In een vochtig en zuurstofrijk milieu krijgt de wapening dan de kans te gaan corroderen (roesten).

De wapening is vooral bedoeld om trekkrachten in het beton op te nemen. Die trekkrachten treden veelal onder in de systeemvloer op, daarom bevindt zich daar dan ook de meeste wapening. Door het proces roest de wapening weg en kunnen de trekkrachten niet meer voldoende worden opgenomen. Door het corrosieproces zet de wapening uit en drukt de omliggende beton stuk. De draagkracht van de elementen neemt af en de vloer kan bezwijken. Het probleem wordt ook wel "betonrot" genoemd.

Het probleem doet zich, blijkt uit inventarisatie door VROM, in zeer grote aantallen woningen en gebouwen voor. De totale schade wordt geraamd op honderden miljoenen Euro's. Behoudens verlaging van de WOZ-waarde en in sommige gevallen subsidie op onderzoek ondersteund de overheid de gedupeerden vrijwel niet.

Het heeft niet alleen invloed op de veiligheid, maar beperkt tevens de waarde van het gebouw. K.B.S. bv heeft een prijsvriendelijke, gegarandeerde en beproefde oplossing.

Probleem,  omvang,  oorzaken...

Waar ligt de oorzaak van het probleem?
In de periode 1965 tot 1984 werd onder hoge tijdsdruk gebouwd. Om de snelheid te verhogen werden geprefabriceerde betonnen vloerelementen op de markt gebracht, zoals van de merken kwaaitaal en manta.

Al snel werd de productiecapaciteit te klein. De beperkende factor waren de beschikbare mallen. Het beton werd in een mal gestort. Na voldoende verharding werd het product uit de mal gehaald en opgeslagen zodat een volgende stort mogelijk was. Door de lange uithardingstijd kon een mal slechts eenmaal per dag gebruikt worden.

Om de capaciteit te vergroten werden soms (te grote) hoeveelheden verhardingsversnellers (calciumchloride) als hulpstof toegevoegd aan het betonmengsel. Door onvoldoende menging ontstond vaak een inhomogeen mengsel.

Omdat de droogtijd korter werd, kon men de mallen tweemaal per dag gebruiken en dus meer produceren. Vanwege de langere hardingstijd in de nacht was het niet nodig om in de middagstort evenveel verhardingsversneller toe te passen. Ook in het weekend was er voldoende tijd voor verharding. De elementen werden niet per batch opgeslagen en verwerkt. In het werk zijn de elementen met en zonder het chlorideprobleem door elkaar verwerkt.

Bovenstaande verklaard waarom niet alle elementen uit die periode het chlorideprobleem hebben en waarom per vloerdeel de elementen zich anders kunnen gedragen.

Beide fabrikanten zijn failliet. Prefab vloerdelen worden nog immer gefabriceerd. Deze hebben het hieronder nader beschreven probleem echter niet.

Welke invloed heeft de chloride?
Tot 1974 was er 1 tot 2 % toevoeging van chloriden op cementbasis toegestaan, nu nog maar 0,3 %. Uit recente onderzoeken is gebleken dat dit percentage iets hoger mag zijn als het beton een hogere dichtheid heeft. Bij de hier beschreven elementen is de dichtheid beperkt, waardoor een kleine hoeveelheid chloriden in veel gevallen al overeenkomt met de maximale waarde. Bovendien werd ook de gestelde limiet veelal overschreden.

Calciumchloride is voor het beton zelf niet schadelijk. Voor de wapening ligt dat anders. Normaal gesproken zal de wapening in beton niet gaan roesten. Door het sterk alkalisch milieu van het cement in het beton wordt op het betonstaal een soort van beschermingslaag gevormd, de zogenaamde passiveringslaag. Deze dunne laag beschermd normaliter de wapening tegen corrosie.

De passiveringslaag kan verloren gaan als de alkaliteit van het beton daalt. Dit gebeurt door het indringen in het beton van kooldioxide uit de lucht. Door carbonatatie (verlaging van de zuurgraad of ph- waarde) of door het hoge chloride-gehalte daalt de alkaliteit en wordt de laag aangetast, waardoor de wapening kan gaan corroderen als er voldoende vocht en zuurstof aanwezig is. 

Chloride heeft het tevens vermogen om zich plaatselijk door de passiveringslaag heen te vreten en hierdoor ontstaat de zo bekende putcorrosie. Dat kan zeer plaatselijk optreden en is vaak niet van buitenaf zichtbaar, totdat roestvlekken zichtbaar worden op de ribben. De hoofdwapening bevindt zich in de ribben aan de onderzijde van de elementen.

De staafdiameter van de wapening is op die plaatsen vaak reeds ernstig beperkt. Een sterke reductie van de staafdiameter kan ernstige gevolgen hebben voor de veiligheid van de gebruiker. Zeker indien stootbelastingen op de vloer terechtkomen kan een gevaarlijke situatie ontstaan. Bij een dergelijke belasting kan de vloer plotseling bezwijken.

Er is geen bepaald chloride-percentage aan te geven waarbij schade ontstaat. Aantasting door chloride is een, ook na vele jaren, voortgaand proces. De chloriden verplaatsen zich in het beton.

Overige bekende chloridenschaden

De problemen van chloriden in beton en de negatieve invloed van chloriden op het milieu in het beton, waarbij de bescherming van de wapening eerder tenietgaat, komen ook elders voor. Bijvoorbeeld als gevolg van het strooien van dooizouten bij gladheid op betonoppervlakken als galerijen, wegen en viaducten. Daarnaast komt het probleem voor in zwembaden als gevolg van waterontsmetting door middel van chloreren van het zwemwater.

Andere factoren van invloed op het afbraakproces
Naast de ingemengde chloride zijn ook de gebruikte betonsoort, de graad van carbonatatie, de grootte van de betondekking en de mate van porositeit van het beton van invloed.

Tenslotte zijn de condities in de ruimte waar de elementen zijn geplaatst van belang. Vocht en zuurstof versnellen het corrosieproces. De relatieve vochtigheid (rv) in kruipruimtes is vaak tussen de 90 en 100%. Daarnaast kan door condensatie aan de onderzijde van de vloer vocht aanwezig zijn om het proces gaande te houden. Zuurstof is in de kruipruimte voldoende aanwezig.

Wat zijn de gevolgen en hoe zijn deze zichtbaar?
Zoals hierboven gesteld zijn roestvlekken, zichtbaar als donkere roodbruine vlekken, vaak het eerste signaal van chloride-geïnitieerde wapeningscorrosie. Na verloop van tijd zullen de plekken roestuitbloeiingen vertonen, met roodbruin poeder en een kuiltje in het betonoppervlak. De gevaarlijke putcorrosie is een eerste gevolg. Door de corrosie neemt de nuttige diameter van de wapening af.

Tweede fase: corrosie (roesten) is een elektrochemisch proces waarbij het ijzer in oplossing gaat. Ijzer en zuurstof vormen samen ijzeroxide, dat een veel groter volume inneemt dan het oorspronkelijke ijzer. Omdat de ruimte die de wapening inneemt toeneemt, ontstaat een interne druk op het beton. Daardoor zal de beton in de ribben in de lengterichting van de vloerelementen gaan scheuren.

In de volgende fase brokkelt de betondekking, in de vorm van schollen beton, van de ribben af. De wapeningsstaven komen hierdoor bloot te leggen, waarna het proces versnelt wegens de toevoer van lucht en vocht. De diameter van de wapening neemt vervolgens in snel tempo af. In veel gevallen roest de wapening zelfs geheel door. Door afbrokkelend beton kan de wapening in de ribben in sommige gevallen zelfs geheel los raken van de elementen. De optredende trekspanningen kunnen niet of onvoldoende meer worden opgevangen, waardoor gevaarlijke situaties kunnen ontstaan.

Het is duidelijk dat deze betonschade de veiligheid en het functioneren van de begane grondvloer negatief beïnvloedt. Op den duur kan dit leiden tot te grote doorbuiging en (voortijdig) plotseling bezwijken van de vloer. De vloeren voldoen dus niet allemaal aan de verwachte en ontworpen levensduur van vijftig jaar.

Daarnaast heeft in veel gevallen alleen al de aanwezigheid van onbehandelde vloeren een sterk drukkend effect op de (verkoop)waarde van het betreffende onroerend goed.

Waar en in welke omvang zijn de vloerelementen toegepast?
Begin jaren 90 kwamen de eerste meldingen van schade. Op verzoek van de tweede kamer is in 1999 in opdracht van het ministerie van vrom onderzoek gedaan naar de omvang van de problematiek. Via de gemeenten werd een inventarisatie uitgevoerd naar het voorkomen van de vloerdelen van beide fabrikanten. Daaruit bleek dat de vloerdelen in ruim 100.000 woningen en gebouwen zijn toegepast. Tevens bleek dat de vloerdelen in vrijwel alle provincies voorkomen, met een accent op de westelijke en noordelijke provincies. Uit vervolgonderzoek is gebleken dat ruim 50% van de vloeren schade vertoond en dat de helft daarvan constructief dient te worden aangepakt.

Deze vloeren werden geproduceerd op basis van een modelblad, dat namens de stichting komo werd afgegeven door de "attestencommissie gewapend betonconstructies in woningen".

In dit modelblad werd ondermeer geregeld waar dit type vloer toegepast mocht worden, b.v.

"dit modelblad geldt voor vloeren in gebouwen, waarvan de bovenste verdiepingsvloer niet hoger ligt dan 12.50 m boven peil"

Dit verklaart ook waarom de meeste van deze vloeren te vinden zijn in begane grond vloeren van eengezinswoningen en utiliteitsgebouwen. In de dagelijkse praktijk komt ervas echter ook op andere etages dergelijke vloeren tegen. Daar waar de vloerdelen in hogere etages gelegd zijn is geen geval van schade bekend. Vermoedelijk is het ontbreken van vocht aldaar een mogelijke verklaring.

Wat kan er gedaan worden om de vloer veilig te maken?
Er zijn gelukkig methoden ontwikkeld om de vloeren te herstellen en veilig te maken. K.B.S. bv, ruim 30 jaar actief in betonrenovatie met de ontwikkelde methodes voor herstel.  

Zo herkent u zelf of de vloer verdacht is

U kunt zelf een kijkje in de kruipruimte onder de vloer nemen en met behulp van onderstaande kenmerken bepalen of het om een verdacht type Kwaaitaal of Manta vloer gaat. Als alternatief kan K.B.S. bv een dergelijke inpectie voor u uitvoeren.

Verdachte Kwaaitaal vloeren herkennen
- Er is een kruipruimte onder de vloer aanwezig.
- Dit type vloer is geproduceerd in de periode 1965 tot 1984.
- Prefab beton systeemvloer, meestal toegepast als begane grond vloer.
- Bij de opkanten zijn de elementen veelal dichtgezet met een PS-kopschot, met de naam van de fabrikant Kwaaitaal Vormbeton B.V. in reliëf zichtbaar.
- De betonelementen zijn in de prefab betonvorm te herkennen aan hun gewelfde onderkant. Het zijn schaalelementen. Deze kenmerkende vorm is vaak in het kruipluik al te zien.
- De elementen zijn 500 mm breed en 180 mm hoog.
- De vloeren zijn gewapend met niet voorgespannen wapening en vervaardigd in lichtbeton of in grindbeton.
- De hoofdwapening is aanwezig in de onderzijde van de ribben.

Verdachte Manta vloeren herkennen
- Er is een kruipruimte onder de vloer aanwezig.
- Dit type vloer is geproduceerd in de periode 1965 tot 1984.
- De prefab beton systeemvloer is meestal toegepast als begane grond vloer.
- De Mantavloer is een zogenaamde ribcasettevloer en bestaat per element uit 2 betonbalken (ribben) met een dunne vloerplaat ertussen aan de bovenzijde.
- De ribben zitten aan de onderzijde. De elementbreedte is 1200 mm.
- De plaat is 55 mm dik en gespannen tussen de ribben.
- Het kruipluik zit in de plaat.
- Er zijn ook Mantavloeren van na die tijd, zonder chloride-probleem.

Meer informatie
Neem voor verdere informatie contact met ons op.

Welke oplossingen zijn er?

Alvorens in oplossingen te denken, is het aan te bevelen om een grondige inspectie uit te voeren op de betreffende elementen. Een goede leidraad voor een dergelijke inspectie zijn de aanbevelingen zoals omschreven in het cur rapport 79 (2001). K.B.S. bv kan deze voor u uitvoeren.

Indien uit de inspectie blijkt dat maatregelen nodig zijn kan onderscheid gemaakt worden in preventieve methoden en herstelmethoden.

Sinds de ontdekking van het probleem zijn meerdere methoden ontwikkeld voor herstel en reparatie:

Preventieve methoden
Preventieve maatregelen hebben alleen zin indien er werkelijk sprake is van chloride en de passiveringslaag op de wapening nog niet is aangetast. De chloride in het beton doet de wapening echter vaak plaatselijk, op een klein staal oppervlak, zeer sterk corroderen, de zogenaamde put corrosie. Met als gevolg dat de wapeningstaaf op die plek, “de put�, geheel is doorgeroest. Het effect is als van een ketting waarvan een schakel is doorgeknipt. Aan de buitenzijde zijn deze “putten� helaas vaak niet zichtbaar.

Een ander nadeel van chloride in beton is dat de chloride ionen zich in het beton blijven verplaatsen, ook na lange tijd. Preventie dient ervoor te zorgen dat deze ionen het wapeningsstaal niet bereiken.

Kathodische bescherming
Kathodische bescherming kan in principe het proces van aantasting stoppen. Reeds aangetaste wapening en putcorrosie worden niet hersteld door dit procédé. Als preventieve maatregel bij een geconstateerd hoog chloride-gehalte en nog geen schade kan het van pas komen. Regelmatige controle is noodzakelijk.

Vervangen van de gehele vloer
Het vervangen van de bestaande vloer is mogelijk maar stuit op een aantal praktische bezwaren, zoals het ontruimen van de woning, op de vloer aanwezige bouwdelen, wanden, keukens, parketvloeren, kortom hoge bijkomende kosten.

Toepassen van schuimbeton
Bij toepassing van schuimbeton wordt de gehele kruipruimte volgespoten met speciaal beton. Bij slappe grond kan deze methode vaak niet toegepast worden. De schuimbeton maakt de toegang tot leidingen onder de vloer onmogelijk. Gasleidingen moeten tevoren omgelegd worden. Het is niet goed mogelijk om te controleren of zich voldoende schuimbeton in de bogen van de elementen bevindt, zodat onduidelijk blijft of voldoende ondersteuning tegen doorbuiging zal worden bereikt. In sommige gevallen wordt voorspanning met extra wapening. Aanbevolen. Schuimbeton heeft bij juiste toepassing isolerende werking.

Passieve ondersteuning
Passieve ondersteuning treedt pas in werking als de vloer bezweken is en dient de gebruiker ervoor te behoeden om door de vloer te zakken zodra het zover is. Doorbuiging en scheurvorming wordt meestal niet voorkomen. De meeste methoden zijn gebaseerd op het toepassen van houten of stalen balken, stempels, onder de ribben. Bij het afbrokkelen van de ribben kunnen deze ondersteuningen hun functie verliezen.

Actieve ondersteuning
Actief ondersteunen is een systeem dat middels voorspanning direct bij plaatsing de draagkrachten overneemt van het aangetaste vloerelement, waardoor de oude wapening overbodig is geworden en geen ontoelaatbare doorbuiging plaatsvindt.

K.B.S. bv is reeds ruim 30 jaar actief in onder meer betonrenovatie en repareert al vele jaren door chloride aangetaste vloerliggers. De laatste 15 jaar ging het probleem een steeds grotere rol spelen en nam de vraag naar herstel steeds meer toe. Uit deze in de praktijk voortkomende problematiek is er in de loop van de jaren een actief ondersteuningssysteem ontwikkeld dat aan de navolgende kwalificaties moest voldoen:

- Concurrerend in de markt
- Gegarandeerd systeem met constante kwaliteit in productie.
- Snelle montage op de bouwplaats.
- Een definitieve eenmalige oplossing
- Onderhoudsvrij
- Conform cur aanbeveling 79 (2001)

K.B.S. bv werkt bij deze methode met een geprefabriceerde ligger die per element wordt aangebracht in de boog. Verdere aantasting van de ribben heeft geen invloed op de werking. 

Inspectie van kwaaitaal- en mantavloeren

Indien, bijvoorbeeld uit de inpectie, blijkt dat er sprake is van een betonvloer van het type kwaaitaal of manta, adviseren wij om met K.B.S. bv een afspraak te maken voor een uitgebreide vloer inspectie. Het civieltechnisch centrum uitvoering research en regelgeving (cur) heeft in 2001 met betrekking tot de inspectie van kwaaitaal en manta vloeren aanbevelingen gedaan (cur aanbeveling 79). K.B.S. bv inspecteert de veiligheidsrisico’s en brengt de schadekosten voor u in kaart aan de hand van de eisen die de cur aanbeveelt.

Stap 1: de onderzijde van de begane grondvloer onderzoeken op schade
De inspecteur bekijkt vanuit de kruipruimte nauwkeurig de volledige onderkant van de vloer. Hij let daarbij op scheuren, afgebrokkeld beton, roestplekken en andere zichtbare tekenen die wijzen op chloride-geïnitieerde roest van de betonwapening. Daarnaast worden gegevens opgenomen welke van invloed zijn op eventuele uitvoering van werkzaamheden.

Stap 2: analyseren van het risico
De inspecteur beoordeelt de conditie van de vloerdelen. Afhankelijk van de geconstateerde schade adviseert hij over de te nemen actie. De invloed van de temperatuur en vochtigheidsgraad in de kruipruimte op de conditie van de vloer neemt de inspecteur in zijn advies mee. In sommige gevallen wordt een boormonster genomen om het chloride-gehalte in het laboratorium te bepalen.

Stap 3: binnen enkele werkdagen ontvangt u een schriftelijk verslag
U ontvangt binnen enkele werkdagen een schriftelijk verslag waarin de volgende punten aan de orde komen: omschrijving van de zichtbare schade, risico analyse, hersteladvies en een kostenopgave.