Patch repair op betonconstructies: verbazend eenvoudig

Als architect kom je in je carrière steeds frequenter in aanraking met ons architecturaal erfgoed. Op dit moment zijn heel wat parels van het begin van de vorige eeuw aan restauratie of op zijn minst een goede onderhoudsbeurt toe. Een groot deel ervan bevat elementen in zichtbeton of gewapende cementrustiek. Sinds een tiental jaar staat dat exposed concrete trouwens hoog op de prioriteitenlijst bij modernistisch erfgoed. Dus hoe ga je hier best mee om? Expert-architect Guido Stegen is een enorme voorstander van herstel door patch repair, of klein herstel. Het is een stuk eenvoudiger, robuuster en goedkoper dan de alternatieven. Het behoudt de intrinsieke erfgoedwaarde maximaal. En last but not least: het is veel beter voor het klimaat.

Wat is patch repair?

Patch repair is een restauratietechniek die geschikt is voor herstel van expansieve corrosieschade in beton gerelateerd aan carbonatatie. Dit presenteert zich in een heel vroeg stadium, op een moment dat er nog geen sprake is van stabiliteitsproblemen. Het is dus een noodzaak dit probleem tijdig aan te pakken.

Hierbij is het van belang te benadrukken dat er geen rechtstreekse correlatie is tussen carbonatatie en schade. Er zijn andere factoren nodig om schade te veroorzaken, zelfs al is het beton gecarbonateerd tot aan de wapening. Stegen stelt dan ook met overtuiging: carbonatatie is geen ziekte, slechts een toestand.

Hoe patch repair toepassen?

Bij patch repair wordt geen extra beton weggekapt. Na het verwijderen van de bestaande losse delen worden barsten en holten geïnjecteerd en roestinhibitoren aangebracht in de schadewondes. Op die manier vermijden we ringanodecorrosie, ofwel de corrosie van het wapeningsstaal naast de plaats van de herstelling, waar eerst de kathode was.

Die producten mengen we ook in de injectiemelk en eventueel ook in de herstelmortel. De herstelmortels worden op de werf zelf samengesteld. Dat kan, en moet zelfs, vanwege de kleine hoeveelheden, die dagelijks worden verwerkt.

Wanneer toe te passen?



Patch repair is bijna altijd de geschikte aanpak voor gebouwen van vóór de jaren ’60. Dat heeft vooral te maken met de bouwwijze van toen, de constructieberekeningen en de gebruikte materialen. De betonkwaliteit (carbonatatie- en chlorideindringingsweerstand en water/cement-factor zonder toeslagstoffen) was beter dan die van vandaag. De huidige carbonatatiesnelheid is dan ook vele malen hoger. Die veralgemening geldt minstens voor Europa, en heeft te maken met het gebruik van droger beton en grotere kalibers van de granulaten.

Vroeger was gewapend beton maken veel arbeidsintensiever dan vandaag. Dat vertaalde zich weliswaar in een groter risico op lokale onvolkomenheden, maar die imperfecties vormen een klein probleem vergeleken met de algemene kwaliteitsdaling sinds de jaren '60, benadrukt Stegen.

Patch repair versus vervanging

Een alternatieve herstelmaatregel is het weghalen en vervangen van een deel of van de volledige betonhuid. Het spreekt voor zich dat het verbruik van grondstoffen bij weghalen en vervangen veel groter is dan bij patch repair. Het weghalen van de volledige betonhuid vereist een nieuwe laag. De techniek daarvoor staat vandaag nog steeds niet op punt, met problemen van holtes, lekken en naverdichting van de nieuwe betonlaag tot gevolg.

Zelfs bij de meest toegepaste lokale herstelwijze, waarbij je slechts een deel van het beton uitkapt, verbruik je vier à tien keer meer grondstof. Bovendien laat de uitvoering bijna altijd te wensen over, onder andere vanwege het onzorgvuldig vullen achter de wapeningen.

Patch repair versus elektrochemische conserveringstechnieken

Verder zijn er de elektrochemische conserveringstechnieken: elektrochemisch realcaliseren en de verschillende vormen van kathodische bescherming. Deze hebben voorafgaand sowieso een zorgvuldig klein herstel nodig dat heel vergelijkbaar is met patch repair. Als dat klein herstel goed wordt uitgevoerd, inclusief de kleine aanpassingen om de ringanodecorrosie te counteren, blijkt elektrochemische conservering meestal niet meer nodig.

Als het voorafgaandelijke klein herstel niet zorgvuldig gebeurt, dan kunnen deze technieken zelfs nieuwe schade versnellen. Helaas gebeurt dit vaak omdat elektrochemisch herstellen als een wondermiddel gezien wordt. De theorie klopt wel, maar ze blijkt te veeleisend in de uitvoering.

Maatschappelijk belang

Vanuit een duurzame gedachte is het al snel duidelijk: patch repair valt te verkiezen boven vervanging. De afbraak en vervanging van gebouwen vraagt al snel twee à vier ton koolstofuitstoot per ton gebouw. Dat veroorzaakt een koolstofschuld van een honderdtal jaar. Gezien de klimaaturgentie is dat te lang.

Daarnaast mogen we ook de maatschappelijke relevantie van erfgoed en monumenten niet vergeten. Patch repair maakt dat het authentieke karakter het best bewaard blijft. Bijkomend gaat patch repair uit van lokale arbeid en verbreding van de kenniseconomie. Ook op sociaal vlak is het een veel duurzamere optie.

Levensduur

Stegen kwam zelf voor de eerste keer in aanraking met deze problematiek in 1995 toen hij de opdracht kreeg voor de restauratie van de betonnen claustra met glas in lood van de St.-Jan de Doperkerk in Molenbeek. Demontage ervan was onmogelijk zonder veel verlies, en dus was herstelling in situ van de claustra-modules de enige optie. Na 25 jaar vervullen de claustra-elementen nog perfect hun functie voor het glas in lood.

Voor de verzekering volstaat een levensduur van minstens tien jaar. Maar bij behoud van erfgoed slaat levensduur niet enkel op de letterlijke instandhouding van het gebouw. Het gaat hem ook en vooral over het behoud van de authenticiteit en de materie voor verder historisch onderzoek. Bij andere herstelwijzen gaat dat onmiddellijk verloren. Hun 'troef' is preventie in de zin van problemen vermijden in de komende tien jaar. Dat is een commercieel en geen technisch argument. Dit is voor monumenten minder van belang. Je mag ervan uitgaan dat er monitoring is en er een onderhoud of kleine herstelling gebeurt indien nodig.

Tegenstand

Stegen betreurt het dat creatief omgaan met producten en herstelwijzen wordt afgeraden door verzekeraars. Dat helpt de zaak niet.

Verder stelt hij vast dat patch repair geen geld in het laatje brengt van de grote spelers die eigenaar zijn van producten en patenten. De volledige investering aan tools om patch repair in de praktijk te brengen, bedraagt amper 1.000 euro. De kwaliteit van het werk ligt bij de studiebureaus en de uitvoerders. Wie goed is, heeft een lage bonus/malus, wie altijd blundert een hoge. Het is een kwestie van kwaliteit boven kwantiteit.

Noodzaak van een goede opleiding

Om deze werkwijze te ondersteunen en te stimuleren gaf Stegen in 2023 vormingssessies voor patch repair op cementrustiek, de voorloper van gewapend beton. Het lijdt sinds enkele decennia aan een zeer snelle teloorgang. Deze vormingen waren in de eerste plaats bestemd voor gespecialiseerde restaurateurs, maar ze zijn evengoed toepasselijk op elke kunst- en architectuurvorm in gewapend beton en cement.

De praktijklessen vonden plaats in de zoo van Antwerpen. Daar adviseerde Stegen over het herstel van de balustrades in cementrustiek. De complexe oppervlakken imiteren valse boomschors van verschillende soorten (eik, beuk, …) met polychromie. Dit is veel moeilijker dan brutalistisch beton herstellen. Dus als je daarin slaagt, kun je elk soort ‘klein herstel’ aan. Ondertussen zijn er een tiental aannemers op de markt die het onder de knie hebben.

Dominantie van de fabrikanten

Het is niet eenvoudig uitvoerders naar dergelijke werkwijze over te laten schakelen. Aannemers zitten gekneld tussen de fabrikant en het concept. Er moet een cultuurverschuiving plaatsvinden waarbij het evident is om uitvoerders gespecialiseerd in klein herstel op de stelling te hebben. Uitvoerders die kwalitatief werk leveren en zich niet verschuilen achter producten, werkwijzen en garanties, geformuleerd door fabrikanten.

Wat met de voorschrijvers?

Die cultuurverschuiving is al merkbaar bij de nieuwe generatie van stabiliteitsingenieurs. Er is een nieuwsgierigheid. Bovendien hebben ze, naast de klassieke elastische berekeningsmethode, nu ook de enorme rekenkracht van computers. Ze geven aan het gebouw het voordeel van de twijfel in plaats van het nadeel. Dat is de manier voor de toekomst.

Ook architecten moeten creativiteit terug claimen. Het is nu, meer dan ooit, belangrijk om inventief om te gaan met ons erfgoed, zowel technisch als programmatorisch. Het is essentieel voor het klimaat om altijd initieel uit te gaan van herstel in plaats van vervanging of afbraak. Daarom pleit Stegen om voor architecten een opleiding aan te bieden.

Case: La Nouvelle Maison

La Nouvelle Maison van Henry Van de Velde werd eerder weggezet als ongeneeslijk erfgoed vanwege het exposed concrete. Het is waar dat het een bijzonder project is met heel wat verschillende soorten beton en sierbeton. Maar Stegen slaagde erin een oplossing te formuleren met maximaal behoud.

Het onderzoek wees uit dat het architectonisch krabbeton was gebruikt op een kern van hoogkwalitatief beton. De wapening bleek echter, zoals vaak, tot in dat similibeton te liggen. Hier adviseerde Stegen een combinatie van lokaal herstel en de spitstechnologie van kathodisch beschermen. Dit enkel waar strikt nodig. De andere schadegevallen kregen alleen een patch repair-behandeling.

Vaak krijgt Stegen de opmerking dat patch repair zichtbaar blijft. Dat is inderdaad het geval van heel dichtbij, maar de herstellingen kunnen heel klein gebeuren. Het valt te vergelijken met de straten van een oud Italiaans stadje: het creëert een gelaagdheid die het totaalbeeld niet verstoort en de authenticiteit blijft bewaard.