Zwembadwater van goede kwaliteit kan cement en beton aantasten

Geplaatst op 14 oktober 2021

Gedeeltelijk ‘opgeloste’ cementvoegen, tegels die loslaten en beschadigd beton: vaak wordt de oorzaak gezocht in slechte materiaalkwaliteit, in de constructie óf in een defecte of onjuiste waterbehandeling. Maar ook zwembadwater van goede kwaliteit kan cement aantasten, stelt Ger Hulshof, waterexpert bij C-mark. Zelfs als er niets is misgegaan met de waterbehandeling. “Zwembadwater dat voldoet aan de hygiënewetgeving is namelijk per definitie kalkagressief: dat is onvermijdelijk. En dat betekent dát zwembadwater cement kan aantasten. Toch wordt kwalitatief goed zwemwater meestal niet gezien als mogelijke oorzaak”, licht Hulshof toe. Hoe zit dat precies? Welke impact heeft zwembadwater op bouwmaterialen? Hulshof legt het uit en geeft advies om schade te voorkomen aan voegen, betonnen overloopgoten en wanden in bufferkelders.

Stel: het zwembad waar u werkt, is 5 jaar oud. De waterbehandeling is prima in orde. Toch zijn de cementvoegen tussen de tegels in het bassin zó ver aangetast, dat het problemen veroorzaakt. Normaal gesproken zouden de tegels en voegen pas 10 jaar later aan vervanging of onderhoud toe zijn. Hoe kan dat? Problemen met de voegen ziet Hulshof in veel zwembaden. “Dat heeft alles te maken met de aard van zwembadwater. Als zwembadwater aan alle eisen voldoet, wordt het kalkagressief. Dat zit zo. Volgens de huidige en ook toekomstige zwembadwetgeving mag het water in een zwembad niet schadelijk zijn voor de gezondheid van zwembadbezoekers. Daarom is permanente behandeling en ontsmetting van zwembadwater onmisbaar. Met het doseren van de benodigde chemicaliën veranderen de eigenschappen en de samenstelling van het zwemwater onvermijdelijk, als we het vergelijken met drinkwater dat als vul- en suppletiewater wordt gebruikt. Dat zwemwater enigszins kalkagressief is, is dus een consequentie van de hygiëne-eisen die aan zwemwater gesteld worden.”

Waar komt kalkagressiviteit vandaan?

Het drinkwater of vul- of suppletiewater bevindt zich nog in het ‘kalk-koolzuur-evenwicht’. Dat betekent dat het water niet kalkagressief of kalkafzettend is. Dat is noodzakelijk om aantasting van onderdelen die kalk bevatten te voorkomen én de vorming van kalkafzettingen te minimaliseren. Dat laatste zou anders leiden tot ‘afname’ van pijpleidingdoorsnedes en overmatige kalkafzetting in huishoudens, bij verwarming van het water. Deze eisen gelden niet voor zwembadwater. Hoe wordt het zwembadwater precies kalkagressief? Hulshof: “Aan zwembadwater worden onder andere chloor en zuur toegevoegd en de waterbehandelingscyclus van zwembadwater gaat continu door, in tegenstelling tot die van drinkwater. Om het water hygiënisch en veilig te houden, stelt het Besluit hygiëne en veiligheid badinrichtingen en zwemgelegenheden (Bhvbz) eisen aan het gehalte vrij chloor en de pH-waarde. De pH-waarde moet voor zwemwater in alle bassins tussen 6,8 en 7,8 liggen. Dat pH-gebied is namelijk optimaal voor het welzijn van de gebruiker én voor de effectiviteit van desinfectie. Het gaat dan om de optimale werking van chloor en de optimale ondersteuning van het vlokmiddel voor het filteren van deeltjes en gedeeltelijk opgeloste verontreinigingen.” En diezelfde pH-waarde heeft – in samenspel met koolzuur en waterstofcarbonaat - grote invloed op de kalkagressiviteit van het zwembadwater.

De gevolgen voor de buffercapaciteit 

De toevoeging van noodzakelijke chemicaliën voor waterbehandeling en de voortdurende correctie van de pH-waarde om binnen het juiste pH-gebied te blijven, leiden vaak tot een snelle afbraak van de buffercapaciteit (lees: afname van het gehalte waterstofcarbonaat). Hulshof: “Waterstofcarbonaat neutraliseert kleine hoeveelheden van zowel zuren als logen. Zolang er voldoende waterstofcarbonaat aanwezig is, blijft de pH redelijk constant. Waterstofcarbonaat heeft dus een bufferende werking. Maar telkens als de pH sterk afneemt, neemt het waterstofcarbonaat-gehalte eveneens af. En als het waterstofcarbonaat-gehalte te laag wordt, gaat de pH schommelen. Het zwembadwater bevindt zich dan niet langer in het ‘kalk-koolzuur-evenwicht, maar is over het algemeen kalkagressief. Het hoeft dus niet aan de waterbehandeling te liggen of aan de materialen, als beton of cement wordt aangetast.”

Welk effect heeft kalkagressiviteit zwemwater op beton en cement?

“Kalkagressief water bevat te weinig kalk”, vertelt Hulshof. “Daarom gaat kalkagressief zwembadwater als het ware op zoek naar kalk, om het zwembadwater weer terug naar het ‘kalk-koolzuur-evenwicht’ te krijgen. Dat is een chemische wet. Die kalk zit wel in cementvoegen tussen tegels, in onbehandelde overloopgoten van kaal beton of in de betonnen bufferkelder. Afhankelijk van de mengverhouding, bevat cement ongeveer 20% calciumhydroxide, oftewel gebluste kalk. Een kleine hoeveelheid kalk uit het cement of beton lost telkens op in het zwembadwater, als calciumcarbonaat. En dat kan leiden tot het oplossen van voegen, waardoor scherpe tegelranden ontstaan waaraan zwemmers zich kunnen bezeren, of spleten die niet goed te reinigen zijn, waarin bacteriën zich kunnen ophopen. Daarnaast is aangetast beton een goede hechtingsplaats voor biofilmen en micro-organismen. En uiteindelijk kan de bouwkundige situatie zó instabiel worden, dat de bewapening zichtbaar wordt en gaat roesten, met betonrot als gevolg. Of dat tegels uit het bassin losknappen van de wand of vloer, zoals ik recent heb gezien bij een aantal zwembaden. Tegels vervangen en/of opnieuw voegen is een dure aangelegenheid, omdat óf al het water eruit moet en het bassin dan niet bruikbaar is, óf dat de voegen gerepareerd moeten worden door een duiker.”

Foto: Oplossen van voegen

De rol van chloorbleekloog 

Nu Hulshof de basis heeft geschetst rond kalkagressief zwembadwater, neemt hij ons verder mee de diepte in: “Ook chloorbleekloog heeft invloed op de pH en daarmee op de buffercapaciteit en de kalkagressiviteit van water. Hulshof: “Op de plekken waar chloorbleekloog wordt gedoseerd, stijgt lokaal de pH van het zwemwater. Op die doseerpunten slaat een deel van de kalk, dat is opgelost in het zwembadwater, neer als calciumcarbonaat. Daarmee wordt het zwembadwater dus minder kalkhoudend. Na het doseren van chloorbleekloog is het nodig om de pH te corrigeren, waardoor het gehalte waterstofcarbonaat afneemt. Als de pH elders in het bassin weer lager is, neemt het water juist weer kalk op. Het kalkagressieve water gaat continu opnieuw op zoek naar kalk om het evenwicht te herstellen.”

Kalkagressief binnen de grens

Kortom: dat zwemwater enigszins kalkagressief is, is dus een consequentie van de hygiëne-eisen. Maar wel binnen een grens. “Zwemwater met een Langelier-Saturatie Index (LSI) tot -1 is normaal”, stelt Hulshof. “Kalkagressiever zwembadwater met een LSI van meer dan -1 moeten we vermijden”, vertelt Hulshof. Maar als kalkagressiviteit onvermijdelijk is voor zwembadwater, zijn de huidige materialen dan wel geschikt?

Voldoen de materialen in zwembaden dan wel aan de eisen?

Klanten vragen Hulshof ook wel ‘Moet ik geen andere materialen gebruiken, in plaats van cement of kaal beton?’. Wettelijk gezien, hoeft dat niet. Volgens artikel 18, lid 1 van het Bhvbz moeten de bodem en wanden van de bassins zijn vervaardigd van vlak afgewerkt, waterdicht materiaal. Hulshof: “Deze eis houdt verband met de verplichting de wanden en de bodem regelmatig te reinigen en te voorkomen dat zwemmers zich verwonden of door verwonding infecties oplopen. Impliciet betekent dit onder andere dat de voegen in wanden van de bassins in goede staat moeten zijn.”

Ook de nieuwe Omgevingswet stelt in hoofdstuk 15 van het Besluit activiteiten leefomgeving (Bal) geen expliciete eisen aan de zwemwaterkwaliteit, ter voorkoming van aantasting van bouwmaterialen. Hulshof: “In de nota van toelichting van artikel 15.2 staat dat andere dan in dit artikel genoemde belangen in andere regelgevingen kunnen zijn geregeld, zoals bijvoorbeeld in het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl). Verder geldt de wettelijke zorgplicht. De Nederlandse zwemwaterwetgeving meldt – anders dan in Duitsland – niet dat materialen die in contact komen met water - zoals bassinbekleding en voegenmortel - de waterkwaliteit niet nadelig mogen beïnvloeden en bestand moeten zijn tegen de chemisch-fysische watersamenstelling en de groei van micro-organismen. Ondanks dat er in Duitsland ondubbelzinnige eisen gelden op dit vlak, wordt ook daar steeds opnieuw schade aan cementgebonden materialen en voegen vastgesteld.”

Beschermende maatregelen

Het is wel zaak om maatregelen te nemen dus. Maar kunnen we kalkagressiviteit verminderen en de voegen en het beton beschermen? “Jazeker”, stelt Hulshof. Hij geeft 7 tips.

1. Optimaliseer de pH. “Hoe hoger de pH, hoe hoger het gehalte aan waterstofcarbonaat. Streef naar een zuurgraad (pH) van het zwemwater van 7,4 – 7,5. Hieraan is wel de voorwaarde verbonden dat de bacteriologische kwaliteit goed moet zijn. Als dat niet het geval is, dan kunt u de zuurgraad het beste instellen op een pH van maximaal 7,3.”
2. Beperk het gebruik van de aërosolvormende speelelementen. “Vermijd het uitgassen van koolzuur, dat van invloed is op het kalk-koolzuur-evenwicht. Dat betekent niet dat alle aërosolvormende speelelementen uitgeschakeld moeten zijn, maar dat het gebruik daarvan moet worden beperkt.”
3. Voorkom een vrije val van water. “Ook dit heeft te maken met het voorkomen van het uitgassen van koolzuur. Daar waar de vrije val van water niet nodig is, zoals in een val van het retourwater in de bufferkelder, kunt u dat beter vermijden.”
4. Doseer continu waterstofcarbonaat. “Continue toevoeging van natriumwaterstofcarbonaat of natriumcarbonaat (soda) voorkomt een snelle en volledige afbraak van de buffercapaciteit en zorgt idealiter voor een verbetering van de buffercapaciteit. Het is helaas niet mogelijk om op deze manier een volledige aanpassing van het kalk-koolzuur-evenwicht te bereiken, omdat de buffercapaciteit slechts een licht corrigerende werking heeft.”
5. Overweeg epoxy-hars zorgvuldig. “Afzien van het toepassen van kalkhoudende materialen in zwemwater en in plaats daarvan andere bouwmaterialen gebruiken, is niet eenvoudig. Het vraagt een zorgvuldige afweging van de voor- en nadelen, naast een hogere prijs. Epoxy-hars is in zwembaden een alternatief. Houd bij gebruik van epoxy-hars als bindmiddel rekening met het feit dat het aanbrengen van epoxy-hars complex is. Het is bijvoorbeeld lastiger te mengen en het zal snel uitharden. Als er tijdens dit proces iets niet goed gaat, kan de vorming van polymeren verstoord worden. Het resultaat: korte-keten-verbindingen die onder andere voedingsstoffen kunnen zijn voor micro-organismen. In zwembaden wordt ook wel gebruik gemaakt van epoxy-hars op het punt waar de tegels en voegen aan lucht én water worden blootgesteld. Als de epoxy-hars goed wordt verwerkt, is het materiaal bestand tegen kalkagressief zwemwater.”
6. Check voor welke pH of Langelier Saturatie Index het materiaal geschikt is. “Geschikte voegmortels op cementbasis ontwikkelen zich steeds verder. Aan sommige voegmortels speciaal voor zwembaden zijn stoffen toegevoegd die de poriën in het cement verkleinen en die een lager kalkgehalte bevatten. Het aantasten of oplossen van de voegen zal dan minder snel plaatsvinden. Advies is wel goed te checken voor welke pH of LSI deze voegmortels bestand zijn. Alleen de claim ‘geschikt voor zwembaden’ geeft te weinig informatie.”
7. Gebruik zoutelektrolyse met geïntegreerde pH-correctie. “Bij een zoutelektrolyse-installatie die gebruikmaakt van een membraan ontstaat chloorgas. Bij het oplossen van dit chloorgas ontstaat zoutzuur. Zoutzuur verlaagt het gehalte aan waterstofcarbonaat. Kies daarom bij voorkeur voor een zoutelektrolyse-installatie die dit zoutzuur neutraliseert met natronloog, dat als bijproduct ontstaat in deze installatie.”

Kortom: zwembadwater is als gevolg van de noodzakelijke hygiënische waterbehandeling meestal kalkagressief. Daardoor worden beton en voegmortel op basis van cement voortdurend aangetast door het zwembadwater. Hulshof: “De eis van leveranciers dat zwembadwater in kalk-koolzuur-evenwicht moet zijn, zoals staat omschreven in sommige productinformatiebladen van cementbevattende werkstoffen, is niet verenigbaar met de eis van hygiënisch gezond water volgens het Bhvbz. Het is niet verstandig om daarom volledig af te zien van het gebruik van beton en voegmortel op basis van cement. Dat is ook nauwelijks haalbaar. Het is belangrijk om de kalkagressiviteit van het zwemwater te verminderen met passende maatregelen. Bovendien moeten we aanvaarden dat we voegen in de loop van de tijd moeten vernieuwen en dat dat niet persé een plannings- of uitvoeringsfout is.”

Meer weten?

Wilt u meer weten over de Langelier-index, het doseren van natriumwaterstofcarbonaat of de situatie in uw zwembad? Neem contact met ons op via c-mark@ftbnl.eurofins.com of 088-831 05 00. Wij bieden ook een Cursus Zwemwaterchemie aan. Iets voor u? Klik hieronder voor meer informatie: