UITLOGING IN ASBEST-CEMENT LEIDINGEN 

AC-leidingen: samenstelling, eigenschappen en gebruik  

In Nederland zijn, van de jaren ’50 tot in de jaren ’90, veel asbest-cement leidingen (ook wel AC-leidingen) aangelegd door de drinkwatersector en vanaf de jaren ’70 ook door de afvalwatersector. Zoals de naam al suggereert, bestaan deze leidingen voor zo’n 80 procent uit cement en voor 20 procent uit asbest (Stowa, 2023). Geschat is dat zo’n 25 procent van de waterleidingen in Nederland asbest-cement leidingen zijn (van Laarhoven, 2021), ook wereldwijd bestaat een groot deel van de waterleidingen uit dit materiaal. Asbest-cement leidingen werden zo frequent aangelegd vanwege de kwaliteit, sterkte en de lange levensduur van het materiaal. Bij de juiste omstandigheden vormt in asbest-cement leidingen een beschermlaag doordat calciumcarbonaat (kalk) neerslaat in de leiding en er hierdoor een beschermende laag ontstaat aan de binnenkant van de leiding (Zavašnik, 2021). Deze beschermende laag is overigens niet permanent. In omstandigheden waarin de waterkwaliteit verandert of de pH-waarde daalt, kan deze beschermende laag en die daaronder worden aangetast. De AC leidingen, die in Nederland tussen de jaren ’50 en ’90 zijn aangelegd, zijn nu dus tussen de 70 en 30 jaar oud. Ondanks de sterke kwaliteit en lange levensduur van de leidingen, kunnen deze na verloop van tijd aangetast worden door uitloging. Uitloging is het proces waarin calcium oplost uit het cement van de buizen. Door het oplossen van calcium gaat de constructieve sterkte van de buis achteruit en ligt falen op de loer.  

Uitloging in een asbest-cementleiding: Wat is het en hoe ontstaat het?   

Eén van de belangrijkste bestandsdelen van cement is calcium. Bij uitloging in asbest-cement leidingen lost het calcium uit het cement op in het water. Dit resulteert in een degradatie van het materiaal, waardoor de integriteit van de leiding achteruitgaat. Het materiaal van de leiding blijft wel aanwezig, maar de samenstelling ervan verandert, waardoor de dichtheid verminderd en de sterkte van het materiaal achteruitgaat. Deze uitloging komt veelal lokaal voor, en dus niet noodzakelijkerwijs homogeen over de volledige leiding. De aantasting manifesteert zich als een soort van gatenkaas over de leiding (Stowa, 2023). Uitloging kan zowel aan de buitenkant van de leiding als aan de binnenkant van de leiding voorkomen. Er zijn een aantal factoren die een rol spelen bij uitloging namelijk, 

• De leeftijd van een leiding is een belangrijke factor voor de mate van uitloging. In de beginperiode na aanleg van de leidingen ligt de mate van uitloging dicht bij elkaar, pas na verloop van tijd wordt duidelijker welke buizen gevoelig zijn voor uitloging.  

• Bij leidingen die in agressieve bodems liggen, bodems met een lage PH-waarde en/of kalkgehalte, is uitloging aan de buitenkant te verwachten. Dit komt omdat calcium oplost in zuur. Doordat kalk zuur neutraliseert gaat een kalkarme bodem vaak hand in hand met een zure bodem. In de praktijk gaat dit om veenbodems en kalkarme zand- en kleigronden, specifiek katteklei, dat zeer kalkarm is en een lage pH heeft.  

• Bij leidingen die in een kalkrijke grond liggen is uitloging aan de buitenkant niet te verwachten.   

• Bij drinkwaterleidingen speelt de verzadigingsindex (SI) van het drinkwater een belangrijke rol. De SI is een maat voor het oplossen en neerslaan van calciumcarbonaat. De SI-waarde in drinkwater moet hoger zijn dan 0,2 om uitloging te voorkomen.  

• Ook de binnendiameter van een leiding speelt een rol. Volgens onderzoek is er een duidelijke stijgende trend zichtbaar waarbij een toename van de mate van uitloging gepaard met een toename in de buisdiameter.  

Volgens BTO-onderzoek (2019) is de mate van interne uitloging bij drinkwaterleidingen groter dan de externe uitloging. Dit is een indicatie dat voor dergelijke leidingen het effect van de   waterkwaliteit groter is dan het effect van de bodem waar de leidingen in liggen. Volgens Stowa (2023) lijkt dit bij afvalwaterleidingen vaak anders om te zijn, met uitzondering van de lokale H2S-aantastingen.  

Gevaren: Wat doet uitloging met een waterleiding?  

Bij uitloging neemt de gezonde wanddikte van de leiding af of de samenstelling van het materiaal kan veranderen, waardoor de dichtheid van de leiding verminderd. Dit brengt natuurlijk de nodige risico’s met zich mee. Doordat de leidingwand minder sterk wordt, is er een grotere kans op lekkages en leidingbreuken. Met als gevolg onder andere een onderbreking in de watertoevoer of afvoer, maar hier komen ook de nodige veiligheidsrisico’s bij kijken. Zo kan het vrijkomen van water op ongewenste locaties zorgen voor erosie wat weer risico’s met zich meebrengt. Ook kan het weglekken van rioolwater tot ongecontroleerde milieuschade leiden. Daarnaast kunnen ongeplande onderbrekingen van de watervoorziening of rioolwaterafvoer leiden tot bijkomende kosten voor reparaties en mogelijke schadeclaims.  

Hoe meet Acquaint uitloging in AC leidingen? 

Om bovenstaande risico’s te voorkomen is het belangrijk om goed inzicht te hebben in de actuele conditie van waterleidingen. De in-line inspectie tools van Acquaint maken dit op een non-destructieve manier mogelijk. De tools van Acquaint zijn uitgerust met ultrasone sensoren. Deze sensoren zenden pulsen van geluidsgolven uit van een hoge frequentie. Deze frequentie is zo hoog dat het niet waarneembaar is voor het menselijk gehoor. De geluidsgolven reizen vanaf de tool eerst naar de binnenwand van de leiding. Een deel van de golven weerkaatsen vanaf de wand weer terug naar de sensoren, en een deel van de golven reizen verder door de leidingwand richting de buitenwand van de leiding. Als de geluidsgolven aan zijn gekomen bij de buitenwand van de leiding wordt er weer een echo gecreëerd. Een deel van de golven weerkaatst weer terug naar de sensor, en een deel reist verder dan de leidingwand. Een dergelijke ultrasone meting kan vervolgens worden weergegeven in een zogenaamde A-scan (Amplitude scan). Deze scan toont de amplitude, wat aangeeft hoeveel energie van het ultrasone signaal is teruggekeerd naar de sensor. Daarnaast laat het zien hoeveel tijd het kostte om door het begin en einde van de leidingwand te reizen en terug te keren naar de sensor. Aan de hand van deze data kan er gemeten worden of en waar er uitloging plaats vindt in een leiding en hoeveel gezonde wanddikte er resteert.  Een voorbeeld van een tool van Acquaint die zeer geschikt is om uitlogin bij waterleidingen te meten is de Acquarius. De Acquarius is een PIG (Pipeline Inspection Gauge) die onder andere dankzij zijn ultrasone sensoren in één run een complete conditiemeting van een leiding kan doen.  Behalve uitloging meet de Acquarius nog meer faalmechanismes namelijk: corrosie van metalen leidingen, H2S aantasting in cementgebonden rioolwater leidingen, hoekverdraaiing en voegwijdte van koppelingen, ovalitieit, axiale deformatie, lekkages en ligging van de leiding (XYZ mapping). Deze intelligente tool is toepasbaar in elke drink- of afvalwaterleiding die onder druk staat met een diameter vanaf DN200 van elk materiaal. De Acquarius kan diameterreducties tot wel 30% aan en hij kan bochten tot wel 90° passeren. De leiding moet wel vrij toegankelijk zijn, vlinderkleppen kunnen dus niet worden gepasseerd.  

Uitloging: Wat is het? Wat zijn de gevaren? Hoe kan het gedetecteerd worden?   

Zo’n 25% van de waterleidingen in Nederland zijn asbest-cement leidingen en een groot aantal van deze leidingen heeft de theoretische einde levensduur bereikt. Een eigenschap van asbest-cement is dat er door de jaren heen uitloging kan ontstaan in de leidingen. Uitloging is een proces waarbij calcium uit het materiaal van de leiding oplost waar de structurele integriteit van de leiding achteruitgaat. Het zwakker worden van de leiding brengt verschillende risico’s met zich mee zoals lekkages of zelfs het barsten van de waterleiding. Om deze risico’s te verminderen is het belangrijk een goed inzicht te hebben in de conditie van de waterleidingen. Een zeer geschikte manier om hier goed grip op te houden is met de non-destructieve in-line inspectie tools van Acquaint. Deze tools zijn uitgerust met ultrasone sensoren welke zeer geschikt zijn voor het detecteren van uitloging. Een voorbeeld van zo’n tool is de Acquarius, deze kan in één run al een complete conditiemeting van een leiding geven.

​​Bibliografie 

​​J. Zavašnik, A. Š. (2022, Augustus 24). Degradation of asbestos – Reinforced water supply cement pipes after a long-term operation. Opgehaald van ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653521024498 

​K. van Laarhoven, J. v. (2021, april 2021). CT Scans of Asbestos Cement Pipes as a Reference for. Opgehaald van Acquaint.eu: https://www.acquaint.eu/nl/wp-content/uploads/2023/12/CT_Scans_of_Asbestos_Cement_Pipes_as_a_Reference_f.pdf 

​KWR. (2020, mei 10). De invloed van waterkwaliteit op uitloging van cementhoudende leidingen. Opgehaald van KWR water: https://www.kwrwater.nl/projecten/de-invloed-van-waterkwaliteit-op-uitloging-van-cementhoudende-leidingen/ 

​N. Slaats, G. M. (sd). Leidingnetbeheer verbindt drink- en afvalwatersector. Opgehaald van Wageningen University & Research: https://edepot.wur.nl/339616 

​N. Slaats, M. M. (2015 , januari 9). Conditionering van drinkwater: de aanbevelingen voor optimale samenstelling in 2014. Opgehaald van h2o Waternetwerk: https://www.h2owaternetwerk.nl/vakartikelen/conditionering-van-drinkwater-de-aanbevelingen-voor-optimale-samenstelling-in-2014 

​Stowa. (2023). Degradatie van asbestcementen afvalwaterpersleidingen. Bennekom: Drukkerij Modern.​​