Alkali-silicareactie
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Een chemische reactie in beton tussen alkaliën uit het cement en reactief silica uit toeslagmaterialen, die onder invloed van vocht leidt tot de vorming van een zwellende gel en zo schade aan de betonconstructie kan veroorzaken.
Omschrijving
Alkali-silicareactie (ASR) is een proces waarbij alkalische stoffen (voornamelijk natrium en kalium) in het poriewater van beton reageren met bepaalde, reactieve silicaten in het toeslagmateriaal (zoals zand en grind). Deze reactie produceert een alkali-silicagel. Wanneer deze gel water absorbeert, zwelt het in volume, wat interne spanningen in het beton opbouwt. Bij te hoge spanningen kan dit leiden tot scheurvorming en verlies van samenhang in het beton. Schadelijke ASR treedt alleen op als er voldoende reactieve silica, voldoende alkaliën en voldoende vocht aanwezig zijn. De schade manifesteert zich vaak pas na jaren. Kenmerkende uiterlijke schade omvat een scheurpatroon dat lijkt op craquelé en soms uitscheiding van witachtige gel uit de scheuren.
Oorzaken en bevordering
De aanwezigheid van voldoende reactieve silica in het toeslagmateriaal is een vereiste voor ASR. Reactieve vormen van silica zijn onder meer chalcedoon, opaal, poreuze vuursteen en sommige soorten zandsteen. De mate van reactiviteit hangt af van de kristalstructuur van de silica; materialen met een glasachtige of amorfe structuur zijn reactiever. Cement is de voornaamste bron van alkaliën, maar ze kunnen ook afkomstig zijn uit vulstoffen, hulpstoffen, dooizouten, zeewater of van nature aanwezig zijn in het toeslagmateriaal. Vocht is essentieel voor het zwellen van de silicagel en daarmee voor het optreden van schadelijke ASR. Vochtige omstandigheden bevorderen de reactie.
Preventie
Om schadelijke ASR te voorkomen, kunnen verschillende maatregelen worden genomen. Het gebruik van laag-alkalisch cement wordt geadviseerd. Ook het toevoegen van poederkoolvliegas of silica-fume kan helpen. Hoogovencement, met een lager Na₂O-equivalent en vaak een dichtere poriestructuur, is geschikt ter voorkoming van ASR. Het selecteren van toeslagmaterialen met weinig reactieve silica is eveneens een belangrijke preventieve maatregel. CUR-Aanbeveling 89 bevat richtlijnen voor het voorkomen van schadelijke ASR.
Gebruikte bronnen: