Alkalische reactie
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Een alkalische reactie in beton, ook bekend als alkali-silica-reactie (ASR), is een chemische reactie tussen alkaliën in het cement en reactieve silica in de toeslagmaterialen die kan leiden tot volumevergroting en schade aan de betonconstructie.
Omschrijving
Alkaliën (natrium- en kaliumionen) zijn voornamelijk aanwezig in het cement, maar kunnen ook in toeslagmaterialen, hulpstoffen, vulstoffen of van buitenaf (zoals door dooizouten of zeewater) in het beton terechtkomen. Reactieve silica bevindt zich in bepaalde toeslagmaterialen, zoals chalcedoon, opaal, poreuze vuursteen en sommige soorten zandsteen. De mate van reactiviteit hangt af van de kristalstructuur van de silica; een glasachtige of amorfe structuur is reactiever. Bij aanwezigheid van voldoende vocht reageren de alkaliën met het reactieve silica en vormen daarbij alkalihydroxide en vervolgens alkali-silicaathydraat (silicagel). Deze gel heeft de eigenschap veel water te absorberen, waardoor het in volume toeneemt. De expansie van de silicagel veroorzaakt interne spanningen in het beton, wat leidt tot scheurvorming.
Gevolgen en herkenning
De expansie door ASR verloopt uiterst langzaam, waardoor schade pas na jaren zichtbaar wordt. Uiterlijke kenmerken van schadelijke ASR zijn onder meer een craqueléachtig scheurpatroon, vergelijkbaar met grootschalige craquelé. Ook kan er verlies van samenhang optreden, beginnend aan het grensvlak van bepaalde toeslagkorrels, wat zichtbaar wordt als gescheurde korrels. De scheurvorming kan het draagvermogen van het beton aantasten en, indien de wapening bloot komt te liggen, leiden tot wapeningscorrosie (betonrot).
Voorwaarden en preventie
Schadelijke ASR treedt alleen op als er gelijktijdig aan drie voorwaarden wordt voldaan: het toeslagmateriaal moet ASR-gevoelig zijn, er moeten voldoende alkaliën in het beton aanwezig zijn en er moet voldoende vocht in het beton aanwezig zijn. In een droog milieu is er geen risico op schadelijke ASR omdat er geen vocht beschikbaar is voor de zwellende gel. Preventieve maatregelen omvatten onder andere een juiste cementkeuze, waarbij beton met hoogovencement als vrijwel uitgesloten voor schadelijke ASR wordt beschouwd. CUR-Aanbeveling 89 geeft richtlijnen voor het beoordelen van de reactiviteit van toeslagmateriaal en het beperken van schadelijke ASR. Als niet aan bepaalde voorwaarden kan worden voldaan, moet de hoeveelheid reactief silica in het toeslagmateriaal worden beperkt.
Gebruikte bronnen: