Alkaliën
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Alkaliën zijn ionen van alkalimetalen, voornamelijk natrium (Na⁺) en kalium (K⁺), die de chemie van cement en beton beïnvloeden.
Omschrijving
In de bouwkunde duidt de term 'alkaliën' meestal op de aanwezigheid van ionen van de alkalimetalen natrium (Na⁺) en kalium (K⁺) in het poriewater van beton. Deze alkaliën zijn voornamelijk afkomstig uit de grondstoffen die gebruikt worden voor cementproductie, zoals kalksteen en klei. Ze kunnen echter ook via andere bestanddelen zoals hulpstoffen, of van buitenaf door bijvoorbeeld dooizouten of zeewater in het beton terechtkomen. Een belangrijke rol van alkaliën in beton is het verhogen van de pH-waarde van het poriewater. Dit hoge alkalische milieu helpt de wapening in beton te beschermen tegen corrosie (roesten). Het gehalte aan alkaliën in cement wordt vaak uitgedrukt als Na₂O-equivalent. Dit is een berekende waarde die zowel het natrium- als het kaliumgehalte meeneemt. De hoeveelheid alkaliën in cement kan variëren, bijvoorbeeld tussen verschillende cementsoorten. Hoogovencement (CEM III) heeft over het algemeen een lager alkaligehalte dan portlandcement (CEM I). Dit lagere gehalte kan bijdragen aan een verminderd risico op bepaalde schadelijke reacties in het beton.
Alkali-silicareactie (ASR)
Een belangrijk aspect met betrekking tot alkaliën in beton is de alkali-silicareactie (ASR). Dit is een chemische reactie die optreedt tussen de alkaliën in het poriewater van het beton en bepaalde reactieve vormen van silica in het toeslagmateriaal (zoals zand of grind). Deze reactie vormt een gel die water opneemt en uitzet, waardoor interne druk in het beton ontstaat. Deze uitzetting kan leiden tot scheurvorming en in ernstige gevallen de duurzaamheid en constructieve veiligheid van het beton aantasten. Om het risico op schadelijke ASR te beperken, kunnen maatregelen worden genomen, zoals het beperken van het alkaligehalte in het cement of het gebruik van toeslagmaterialen die minder reactief silica bevatten.
Na₂O-equivalent
Het Na₂O-equivalent is een maatstaf die wordt gebruikt om het totale alkaligehalte in cement en beton aan te geven. Het combineert de percentages natriumoxide (Na₂O) en kaliumoxide (K₂O) volgens een specifieke formule: \( \text{Na}_2\text{O-equivalent} = \%\text{Na}_2\text{O} + 0,658 \times \%\text{K}_2\text{O} \). Deze formule houdt rekening met het verschil in molecuulgewicht en reactiviteit tussen natrium en kalium in de context van alkalireacties in beton. Door het alkaligehalte als Na₂O-equivalent uit te drukken, wordt een gestandaardiseerde waarde verkregen die relevant is voor het beoordelen van het risico op schadelijke ASR.
Vergelijkbare termen
Na2O-equivalent
Gebruikte bronnen: