Log in
inloggen bij Betoniek
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Alle kennis / Artikelen

ASR-bestand

Laatste ontwikkelingen en inzichten alkali-silicareactie - 17 februari 2021

Een onderwerp dat eens in de zoveel jaar in Betoniek voorbijkomt is ASR: alkali-silicareactie. Het is een lastig onderwerp en ook internationaal zijn de wetenschappers er nog steeds niet uit hoe het nu precies werkt. Maar we komen wel steeds dichterbij. Bovendien is eind 2017 in Nederland de derde, herziene uitgave van CUR-Aanbeveling 89 uitgekomen. Hoogste tijd dus om de laatste ontwikkelingen en inzichten op een rijtje te zetten

De alkali-silicareactie is een reactiemechanisme waarbij alkaliën in het beton reageren met reactief silica uit het toeslagmateriaal. Het is een fenomeen dat tot serieuze schade van betonconstructies kan leiden. Op dit moment komt het schade mechanisme in Nederland gelukkig maar heel beperkt voor. Dit heeft enerzijds te maken met het Nederlandse rivierzand en -grind dat veel wordt gebruikt in ons beton. Hier komt weinig reactief silica in voor. Anderzijds komt dit door de Nederlandse traditie om veel met hoogovencement te bouwen. Dat leggen we later in deze Betoniek verder uit. Maar de wereld verandert. Dat kan betekenen dat we te maken krijgen met een grotere variëteit aan toeslagmaterialen en bindmiddelen. Daarom is het goed om op ASR te blijven letten.

De aanleiding van deze Betoniek is het uitkomen van de derde, herziene uitgave van CROW/CUR-Aanbeveling 89 [1]. Bij het schrijven en bespreken van concepten van deze Betoniek Standaard bleek het toch ook nuttig een aantal zaken te herhalen en duidelijk uit te leggen. De opbouw bestaat daarom uit drie hoofdonderwerpen: herhalen van ASR-kennis en de laatste inzichten daarin, uitleggen van achtergronden van Aanbeveling 89 en tot slot de wijzigingen en uitbreidingen in de derde, herziene uitgave

Herhaling basiskennis ASR

ASR is zoals gezegd een reactiemechanisme waarbij alkaliën in het beton reageren met reactief toeslagmateriaal. Daarbij ontstaat een product, alkali-silicagel genaamd, dat toeslagmateriaal en beton uit elkaar drukt. Het is geen snelle reactie. Als vuistregel wordt wel aangenomen dat het minimaal vijf jaar duurt voordat de verschijnselen zichtbaar zijn. Maar het kan ook langer duren. Daarnaast is het zo dat niet elke microscopische aanwijzing voor ASR tot paniek hoeft te leiden. Er moet namelijk wel voldoende reactie hebben plaatsgevonden om op constructief niveau problemen te kunnen geven. Pas wanneer er voldoende reactie heeft plaats- gevonden, wordt er gesproken van zogenoemde schadelijke ASR. Een voorbeeld van de verandering die ASR in de microstructuur van beton veroorzaakt, is gegeven in figuur 2. In dit proces spelen twee componenten een belangrijke rol: de A en de S uit ASR, ofwel de alkaliën en het reactief silica. Op beide gaan we hier kort nader in.

Alkaliën
Alkaliën zijn in het geval van beton voornamelijk natrium (Na) en kalium (K). Ze worden alkaliën – of eigenlijk netter: alkalimetalen – genoemd, omdat ze behoren tot de eerste groep (de eerste kolom) van het periodiek systeem van scheikundige elementen. Na en K komen van nature voor in allerlei componenten van beton, maar met name in het bindmiddel. Ook kunnen ze van buitenaf binnendringen in het beton, bijvoorbeeld wanneer er gebruik wordt gemaakt van dooizouten met Na of K. Een hoger alkaligehalte geeft een grotere kans op ASR, wanneer er ook reactief silica in het toeslagmateriaal aanwezig is.

Reactief silica
Het grootste deel van het toeslagmateriaal voor beton bestaat uit gesteenten. Een gesteente is ontstaan als gevolg van geologische processen. Gesteenten zelf zijn daarbij weer opgebouwd uit mineralen. Bij het reactief silica waar ASR een rol speelt, bestaan die mineralen uit chemische verbindingen met silica (SiO2). Probleem is dat niet elk silica even reactief is, ofwel even snel reageert. Het kost de wetenschap nog steeds hoofdbrekens om vooraf te voor - spellen of silica in een toeslagmateriaal potentieel reactief is of niet. Wel worden er vorderingen gemaakt. De nieuwste inzichten geven aan dat er moet worden gekeken naar de kristalstructuur. De kristalstructuur, of het kristalrooster, geeft aan hoe netjes de atomen in een materiaal op hun geordende roosterplekken zitten. Met een hoge mate van ordening spreken we van een kristallijn materiaal. De mooie kwartsmineralen die we kennen zijn eigenlijk altijd macrokristallijne structuren: groot en goed geordend. Deze zijn nauwelijks reactief.

De problemen met ASR-gevoeligheid beginnen wanneer de macro-ordening van de kristalstructuren afneemt. De gebiedjes met ordening worden kleiner, deze worden microkristallijn (< 100 µm) of cryptokristallijn (< 10 µm) kwarts genoemd. Een voorbeeld van microkristallijn ASR-gevoelig materiaal is chalcedoon met een vezelachtige structuur. Een voorbeeld van cryptokristallijn materiaal is poreuze vuursteen. Vormen van poreuze vuursteen zijn chert of fl int. Sommigen gebruiken chert daarbij als de algemene naam en definiëren fl int meer als kleine knoestjes in de structuur. Een laatste voorbeeld van potentieel reactief materiaal in onze omgeving zijn de onzuivere zandstenen, ook bekend als greywackes of siltsteen. Dit zijn sedimentaire gesteenten die niet volledig zijn omgezet in pure mineralen. Ze bevatten reactieve aderen van cryptokristallijn kwarts. Het blijkt dus dat reactieve toeslag-materialen een kristalstructuur hebben, die in meer of mindere mate ongeordend is.

Volledige bericht lezen?

Het volledige item is gratis beschikbaar voor onze leden.
Nog geen lid? meld u aan bij ons netwerk.

Reacties

Henk Strijdonk - Sorteerbedrijf Vlissingen 24 februari 2021 07:32

geachte, ondanks dat ik ingelogd ben kan ik het volledige artikel ASR-bestand niet volledig lezen. m.v.g. strijdonk strijdonk@sorteerbedrijfvlissingen.nl

xMet het invullen van dit formulier geef je Betoniek en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2021. All rights reserved.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren