Alkalische Reaktion von Zuschlagstoffen in Beton

Gesteinskörnungen enthalten von Natur aus kieselsäurehaltige Mineralien, die mit den alkalischen Hydroxiden aus Zementlaugen reagieren.

Das gebildete Alkali-Kiesel-Gel zieht Wasser an und quillt auf, was durch den ihn umgebenden Zementleim eingeengt wird, was zu einem Innendruck führt, der dazu führt, dass der Zementleim reißt und zerbricht, was sich in Ausdehnung zeigt.

Die Ausdehnung ist zum Teil auf den osmotischen Hydraulikdruck der Alkali-Kieselsäure-Reaktion und den Quelldruck fester Produkte zurückzuführen.

Die Größe der kieselsäurehaltigen Partikel beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit, wobei feine Partikel eine Ausdehnung innerhalb von Wochen verursachen, während größere Partikel Jahre brauchen können, um Schäden zu verursachen.

Der Verlauf der Alkali-Zuschlagstoff-Reaktion wird von Faktoren wie der Porosität der Zuschlagstoffe, dem Alkaligehalt des Zement, dem Wasser im Pastus und der Durchlässigkeit des Zementleims beeinflusst.

Diese Reaktion tritt hauptsächlich auf der Betonoberfläche unter kontinuierlicher Feuchtigkeit oder während Benetzungs- und Trocknungszyklen auf, insbesondere bei Temperaturen zwischen 50 und 100 Grad Fahrenheit.

Wenn es schwierig ist, schädliche Zement-Zuschlagstoff-Kombinationen zu vermeiden, ist die Einarbeitung eines Puzzolans und eines Kalkstein-Grobzuschlagstoffs mit einem Massenanteil von mindestens 30 Prozent Kalkstein ratsam. Die Verwendung von alkaliarmem Zement trägt auch dazu bei, die alkalischen Zuschlagstoffreaktionen zu reduzieren.