Reakcja alkalia-kruszywo w betonie

Kruszywa naturalnie zawierają minerały krzemionkowe, które reagują z wodorotlenkami alkaliów cementowych.

Powstały żel alkaliczny krzemionkowy przyciąga wodę i pęcznieje, co jest ograniczane przez otaczającą go zaczyn cementowy, co prowadzi do ciśnienia wewnętrznego, powodując pękanie i rozpadanie się pasty cementowej, o czym świadczy rozszerzanie się.

Ekspansja jest częściowo spowodowana osmotycznym ciśnieniem hydraulicznym reakcji alkaliczno-krzemionkowej i ciśnieniem pęcznienia produktów stałych.

Wielkość cząstek krzemionkowych wpływa na szybkość reakcji, przy czym drobne cząstki powodują rozszerzanie się w ciągu kilku tygodni, podczas gdy większe mogą potrzebować lat, aby spowodować uszkodzenie.

Na przebieg reakcji alkalia-kruszywo mają wpływ takie czynniki, jak porowatość kruszywa, zawartość alkaliów cementowych, woda w paście i przepuszczalność zaczynu cementowego.

Reakcja ta zachodzi głównie na powierzchni betonu przy ciągłej wilgotności lub podczas cykli zwilżania i suszenia, szczególnie w temperaturach od 50 do 100 stopni Fahrenheita.

Jeśli unikanie szkodliwych kombinacji cementu i kruszywa jest trudne, zaleca się włączenie pucolany i co najmniej 30 procent grubego kruszywa wapiennego. Stosowanie cementu o niskiej zawartości alkaliów pomaga również ograniczyć reakcje kruszyw alkalicznych.