11.5 : Reakcja alkalia-kruszywo w betonie

Reakcja alkalia-kruszywo w betonie obejmuje naturalne minerały krzemionkowe w kruszywach reagujące z wodorotlenkami alkalicznymi pochodzącymi z alkaliów cementowych. Ta reakcja tworzy żel alkaliczno-krzemionkowy, który pochłania wodę, pęcznieje i zwiększa objętość, która jest ograniczona przez otaczającą pastę cementową, tworząc wewnętrzne ciśnienia, które pękają i rozrywają beton. Zakres ekspansji i uszkodzeń można częściowo przypisać osmotycznemu ciśnieniu hydraulicznemu reakcji alkaliczno-krzemionkowej i ciśnieniu pęcznienia powstających produktów stałych.

Szybkość reakcji zależy od wielkości cząstek krzemionkowych; drobniejsze cząstki mogą powodować ekspansję w ciągu kilku tygodni, podczas gdy większe cząstki mogą potrzebować lat, aby ujawnić podobne uszkodzenia. Czynniki takie jak porowatość kruszyw, zawartość alkaliów w cemencie, ilość wody w paście i przepuszczalność pasty cementowej wpływają na postęp tej reakcji. Reakcja ta zwykle zachodzi na powierzchni betonu pod wpływem ciągłej wilgoci lub podczas cykli nawilżania i suszenia, szczególnie w temperaturach od 10 do 37,78 stopni Celsjusza. Aby złagodzić te reakcje, zaleca się stosowanie cementu niskoalkalicznego, włączenie pucolany i użycie co najmniej 30 procent grubego kruszywa wapiennego według masy w mieszance betonowej.