Alkali-silica reactivity: mechanisms and management: Fid-Bau Portal

Alkali-silica reactivity: mechanisms and management

Leming, M.L.

Chemische Reaktionen im Beton zwischen alkalischem Portlandzement und siliziumdioxidhaltigen Zuschlagstoffen führen zu Werkstoffschäden (Risse, Korrosionserscheinungen an der Bewehrung bei Stahlbeton). Diese komplexen chemischen Reaktionen sind kaum vorhersehbar und erschweren die Erarbeitung geeigneter Güte- und Prüfvorschriften für Beton. Es wird eine Übersicht des gegenwärtigen Wissensstandes über die chemische Reaktion zwischen Alkali und Siliziumdioxid im Beton und der Möglichkeiten der Eindämmung des Betonangriffs gegeben. Die Reaktionsfähigkeit des Siliziumdioxides hängt von Kristallisationsgrad und der im Kristallgitter gespeicherten Energie ab. Kristalliner Quarz ist chemisch relativ beständig, amorphes Siliziumdioxid dagegen porös und reaktionsfähig. Hydratisierter Portlandzement ist ein alkalischer Stoff (pH-Wert 12) und bietet im feuchten Zustand ideale Reaktionsbedingungen für amorphes oder kryptokristallines Siliziumdioxid. Bei der Reaktion der beiden Stoffe bildet sich ein hygroskopisches, sich ausdehnendes Gel, das das Reißen des Betons verursacht. Bei Straßendecken aus Beton führt diese Expansion z. B. zum Aufbruch der Fahrbahn. Außerdem wird die Steifigkeit des Betons vermindert, Risse im Stahlbeton verursachen Korrosion der Bewehrung. Zur Verhinderung solcher Schäden am Beton durch Alkali-Siliziumdioxidreaktionen bestehen folgende Möglichkeiten: den Beton trockenhalten, die Verwendung von alkaliarmem Zement, Verwendung von nicht reaktionsfähigen Zuschlagstoffen oder Puzzolanerde. Die praktische Umsetzung dieser Möglichkeiten wird anhand einiger nationaler technischer Liefer-, Güte- und Prüfbestimmungen für Zement und Zuschlagstoffe erläutert.