nieuws

Kans op schade door ASR tot minimum te beperken

bouwbreed

De kans op schade door de alkali-silica reactie (ASR) in beton is tot een minimum te beperken door een juiste samenstelling van de mortel. Als er toch risico bestaat, is het aan te bevelen om een ander mengsel te kiezen of het betonoppervlak zo te behandelen, dat er geen water en alkalien in de constructie binnen ke dringen.

Dat staat in CUR-aanbeveling 39, opgesteld door de CUR-onderzoekscommissie B56 over de alkali-silica reactie in beton. De aanbeveling gaat over het voorkomen van schade door ASR, niet over het behandelen of repareren ervan. Bovendien behandelt de aanbeveling met name de samenstelling van de mortel, en niet de invloed van de water-cementfactor en van de wijze van uitvoering.

De CUR-aanbeveling geeft een procedure om te komen tot een samenstelling, die geen risico op schade door ASR oplevert. Deel van deze procedure is het volgen van een stroomschema. Zodra men in dit schema de mededeling ‘geen risico’ tegenkomt, is het voor wat betreft de samenstelling van het beton niet nodig maatregelen te nemen.

Twee mogelijkheden

Is er wel risico, dan zijn er volgens de aanbeveling twee mogelijkheden. Enerzijds kan voor een ander toeslagmateriaal of mengsel gekozen worden, waardoor het gehalte aan reactief materiaal lager of hoger wordt. Anderzijds kan de betonconstructie behandeld worden, zodat er geen alkalien of water van buitenaf in de constructie door ke dringen. Ook in dat geval zou er geen risico op schade door ASR bestaan.

De alkali-silica reactie moet niet verward worden met ‘betonrot’, veroorzaakt door het roesten van de wapening. ‘Betonrot’ is over het algemeen een gevolg van onvoldoende bescherming van de wapening, door te weinig dekking of onvoldoende dicht beton. De beschadigde constructie is van buitenaf vakkundig te repareren.

Repareren moeilijk

De alkali-silica reactie vindt overal in beton plaats, waar alkalien en silica naast elkaar voorkomen. De schade is meer het gevolg van eigenschappen van de gebruikte materialen, dan van de uitvoering. Omdat de schade zich niet tot het oppervlak van het beton beperkt, kan het repareren van de constructie moeilijk of onmogelijk zijn. Het is dus zaak om ASR te voorkomen. De procedure uit CUR-aanbeveling 39 helpt bij het kiezen voor de juiste materialen.

De alkali-silica reactie is een chemische reactie tussen kalium- of natriumhydroxide uit de cementsteen of het milieu met siliciumdioxide uit de minerale toeslagstoffen. Door de reactie ontstaat waterglas, een materiaal dat in combinatie met water silicagel vormt. Deze gel is expansief en kan een constructie van binnenuit uit elkaar drukken. Dit kan tot een ernstige vorm van betonschade leiden.

Complex

De alkali-silica reactie is een complexe zaak. De spreiding van de reagerende stoffen door het beton speelt een rol, evenals hun verhouding. Als er weinig siliciumdioxide aanwezig is, treedt de reactie wel op maar ontstaat er geen schade. Is er veel siliciumdioxide, dan treedt de reactie snel en verspreid op. Ook dan ontstaat er geen schade. Als de hoeveelheid alkalien veel groter of veel kleiner is dan de hoeveelheid siliciumdioxide, dan is er plaatselijk veel expansie en ontstaat wel schade door scheurvorming. De expansie treedt overigens alleen op als er voldoende aanbod van water is voor de vorming van silicagel.

Uit onderzoek van de VOBN en de VNC blijkt, dat het meeste risico op schade door ASR voorkomt in constructies in de milieuklassen 3 en 4. Voor 42% van de in 1989, 1990 en 1993 vervaardigde constructies in deze milieuklassen geldt, dat schade door ASR in de toekomst niet uitgesloten is.

Grenswaarden

Bij de bouw van viaducten, bruggen, sluizen, kademuren en dergelijke is het dus zeker nuttig om aan de hand van de CUR-aanbeveling voor een ‘veilige’ samenstelling van de betonmortel te kiezen. De combinatie van toeslagmateriaal, cementsoort en aanbod van water en alkalien uit de omgeving zijn doorslaggevend.

Volgens de aanbeveling is het niet goed mogelijk een ondergrens en bovengrens voor de hoeveelheid siliciumdioxide in het toeslagmateriaal te geven.

De grenswaarden verschillen per mineraal (over baksteengranulaat wordt in de aanbeveling niet geschreven). De beoordeling van de reactiegevoeligheid van de toeslagmaterialen is een kwestie van veel ervaring. De samenstelling van de mineralen kan met de microscoop geanalyseerd worden, er ke proeven genomen worden met betonprisma’s en tenslotte is het ook mogelijk het materiaal chemisch te testen. In de stroomschema’s van CUR-aanbeveling 39 staat als ondergrens een gehalte aan siliciumdioxide in de betonmortel van 2% van de massa. Geen enkel toeslagmateriaal levert dan risico op schade door ASR op. Een bovengrens wordt niet genoemd.

Porien

De uitvoering van het betonwerk is ook van invloed, mits er risico is als gevolg van de samenstelling. Zijn er veel porien, dan dringen water en alkalien uit de omgeving makkelijk binnen in de constructie, maar is er ook veel ruimte voor de expansie van de silicagel. Zijn er weinig porien, bijvoorbeeld als gevolg van een lage water-cementfactor, dan ke water en alkalien uit de omgeving moeilijk bij het reactieve materiaal komen, maar is er ook geen ruimte voor de expansie van eventueel toch gevormde silicagel. Enerzijds zijn porien dus gunstig om de schade te beperken, anderzijds is het ontbreken van porien gunstig voor het beperken van de reactie en de vorming van gel.

De water-cementfactor is van invloed op het poriengehalte van het beton. Er is echter nog geen onderzoek gedaan naar de risico’s ten gevolge van een te lage of te hoge water-cementfactor. Zo’n onderzoek zou ke leiden tot een aanvulling op de stroomschema’s in de CUR-aanbeveling. Het risico op schade door ASR zou daardoor nog meer beperkt worden.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels