ASR (alkali-silicareactie) in betonconstructies kan leiden tot zorgwekkende scheurpatronen en de constructieve veiligheid ondermijnen. Bij een (rekenkundige) constructieve beoordeling van constructies met ASR kon lange tijd gebruik worden gemaakt van CUR-Aanbeveling 102 (2005). De rekenregels in deze aanbeveling zijn echter zeer conservatief en hebben geen aansluiting met de Eurocode. Daarom is deze Aanbeveling in 2017 ingetrokken. Om de leemte die hiermee is ontstaan in te vullen, heeft een Stufib-studiecel een rapport opgesteld met handvatten bij het constructief beoordelen van constructies met ASR. Dit mede op basis van de nieuwste inzichten uit fib Model Code 2020.
Foto 1. Typische scheurvorming door ASR in een bestaande betonconstructie
Alkali-silicareactie (ASR) is een expansieve chemische reactie in beton met mogelijk negatieve gevolgen voor de constructieve veiligheid. Bij alkali-silicareactie reageren reactieve bestanddelen (reactief silica) uit het toeslagmateriaal met alkaliën (natrium- en kaliumverbindingen) in het beton of uit de omgeving (dooizouten, zeewater) tot een reactieproduct. Dit reactieproduct trekt water aan, waardoor het gaat zwellen en het beton kan gaan scheuren. Dit reactieproduct wordt vaak zichtbaar als een witte gel (of lichtgekleurd gelachtig product) aan het oppervlak van het beton.
De chemische reacties bestaan uit drie onderdelen. De oxiden van (voornamelijk) natrium en kaliumalkaliën (Na+, K+-ionen), soms omgerekend naar natriumoxide-equivalenten (Na2Oe), leveren de eerste reacties met water:
Na2O + H2O → 2NaOH (alkalihydroxide) (reactie 1)
K2O + H2O → 2KOH (alkalihydroxide) (reactie 2)
Reactieve silica uit het toeslagmateriaal SiO2 reagereert met de alkaliën uit de eerste reacties tot alkali-silicaathydraat (Na2SiO3 of K2SiO3), bekend als alkali-silica-gel. De chemische reacties zijn:
SiO2 · nH2O + 2NaOH → Na2SiO3 · (n+1)H2O (reactie 3a) of
SiO2 · nH2O + 2KOH → K2SiO3 · (n+1)H2O (reactie 3b)
Deze productie is expansief waardoor scheurvorming wordt veroorzaakt in het toeslagmateriaal en uiteindelijk ook in de cementmatrix.
Figuur 2. Uitleg bestandsdelen en gelvorming door ASR. Bron: Betoniek 17/05 - ASR-bestand
Reacties
Pieter Lanser 10 april 2025 17:45
Conservatieve rekenegels zijn de dood in de pot voor elke innovatie. Waar we in dit land een schreeuwende behoefte aan hebben zijn progressieve regels -:) Ondertussen blijft ASR een spook dat in betonland rondwaart. Voor een andere manier van rekenen is de chemische reactie zelf ongevoelig. Nul risico bestaat niet. Aanvaardbare en beheersbare risico's bestaan wel. Dat heet voortschrijdend inzicht.