Характерный рисунок трещин, связанный с реакцией щелочи и кремния, поражающей бетонное ступенчатое ограждение на автомагистрали в США. Обратите внимание на типичный жирный аспект выделений силикагеля, впитывающих бетонную поверхность по обе стороны трещин. [1] [2]
Щелочно -кремнеземная реакция ( ASR ), также широко известная как рак бетона , [3] представляет собой вредную реакцию внутреннего набухания, которая происходит со временем в бетоне между высокощелочной цементной пастой и химически активным аморфным ( т. е . некристаллическим) кремнеземом , обнаруженным в бетоне. во многих распространенных агрегатах при достаточной влажности.
Эта вредная химическая реакция вызывает расширение измененного агрегата за счет образования растворимого и вязкого геля силиката натрия (Na 2 SiO 3 · n H 2 O , также обозначается Na 2 H 2 SiO 4 · n H 2 O , или NSH (гидрат силиката натрия), в зависимости от принятой конвенции). Этот гигроскопичный гель набухает и увеличивается в объеме при поглощении воды: он оказывает расширяющее давление внутри кремниевого заполнителя, вызывая растрескивание и потерю прочности бетона, что в конечном итоге приводит к его разрушению.
ASR может привести к серьезному растрескиванию бетона, что приведет к серьезным структурным проблемам, которые могут даже привести к сносу конкретной конструкции. [4] [5] [6] Расширение бетона за счет реакции между цементом и заполнителями было впервые изучено Томасом Э. Стэнтоном в Калифорнии в 1930-х годах в его основополагающей публикации в 1940 году. [7]
Химия
Типичная картина трещин щелочно-кремнеземной реакции (ASR). Выделения геля через трещины бетона имеют характерный желтый цвет и высокий уровень pH. Жировой аспект выделений, впитывающих пористость бетона вдоль трещин, также является отличительной особенностью АШР.Щелочно-кремнеземная реакция как процесс химического круговорота.
Чтобы попытаться упростить и стилизовать очень сложный набор различных реакций, всю реакцию ASR после ее полной эволюции (процесса старения) в присутствии достаточного количества катионов Ca 2+ , доступных в растворе, можно было бы сравнить с пуццолановой реакцией , которая катализироваться нежелательным присутствием в бетоне чрезмерных концентраций гидроксидов щелочных металлов (NaOH и КОН). [8] [ необходим неосновной источник ] Это минеральная кислотно-основная реакция между NaOH или KOH , гидроксидом кальция , также известным как портландит , или (Ca(OH) 2 ), и кремниевой кислотой (H 4 SiO 4 , или Si(OH) 4 ). Для упрощения после полного обмена катионов щелочных металлов на ионы кальция, выделяемые портландитом, щелочно-кремнеземную реакцию на ее конечной стадии, приводящую к гидрату силиката кальция (CSH), можно схематически представить следующим образом:
Ca(OH) 2 + H 4 SiO 4 → Ca 2+ + H 2 SiO 4 2− + 2 H 2 O → CaH 2 SiO 4 · 2 H 2 O
Здесь кремниевая кислота H 4 SiO 4 или Si(OH) 4 , которая эквивалентна SiO 2 · 2 H 2 O, для простоты водной химии представляет собой водный или аморфный кремнезем.
Действительно, термин « кремниевая кислота» традиционно использовался как синоним кремнезема SiO 2 . Строго говоря, кремнезем представляет собой ангидрид ортокремниевой кислоты Si(OH) 4 .
SiO 2 ↓ + 2 H 2 O ⇌ Si(OH) 4
Древнее промышленное обозначение, относящееся к H 2SiO 3, метакремниевая кислота , также часто используется для изображения реакции щелочи и кремния. Однако метакремниевая кислота H 2SiO 3, или SiO(OH) 2, представляет собой гипотетическую молекулу, которая никогда не наблюдалась даже в сильно разбавленных растворах, поскольку H 2SiO 3нестабилен и продолжает гидратироваться.
Действительно, в отличие от гидратации CO 2 , которая потребляет только одну молекулу воды и останавливается на H 2 CO 3 , гидратация SiO 2 потребляет две молекулы воды и продолжается еще на один шаг с образованием H 4 SiO 4 . Разница в поведении гидратации между SiO 2 и CO 2 объясняется термодинамическими причинами ( свободная энергия Гиббса ) и энергией связи или стерическими затруднениями вокруг центрального атома молекулы.
Поэтому более правильное геохимическое обозначение, относящееся к ортокремниевой кислоте Si(OH) 4здесь предпочтительнее действительно существующий в разбавленном растворе. Однако основное преимущество ныне устаревшего, но все еще часто используемого промышленного обозначения, относящегося к метасиликатному аниону ( SiO2–3 ), которого также не существует в водном растворе, заключается в его большей простоте и прямом сходстве в обозначениях с карбонатом ( CO2–3 ) система.
Следует также отметить, что виды NaOH и КОН ( гидроксиды щелочных металлов , также часто называемые просто щелочами из-за их сильно основного характера), которые катализируют и ускоряют растворение кремнезема в реакции щелочь-кремнезем, не появляются явно в этом упрощенном представлении конечная реакция с портландитом, поскольку они постоянно регенерируются в результате катионообменной реакции с портландитом. Как следствие, они исчезают из уравнения глобального баланса масс катализируемой реакции.
Механизм растворения кремнезема
Поверхность безводного и гидратированного кремнезема с силоксановыми и силанольными группами, а также связанными с поверхностью молекулами воды.
Поверхность твердого кремнезема, контактирующая с водой, покрыта силоксановыми связями (≡Si–O–Si≡) и силанольными группами (≡Si–OH), чувствительными к щелочному воздействию OH.− ионы.
Присутствие этих кислородсодержащих групп, очень склонных к образованию водородных связей с молекулами воды, объясняет сродство кремнезема к воде и делает коллоидный кремнезем очень гидрофильным .
Силоксановые связи могут подвергаться реакциям гидролиза и конденсации , как схематически представлено ниже:
Эти равновесия можно сместить в правую часть реакции, приводя к растворению кремнезема, за счет увеличения концентрации гидроксид- аниона (ОН – ), т. е. за счет увеличения pH раствора.
Щелочной гидролиз силоксановых связей происходит путем нуклеофильного замещения OH – на атоме кремния, при этом другая группа – O–Si уходит для сохранения четырехвалентного характера атома Si:
В диапазоне pH 0–7 растворимость кремнезема постоянна, но выше pH 8 гидролиз силоксановых связей и депротонирование силанольных групп экспоненциально возрастают с ростом pH. Вот почему стекло легко растворяется при высоком pH и не выдерживает очень щелочных растворов NaOH/KOH. Таким образом, NaOH/KOH высвобождается во время гидратации цемента и растворяет трехмерную сетку кремнезема, присутствующую в заполнителях. Аморфный или плохо кристаллизованный кремнезем, такой как скрытокристаллический халцедон или кремень, присутствующий в кремнях (в меле ) или перекатанном речном гравии , гораздо более растворим и чувствителен к щелочному воздействию анионов OH – , чем хорошо кристаллизованный кремнезем, такой как кварц . Напряженный (деформированный) кварц или кремень, подвергающийся циклам замораживания-оттаивания в Канаде и странах Северной Европы, также более чувствителен к щелочным растворам (с высоким pH).
За растворение кремнезема ответственен гидроксид -анион (OH – ). Условия с высоким pH называются щелочными , а также говорят о щелочности основных растворов. Для обеспечения электронейтральности анионы (OH – ) должны сопровождаться положительно заряженными катионами Na + или K + в растворах NaOH или KOH соответственно. Na и K оба относятся к столбцу щелочных металлов в периодической таблице . Говоря о щелочах, систематически подразумевают основные гидроксиды NaOH и КОН или соответствующие им оксиды Na 2 O и K 2 O в цементе. Следовательно, именно гидроксид или оксидный компонент соли является единственным химическим веществом, подходящим для растворения кремнезема, а не щелочной металл сам по себе. Однако для определения эквивалентного содержания щелочи (Na 2 O- экв. ) в цементе из-за необходимости поддержания электронейтральности в твердых веществах или в растворе непосредственно измеряют содержание в цементе элементов Na и K и консервативно полагают, что их противоионы гидроксид-ионы. Поскольку катионы Na + и K + являются гидратированными видами, они также способствуют удержанию воды в продуктах щелочно-кремнеземной реакции.
Осмотические процессы (Chatterji et al. , 1986, 1987, 1989) и двойной электрический слой (EDS) [9] также играют фундаментальную роль в транспортировке воды к концентрированному жидкому щелочному гелю, объясняя их набухание и вредное расширение заполнители, вызывающие повреждения ASR в бетоне.
Катализ АСР растворенным NaOH или КОН
Реакция АСР существенно отличается от пуццолановой реакции тем, что она катализируется растворимыми гидроксидами щелочных металлов ( NaOH / KOH ) при очень высоком pH. Его можно представить следующим образом, используя классические геохимические обозначения для представления кремнезема полностью гидратированным растворенным кремнеземом (Si(OH) 4 или кремниевой кислотой : H 4 SiO 4 ), но существуют и более старые промышленные обозначения (H 2 SiO 3 , полугидратированный кремнезем (не существует), по аналогии с угольной кислотой ):
Полученный таким образом растворимый щелочной силикагель может затем реагировать с гидроксидом кальция ( портландитом ) с осаждением нерастворимых гидратов силиката кальция (фазы CSH) и регенерировать NaOH для продолжения начальной реакции растворения кремнезема:
Na 2 H 2 SiO 4 · 2 H 2 O + Ca(OH) 2 → CaH 2 SiO 4 · 2 H 2 O + 2 NaOH
Сумма или комбинация двух вышеупомянутых реакций дает общую реакцию, напоминающую пуццолановую реакцию, но важно иметь в виду, что эта реакция катализируется нежелательным присутствием в цементе или других компонентах бетона растворимых щелочей. гидроксиды (NaOH/KOH), ответственные за растворение кремнезема (кремниевой кислоты) при высоком pH:
Ca(OH) 2 + H 4 SiO 4 → CaH 2 SiO 4 · 2 H 2 O
Без присутствия растворенного NaOH или KOH, ответственного за высокий pH (~ 13,5) поровой воды бетона, аморфный кремнезем реакционноспособных агрегатов не растворялся бы и реакция не развивалась бы. Более того, растворимый силикат натрия или калия очень гигроскопичен и набухает при поглощении воды. Когда гель силиката натрия образуется и набухает внутри пористого кремнистого агрегата, он сначала расширяется и занимает свободную пористость. При полном заполнении последнего, если растворимый, но очень вязкий гель не может быть легко вытеснен из сетки кремнезема, гидравлическое давление внутри атакуемого агрегата возрастает и приводит к его разрушению. Именно гидромеханическое расширение поврежденного кремниевого заполнителя, окруженного затвердевшим цементным тестом, богатым кальцием, ответственно за образование сети трещин в бетоне. Когда силикат натрия, вытесненный из заполнителя, сталкивается с зернами портландита, присутствующими в затвердевшем цементном тесте, происходит обмен между катионами натрия и кальция и гидратированный силикат кальция (CSH) выпадает в осадок с сопутствующим выделением NaOH. В свою очередь регенерированный NaOH может реагировать с аморфным агрегатом кремнезема, что приводит к увеличению образования растворимого силиката натрия. Когда непрерывный край CSH полностью покрывает внешнюю поверхность атакованного кремниевого заполнителя, он ведет себя как полупроницаемый барьер и препятствует вытеснению вязкого силиката натрия, позволяя NaOH/KOH диффундировать из затвердевшего цементного теста внутри заполнителя. . Этот селективный барьер CSH способствует увеличению гидравлического давления внутри заполнителя и усугубляет процесс растрескивания. Расширение заполнителей повреждает бетон в результате щелочно-кремнеземной реакции.
Портландит (Ca(OH) 2 ) представляет собой основной резерв анионов OH – в твердой фазе, как это предположили Дэвис и Оберхолстер (1988) [10] и подчеркнули Ван и Гиллотт (1991). [11] Пока портландит или кремнистые агрегаты не полностью истощатся, реакция ASR будет продолжаться. Гидроксиды щелочных металлов непрерывно регенерируются за счет реакции силиката натрия с портландитом и, таким образом, представляют собой приводной ремень реакции ASR, доводящий ее до завершения. Таким образом, невозможно прервать реакцию ASR. Единственный способ избежать АШР в присутствии кремнистых заполнителей и воды – это поддерживать в бетоне концентрацию растворимых щелочей (NaOH и КОН) на минимально возможном уровне, чтобы механизм катализа стал незначительным.
Аналогия с натронной известью и карбонизацией бетона.
В присутствии воды или просто внешней влаги сильные основания NaOH или КОН легко растворяются в их гидратной воде ( гигроскопичные вещества, явление расплывания ), и это значительно облегчает процесс катализа , поскольку реакция в водном растворе протекает гораздо быстрее, чем в сухая твердая фаза. [12] Влажный NaOH пропитывает поверхность и пористость зерен гидроксида кальция с высокой удельной поверхностью. [13] Натронная известь обычно используется в ребризерах для подводного плавания с замкнутым контуром и в системах анестезии . [14] [15]
Тот же каталитический эффект со стороны гидроксидов щелочных металлов (в зависимости от содержания Na 2 O в экв. цемента ) также способствует карбонатизации портландита атмосферным CO 2 в бетоне , хотя скорость распространения фронта реакции там существенно ограничивается содержанием CO 2 . диффузия внутри бетонной матрицы менее пористая . [16]
Реакцию карбонатации натронной извести можно напрямую перевести в древнее промышленное обозначение силиката (имеется в виду никогда не наблюдавшаяся метакремниевая кислота ) просто заменив атом C атомом Si в уравнениях баланса массы ( т. е . заменив карбонат на метасиликат). анион). Это дает следующий набор реакций, также часто встречающихся в литературе, для схематического изображения непрерывной регенерации NaOH в ASR:
Если в рассматриваемой системе явно недостает NaOH (натронная известь или щелочно-кремнеземная реакция), формально можно записать те же наборы реакций, просто заменив анионы CO 3 2- на HCO 3 - и анионы SiO 3 2-. HSiO 3 - , принцип катализа остается тем же, даже если количество промежуточных частиц различается.
Основные источники ОН−в затвердевшем цементном тесте
Можно выделить несколько источников гидроксид-анионов ( OH− ) в затвердевшем цементном тесте (HCP) из семейства портландцементов (чистый OPC , с BFS или с цементирующими добавками FA или SF ).
Прямые источники
ОЙ− анионы могут непосредственно присутствовать в поровой воде ГКП или медленно высвобождаться из твердой фазы (основного буфера или твердого сырья) при растворении Ca(OH) 2(портландит), когда его растворимость увеличивается, когда высокое значение pH начинает падать. Помимо этих двух основных источников, выбросу ОН также могут способствовать реакции ионного обмена и осаждение плохо растворимых солей кальция.− в раствор.
Гидроксиды щелочей NaOH и КОН образуются в результате прямого растворения Na. 2О и К 2Оксиды O производятся пиролизом сырья при высокой температуре (1450 °C) в цементной печи . Таким образом, присутствие в сырье минералов с высоким содержанием Na и K может быть проблематичным. Древний мокрый процесс производства цемента, потребляющий больше энергии (испарение воды), чем современный сухой процесс, имел то преимущество, что удалял большую часть растворимых солей Na и K, присутствующих в сырье.
Как описано ранее в двух разделах, посвященных соответственно катализу ASR гидроксидами щелочных металлов и карбонатации натронной извести, растворимые NaOH и КОН непрерывно регенерируются и выделяются в раствор, когда растворимый силикат щелочного металла реагирует с Ca(OH). 2для осаждения нерастворимого силиката кальция. Как предположили Дэвис и Оберхолстер (1988), [10] реакция щелочного кремнезема является самовоспроизводящейся, поскольку гидроксиды щелочных металлов постоянно регенерируются в системе. Следовательно, портландит является основным буфером ОН.− в твердой фазе. Пока запас гидроксидов в твердой фазе не исчерпан, щелочно-кремнеземная реакция может продолжать протекать до полного диспарации одного из реагентов ( Ca(OH) 2или SiO 2) участвует в пуццолановой реакции .
Косвенные источники
Существуют и другие косвенные источники ОН.− , все связано с наличием растворимых солей Na и K в поровой воде затвердевшего цементного теста (ЦЦП). Первая категория содержит растворимые соли Na и K, соответствующие анионы которых могут осаждать нерастворимые соли кальция, например Na . 2ТАК 4, На 2СО 3, На 3ПО 4, NaB(OH) 4, На 2Б 4О 7, ... .
Однако не все растворимые соли Na или K могут осаждать нерастворимые соли кальция, такие как, например , противообледенительные соли на основе NaCl:
2 NaCl + Са(ОН) 2← CaCl 2+ 2 NaOH
Поскольку хлорид кальция является растворимой солью, реакция не может произойти, и химическое равновесие регрессирует в левую сторону реакции.
Итак, возникает вопрос: могут ли еще NaCl или KCl из антигололедных солей играть роль в щелочно-кремнеземной реакции? На+ и К+ катионы сами по себе не могут атаковать кремнезем (виновником является их противоион OH− ) и растворимые хлориды щелочных металлов не могут образовывать растворимый гидроксид щелочного металла при взаимодействии с гидроксидом кальция. Итак, существует ли другой способ производства гидроксид-анионов в затвердевшем цементном тесте (HCP)?
Помимо портландита в ГПУ присутствуют и другие гидратированные твердые фазы. Основными фазами являются гидраты силиката кальция (CSH) (« клей » в цементном тесте), фазы сульфоалюмината кальция ( AFm и AFt , эттрингит ) и гидрогранат . Фазы CSH менее растворимы (~ 10 -5 М), чем портландит (CH) (~ 2,2 · 10 -2 М при 25 ° C), и поэтому ожидается, что они будут играть незначительную роль в высвобождении ионов кальция.
Предполагается, что анионообменная реакция между хлорид-ионами и гидроксид-анионами, содержащимися в решетке некоторых гидратов алюмината кальция (CAH) или родственных фаз (CASH, AFm, AFt), также способствует высвобождению гидроксид-анионов в раствор. Ниже схематически показан принципиальный механизм для фаз CAH:
кл− + (CAH)–OH → (CAH)–Cl + OH−
В качестве простого, но надежного вывода можно сказать, что присутствие растворимых солей Na и K также может вызывать в результате осаждения плохо растворимых солей кальция (с портландитом, CH) или реакций анионного обмена (с фазами, связанными с CAH) высвобождение OH .− анионы в раствор. Следовательно, присутствие каких-либо солей Na и K в поровой воде цемента нежелательно, а измерения элементов Na и K являются хорошим показателем ( индикатором ) максимальной концентрации OH.− в поровом растворе. Поэтому общее содержание щелочного эквивалента ( Na 2О экв.) цемента можно просто полагаться на измерения Na и K ( например , с помощью методов измерений ICP-AES , AAS , XRF ).
Эволюция и старение щелочного геля
Ниже описан процесс созревания жидкого щелочного силикагеля, обнаруженного в выделениях, до менее растворимых твердых продуктов, обнаруженных в виде гелевых паст или высолов. В рамках этой прогрессивной трансформации рассматриваются четыре отдельных этапа. [11]
1. СиО 2растворение и Na 2SiO 3образование (здесь явно написано в древних промышленных обозначениях метасиликата (на основе несуществующей метакремниевой кислоты , H 2SiO 3), чтобы также проиллюстрировать частое использование этого слова позже в литературе):
2 NaOH + SiO 2→ На 2SiO 3· Ч 2О (гель молодого НСХ)
эта реакция сопровождается гидратацией и набуханием щелочного геля, приводящими к расширению пораженных агрегатов. pH свежего щелочного геля очень высок, и он часто имеет характерный янтарный цвет. Высокий уровень pH молодых выделений щелочного геля часто препятствует росту мхов на поверхности заполнения бетонных трещин.
2. Созревание щелочного геля: полимеризация и гелеобразование золь -гель-процессом . Конденсация силикатных мономеров или олигомеров , диспергированных в коллоидном растворе (золе), в двухфазную водную полимерную сетку силикагеля. Калифорния2+ двухвалентные катионы, высвобождаемые гидроксидом кальция ( портландитом ), когда pH начинает слегка падать, могут влиять на процесс гелеобразования.
3. Катионный обмен на гидроксид кальция (портландит) и осаждение аморфных гидратов силиката кальция (CSH) с регенерацией NaOH:
На 2SiO 3+ Са(ОН) 2→ CaSiO 3+ 2 NaOH
Аморфные нестехиометрические гидраты силиката кальция (CSH, нестехиометрия здесь обозначена штрихами) могут перекристаллизоваться в розетки , подобные розеткам гиролита . Образующийся на этом этапе CSH можно рассматривать как выделенный гидрат силиката кальция.
4. Карбонизация CSH, приводящая к осаждению карбоната кальция и аморфного SiO 2 , стилизована следующим образом:
CaSiO 3+ СО 2→ СаСО 3+ SiO 2
Пока щелочной гель ( Na 2SiO 3) еще не прореагировал с Ca2+ ионы, высвобождаемые при растворении портландита, остаются жидкими и могут легко выделяться из разрушенных заполнителей или через открытые трещины в поврежденной бетонной структуре. Это может привести к появлению видимых выделений желтой вязкой жидкости (желтых капель жидкости) на поверхности поврежденного бетона.
Когда pH медленно падает из-за реакции растворения кремнезема, растворимость гидроксида кальция увеличивается и щелочной гель реагирует с Ca.2+ ионы. Его вязкость увеличивается за счет процесса гелеобразования, а его подвижность (текучесть) сильно снижается, когда фазы CSH начинают осаждаться после реакции с гидроксидом кальция (портландитом). В этот момент кальцинированный гель становится твердым, что затрудняет транспортировку щелочного геля в бетон.
Когда гель CSH подвергается воздействию атмосферного углекислого газа , он подвергается быстрой карбонизации, и на поверхности бетона появляются белые/желтые высолы . Когда относительно жидкий щелочной гель продолжает выделяться под затвердевший поверхностный слой геля, он выталкивает высолы за пределы поверхности трещины, делая их рельефными. Поскольку скорости реакций высыхания и карбонизации геля превышают скорость выделения геля (скорость вытеснения жидкого геля через открытые трещины), в большинстве случаев свежие жидкие щелочные выделения не часто встречаются на поверхности бетонных конструкций гражданского строительства. В разуплотненных бетонных кернах иногда сразу после их бурения можно наблюдать свежие желтые выделения жидкой щелочи (вязкие капли янтарного цвета).
Механизм разрушения бетона
Таким образом, механизм ASR, вызывающий ухудшение качества бетона, можно описать в четыре этапа следующим образом:
Самый основной раствор (NaOH/KOH) разрушает кремнистые агрегаты (растворение кремниевой кислоты при высоком pH), превращая плохо кристаллизованный или аморфный кремнезем в растворимый, но очень вязкий щелочно-силикатный гель (NSH, KSH).
Расход NaOH/KOH на реакцию растворения аморфного кремнезема снижает pH поровой воды затвердевшего цементного теста. Это способствует растворению Ca(OH) 2 ( портландита ) и увеличивает концентрацию ионов Ca 2+ в поровой воде цемента. Затем ионы кальция вступают в реакцию с растворимым гелем силиката натрия, превращая его в твердые гидраты силиката кальция (CSH). CSH образует на внешней поверхности заполнителя сплошное плохопроницаемое покрытие.
Проникший щелочной раствор (NaOH/KOH) превращает оставшиеся кремнистые минералы в объемистый растворимый щелочно-силикатный гель. В результате расширяющееся давление увеличивается в сердцевине заполнителя.
Накопленное давление приводит к растрескиванию заполнителя и окружающего его цементного теста, когда давление превышает допуск заполнителя. [19]
Структурные эффекты ASR
Растрескивание, вызванное ASR, может иметь несколько негативных последствий для бетона, в том числе: [20]
Расширение: Набухание геля ASR увеличивает вероятность расширения бетонных элементов.
Прочность на сжатие : Влияние ASR на прочность на сжатие может быть незначительным при низких уровнях расширения и относительно более высоким при большем расширении. Свами и Аль-Асали (1986) [21] [22] отмечают, что прочность на сжатие не является очень точным параметром для изучения тяжести ASR; однако тест проводится из-за его простоты.
Прочность на растяжение / способность к изгибу: исследования показывают, что растрескивание ASR может значительно снизить прочность бетона на растяжение; тем самым уменьшая изгибную способность балок. Некоторые исследования мостовых конструкций указывают на потерю пропускной способности около 85% в результате ASR.
Модуль упругости /UPV: Влияние ASR на упругие свойства бетона и скорость ультразвукового импульса (UPV) очень похоже на предел прочности при растяжении. Показано, что модуль упругости более чувствителен к ASR, чем скорость импульса.
Усталость : ASR снижает несущую способность и усталостную долговечность бетона. [23] [24]
ASR можно уменьшить в новом бетоне несколькими способами:
Ограничьте содержание щелочных металлов в цементе . Многие стандарты [ нужна ссылка ] налагают ограничения на «эквивалентное содержание Na 2 O» в цементе.
Ограничьте содержание реактивного кремнезема в заполнителе . Некоторые вулканические породы особенно восприимчивы к ASR, поскольку они содержат вулканическое стекло ( обсидиан ) и не должны использоваться в качестве заполнителя . Этого можно избежать, используя заполнители карбоната кальция . В принципе, в известняке (CaCO 3 ) уровень кремнезема зависит от его чистоты. Некоторые кремнистые известняки (а.о., Kieselkalk , обнаруженные в Швейцарии ) [25] могут быть сцементированы аморфным или плохо кристаллическим кремнеземом и могут быть очень чувствительны к реакции ASR, что также наблюдается с некоторыми турнейскими кремнистыми известняками, добываемыми в карьерах в районе Турне в Бельгия . [26] Использование известняка в качестве заполнителя само по себе не является гарантией против ASR. В Канаде кремнистый известняк Спратт также особенно хорошо известен в исследованиях, посвященных ASR, и обычно используется в качестве эталонного заполнителя для канадского ASR.
Добавьте очень мелкие кремнистые материалы, чтобы нейтрализовать чрезмерную щелочность цемента кремниевой кислотой посредством контролируемой пуццолановой реакции на ранней стадии схватывания цемента. Пуццолановыми материалами, добавляемыми в смесь, могут быть, например , пуццолан , микрокремнезем , летучая зола или метакаолин . [27] Они реагируют преимущественно с цементными щелочами без образования расширяющего давления, поскольку кремнистые минералы в мелких частицах переходят в силикат щелочного металла, а затем в силикат кальция без образования полупроницаемых реакционных кайм.
Ограничьте попадание внешних щелочей в систему.
Быстрая реакция, инициируемая на ранней стадии затвердевания бетона на очень мелких частицах кремнезема, поможет в долгосрочной перспективе подавить медленную и замедленную реакцию с более крупными кремнеземными агрегатами. Следуя тому же принципу, производство цемента с низким pH также предполагает добавление в бетонную смесь мелкодисперсных пуццолановых материалов, богатых кремниевой кислотой, для снижения ее щелочности. Помимо первоначального снижения значения pH поровой воды бетона, основным рабочим механизмом добавления микрокремнезема является поглощение портландита (резервуара гидроксида (OH – ) в твердой фазе) и уменьшение пористости затвердевшего цементного теста за счет образование гидратов силиката кальция (CSH). Однако микрокремнезем должен быть очень тонко диспергирован в бетонной смеси, поскольку агломерированные хлопья уплотненного кремнезема сами по себе могут вызывать ASR, если процесс диспергирования недостаточен. Это может иметь место в лабораторных исследованиях [ нужна ссылка ] , проведенных только на цементных пастах в отсутствие заполнителей. Дым кремнезема достаточно диспергируется при смешивании больших партий свежего бетона благодаря наличию крупных и мелких заполнителей.
В рамках исследования, проведенного Федеральным управлением автомобильных дорог , различные методы были применены к полевым конструкциям, страдающим от расширения и растрескивания, вызванного ASR. Некоторые методы, такие как применение силанов , показали значительные перспективы, особенно при применении к таким элементам, как небольшие колонны и дорожные ограждения. Местное применение соединений лития практически не дало результатов в уменьшении расширения и растрескивания, вызванных ASR. [28]
Лечебное лечение
Лечебных методов лечения структур, пораженных ASR, в целом не существует. Ремонт поврежденных участков возможен, но реакция будет продолжаться. В некоторых случаях, когда возможна достаточная сушка тонких элементов конструкции (стены, плиты) конструкции с последующей установкой водонепроницаемой мембраны , развитие реакции может быть замедлено, а иногда и остановлено из-за недостаток воды, необходимой для продолжения реакции. Действительно, вода играет тройную роль в реакции щелочь-кремнезем: растворитель для протекающей реакции, транспортная среда для реагирующих растворенных веществ и, наконец, также реагент, потребляемый самой реакцией.
Однако бетон в центре толстых бетонных компонентов или конструкций никогда не может высохнуть, поскольку перенос воды в насыщенных или ненасыщенных условиях всегда ограничен диффузией в порах бетона (вода присутствует в жидкой форме или в парообразном состоянии). Таким образом, время диффузии воды пропорционально квадрату расстояния ее транспортировки. Как следствие, степень водонасыщения внутри толстых бетонных конструкций часто остается выше 80%, уровня, достаточного для обеспечения системы достаточным количеством воды и поддержания щелочно-кремнеземной реакции.
Массивные конструкции, такие как плотины, создают особые проблемы: их нелегко заменить, а вздутие может заблокировать водосбросы или работу турбин . Вырезание прорезей поперек конструкции может снизить некоторое давление и помочь восстановить геометрию и функциональность.
Тяжелые заполнители для бетона ядерной защиты
Для эффективного поглощения гамма-лучей в бетоне для ядерной защиты обычно используются два типа тяжелых заполнителей : барит ( BaSO 4, плотность = 4,3 – 4,5) и различные виды оксидов железа , главным образом магнетита ( Fe 3О 4, плотность = 5,2) и гематит ( Fe 2О 3, плотность = 5,3). Причина в их высокой плотности, благоприятной для ослабления гамма-излучения. Оба типа заполнителей необходимо проверять на ASR, поскольку они в той или иной форме могут содержать химически активные примеси кремнезема. [29] [30] [31]
Поскольку в бетоне стены первого конфайнмента вокруг ядерных реакторов может достигаться повышенная температура в диапазоне 50–80 °C , особое внимание необходимо уделять выбору заполнителей и тяжелых заполнителей, чтобы избежать щелочно-кремнеземной реакции, вызываемой реактивными примесями кремнезема и ускоряется под воздействием высокой температуры, воздействию которой подвергается бетон.
В некоторых гидротермальных месторождениях барит связан с кремнеземной минерализацией [32] и может также содержать химически активный кристобалит [33] [34], в то время как оксигидроксиды Fe(III), в частности ферригидрит , проявляют сильное сродство к растворенному кремнезему, присутствующему в воде. и может представлять собой окончательный поглотитель SiO. 2. [35]
Это объясняет, как микрокристаллический кремнезем может постепенно накапливаться в минеральной породе оксидов железа. [36]
Растворенный кремнезем ( Si(OH) 4) и соответствующий ему силикат-анион ( SiO(OH)− 3), сильно сорбируется на водных оксидах железа (HFO) и гидратированной поверхности оксидов железа (> Fe – OH) путем обмена лигандов:
(ХО) 3SiO− + >Fe–OH → >Fe–OSi(OH) 3+ ОН−
В этой реакции обмена лиганда силикат-анион (также часто проще записываемый как H 3SiO− 4) осуществляет нуклеофильное замещение на феррольной поверхностной группе > Fe – OH и выбрасывает гидроксид-анион OH.− заняв свое место в группе ферролов. Этот механизм объясняет образование прочных внутрисферных комплексов кремнезема на поверхности оксигидроксидов и оксидов железа. [37] Поверхность оксидов железа постепенно покрывается кремнеземом, и на поверхности железооксидных руд образуется жилка кремнезема. Это объясняет, почему некоторые железные руды богаты кремнеземом и поэтому могут быть чувствительны к реакции щелочи с кремнеземом. Очень низкий уровень реакционноспособного кремнезема в тяжелых заполнителях достаточен, чтобы вызвать ASR. Вот почему тяжелые агрегаты должны систематически проверяться на предмет ASR перед их ядерными применениями, такими как радиационная защита или иммобилизация сильно облучающих радиоактивных отходов .
Другой причиной беспокойства по поводу возможного ускоренного развития АШР в бетоне ядерных конструкций является прогрессирующая аморфизация кремнезема, содержащегося в агрегатах, подвергающихся воздействию высоких флюенсов нейтронов . [38] Этот процесс также известен как метамиктизация и, как известно, создает аморфные ореолы в минералах, таких как циркон, богатый ураном и торием, когда их кристаллическая структура подвергается интенсивной внутренней бомбардировке альфа-частицами и становится аморфной ( состояние метамикта ).
Ожидается, что потеря механических свойств сильно облученных нейтронами бетонных компонентов, таких как биологическая защита реактора, в конце срока службы атомной электростанции будет связана с радиационным распуханием агрегатов, что приводит к объемному расширению. бетона. [39]
Предотвращение риска
Единственный способ предотвратить или ограничить риск ASR – это избегать использования одного или нескольких из трех элементов в критическом треугольнике совокупной реакционной способности – содержание щелочи в цементе – вода:
путем выбора нереактивных заполнителей после их тестирования в соответствии с соответствующим стандартным методом испытаний (см. следующий раздел);
с использованием низкощелочного (LA) цемента: с максимальным содержанием щелочи, выраженным в Na 2О экв.< 0,60% массы цемента, в соответствии с европейским стандартом для цемента EN 197-1 [40] или путем ограничения общего содержания щелочи в бетоне ( например , менее 3 кг Na 2О экв./м 3 бетона для цемента CEM I (OPC)). Пример стандарта на бетон в Бельгии: NBN EN 206 и его национальное дополнение NBN B 15-001; [41] [42]
путем ограничения контакта проникновения подземных или метеоритных вод с бетонной конструкцией (водонепроницаемая мембрана, кровля, достаточный дренаж воды, ...). Эта последняя мера предосторожности всегда целесообразна, когда это возможно, и иногда является единственной мерой предосторожности для существующих бетонных конструкций, пострадавших от ASR.
Методы проверки потенциальной реакционной способности щелочей
Американское общество по испытаниям и материалам ( ASTM International ) разработало различные стандартизированные методы испытаний для проверки агрегатов на их восприимчивость к ASR:
ASTM C227: «Метод определения потенциальной щелочной реакционной способности комбинаций цемента и заполнителя (метод строительного раствора)»
ASTM C289: «Стандартный метод определения потенциальной щелочно-кремнеземной реакционной способности заполнителей (химический метод)»
ASTM C295: «Руководство по петрографическому исследованию заполнителя для бетона»
ASTM C1260: «Метод испытания потенциальной реакционной способности заполнителей (испытание на строительный раствор)». Это экспресс-тест заполнителей: погружение брусков строительного раствора в 1 М NaOH при температуре 80 °C на 14 дней, используемый для быстрой идентификации высокореактивных или квазинереактивных заполнителей. Помимо повышенной температуры, метод C1260 также предполагает использование большого количества NaOH в растворе, в который погружается брусок раствора. Таким образом , большой пул анионов OH – может диффундировать внутрь строительного бруска и растворять кремнезем, присутствующий в заполнителях. Следовательно, этот тест очень строгий и может исключить ценные агрегаты. В случае нерешительных результатов для окончательного скрининга необходимо использовать метод долгосрочного тестирования ASTM C1293. Основное преимущество теста ASTM C1260 заключается в том, что он позволяет быстро выявить крайние случаи: очень нечувствительные или очень реактивные заполнители.
ASTM C1293: «Метод испытаний бетонных заполнителей путем определения изменения длины бетона из-за щелочно-кремнеземной реакции». Это долгосрочное подтверждающее испытание (1 или 2 года) при 38 °C в насыщенной водой атмосфере (внутри термостатируемой печи) с бетонными призмами, содержащими характеризуемые заполнители, смешанные с высокощелочным цементом, специально подобранным для вызвать АСР. Бетонные призмы не погружают непосредственно в щелочной раствор, а оборачивают влажными тканями и плотно упаковывают в водонепроницаемую пластиковую пленку.
ASTM C1567: «Стандартный метод испытаний для определения потенциальной щелочно-кремнеземной реакционной способности комбинаций цементирующих материалов и заполнителей (метод ускоренного раствора)»
В международном масштабе также были разработаны другие методы определения бетонной призмы для обнаружения потенциальной щелочной реакции заполнителей или иногда затвердевших бетонных сердечников, например :
Метод Оберхолстера, на котором основан тест ASTM C1260. Это суровое кратковременное испытание с погружением призмы раствора или бетонного ядра в раствор 1 М NaOH при температуре 80 °C на 14 дней. [43]
Метод Даггана начинается с первого погружения нескольких бетонных стержней в дистиллированную воду при температуре 22 °C для регидратации в течение 3 дней. Затем следует нагревание в течение одного дня в сухой печи при 82°С, а затем серия циклов однодневной гидратации с последующей однодневной сушкой при 82°С. Расширение бетонных стержней измеряется до 14 или 20 дней. [44] [45] [46] [47] Это кратковременный тест на ASR/AAR, но он гораздо мягче, чем тест Оберхолстера. Его также можно использовать для измерения расширения бетона из-за замедленного образования эттрингита (DEF). Механические напряжения, вызванные термическими циклами, создают микротрещины в бетонной матрице и, таким образом, облегчают доступ воды к химически активным минеральным фазам в обработанных образцах. [48]
Испытание бетона на микробар было предложено Grattan-Belew et al. (2003) как универсальный ускоренный тест щелочно-агрегатной реакции. [49]
CSA A23.1-14A и CSA A23.2-14A: канадские стандартные испытания бетонной призмы CSA на потенциальное расширение комбинаций цемента и заполнителя. [50] [48] CSA A23.2-14A — это долгосрочное испытание, при котором бетонные призмы хранятся в условиях насыщенной влаги и температуре 38 °C в течение минимум 365 дней. Это канадский стандарт, эквивалентный ASTM C1293.
LCPC/IFSTTAR (1997) LPC-44. Щелочная реакция в бетоне. Испытания на остаточное расширение затвердевшего бетона. [51]
Метод бетонной призмы RILEM AAR-3 (хранение при 38 °C).
Метод бетонной призмы RILEM AAR-4 (хранение при 60 °C).
Альтернативный метод RILEM AAR-4 (хранение при 60 °C).
Немецкий метод испытаний бетона (хранение при 40 °C).
Норвежский метод бетонной призмы (хранение при 38 °C).
Известные пораженные структуры
Поверхность бетонной колонны здания Национальной галереи Канады в Оттаве с типичным рисунком трещин в результате щелочно-кремнеземной реакции (ASR). Обратите внимание на типичный жирный вид выделений желтого силикагеля, пропитывающих бетонную поверхность по обеим сторонам трещин.
Многие мосты и строительные работы на автомагистралях связаны с неправильным использованием высокореактивного кремнистого турнейского известняка ( нижнекаменноугольного динантского периода ) в 1960–1970 годах, когда в Бельгии было построено большинство автомагистралей. Ущерб от ASR начал признаваться только в 1980-х годах. [57] Турнейский известняк может содержать до 25–30 мас. % реактивного биогенного кремнезема , происходящего из спикул кремнистых губок , отложенных с карбонатом кальция в морских осадках.
Шлюз Поммерёль в Эно на канале Хенсис – Поммерёль – Конде.
Пандус для доступа автомобилей Tour & Taxis в Брюсселе с жидкими выделениями янтарного щелочного геля, обнаруженными на бетонных стержнях экспертами SPW (Государственные службы Валлонии).
Плохо кондиционированные радиоактивные отходы АЭС Доэль : испарительные концентраты и отработанные ионообменные смолы (SIER), выделяющие из бетонной матрицы иммобилизации очень большие количества жидкого силикагеля натрия (в основном NSH). [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67]
Канада
Щелочно-агрегатные реакции (ААР), как щелочно-кремнеземные (АСР), так и щелочно-карбонатные (АКР с участием доломита), реакции, были выявлены в Канаде с 1950-х годов. [68] [69] [70]
Многие гидравлические плотины страдают от ASR в Канаде из-за широкого использования реактивных заполнителей. [71] Действительно, реактивный, чувствительный к морозу кремень очень часто встречается в ледниково-флювиальных средах, из которых в Канаде обычно добывают гравий . Другой причиной является также присутствие реактивного кремнезема в палеозойских известняках , таких как кремнистый ордовикский известняк ( формация Бобкайджон ) из карьера Спратта недалеко от Оттавы в Онтарио . [72] Известняковые заполнители Спратта (от компании «Spratt Sand and Gravel Limited» ) широко используются для исследований ASR в Канаде и во всем мире, как описано Rogers et al. (2000) [68] , а также рекомендовано RILEM (Международным союзом лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций). [73]
Многие мосты и строительные работы на автомагистралях.
Развязка Роберт Бурасса – Шарест (Квебек: развязка автомагистралей 740–440) снесена в 2010 году. [4]
Бывший мост Теренес в Бретани, построенный в 1951 году и замененный в 2011 году.
Германия
Восточногерманская Deutsche Reichsbahn в 1970-х годах использовала многочисленные бетонные шпалы вместо прежних деревянных шпал. Однако гравий из Балтийского моря вызвал АСР, и шпалы пришлось заменить раньше, чем планировалось, и это продолжалось вплоть до 1990-х годов. [ нужна цитата ]
После воссоединения многие автобаны в Восточной Германии были отремонтированы с использованием бетона, который оказался дефектным и пострадал от ASR, что потребовало дорогостоящих работ по замене. [ нужна цитата ]
Натронная известь : механизм АСР, катализируемый NaOH, аналогичен механизму улавливания CO 2 Ca(OH) 2 , пропитанного NaOH.
Рекомендации
^ FHWA (22 июня 2010 г.). «Реакционная способность щелочно-кремнезема (ASR) – Бетон – Тротуары – FHWA». Программа разработки и внедрения щелочно-кремнеземной реактивности (ASR) . Архивировано из оригинала 8 августа 2010 года . Проверено 28 июля 2010 г.
^ Фаридазар, Фред (10 февраля 2009 г.). «Техническое описание: Выбор конструкций-кандидатов для обработки литием: что предоставить петрографу вместе с образцами бетона, FHWA-HRT-06-069 – Тротуары – FHWA». FHWA-HRT-06-069 . Проверено 28 июля 2010 г.
^ Альбински, Солен Анн-Лиз (2022). Рак бетона: характеристика продуктов ранней стадии щелочно-кремнеземной реакции с помощью электронной микроскопии (докторская диссертация). Лозанна, EPFL. п. 171. doi :10.5075/EPFL-THESIS-8638 . Проверено 5 сентября 2023 г.
^ Аб Фурнье Б., Санчес Л. и Бошемин С. (2015). Исследования по реагированию на щелочные гранулы в инфраструктуре в бетоне. Заключительный отчет, Министерство транспорта Квебека, Служба материально-технического обеспечения инфраструктуры, Отдел бетона, août (том 2015 г., стр. 293).
^ «Щелочно-кремнеземная реакция в бетоне». Понимание цемента. Архивировано из оригинала 10 августа 2007 года . Проверено 11 августа 2007 г.
^ "Мост Мерафилд в Плимптоне снесен" . Новости BBC . Проверено 16 мая 2016 г.
^ Стэнтон, TE (1940). «Расширение бетона за счет реакции между цементом и заполнителем». Инженерные новости-репортаж (СП-249-1).
^ Вигам, Би Джей; Педерсен, Лейтенант; Грелк, Б.; Линдгард, Дж. (2006). Отчет о состоянии дел: Ключевые параметры, влияющие на реакцию щелочного агрегата. SBF52 A06018 — Неограниченный отчет. 134 стр. (PDF) . Норвегия, Тронхейм: Строительство и инфраструктура SINTEF. ISBN82-14-04078-7. Архивировано из оригинала (PDF) 28 октября 2020 г.
^ Прецци, Моника; Монтейру, Пауло Дж. М.; Спозито, Гаррисон (1997). «Реакция щелочь-кремнезем: Часть I. Использование теории двойного слоя для объяснения поведения гелей продуктов реакции». Журнал материалов ACI . 94 (1): 10–17. ISSN 0889-325X.
^ Аб Дэвис, Г.; Оберхольстер, RE (1 июля 1988 г.). «Продукты щелочно-кремнеземной реакции и их развитие». Исследования цемента и бетона . 18 (4): 621–635. дои : 10.1016/0008-8846(88)90055-5. ISSN 0008-8846 . Проверено 31 октября 2020 г.
^ Аб Ван, Х.; Гиллотт, Дж. Э. (1 июля 1991 г.). «Механизм щелочно-кремнеземной реакции и значение гидроксида кальция». Исследования цемента и бетона . 21 (4): 647–654. дои : 10.1016/0008-8846(91)90115-X. ISSN 0008-8846.
^ Самари, Мохаммед; Рида, Фирас; Манович, Василий; Макки, Артуро; Энтони, EJ (2019). «Прямое улавливание углекислого газа из воздуха сорбентами на основе извести». Стратегии смягчения последствий и адаптации к глобальным изменениям . 25 : 25–41. дои : 10.1007/s11027-019-9845-0 . ISSN 1381-2386.
^ Шевчик, Радек; Мацова, Петра; Сотириадис, Константинос; Перес-Эстебанес, Марта; Виани, Альберто; Шашек, Петр (2016). «Микро-рамановская спектроскопия исследование реакции карбонизации в известковой пасте, полученной по традиционной технологии». Журнал рамановской спектроскопии . 47 (12): 1452–1457. Бибкод : 2016JRSp...47.1452S. дои : 10.1002/мл.4929. ISSN 0377-0486.
^ Адриани, Дж.; Берд, ML (1941). «Исследование устройств для анестезии, поглощающих углекислый газ: канистра». Анестезиология: Журнал Американского общества анестезиологов . 2 (4): 450–455.
^ Фриман, Брайан С.; Бергер, Джеффри С. (2014). Основной обзор анестезиологии: базовый экзамен, часть первая. Глава 17: Поглощение углекислого газа. Макгроу-Хилл Образование . Проверено 22 апреля 2020 г. - через Access Medicine.
^ Вербек, Г. (1958). «Карбонизация гидратированного портландцемента». STP205-EB Цемент и бетон (Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International : 17–36. doi : 10.1520/STP39460S. ISBN978-0-8031-5667-8.
^ Фурнье, Б., и Берубе, Массачусетс (2000). Щелочно-агрегатная реакция в бетоне: обзор основных концепций и инженерных последствий. Канадский журнал гражданского строительства, 27 (2), 167–191. См. химические уравнения на стр. 168.
^ Берубе, Массачусетс, Смауи, Н., Биссоннетт, Б., и Фурнье, Б. (2005). Оценка и изучение художественных эффектов реакций щелочно-кремнезема (RAS). Études et Recherches en Transport, Министерство транспорта Квебека. См. химические уравнения на стр. 3-4.
^ Итикава, Т.; Миура, М. (2007). «Модифицированная модель щелочно-кремнеземной реакции». Исследования цемента и бетона . 37 (9): 1291–1297. doi :10.1016/j.cemconres.2007.06.008.
^ «Структурное воздействие ASR на бетонные конструкции | Решения FPrimeC». Решения FPrimeC . 28 октября 2016 г. Проверено 11 января 2017 г.
^ Свами, Р.Н., и Аль-Асали, М.М. (1986). Влияние щелочно-кремнеземной реакции на технические свойства бетона. АСТМ Интернешнл. См. стр. 85, пункт 2 заключения.
^ Вэнс Х. Додсон, изд. (1986). Щелочи в бетоне: симпозиум. АСТМ Интернешнл. ISBN978-0-8031-0498-3.
^ Аб Ахмед, ТМА; Берли, Э.; Ригден, СР (1 декабря 1999 г.). «Влияние щелочно-кремнеземной реакции на усталостное поведение обычного бетона, испытанного на сжатие, непрямое растяжение и изгиб». Журнал конкретных исследований . 51 (6): 375–390. дои : 10.1680/макр.1999.51.6.375. ISSN 0024-9831 . Проверено 25 марта 2023 г.
^ Ахмед, Тариг; Берли, Элдон; Ригден, Стивен; Абу-Таир, Абид И. (1 марта 2003 г.). «Влияние реакционной способности щелочи на механические свойства бетона». Строительство и строительные материалы . 17 (2): 123–144. дои : 10.1016/S0950-0618(02)00009-0. ISSN 0950-0618 . Проверено 25 марта 2023 г.
^ Моннин, Ю.; Дегрюжилье П.; Балтил Д.; Гарсиа-Диас Э. (2006). «Петрографическое исследование двух кремнистых известняков, подвергнутых щелочно-кремнеземной реакции». Исследования цемента и бетона . 36 (8): 1460–1466. doi :10.1016/j.cemconres.2006.03.025. ISSN 0008-8846.
^ Рамлочан, Терренс; Майкл Томас; Карен А. Грубер (2000). «Влияние метакаолина на щелочно-кремнеземную реакцию в бетоне». Исследования цемента и бетона . 30 (3): 339–344. дои : 10.1016/S0008-8846(99)00261-6. ISSN 0008-8846.
^ «Подробности публикации книги фактов о щелочно-агрегатной реакционной способности (AAR) - Тротуары - FHWA» . dot.gov .
^ Йозвяк-Недзведска, Дарья; Гибас, Каролина; Брандт, Анджей М.; Глиницкий, Михал А.; Домбровский, Мариуш; Денис, Петр (2015). «Минеральный состав тяжелых заполнителей для бетонов ядерной защиты в зависимости от щелочно-кремнеземной реакции». Процедия Инжиниринг . 108 : 162–169. дои : 10.1016/j.proeng.2015.06.132 . ISSN 1877-7058.
^ Йозвяк-Недзведска, Дарья; Глиницкий, Михал А.; Гибас, Глиницкий (2016). «Возможность щелочно-кремнеземной реакции в радиационно-защитном бетоне, содержащем специальные заполнители». Материалы V Международной конференции по долговечности бетонных конструкций . 5-я Международная конференция по долговечности бетонных конструкций. Издательство Университета Пердью. дои : 10.5703/1288284316137 . ISBN978-1-62671-065-8. Проверено 14 июня 2021 г.
^ Йозвяк-Недзведска, Дарья; Глиницкий, Михал; Гибас, Каролина; Баран, Томаш (2018). «Щелочно-кремнеземная реакционная способность заполнителей высокой плотности для радиационно-защитного бетона». Материалы . 11 (11): 2284. Бибкод : 2018Mate...11.2284J. дои : 10.3390/ma11112284 . ISSN 1996-1944 гг. ПМК 6265780 . ПМИД 30445670.
^ Феделе, Л.; Тодеска, Р.; Бони, М. (2003). «Барито-кремнеземная минерализация в межордовикском несогласии на юго-западе Сардинии (Италия): исследование флюидных включений». Минералогия и петрология . 77 (3–4): 197–213. Бибкод : 2003MinPe..77..197F. дои : 10.1007/s00710-002-0200-9. ISSN 0930-0708. S2CID 129874363.
^ Йозвяк-Недзведска, Дарья; Брандт, Анджей; Гибас, Каролина; Денис, Петр (2014). «Опасность щелочно-агрегатной реакции в случае баритовых бетонов». Цемент, Вапно, Бетон . 19 : 234–242.
^ Йовяк-Недзведска, Д.; Брандт, Анджей; Гибас, Каролина; Денис, Петр (2014). Влияние состава барита на потенциальную щелочную агрегативную реакцию в радиационно-защитном бетоне . 2-я конференция по технологическим инновациям в атомном гражданском строительстве TINCE 2014, Париж, 1–4 сентября 2014 г. Том. 2014. Париж. стр. 234–242.
^ Карлсон, Л.; Швертманн, У. (1981). «Природные ферригидриты в поверхностных отложениях Финляндии и их ассоциация с кремнеземом». Geochimica et Cosmochimica Acta . 45 (3): 421–429. Бибкод : 1981GeCoA..45..421C. дои : 10.1016/0016-7037(81)90250-7. ISSN 0016-7037.
^ Тейлор, П. (1995). Взаимодействие кремнезема с оксидами железа: влияние на превращения оксидов и сорбционные свойства. Компания Atomic Energy of Canada Ltd. (AECL) . Проверено 16 июня 2021 г.
^ Джордан, Норберт; Мармье, Николя; Ломенек, Клэр; Гиффо, Эрик; Эрхардт, Жан-Жак (2007). «Сорбция силикатов гетитом, гематитом и магнетитом: эксперименты и моделирование». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 312 (2): 224–229. Бибкод : 2007JCIS..312..224J. doi :10.1016/j.jcis.2007.03.053. ISSN 0021-9797. ПМИД 17467724.
^ Россил, Томас М.; Маруяма, Иппей; Ле Папе, Янн; Контани, Осаму; Джорла, Ален Б.; Ремец, Игорь; Уолл, Джеймс Дж.; Сиркар, Мадхумита; Андраде, Кармен; Ордонес, Мануэль (2016). «Обзор современного состояния знаний о воздействии радиации на бетон». Журнал передовых технологий бетона . 14 (7): 368–383. дои : 10.3151/jact.14.368 . ISSN 1346-8014.
^ Филд, КГ; Ремек, И.; Папе, Ю. Ле (2015). «Радиационное воздействие на бетон для атомных электростанций - Часть I: Количественная оценка радиационного воздействия и радиационных эффектов». Ядерная инженерия и дизайн . 282 : 126–143. дои : 10.1016/j.nucengdes.2014.10.003 . ISSN 0029-5493.
^ Европейский стандарт EN 197-1. Цемент. Часть 1: Состав, характеристики и критерии соответствия обычных цементов.
^ NBN EN 206:2013+A1:2016 Бетон. Спецификация, характеристики, производство и соответствие. Дата публикации: 11/2016.
^ НБН Б 15-001:2018. Бетон – Спецификация, характеристики, производство и соответствие – Национальное дополнение Бельгии к NBN EN 206:2013+A1:2016. Дата публикации: 07.2018.
^ Оберхольстер, RE; Дэвис, Г. (1986). «Ускоренный метод проверки потенциальной щелочной активности кремнистых заполнителей». Исследования цемента и бетона . 16 (2): 181–189. дои : 10.1016/0008-8846(86)90134-1. ISSN 0008-8846 . Проверено 25 октября 2020 г.
^ Скотт, Дж. Ф., Дагган, CR, (1986). Потенциальный новый тест на реакционную способность щелочных агрегатов, Роу. 7-й международный Конф. по реакциям щелочных агрегатов, Оттава, Канада, изд. PE Grattan-Belew, Noyes publ., Нью-Джерси, США, 319-323.
^ Дагган CR, Скотт Дж. Ф. (1987). Предлагаемый новый тест на реакционную способность щелочных агрегатов, Канадские национальные железные дороги, Отчет о технических исследованиях, Монреаль, Канада, 13 апреля 1987 г., пересмотренный 31 октября 1989 г.
^ Дагган CR и Скотт Дж. Ф. (1989a). Установление новых пределов приемлемости для предлагаемого метода испытаний для обнаружения потенциально вредного расширения бетона, представленного подкомитету ASTM C09.02.02, сентябрь 1989 г.
^ Дагган CR и Скотт Дж. Ф. (1989b). Новое испытание на вредное расширение бетона, 8-й международный конкурс. Конф. по щелочно-агрегатной реакции Киото, Япония, 403408.
^ Ab Day, RL (1992). Влияние образования вторичного эттрингита на долговечность бетона: анализ литературы (№ РД108Т). См. главным образом главу 7: Метод экспресс-тестирования вторичного образования эттрингита. стр. 81–95 PDF-файла (стр. 69–83 бумажной версии). Доступно в открытом доступе на сайте Cement.org.
^ Граттан-Беллью, ЧП; Г. Цибанский; Б. Фурнье; Л. Митчелл (2003). «Предлагаемый универсальный ускоренный тест на реакцию щелочных агрегатов: испытание бетона на микробар». Цементный бетон и заполнители . 25 (2): 29–34. дои : 10.1520/CCA10445J.
^ A23.1-14 / A23.2-14 Бетонные материалы и методы изготовления бетона / Методы испытаний и стандартная практика бетона. Издано CSA Group в 2014 г., 690 страниц.
^ LCPC/IFSTTAR (1997) Щелочная реакция бетона. Essai d'expansion residuelle sur béton durci. Projet de méthode d'essai LCP 44. Février, 1997. 15 стр. MethodeDEssai-LCPC-ME44.pdf. https://www.ifsttar.fr/fileadmin/user_upload/editions/lcpc/MethodeDEssai/MethodeDEssai-LCPC-ME44.pdf
^ «ASR впервые признана в Бельгии инженерными сооружениями - Service Public Wallon: Direction de l'expertise des ouvrages» (PDF) . 15 сентября 2010 г.
^ http://www.ondraf.be/, веб-сайт ONDRAF/NIRAS, объявляющий в сентябре 2013 года об обнаружении на месте временного хранения Belgoprocess в Десселе 10 000 бочек с LILW, затронутых или потенциально затронутых ASR.
^ «Веб-сайт MONA: Кондиционированные радиоактивные отходы, пострадавшие от ASR в Бельгии — Gelvaten niet geschikt voor berging» (PDF) . 01.03.2014.[ постоянная мертвая ссылка ]
^ "Веб-сайт STORA: Кондиционированные радиоактивные отходы, пострадавшие от ASR в Бельгии - Gelvaten проблематиек" .
^ «Веб-сайт STORA: Кондиционированные радиоактивные отходы, пострадавшие от ASR в Бельгии — Nieuw opslaggebouw voor gelvaten» . 26 сентября 2014 г.
^ «Веб-сайт STORA: Кондиционированные радиоактивные отходы, пострадавшие от ASR в Бельгии — Nieuw opslaggebouw voor gelvaten klaar в 2019 году» . 29 сентября 2016 г.
^ «Журнал NIRAS, июнь 2016 г.: Кондиционированные радиоактивные отходы, пострадавшие от ASR в Бельгии - Nieuw hoogtechnologisch opslaggebouw voor vaten met gelvorming, стр. 20-21» (PDF) . 01.06.2016.
^ Минон, Жан-Поль; Ван Лаер, Вим (26 сентября 2014 г.). «Plan d'actions pour la gestion sûre des fûts presentant du gel | ONDRAF» [План действий по безопасному обращению с бочками с силикагелем | ОНДРАФ]. ondraf.be (на французском языке) . Проверено 20 апреля 2023 г. Бочки с силикагелем в настоящее время не отвечают требованиям для поверхностного хранения. Новое складское здание является логистическим решением проблемы бочек с гелем. Мы постепенно рассмотрим, как можно перерабатывать отходы, чтобы найти безопасное долгосрочное решение по управлению ими.
^ ФАНК (01.10.2020). «Королевство Бельгия. Национальный отчет – Седьмое совещание договаривающихся сторон совместной конвенции о безопасности обращения с отработавшим топливом и безопасности обращения с радиоактивными отходами. Федеральное агентство по ядерному контролю (FANC), Бельгия» (PDF) . jc-rapport-be-2020-public.pdf . Объединенная конвенция МАГАТЭ. См. стр. 15–20. Вена: МАГАТЭ. п. 144 . Проверено 20 апреля 2023 г.
^ Куртуа, Николя; Кау-Дит-Кум, Селин; Пулескен, Арно; Хаас, Джереми; Бен Хадж Хассин, Сейфаллах; Балтил, Дэвид (04 мая 2022 г.). Исследование щелочно-кремнеземной реакции, протекающей в сцементированных упаковках отходов, на основе подходов упрощенной модели и конкретной среды. cea-03667888. NUWCEM 2022 – Международный симпозиум по материалам на основе цемента для ядерных отходов – 2022, 4–6 мая. Авиньон (Франция). п. 9 . Проверено 20 апреля 2023 г.
^ Куртуа, Николя; Кау-Дит-Кум, Селин; Гаво, Филипп; Пулескен, Арно; Хаас, Джереми; Бен Хадж Хассин, Сейфаллах; Балтил, Дэвид (31 мая 2022 г.). Количественная оценка степени щелочно-кремнеземной реакции, происходящей в сцементированных упаковках отходов, на основе упрощенных модельных систем. 16-й ICAAR 2022 – 16-я Международная конференция по реакции щелочных заполнителей в бетоне. 31 мая – 2 июня 2022. Лиссабон, LNEC, Португалия. п. 10 . Проверено 20 апреля 2023 г.
^ Аб Роджерс, К., Граттан-Беллью, П.Е., Хутон, Р.Д., Райелл, Дж., и Томас, доктор медицинских наук (2000). Щелочно-агрегатные реакции в Онтарио. Канадский журнал гражданского строительства, 27 (2), 246–260.
^ Фурнье, Б., и Берубе, Массачусетс (2000). Щелочно-агрегатная реакция в бетоне: обзор основных концепций и инженерных последствий. Канадский журнал гражданского строительства, 27 (2), 167–191.
^ Берубе, Массачусетс, Смауи, Н., Биссоннетт, Б., и Фурнье, Б. (2005). Оценка и изучение художественных эффектов реакций щелочно-кремнезема (RAS). Études et Recherches en Transport, Министерство транспорта Квебека.
^ Ду, Чунцзян (2010). «HRW-Hydro Review Worldwide: Решение проблем щелочно-агрегатной реакции в гидротехнических сооружениях».
^ Limestone Industries of Ontario, Том 2 Геологическая служба Онтарио. Секция инженерии и геологии местности Онтарио, Министерство природных ресурсов, 1989 г. - Известняк - 196 страниц.
^ Никсон, Дж. П., и Симс, И. (ред.). (2016). Рекомендации РИЛЕМ по предотвращению повреждений в результате щелочно-агрегатных реакций в новых бетонных конструкциях. Дордрехт: Спрингер.
^ "Мост Фэрфилд". Городские библиотеки Гамильтона. Архивировано из оригинала 20 мая 2010 г. Проверено 23 октября 2009 г.
^ "Кейбридж-Хаус, Лондон - Здание № 1458" . www.skyscrapernews.com .
^ Лаура Кемп (8 июля 2007 г.) «Мы можем сообщить, что стадион «Миллениум» страдает от конкретного рака», Уэльс, воскресенье .
^ "Замена моста A38 Мерафилд" . www.highways.gov.uk . 27 августа 2014 года. Архивировано из оригинала 21 мая 2016 года . Проверено 16 мая 2016 г.
^ "Мост Мерафилд в Плимптоне снесен" . Новости BBC . 16 мая 2016 года . Проверено 14 августа 2017 г.
^ "Студия Pebble Mill". БУФВК. БУФК . Проверено 27 марта 2018 г.
↑ Уорнер, Брайан (26 марта 1992 г.). «Великобритания: Восемь подрядчиков готовят заявки на контракт на реконструкцию Королевского Девона и больницы Эксетера стоимостью 22 миллиона фунтов стерлингов» . Новости строительства .
^ "Королевская больница Девона и Эксетера" . Эксетерские воспоминания . 7 января 2014 г.
^ "Власти долины Теннесси (TVA) хотят отрезать кусок плотины Чикамауга" . www.chattanoogan.com . 9 ноября 2020 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
^ «Новый стадион Royals будет дорогим. Ремонт разрушающегося стадиона Kauffman тоже будет дорогим» . www.kcur.org . 9 ноября 2023 г.
СМИ, связанные с реакциями щелочно-кремнезема, на Викискладе?