Reaktivnost křemene v experimentálních maltových tělesech

Abstract

Alkalicko-silikátová reakce (ASR) je jednou z nejničivějších chemických reakcí, které mohou probíhat v betonu a nenávratně jej poškodit. K ASR dochází, pokud jsou splněny následující podmínky: dostatečná vlhkost (> 80 %), dostatečné množství alkálií (Ca2+ , Na+ , K+ ) a reaktivní kamenivo (převážně špatně krystalické, deformované až amorfní formy SiO2). Reaktivní kamenivo, reaguje s vysoce zásaditými pórovými roztoky za vzniku hydrofilních gelů, které zvětšují svůj objem. Reaktivita kameniva je standardně testována pomocí dilatometrických zkoušek. Tyto zkoušky jsou založeny na vytvoření zkušebního tělesa, které je uloženo v prostředí urychlujícím vznik ASR. Délkové změny tělesa jsou způsobeny tvorbou a expanzí alkalicko-silikátových gelů. V rámci diplomové práce byla posouzena náchylnost křemenem bohatých typů hornin k ASR (křemenec, metadroba, kvarcit, pegmatitový křemen) za pomoci mikroskopických (optická mikroskopie, skenovací elektronová mikroskopie kombinovaná s analýzou obrazu) a dilatometrických (ASTM C1260, RILEM AAR-4.1) metod. Horniny byly zařazeny dle reaktivnosti do kategorií podle ASTM C1260 (reaktivní, potenciálně reaktivní, nereaktivní). Reaktivita hornin úzce souvisela s obsahem kryptokrystalické křemenné matrix, velikostí zrn, tvarem hranice zrn a výskytem subzrn či undulózního...

The alkali-silica reaction is one of the most damaging chemical reactions taking place in concrete, which can cause fatal damage. ASR originates under following conditions: high moisture (> 80 %), sufficient amount of alkaline ions (Ca2+ , Na+ , K+ ) and use of reactive aggregates (low crystaline or deformed quartz, amorphous SiO2). Reactive aggretates react with high alkaline pore solution and produce hydrofile gels. These gels absorb water and swell. Dilatometric test methods are commonly used to evaluate the reactivity of aggregates. The principle of dilatometric test methods is simple. Mortar or concrete prisms are created in a laboratory, then they are stored in the special environment, which accelerates the inception of ASR. The creation and expansion of alkali-silica gels cause prism's length changes. The major goal of this diploma thesis was to evaluate the alkali-silica reactivity potential of quartz-rich rocks using microscopic (polarizing microscopy, scanning electron microscopy combined with SEM/BSE image analysis) and dilatometric (ASTM C1260, RILEM AAR-4.1) methods. Rocks were assessed as reactive, potentially reactive and non-reactive by the ASTM C1260 method. The reactivity of aggregates was connected with the amount of cryptocrystaline matrix, grain size, shape of grain boundaries,...