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The Distribution, Structure, and Chemical Composition of Alkali-Silica Gels in Calcined Clay Concretes

Autor(en): ORCID
ORCID


ORCID
Medium: Fachartikel
Sprache(n): Englisch
Veröffentlicht in: Buildings, , n. 2, v. 15
Seite(n): 218
DOI: 10.3390/buildings15020218
Abstrakt:

This study investigates the effect of calcined clays (metakaolin, metasilt, metaclay) on the chemical composition, distribution, and structure of alkali–silica reaction (ASR) gels. Using 10 wt% of calcined clays reduced concrete expansion and minimized cracking but did not inhibit ASR gel formation. Micro X-ray fluorescence mapping revealed an average ASR gel content of 3 wt% in concrete, incorporating up to two-thirds of K2O and nearly all Na2O from the binder. Raman spectroscopy indicated structural similarities among gels in different concrete mixes, with an increased degree of polymerization in the metakaolin-containing concrete. Automated mineralogy identified four gel phases: Si gel, Ca-Si gel, Al-Ca-Si gel, and Al-Si gel. Ca-Si gels are formed at binder interfaces, while non-swellable Al-bearing gels are mainly formed in metakaolin-containing concrete located within aggregates. This study shows that aluminum can be incorporated into gels in calcined clay concretes, altering their structure and potentially affecting their expansion behavior in concrete.

Copyright: © 2025 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.
Lizenz:

Dieses Werk wurde unter der Creative-Commons-Lizenz Namensnennung 4.0 International (CC-BY 4.0) veröffentlicht und darf unter den Lizenzbedinungen vervielfältigt, verbreitet, öffentlich zugänglich gemacht, sowie abgewandelt und bearbeitet werden. Dabei muss der Urheber bzw. Rechteinhaber genannt und die Lizenzbedingungen eingehalten werden.

  • Über diese
    Datenseite
  • Reference-ID
    10816176
  • Veröffentlicht am:
    03.02.2025
  • Geändert am:
    03.02.2025
 
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