External sulfate attack in dam concretes with thaumasite formation

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Title: External sulfate attack in dam concretes with thaumasite formation
Other Titles: Ataque sulfático externo en hormigones de presa con formación de thaumasita
Authors: Chinchón Payá, Servando | Aguado de Cea, Antonio | Nugteren, Henk W. | Chinchón Yepes, Servando
Research Group/s: Materiales y Sistemas Constructivos de la Edificación
Center, Department or Service: Universidad de Alicante. Departamento de Construcciones Arquitectónicas
Keywords: Concrete dam | Sulfate attack | Thaumasite | Hormigón de presa | Ataque sulfático | Thaumasita
Knowledge Area: Construcciones Arquitectónicas
Issue Date: 26-Jan-2015
Publisher: Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja
Citation: Materiales de Construcción. 2015, 65(317): e042. doi:10.3989/mc.2015.10513
Abstract: Concrete core samples extracted from different areas of the Mequinenza Dam (Spain) have been studied and expansive reactions affecting the structure were not found. However, expansive reactions in the concrete of certain parts located near the abutments of two galleries have been observed as a consequence of an external sulfate attack due to the sulfur compounds contained in the lignites that are present on the surrounding terrain. Secondary gypsum, ettringite, and thaumasite, as well as several sulfate efflorescence have been detected. The thaumasite formed in the degraded concrete is related to a Thaumasite Sulfate Attack (TSA). Scanning Electron Microscopy (SEM) and Rietveld analyses of the TSA samples would show that thaumasite could have been formed thanks to ettringite acting as nuclei or by a direct precipitation from solutions within the pores of the cement matrix. | Se han estudiado testigos de hormigón extraídos de diferentes zonas de la presa de Mequinenza (España) descartando la existencia de una reacción expansiva que pudiera afectar a la estructura. Sin embargo, se han observado reacciones expansivas en el hormigón de ciertas zonas próximas a los estribos de dos galerías, como consecuencia de un ataque sulfático externo debido a los compuestos de azufre contenidos en los lignitos que están presentes en los terrenos circundantes. Se ha identificado un conjunto de productos relacionados con el ataque sulfático: yeso secundario, ettringita y thaumasita, además de sales sulfatadas solubles. Las zonas más degradadas del hormigón coinciden con una cristalización abundante de thaumasita (Thaumasite Sulfate Attack–TSA-). El estudio de las muestras de TSA, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y el método de Rietveld, indicaría que la thaumasita podría haberse formado a partir de la ettringita como medio de nucleación o por precipitación directa a partir de sus componentes en disolución dentro de los poros de la matriz cementicia.
Sponsor: The authors wish to show their gratitude for the economic support received from Ministerio de Economía y Competitividad (Spain) through the Research Project BIA2010-20913-C02-02 (PREDICEX) and BIA2011-28798-C02-02 “La reacción sulfática interna entre áridos con distintos compuestos de azufre y cementos de diferente contenido de aluminatos”.
URI: http://hdl.handle.net/10045/47231
ISSN: 0465-2746 | 1988-3226 (Internet)
DOI: 10.3989/mc.2015.10513
Language: eng
Type: info:eu-repo/semantics/article
Rights: © 2015 CSIC. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-Non Commercial (by-nc) Spain 3.0 License
Peer Review: si
Publisher version: http://dx.doi.org/10.3989/mc.2015.10513
Appears in Collections:INV - MSCE - Artículos de Revistas
INV - ALISoft - Artículos de Revistas

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