MECHANISM AND KINETICS OF EXPANSION IN THE ALKALI-CARBONATE ROCK REACTION

This paper reviews the main hypotheses proposed for the alkali-carbonate rock reaction, and presents evidence supporting the mechanism advanced by this laboratory. The new evidence consists of (a) no volume change of pure dolomite crystals immersed in 2M NaOH for 4 months; (b) the decreasing expansion of solid plus liquid of rock powders in 2M NaOH with increasing particle size of pure dolomite, using a dilatometer technique; (c) the observation from scanning electron micrographs of alkali-reactive and non- reactive rocks that much of the clay constituent appears to be distributed close to the dolomite rhombs, thus accounting more readily for the idea that dedolomitization opens up channels for moisture to gain access to the clay; and (d) a detailed study of some 50 carbonate rocks from the highly calcitic to the highly dolomitic with special emphasis on petrographic examinations and their correlations with results of laboratory performance.Le pr\ue9sent article fait le tour d'horizon des principales hypoth\ue8ses propos\ue9es pour l'explication de la r\ue9action des roches carbonat\ue9es en pr\ue9sence de bases et fait la d\ue9 monstration du m\ue9canisme propos\ue9 par le laboratoire des mat\ue9 riaux min\ue9raux du Conseil. Les faits nouveaux sont les suivants: (a) on n'observe aucun changement de volume des cristaux de dolomite pure immerg\ue9s pendant 4 mois dans la soude caustique liquide \ue0 une concentration de 2 moles; (b) le taux d'expansion , mesur\ue9 \ue0 l'aide du dilatom\ue8tre, du m\ue9 lange poudre de roc et soude caustique liquide \ue0 la concentration de 2 moles, diminue alors que l'on augmente la dimension des particules de dolomite pure; (c) l'observation par micrographie \ue9lectronique \ue0 balayage des rocs r\ue9actifs ou non \ue0 la soude caustique r\ue9v\ue8le que la plupart des \ue9l\ue9 ments de l'argile sont rassembl\ue9s autour des rhombo\ue8dres de dolomite, expliquant ainsi beaucoup mieux l'id\ue9e que la d\ue9 dolomitisation ouvre des canaux par lesquels l'humidit\ue9 se rend jusqu'\ue0 l'argile, et (d) une \ue9tude d\ue9taill\ue9e de quelques 50 roches carbonat\ue9es allant de la plus calcaire \ue0 la plus dolomitique, effectu\ue9e principalement par des examens p\ue9trographiques et par leurs relations avec les r\ue9 sultats des essais du comportement des mat\ue9riaux.Peer reviewed: NoNRC publication: Ye