Concrete deterioration and floor heave due to biogeochemical weathering of underlying shale

When the basement floor of a church in the New Edinburgh area of Ottawa heaved, it was discovered that the concrete under the floor had been reduced to a mushy consistency due to attack by sulfate solution formed by the oxidation of pyrite in the underlying shale. Gypsum was the main product in the weathered zone of the shale. It is shown that heaving resulted from the growth of gypsum crystals between the lamellae in the shale. Jarosite, which is formed by a series of oxidation reactions from pyrite, was also found in the weathered shale. Some oxidation reactions occur only in the presence of sulfur bacteria. The cementitious portion of the concrete was leached out by acid, leaving a weak porous material. The importance of safeguarding concrete in contact with potentially expansive shales from sulfate attack is emphasized.A la suite du soul\ue8vement d'un plancher de sous-sol dans une \ue9glise du quartier New Edinburgh \ue0 Ottawa, on a constat\ue9 que le b\ue9ton \ue0 base du plancher avait acquis une consistance spongieuse \ue0 la suite de son attaque par une solution de sulfate produite par l'oxydation de la pyrite dans le schiste argileux sous-jacent. Du gypse \ue9tait le principal \ue9l\ue9ment dans la zone alt\ue9r\ue9e du schiste argileux. On montre que le soul\ue8vement est le r\ue9sultat de la croissance de cristaux de gypse entre les lamelles du schiste argileux. On a \ue9galement trouv\ue9, dans le schiste argileux alt\ue9r\ue9, de la jarosite, r\ue9sultat d'une s\ue9rie de r\ue9actions d'oxydations dans la pyrite. Certaines r\ue9actions d'oxydation ne se produisent qu'en pr\ue9sence de bact\ue9ries de soufre. Le liant de ciment \ue0 \ue9t\ue9 extrait du b\ue9ton par lessivage par des acides, laissant un mat\ue9riau poreux peu r\ue9sistant. On souligne l'importance de prot\ue9ger le b\ue9ton contre l'attaque des sulfates lorsqu'il se trouve en contact avec des schistes argileux susceptibles d'expansion.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye