Betoni ja ammonium (NM4+)

Magnesiumin ja ammoniumsuolat toimivat kationinvaihtajina vaihtaen sementtipohjaisten betonimateriaalien mekaanisesti lujat kalsiuminyhdisteet magnesium- tai ammoniumyhdisteiksi. Magnesiumsuolat muuttavat alkuperäisen materiaalin rakennetta tehden sen mekaanisesti heikoksi.

Ammoniumsuolat muuttavat alkuperäisen betonimateriaalien liukenemattomat kalsiumyhdisteet vesiliukoiseen muotoon. Liukenemisen myötä materiaaliin muodostuu tyhjiä huokosia.

Esimerkkejä tapahtuvista reaktioista on esitetty kaavoissa (1) ja (2). Ammoniumsuolat ovat betonimateriaalien kannalta vastaavia magnesiumyhdisteitä aggressiivisempia. Tämä perustuu siihen, että reaktioissa syntyvät uudet ammoniumyhdisteet hajoavat vapauttaen ammoniakkikaasua, joka haihtuu. Tämän seurauksena liukoiset kalsiumsuolat uuttuvat veteen ilman että niiden tilalle saostuu mitään. Näin materiaalin huokoset jäävät avoimiksi, mikä edesauttaa syöpymisreaktion etenemistä.

CaCO3 + 2NH4Cl → CaCl2 + (NH4)2CO3 (1)

Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH4OH (2)

Betoninormeissa alimman ympäristörasitusluokan, XA1, rajoiksi (mg/l) ammoniumille on asetettu 15 ≤ NH4 ≤ 30. Vastaavat rajat ylimmälle rasitusluokalle, XA3; ovat 60 < Mg ≤ 100.