Effekten av å tilsette CO2 i fersk betong

Abstract

Tilsetting av karbondioksid (CO2) i fersk betong er potensielt en ny metode for produksjon av en mer bærekraftig betong. Tidligere forskning har vist lovende resultater angående effekten på betongens mekaniske egenskaper og det er vist at tilsetting av CO2 i fersk betong resulterer i et akselerert hydratasjonsforløp og økt trykkfasthet. Denne oppgaven undersøker CO2 sin effekt på betongens ferske egenskaper (støpelighet, densitet, luftinnhold, varmeutvikling), herdede egenskaper (trykkfasthet, elastisitetsmodul, spaltestrekkfasthet, bøyestrekkfasthet, pH-verdi, densitet og porøsitet), mikrostruktur (SEM) og kjemisk sammensetning (TGA). Disse egenskapene er undersøkt ved å tilsette ulike mengder CO2 i den ferske betongen under blanding, med lik mengde av de øvrige delmaterialene. De valgte mengdene av CO2 er 0,36 wt%, 0,72 wt% og 1,08 wt% av sementvekt. Resultatene viser at støpeligheten reduseres med økt mengde tilsatt CO2, som videre har medført økt luftinnhold. Det er observert at tilsettingen av CO2 resulterer i en umiddelbar reaksjon som øker temperaturen i betongen rett etter blanding. Samtidig er det observert lavere total varmeutvikling og et retardert hydratasjonsforløp i reseptene tilsatt CO2. Resultatene har vist at tilsettingen av CO2 gir redusert trykkfasthet etter 1 døgn, økt trykkfasthet ved 3 og 7 døgn og ingen forskjell ved 28 døgn. Samlet oppnådde resepten tilsatt minst CO2 høyest trykkfasthet av reseptene tilsatt CO2. Resultatene viser at spaltestrekkfastheten øker med økt mengde tilsatt CO2. Det ble målt at bøyestrekkfasthet øker for de to reseptene tilsatt minst CO2, samtidig som resepten tilsatt mest CO2 viste en reduksjon i bøyestrekkfasthet. Det ble observert en reduksjon i betongens porøsitet i reseptene tilsatt CO2, denne effekten var størst i resepten tilsatt minst CO2. Tilsettingen av CO2 medførte ingen observerbar endring i betongens mikrostruktur. Gjennom termogravimetrisk analyse ble det målt en høyere dannelse av C-S-H i resepten tilsatt minst CO2, mens de to reseptene tilsatt mest CO2 hadde en redusert mengde C-S-H. Det ble også målt at dannelsen av C-H ble redusert med økt mengde tilsatt CO2, samtidig som mengden kalsiumkarbonat økte. Den termogravimetriske analysen viste at resepten tilsatt minst CO2 bandt opp størst andel av den tilsatte mengden CO2.