Undersøkelse av de mekaniske egenskapene til CO2 herdet betong med naturlige aggregater.

Abstract

Betongproduksjon er en av industriene med størst CO2 utslipp i verden. En liten reduksjon i CO2 utslippene fra denne industrien kan derfor være svært gunstig for å nå klimamålene. Herding ved akselerert karbonatisering (ACC) er en ny herde teknikk som med kraft presser CO2 gass inn i betongen når den er fersk. Dette gjør at CO2 kan fanges og lagres i betongen og dermed redusere karbonets fotavtrykk. Prosessen kan også føre til økonomiske fordeler når det gjelder redusert CO2-avgift. Tidligere forskning på dette feltet har funnet ut at ACC forbedret de mekaniske egenskapene og holdbarheten av CO2 herdet betong, sammenlignet med tradisjonelle metoder som herding i vann.

Hovedmålet med denne forskningen er å undersøke de mekaniske egenskapene og holdbarheten til CO2 herdet betong med to forskjellige vann til sement forhold på 0,4 og 0,6 av totalt 8 blandinger. ACC-prøver plasseres i et klimakammer i fem til seks timer med innledende herding i luft, ved en temperatur på 25 °C og en relativ fuktighet på 60 %. Dette etterfølges av 3 og 4 timer CO2 herding med henholdsvis 4 og 6 bar CO2 gasstrykk, med 99 % renhet i et lufttett kammer. ACC-prøver utsettes for ytterligere herding i vanni henholdsvis 1 og 28 dager. Referanseprøver gjennomgår samme for herding og samme herding i vann, under like forhold som ACC-prøvene, uten å eksponere dem for CO2 gass. Ytelsen til ACC-prøver og referanseprøver herdet i vann, evalueres på kompresjonsstyrke, tetthet, porøsitet, pH-nivå og vektøkning.

Basert på resultatene fra denne studien har ACC-prøver vist en økning i kompressiv styrke etter 1 dag med herding og en liten forskjell etter 28 dager med herding,

Concrete production is one of the leading industry emitters of CO2 in the world. A small reduction in CO2 released into the atmosphere during production could therefore be highly beneficial in reducing the carbon footprint from the industry in general. Accelerated carbonation curing (ACC) is a new technique of concrete curing that forcibly diffuses CO2 gas into freshly prepared concrete. This permits the CO2 to be captured and stored in the concrete thus reducing the carbon footprint. It may also lead to economic benefits in terms of reduced a carbon tax. Previous researches in this field have found that ACC improved the mechanical properties and durability characteristics of CO2 cured concrete, when compared to traditional methods such as water curing. The main goal of this research is to investigate the mechanical properties and durability characteristics of CO2 cured concrete with two different water-cement ratios of 0.4 and 0.6 of a total of 8 mixtures. ACC specimens are placed in a climate chamber for five to six hours of initial air pre-curing at a temperature of 25°C and a relative humidity of 60%, followed by 3 and 4 hours of CO2 carbonation curing with respectively 4 and 6 bar CO2 gas pressure with a 99% purity in an airtight carbonation chamber. ACC specimens are subjected to further water curing for 1 and 28 days, while reference specimens undergo the same initial pre-curing and the same water curing conditions as ACC specimens, without exposing them to CO2 gas. The performance of ACC and water cured concrete specimens are evaluated in terms of compressive strength, density, porosity, pH level and weight gain. Based on the results of this study, ACC specimens have shownan increase in compressive strength after 1 day of curing and a slight difference after 28 days of curing compared to their references. Such curing without any adverse impact on the properties of concrete can therefor be recommended for pre-casted concrete production, as an effective method to capture CO2 during cement production and store it in the concrete rather than emitting it into the atmosphere.