Karbonatyzacja betonu: trwałość vs sekwestracja CO2

• Autorzy: Woyciechowski Piotr
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Karbonatyzacja betonu – chemiczna interakcja dwutlenku węgla i hydratów cementu zagrażająca ochronie zbrojenia przed korozją – jako proces nieunikniony w konstrukcjach z betonu w większości środowisk eksploatacyjnych, jest jednym z kluczowych czynników determinujących trwałość i stanowi kryterium projektowania materiałowego betonu i projektowania konstrukcyjnego elementów. Jednocześnie reakcja CO2 z wodorotlenkiem wapnia w betonie stanowi skuteczną formę sekwestracji dwutlenku węgla, korzystnie modyfikującą bilans CO2 w przyrodzie oraz zmniejszającą ślad węglowy cementu i betonu. W artykule rozważono oba aspekty karbonatyzacji, w kontekście poszukiwania bezpiecznej równowagi pomiędzy zapewnieniem wymaganej trwałości konstrukcji i wykorzystaniem potencjału sekwestracyjnego betonu, z uwzględnieniem pełnego cyklu życia cementu/betonu, w tym okresu porozbiórkowego. Przedstawiono także przykład takiego bilansu dla fragmentu hipotetycznej konstrukcji – wiaduktu drogowego.

EN

Concrete carbonation – the chemical interaction of carbon dioxide and cement hydrates threatening the protection of the reinforcement against corrosion – as an inevitable process in concrete structures in most exploitational environments, is one of the key factors determining durability and is a criterion for concrete design and structural design of elements. At the same time, the reaction of CO2 with calcium hydroxide in concrete is an effective form of carbon dioxide sequestration, favorably modifying the CO2 balance in nature and reducing the carbon footprint of cement and concrete. The article considers both aspects of carbonation in the context of the search for a safe balance between ensuring the required durability of the structure and the use of the sequestration potential of concrete, taking into account the full life cycle of the cement/concrete, including the post-demolition period. An example of such a balance is also presented for a fragment of a hypothetical structure - a road viaduct.

Słowa kluczowe

PL

karbonatyzacja; beton; trwałość; sekwestracja CO2; model karbonatyzacji; ślad węglowy betonu; studium przypadku

• Wydawca: Stowarzyszenie Producentów Cementu
• Czasopismo: Budownictwo, Technologie, Architektura
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 56--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Woyciechowski Piotr

• Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• 1 P. Woyciechowski, Model karbonatyzacji betonu, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2013
• 2. Fengming Xi, Steven J. Davis at al., Substantial global carbon uptake by cementcarbonation, Nature Geoscience 9, 2016, 880-883
• 3. B. Środa, Przemysł cementowy na drodze do Zielonego Ładu, BTA 3(91), 2020, 68-74
• 4. Liv Haselbach, Agathe Thomas, Carbon sequestration in concrete sidewalk samples, Construction and Building Materials, Volume 54, 2014, 47-52
• 5. P. Woyciechowski, Role of sequestration of CO2 due to the carbonation in total CO2 emission balance in concrete life, Journal of Construction Materials 2, 2021, 3-4
• 6. Joseph Mwiti Marangu, Joseph Karanja Thiong’o, Jackson Muthengia Wachira, Review of Carbonation Resistance in Hydrated Cement Based Materials, Journal of Chemistry, vol. 2019, 2019, Article ID 8489671
• 7. Itzel Nunez, Moncef L. Nehdi, Machine learning prediction of carbonation depth in recycled aggregate concrete incorporating SCMs, Construction and Building Materials 287 , 2021, 123027
• 8. fib Model Code 2010, Lausanne 2013
• 9. D. Stańczak, J. Kuziak, P. Woyciechowski, L. Czarnecki, Experimental verification of carbonation models used for estimation of reinforced concrete structures durability, Bulletin Of The Polish Academy Of Sciences. Technical Sciences, Vol. 68, No. 5, 2020
• 10. D. Zhang, B. Jaworska, H. Zhu, K. Dahlquist, VC Li, Engineered Cementitious Composites (ECC) with limestone calcined clay cement (LC3), Cement and Concrete Composites 114, 2020, 103766

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).