1. Investigation of the pore structure of concrete before and after complete carbonation
- Author
-
Malbasic, Marko
- Subjects
pore volume ,carbonation ,concrete recycling ,pore structure ,Hydratation ,Porenvolumen ,Beton ,Betonrecycling ,Porenstruktur ,concrete ,Karbonatisierung ,hydration - Abstract
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird ein Teilgebiet von Beton, speziell die Betonzusammensetzung, die Klasseneinteilung und die Porenstruktur näher erläutert, um einen groben Überblick über den jahrhundertealten Baustoff zu verschaffen. Des Weiteren wird die Entstehung von Zementleim und die dahinterstehende chemische Reaktion, die Hydratation, erklärt, welche die Grundlage für die darauffolgende Karbonatisierung von Beton darstellt. Ein weiteres Kapitel dieser Bachelorarbeit ist der Entstehungsprozess der Karbonatisierung, sowie die daraus folgenden Auswirkungen auf die Eigenschaften von Beton. In diesem Zusammenhang werden die möglichen Bauwerksschäden zufolge der Korrosion sowie die Untersuchungsmethoden von Karbonatisierung erläutert. Speziell wird auf die Veränderung der Porenstruktur beziehungsweise des Porenvolumens vor und nach vollständiger Karbonatisierung, anhand eines eigenständig durchgeführten Versuches, eingegangen. Das Ziel dieser Untersuchung ist es festzustellen, ob und wie sich das Porenvolumen von Beton aufgrund der Karbonatisierung verändert. Im Zuge dieser Versuchsdurchführung wurde mit der Hilfe einer Reaktionskammer der chemische Prozess der Karbonatisierung nachgeahmt. Das verwendete Material für die Versuchsdurchführung war ein zertifizierter rezyklierter Betonabbruch, welcher einer Umgebungstemperatur von 40 Grad Celsius und einer Kohlendioxidzufuhr von 20 % ausgesetzt wurde. Die daraus folgende Veränderung des Porenvolumens wurde anhand eines Sättigungsversuches festgestellt. Das Ergebnis des Versuches weist nach der vollständigen Karbonatisierung eine Verminderung des Porenvolumens in der Höhe von 14,32 % auf. Infolgedessen lässt sich ein Zusammenhang zwischen der Karbonatisierung von Beton und der daraus resultierenden Reduktion der Porenstruktur beziehungsweise des Porenvolumens feststellen. Die erforschten Ergebnisse dieser Arbeit sollen als Grundlage für weitere wissenschaftliche Fragestellungen und Arbeiten dienen. Within the scope of this bachelor thesis, a sub-area of concrete, in particular the concrete composition, the class division and the pore structure, is explained in more detail in order to provide a rough overview of the centuries-old building material. Furthermore, the formation of cement glue and the underlying chemical reaction, hydration, is explained, which is the basis for the subsequent carbonation of concrete. A further chapter of this bachelor thesis is the development process of carbonation, as well as the resulting effects on the properties of concrete. In this context, the possible damage to the structure due to corrosion as well as the investigation methods of carbonation are explained. In particular, the change of the pore structure or the pore volume before and after complete carbonation is dealt with by means of an independently conducted experiment. The aim of this investigation is to determine whether and how the pore volume of concrete changes due to carbonation. In the course of this experiment, the chemical process of carbonation was imitated with the help of a reaction chamber. The material used for the test was a certified recycled concrete, which was exposed to an ambient temperature of 40 degrees Celsius and a carbon dioxide supply of 20 %. The resulting change in pore volume was determined by a saturation test. The result of the test shows a reduction of the pore volume after complete carbonation at the level of 14.32 %. As a result, a correlation can be established between the carbonation of concrete and the resulting reduction of the pore structure or the pore volume. The researched results of this work should serve as a basis for further scientific questions and work.
- Published
- 2020