Accelerated carbonation depth test in an atmosphere of 98% CO2

Abstract

The action of atmospheric carbon dioxide is one of the agents which substantially reduce the durability of concrete structures. Th is so called carbonation is one of the corrosive processes influencing properties of mature concrete. It is caused by a chemical reaction of carbon dioxide infiltrating into the surface of a concrete construction with the minerals of cementing compound. The eff ect of carbonation can be evaluated by means of the “accelerated carbonation depth test in 98% CO₂”. The principle of this method consists in finding a correlation dependence of “depth (or time) of carbonation in the natural environment / depth (or time) of carbonation in the accelerated test”. The theoretical carbonation depth of common concrete placed in the natural environment of 0.03% CO₂ for a long time can be determined from the Fick’s law. The actual carbonation depth of common concrete placed in 98% CO₂ can be determined by a simple phenolphthalein test on fresh fragments of standard concrete samples. The correlation dependence found in the so-called “accelerated test” enables us to determine intervals of real time in the natural environment of 0.03% CO₂corresponding to the intervals of accelerated exposition in 98% CO₂.

Article in English.

Pagreitintos karbonizacijos gylio eksperimentiniai tyrimai 98 % CO₂ atmosferoje

Santrauka. Atmosferoje esančio angies dvideginio (dioksido) poveikis yra vienas iš veiksnių, gerokai mažinančių betono ilgaamžiškumą. Šis procesas vadinamas karbonizacija – tai vienas iš korozijos procesų, turinčių įtakos seno betono savybėms. Koroziją sukelia anglies dvideginio, prasiskverbusio per betono paviršių, reakcija su rišamosiomis medžiagomis. Karbonizacijos įtaka gali būti vertinama pagal pagreitintos karbonizacijos gylio eksperimentinius tyrimus 98 % CO₂ atmosferoje. Šio metodo principas – koreliacinės priklausomybės radimas tarp karbonizacijos gylio (laiko) normalioje aplinkoje ir pagreitintos karbonizacijos gylio (laiko) eksperimentinių tyrimų. Teorinis įprastinio betono, esančio normalioje aplinkoje (0,03 % CO₂), karbonizacijos gylis, atsižvelgiant į laiką, gali būti apskaičiuojamas pagal Ficko (Fick) dėsnį. Aktualus įprastinio betono karbonizacijos gylis, esant 98 % CO₂ aplinkoje, gali būti apskaičiuojamas atliekant paprastus fenolft aleino eksperimentinius tyrimus su standartiniais betono bandiniais. Rastoji koreliacinė priklausomybė tarp vadinamosios pagreitintos karbonizacijos leidžia apskaičiuoti betono, esančio normalioje aplinkoje (0,03 % CO₂), realaus laiko intervalus, atitinkančius realaus laiko intervalus betono, esančio 98 % CO₂ aplinkoje.

Reikšminiai žodžiai: karbonizacija, pagreitinta karbonizacija, difuzija, fenolft aleino tyrimai, 98 % CO₂ , koreliacija.

First Published Online: 16 May 2013

Keyword : carbonation, acceleration of carbonation, diffusion, phenolphthalein test, 98% CO2, correlation