Karbonatisoitumisen vaikutus sementtikiven mikrorakenneominaisuuksiin

Sven Pihlajavaara, Esko Pihlman

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Betonin tärkeimmän aineosan, sementtikiven ominaisuudet muuttuvat ilmassa olevan hiilioksidin vaikutuksesta: betoni karbonatisoituu. Karbonatisoituminen on tärkeä vanhenemisilmiö mutta sen merkitys on vielä suurelta osalta perusteellisesti selvittämättä. Esitettävässä työssä on kokeellisesti tutkittu sementtikiven karbonatisoitumistapahtumaa ja karbonatisoitumisen vaikutusta sementtikiven ominaisuuksiin sekä selvitetty hiilidioksidin ja sitoutuneen veden irtoamista sementtikivestä lämpötilavälillä 105...1000 °C. Tutkittavia sementtikiviä tehtiin viidestä suomalaisesta portlandsementistä. Vesisementtisuhteet olivat 0,30 ja 0,45. Sementtikivestä jauhamalla valmistettuja näytteitä pidettiin ilmassa, jonka suhteellinen kosteus vaihteli eri kokeissa (20... 85%). Osassa kokeita näytteitä pidettiin ilmassa, josta hiilidioksidi oli poistettu, jolloin karbonatisoituminen ei ollut mahdollista. Toisessa osassa näytteitä pidettiin ilmassa, jossa ne karbonatisoituivat. Tutkimuksen tuloksena esitetään karbonatisoitumattomien ja karbonatisoituneiden sementtikivinäytteiden sorptioisotermit (25°C), joista todetaan karbonatisoitumisen voimakkaasti muuttaneen näiden sementtikivien tasapainokosteuspitoisuutta (ja siis huokosrakennetta): tasapainokosteuspitoisuus on pienentynyt yleensäkin, mutta erityisesti suurissa suhteellisissa kosteuksissa. Todetaan, että vesisementtisuhde ja ympäröivän ilman suhteellinen kosteus vaikuttavat voimakkaasti suurimpaan C02-pitoisuuteen, jonka sementtikivi niissä olosuhteissa saavuttaa. Suurimmat C02-pitoisuudet olivat 30...35% sementin painosta. Sementtikivestä eri lämpötiloissa irronneen hiilidioksidin ja veden määrät esitetään taulukoissa ja piirroksissa. Hiilidioksiidin ja sitoutuneen veden määrityksiä on tehty toisaalta hehkuttamalla näytteitä tietyissä lämpötiloissa ja määrittämällä hehkutushäviö punnitsemalla, toisaalta termovaa'an ja kaasukromatografin avulla. Tutkimuksen tuloksia tarvitaan esimerkiksi betonin kosteuskysymysten selvittelyssä (sorptioisotermit), betonin karbonatisoitumis-ja hydratoitumisasteen laboratoriomäärityksiä kehitettäessä sekä kokeellisina tuloksina karbonatisoitumisilmiön teoreettisten kehitelmien todentamisessa. - Betonin kosteus-, hydratoitumis- ja karbonatisoitumisaste ovat tärkeitä seikkoja esimerkiksi betonin lujuusmäärityksissä varsinkin käytettäessä pieniä koekappaleita ja selvitettäessä betonirakenteen betonin ominaisuuksia jälkikäteen.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages63
Publication statusPublished - 1972
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus: Betonitekniikan laboratorio. Tiedonanto
Number22
ISSN0355-3442

Cite this

Pihlajavaara, S., & Pihlman, E. (1972). Karbonatisoitumisen vaikutus sementtikiven mikrorakenneominaisuuksiin. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus: Betonitekniikan laboratorio. Tiedonanto, No. 22