Man begann vor 5000 Jahren, die cement Schriftart zu verwenden, um Denkmäler zu bauen, die dem Test der Zeit standhalten konnten.
Die alten Ägypter verwendeten eine ursprüngliche Form von Zement, um ihre Pyramiden zu bauen.
Die Römer bauten damit ihre beeindruckenden Aquädukte, die das schnelle Wachstum des Reiches ermöglichten.
1824 erfand Joseph Aspdin Portlandzement, der für die modernen Wunder, die wir heute noch genießen, verwendet wird.
Wie auch immer, viele der Altbauten sind durch die Karbonisierung des Betons gestürzt oder gefährdet..
Was aber Karbonisierung ist und was Beton so besonders macht, erfahren Sie hier und wie Hersteller beschleunigte Karbonisierungstests durchführen.
Was ist konkret?
Beton ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer Matrix und einem Bindemittel besteht und aus Gesteinskörnungen, meist Kalkstein, Granit oder Kies, besteht.
Das Bindemittel ist in der Regel Portlandzement und hält die Matrix zusammen.
Gemäß den Bogue-Gleichungen enthält Portlandzement zwischen 60-67% CaO, 17-25% SiO2, 3-8% Al2O3, 0,5-6% Fe2O3, 0,1-4% MgO, 1,3-3% SO3 und .4-1,3% Alkali.
Die chemische Zusammensetzung macht es widerstandsfähig, stark und gibt ihm die Fähigkeit, die Plastizität zu verlieren und durch die anschließende Zugabe von Wasser kompakter zu werden.
Wasser wird einem trockenen Pulver und Aggregat zugegeben, was zu einer weichen Substanz führt, die der Arbeiter in jeder Form handhaben kann.
Konstruktionen aus Portlandzement neigen dazu, eine Stahlstabbewehrung zu verwenden, wodurch eine starke Konstruktion entsteht, die ein hohes Gewicht ohne Biegen oder Brechen tragen kann.
Die größte Bedrohung für Betonbauwerke ist jedoch der Karbonisierungsprozess..
Was ist die Karbonisierung von Beton?
Die Karbonisierung ist die chemische Reaktion zwischen CO2-Kohlendioxid und den Hydratationsverbindungen des Zements in Betonbauwerken.
Die Karbonatisierungsrate hängt von vielen physikalischen Eigenschaften ab, wie z.B.:.
- Vorbereitung vor Ort
- Produktion und Schutz
- Die Gestaltung der Struktur
Darüber hinaus spielen auch andere Faktoren eine wichtige Rolle, wie z.B. die Lage der Struktur und ihre Belastung durch Verunreinigungen.
Schließlich spielen auchUmweltfaktoren, wie Hitze, Regen, Schnee und Feuchtigkeit, eine Rolle bei der Karbonisierung.
Was sind die Auswirkungen der Karbonisierung, warum ist sie schädlich?
Die Karbonatisierung wirkt im Laufe der Zeit immer tiefer in den Beton, im Allgemeinen mit einer Geschwindigkeit, die proportional zur Quadratwurzel der Zeit ist.
Alles, was man dazu braucht, ist einige Stunden, damit die Betonoberfläche mit CO2 in der Luft reagiert.Die Reaktion kann eine Tiefe von 1 mm für dicken Beton und eine Tiefe von 5 mm für porösen und durchlässigen Beton erreichen.
Dieser Prozess verursacht einen Dominoeffekt: Zunächst wird die Absenkung des pH-Wertes, d.h. die natürliche Alkalität des Betons, von pH13 auf pH8 gesenkt.
Der niedrigere pH-Wert wiederum führt zum Bruch der Passivierungsschicht um den Stahl, Aussetzen des Betonstahls gegenüber Wasser und Luft, wodurch er rostet..
Der rostige Stahl dehnt sich dann aus und zwingt den umgebenden Beton.
Der Beton bricht schließlich, schwächt die Struktur und gefährdet sie ernsthaft.
Die Karbonisierung ist eine der vielen vermuteten Ursachen für den Einsturz von Gebäuden in Lagos, Nigeria: ein Beispiel für die Schäden, die ungeprüfter Beton verursachen kann.
Es gibt jedoch einige gute Nachrichten.
Die meisten Menschen verbinden den Karbonatisierungsprozess mit der Schwächung der Verstärkungen und der Schrumpfung des Stahls, aber nicht alle Effekte sind negativ.
Karbonatisierung erhöht auch die Druck- und Zugfestigkeit von Beton. Es kommt darauf an, die richtige Balance zu finden, dazu ist ein beschleunigter Karbonatisierungstest erforderlich.
Was ist der Accelerated Carbonation Test?
Einfach ausgedrückt, ist dieser Test nichts anderes als eine gründliche Untersuchung zur Beschleunigung der Karbonatisierung in einer kontrollierten Umgebung..
Es ist eine Möglichkeit für Betonfachleute, ihr Produkt zu testen und seine Haltbarkeit unter bestimmten Bedingungen zu bestimmen. Dieser Test wird durch die Prüfung seiner Korrosionsbeständigkeit durchgeführt, weshalb es bemerkenswert ist, dass eine korrekte Diagnose von Problemen grundlegend sein kannaus der Sicht der Sicherheit und Prävention.
Jeder Test verwendet unterschiedliche Parameter, abhängig von der Art der Bedingungen, unter denen der Beton zu finden ist.
Einige dieser Faktoren sind unter anderem:
-
- Die Gaskonzentration CO2 - Dies ist ein besonders wichtiger Faktor für Beton, der in den am stärksten verschmutzten Städten verwendet wird.
- Feuchtigkeit - Es ist ratsam, dass die Luftfeuchtigkeit bei 50% -70% liegt, da bei Feuchtigkeit weniger Wasser vorhanden ist und Wasser, wenn es sehr viel ist, die Ausbreitung von CO2 verhindert.
- Temperatur - In wärmeren Umgebungen gibt es eine höhere Karbonatisierungsrate.
- Wasser/Zementverhältnis: bestimmt das Porensystem des Betons und den Feuchtigkeitsgrad.
- Porosität und Durchlässigkeit
Das Problem ist, dass es schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist, all diese Variablen ohne die richtige Ausrüstung zu kontrollieren.
Jede kleine Änderung dieser Variablen kann zu fehlerhaften Testergebnissen oder schlechten Konstruktionen führen.
Tatsächlich besteht selbst dann, wenn Forscher diese Faktoren kontrollieren, immer noch ein Unterschied zwischen dem, was beobachtet wird, und dem, was stattdessen in einer natürlichen Umgebung geschieht.
Es ist unmöglich, jede Möglichkeit zu kontrollieren, aber Sie können Ihre Quoten mit der rechten Prüfkammer erhöhen..
Normen und Verfahren für die Karbonatisierungsprüfung von Beton
Empfohlene Umrisse für ein konkretes Karbonatisierungs-Testverfahren sind:
- CO2-Niveau bei 4%
- Relative Luftfeuchtigkeit bei 65%
- Temperatureinstellung bei 20°C
- Aktive CO2-Steuerung
- Ein effizientes Umwälzgebläse
- Ein Referenz-Mix
- Kalibrierung und angemessene Protokollierung der Ergebnisse
Es wird empfohlen, die Proben einen Monat lang in Laborluft bei 20-23°C zu konditionieren.
Wenn Sie Beton mit einer Schutzbeschichtung testen, müssen Sie die Proben vor dem Aufbringen des Schutzes sandstrahlen.
Lassen Sie sie drei Tage lang "aushärten".
Die ideale Dicke für den Test liegt zwischen 40-50 mm. Damit haben Sie genügend Material, um die Ergebnisse zu beurteilen.
Abb.1: Versuchsaufbau für beschleunigte Karbonisierung
Abhilfemaßnahmen für die Karbonisierung von Beton
Es gibt eigentlich keine einfachen Abhilfemaßnahmen, um Probleme im Zusammenhang mit dem Beton, der den Karbonisierungsprozess durchlaufen hat, zu lösen.
In den meisten Fällen besteht die einzige Lösung darin, mit einer tiefgreifenden Renovierung zu arbeiten, wenn es nicht bereits schwerwiegendere Probleme wie Einstürze oder irreparable Schäden gegeben hat.
Der einzige Weg nach vorn ist der Versuch, das Problem durch die Durchführung aller notwendigen Tests und Analysen vor der Herstellung des Betons zu vermeiden, bevor dieser massiv für Bauarbeiten verwendet wird.
Wie Sie die richtige Prüfkammer finden
Im Folgenden finden Sie einige Vorschläge, um zu verstehen, was die Hauptbewertungen während der Untersuchung mit einer Prüfkammer für Beton sind.
- Sie müssen für jede Art von Beton, der getestet werden soll, verschiedene Variablen messen.
- Sie müssen auch unterschiedliche Werte auf diese Variablen anwenden, je nachdem, wo der Beton verwendet wird.
Beispielsweise müssen Sie die Feuchtigkeitsmenge erhöhen, um den in Florida vs. Kansas verwendeten Beton zu testen.
- Sie müssen auch die ganzjährige Hitze und die extreme Sommerhitze berücksichtigen, die Florida im Vergleich zu den kalten Wintern in Kansas hat.
- Sie benötigen eine Testkammer, die es ermöglicht, je nach den Erfordernissen der Experimente Variationen vorzunehmen.
Sie brauchen auch eine, die dauerhaft ist.
Das Testverfahren für die Karbonisierung von Beton ist ein laufender Prozess.
Wir können Ihnen helfen, Ihre ideale Kammer zu finden
Wir bieten eine breite Palette von Prüfkammern für jede Anforderung an.
Sie können zwischen verschiedenen Größen und zwei verschiedenen Reglern wählen, je nachdem, ob Sie Stabilitäts- oder dynamische Tests durchführen.
Kontaktieren Sie uns und wir finden die ideale Kammer für Ihre Karbonatisierungsversuche mit Beton
