Karbonatyzacja betonu: trwałość vs sekwestracja CO2

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.

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.