Evaluating the Carbonation of Concrete by TOC Solid Sample Measurement System

Význam tématu

Beton představuje základní stavební materiál, jehož dlouhodobá trvanlivost je ovlivněna karbonatací. Proces vstřebávání CO₂ vede k neutralizaci alkalického prostředí a postupnému narušení struktury. Rychlé a přesné stanovení obsahu uhličitanů je proto klíčové pro hodnocení životnosti a kvality betonových konstrukcí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předložené aplikace bylo demonstrovat efektivní metodu kvantifikace karbonatace standardního práškového vzorku cementu prostřednictvím stanovení anorganického uhlíku (IC) na systému TOC Solid Sample Measurement System.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek: standardní práškový cementový materiál.
Soustava: TOC-LCPH Total Organic Carbon Analyzer v kombinaci se SSM-5000A Solid Sample Combustion Unit.
Pracovní postup:

• Odvážení 50–100 mg vzorku do vzorkové lodičky a přidání 0,1 mL čisté vody.
• Doplnění 0,1–0,2 mL koncentrované fosforečné kyseliny pro uvolnění CO₂ metodou acidifikace.
• Spálení ve výhni IC pece při 200 °C za přívodu kyslíku (500 mL/min).
• Detekce uvolněného CO₂ pomocí TOC analyzátoru a kvantifikace na základě jedno-bodové kalibrace navázané na práškový Na₂CO₃.

Hlavní výsledky a diskuse

Bezprostředně po rozbalení vzorek vykázal IC pod kvantitačním limitem (~0,0045 %). Po tříměsíční expozici vzduchu vzrostla koncentrace IC na 1,005 %. Nízký koeficient variace (≤ 2 %) potvrzuje vynikající opakovatelnost měření. Výsledky jasně ilustrují schopnost metody sledovat časový nárůst karbonatace vlivem pohlcování CO₂ z atmosféry.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Kvantitativní alternativu k vizuální detekci fenolftaleinem bez subjektivních odchylek.
• Možnost měření až 1 g vzorku, redukující vliv nehomogenity.
• Flexibilitu rozšíření o stanovení celkového uhlíku (TC) a organického uhlíku (TOC) vypočteného z rozdílu TC–IC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a přenosné řešení pro terénní monitoring konstrukcí.
• Integrace s jinými analytickými technikami (mikroskopie, spektroskopie) pro komplexní hodnocení degradace betonu.
• Využití při vývoji nových cementových směsí s odolnějšími vlastnostmi vůči karbonataci.

Závěr

Analytický systém TOC-LCPH+SSM-5000A pro stanovení anorganického uhlíku v cementu poskytuje citlivé, reprodukovatelné a rychlé vyhodnocení karbonatace. Metoda podporuje objektivní sledování změn materiálu v čase a přispívá k efektivnějšímu výzkumu a zajištění kvality betonových konstrukcí.

Reference

• Application News No. O56: Měření TOC v cementových přísadách pomocí TOC-L.