Betoniin ilmakehästä sitoutuneen hiilidioksidin määrittäminen
Sementin valmistusprosessista johtuen, betonin sisältämä hydratoitunut sementti ja ilmakehän hiilidioksidi eivät ole termodynaamisessa tasapainossa, vaan reagoivat keskenään muodostaen stabiilimpia reaktiotuotteita. Kuvaajassa on esitetty hydratoituneen sementin reaktiotuotteet hiilidioksidin kanssa.
Betonin sitoma hiilidioksidi voidaan ottaa huomioon betonin koko elinkaaren aikaisia hiilidioksidipäästöjä arvioitaessa, jos voidaan osoittaa ilmakehästä sitoutuneen hiilidioksidin määrä. Tämän määrittäminen ei kuitenkaan ole täysin yksinkertaista, koska betonissa esiintyy karbonaatteja myös muista syistä. Tyypillisesti sementtiin lisätään kalsiumkarbonaattia parantamaan sementin rakeisuutta. Lisäksi kalkkikiveä voidaan käyttää fillerinä betoninvalmistuksessa. Myös betoniin käytettävä kiviaines voi sisältää karbonaatteja.
Jotta betonin sitoma hiilidioksidi voidaan määrittää tarkasti, tulee betonista kyetä määrittämään kaikki faasit, joihin hiilidioksidia kykenee sitoutumaan sekä erottaa ilmakehästä peräisin oleva hiilidioksidi fossiilisista karbonaateista.
Kokonaiskarbonaatin määritysmenetelmäksi valittiin termogravimetria massadetektorilla, jolla selvitetään missä betonin faaseissa sitoutunutta hiilidioksidia löytyy. Löydettyjen karbonaattien erottelu fossiilisiin ja ilmakehästä peräisin oleviin selvitettiin kiihdytetyllä massaspektrometrialla.
Kehitetyllä menetelmällä siis pystytään varsin tarkasti määrittämään betoninäytteen ilmakehästä sitoutuneen hiilen määrä. Tämä on ensiarvoisen tärkeää, kun tutkitaan kierrätysbetonia, jonka alkuperä on hyvin harvoin tiedossa.