Reaktion von CO2 mit 2 unterschiedlichen Bindemittelsystemen - CEM III und Wollastonit - sowie ihre Eignung im Einsatz in der CCS-Technik

Abstract

Die Reaktion von CO2 mit zwei unterschiedlichen Bindemittelsystemen (CEM III und Wollastonit) und ihre Eignung für den Einsatz in der CCS (Kohlenstoffdioxidabscheidung und Speicherung)-Technologie wurde untersucht. Mörtelnormprismen wurden im Autoklaven (333 K, 16 MPa CO2-Druck, Formationswasser) behandelt und anschließend auf ihre Druckfestigkeit untersucht. Die Probenkörper zeigten, im Anschluss an die Behandlung im Autoklaven, keine makroskopisch sichtbaren Schäden. Die mechanischen Untersuchungen zeigten eine Veränderung im duktilen Verhalten der Probenkörper, aber keine Reduktion der Druckfestigkeit. Bei dem, auf der Carbonatisierung von Wollastonit beruhenden, alternativen, zementären System, wurde die Reaktion von Wollastonit (CaSiO3) mit CO2 in Gegenwart von wässrigen Lösungen (H2O und Formationswasser) bei variierten Temperaturen (296 K, 323 K, 333 K) untersucht. Die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhte sich signifikant bei höheren Temperaturen.

In this work, the reaction of CO2 with two different binder systems (CEM III and wollastonite) and their suitability for usage in CCS (Carbon Capture and Storage) - technology was investigated. Sample specimen of CEM III mortar were treated in an autoclave system (333 K, 16 MPa CO2-pressure, brine) and tested for their compressive strength. After 35 days of treatment the samples seemed to be undamaged by visual inspection. The results showed changes in the ductile behavior of the samples, yet a reduction of strength was not observed. For the examination of the cementitious material based on the carbonation of wollastonite, the reaction of wollastonite (CaSiO3) with CO2 in the presence of aqueous solutions (H2O and chloride rich brine) and varied temperature conditions (296 K, 323 K, and 333 K) was investigated. The reaction rate increased significantly at higher temperatures and seemed less dependent on applied pressure.