Corrosion resistance of reinforcement steel embedded in chloride contaminated concrete with and without metakaolin

Abstract

Donatı korozyonu betonarme yapı elemanlarının en önemli dezavantajlarından biridir. Özellikle, deniz yapılarında veya klorür kirlenme riskinin yüksek olduğu ortamlarda bu durum daha da önem kazanır. Bu çalışmada, betona, toplam bağlayıcı miktarının %0, %1,5, %3 ve %5 oranlarında NaCl katılması ile klorür kirlenmesi sağlanmıştır. Metakaolin katkısının korozyon direnci üzerindeki etkisini irdelemek amacıyla, bu malzeme toplam bağlayıcı miktarının %5 ve %15 oranında çimento ile yer değiştirilerek kullanılmıştır. Beton içerisindeki donatı çubuklarının korozyon direnci; hızlı korozyon deneyi, lineer polarizasyon yöntemiyle korozyon akımının ölçülmesi ve buna bağlı korozyon hızının belirlenmesiyle değerlendirilmiştir. Ayrıca, betonların elektriksel direnci de ölçülmüştür. Deney sonuçları metakaolinin ciddi klorür kirlenme seviyelerinde bile aktif korozyonunun önlemesi bakımından oldukça etkili olduğunu göstermiştir.

One of the most remarkable drawbacks of the reinforced concrete structural elements is the corrosion of reinforcement. Especially, in marine structures or in such environments where chloride contamination risk exist this issue gains much importance. In this study, chloride contamination of the concrete was implemented by adding 0%, 1.5%, 3%, and 5% NaCl by weight of the total binder content, into concrete. To assess the influence of metakaolin (MK) incorporation on the corrosion resistance of the chloride contaminated concrete, 5% and 15% MK replacement levels by the total weight of the binder were assigned in concrete production. The corrosion behaviors of reinforcing bars embedded in concretes were monitored through accelerated corrosion test, corrosion current density and the corresponding corrosion rate by linear polarization technique (LPR). Moreover, the electrical resistivity of concrete was measured. Analysis of the test results indicated that MK was proved to be very effective in inhibiting the active corrosion of concrete even at severe chloride contamination levels.