Accelerated carbonation test of concrete

Abstract

Betonarme elemanlarda, beton içine gömülü olan çelik, betonun alkali ortamı sayesinde korozyondan korunur. Betonun alkalinitesi büyük ölçüde çimentonun hidratasyonundan kaynaklanan ve gözenek suyu içinde çözünmüş Ca(OH)2 tarafından sağlanır. Fakat, betonun bu olumlu özelliği zaman içinde karbonatlaşma adı verilen bir kimyasal reaksiyon sonucu ortadan kaybolabilir. Özellikle, Ca(OH)2 ortamda bulunan C02 in betonun gözenek sistemine işlemesiyle CaC03`a dönüşür. Ortamın pH derecesini düşüren ve donatının paslanmasına yol açan bu olgu betonarme elemanların servis ömürlerini belirleyen önemli faktörlerden biri olarak kabul edilir. Bu-çalışmada karbonatlaşma olayı; olayın gelişimini etkileyen faktörler, karbonatlaşmanın çimento hamuru ve betonun iç yapısında meydana getirdiği değişiklikleri içerecek şekilde, kapsamlı biçimde incelenmiştir. Ayrıca, laboratuvar ortamında olayı hızlandırarak gerçekleştirmek amacı ile basit bir deney düzeneği oluşturulmuş ve bazı ön deneyler gerçekleştirilmiştir.

Embedded steel in reinforced concrete members is protected from corrosion by alkaline composition of the concrete which is provided mainly by the dissolution in the pore water of the Ca(OH)2. However, this positive property of the concrete may be lost in time due to carbonation of hydrated components of cement especially, Ca(OH)2 which is converted to CaC03 with diffusion of C02 from the environment into the concrete pore system during carbonation process. This phenomenon is accepted one of the main factors determining the service life of the reinforced concrete members. This study includes comprehensive research on carbonation process, factors affecting carbonation rate, its modifications on micro-structure and behaviour of the cement paste and concrete. Furthermore, an elementary Accelerated Carbonation Test Apparatus (ACTA) was developed and some preliminary tests were conducted on various types of cement mortar or concrete specimens.