Vad är Karbonatisering och hur behandlas det?
Karbonatisering av betong gör att ingjutna stålförstärkningar korroderar, med den resulterande expansionen spricker och försvagar betongen. Det börjar så snart betongen exponeras för atmosfären och kan avancera med en hastighet av 1 mm till 5 mm per år, beroende på betongens porositet och permeabilitet. Kolsyra är den vanligaste orsaken till förstärkningskorrosion i strukturer ovan jord, men den kan förhindras eller stoppas med applicering av ett skyddande anti-karbonatiseringssystem.
Betongkarbonatisering är resultatet av en elektrokemisk reaktion mellan koldioxid, fukt och kalciumhydroxid som finns i cement och producerar kalciumkarbonat. Kalciumkarbonat sänker betongens alkalinitet från pH12 – 13 till runt pH9. Detta härdar betongen och ökar dess tryckhållfasthet, men vid denna reducerade pH-nivå börjar det skyddande passiveringsskiktet som omger armeringsstålet att brytas ner, vilket gör stålet känsligt för korrosion.
Rost (järnoxid) har upp till 6 gånger större volym än original stålet, så eftersom stålförstärkningarna rostar gör expansionen att betongen spricker och spricker.
Hur bedöms betongens Karbonatisering?
Betongkarbonatisering bedöms med hjälp av en alkalinitetsindikator, vanligtvis fenolftalein, för att fastställa omfattningen av Karbonatisering och dess närhet till armeringsstålet. Kolsyrainducerad korrosion är i allmänhet ingen risk om karbonatiseringen är längre än 10 mm från stålet.
Fram till nyligen har det dock varit allmänt accepterat att förlusten av det passiva skyddet av stålarmeringen i betong inträffar vid cirka pH9 -10. Ny forskning tyder på att det passiva skyddet går förlorat vid cirka pH11, snarare högre än man tidigare trott.
Detta innebär en ny utmaning när det gäller att noggrant detektera graden av karbonatisering, eftersom den konventionella fenolftaleinindikatorn ger en bra indikation på alkalinitet upp till runt pH9. Den senaste forskningen fann fall av korrosion (orsakad av kolsyra) cirka 5 – 10 mm före pH9-området som upptäckts av fenolftalein. Detta indikerar att karbonatiseringsinducerad korrosion börjar vid ett uppskattat pH11.
Hur behandlas eller förhindras Karbonatisering i betong?
Karbonatisering kan förhindras eller stoppas med applicering av ett skyddande anti-karbonatiseringssystem. Detta bör specificeras för både nya och befintliga strukturer. Det finns flera produkter tillgängliga:
- Epoxibeläggningar
- Akrylförseglare
- Silanförseglare
Det är viktigt att specificera ett beläggningssystem som ger skydd mot inträngning av koldioxid, syre och vatten, samtidigt som det låter fuktiga underlag andas utan blåsor.
Kontakta PLEAB:s team idag för hjälp med vårt sortiment av anti-karbonatbeläggningssystem för att skydda nya och befintliga betongkonstruktioner.
Faktorer som påverkar karbonatisering i betong
Det finns faktorer relaterade till betongen och
yttre miljö som påverkar karbonatiseringen.
Låt oss lista ut alla dessa:
- Kvalité på betong
- Vatten Cementförhållande
- Betongs permeabilitet
- Omgivande relativ luftfuktighet
- Täck till förstärkningarna
- Korbondoxidkoncentration i området
- Ytskydd
- Strukturens ålder
- Orienteringen av strukturen
- Tillsatser
- Betongs porositet
- Härdningsperiod
Hur man undviker karbonatisering av betong
Det bästa sättet är att sakta ner processen, eftersom det är en mycket svår uppgift att få ner att stanna helt.
Följande kan dock övervägas att implementera för att undvika/minimera karbonatisering av betong.
Eftersom det högre vatten-cementförhållandet bidrar till det högre karbonatiseringsdjupet skulle det kunna kontrolleras som möjligt.
Tillräcklig härdning av betong och förlängd härdningsperiod hjälper betongen att reagera bra och det minskar sprickbildningen i betongen. Tillräcklig härdning minskar betongens permeabilitet och som ett resultat minskar kolsyrehastigheten.
Användning av tillsatser för att modifiera porstrukturen och minska betongens permeabilitet.
Tillsatser som kiseldioxid med en större yta kan användas för att minska betongens porositet.
Användningen av skyddande beläggningar kommer att förbättra betongens hållbarhet och sänka karbonatiserings processen.
Det har bevisats att självkomprimerande betong har bättre prestanda mot karbonatisering av betong.
Reparation av armering som korroderats på grund av karbonatisering av betong kan göras på samma sätt som andra reparationer som görs när armering är korroderad. läs mer på renovering av betong.
PLEAB utför borrprov på broar och fastigheter för mätning/test
av karbonatisering djup eller hållfastheten på hårdnad betong.