Karbonatlaşma Nedir? Beton Durabilitesi

Karbonatlaşma (carbonation), atmosferdeki karbondioksit (CO₂)'in betondaki kalsiyum hidroksit (Ca(OH)₂) ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat (CaCO₃) oluşturması sürecidir. Bu reaksiyon betonun pH'ını ~13'ten 8-9'a düşürür. Düşük pH, donatının pasivasyon filmini bozar ve korozyon başlar. Betonarme yapının ömrünü belirleyen temel etkenlerden biridir.

Kimyasal Reaksiyon

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

• Ca(OH)₂: Beton hidratasyon ürünü (yüksek pH korur)
• CO₂: Atmosferden içeri difüze olur
• CaCO₃: Stabil, pH düşük

Mekanizma

1. CO₂ difüzyonu: Beton gözeneklerinden içeri yavaşça girer
2. Nem şartları: %50-70 bağıl nemde en hızlı (kuru ise CO₂ hareketsiz, ıslak ise su engeller)
3. Ca(OH)₂ tüketimi: pH'ı 13 → 8-9'a düşürür
4. Karbonatlaşma cephesi: Zaman ile içeri ilerler
5. Donatıya ulaşınca: Pasivasyon filmi çözülür, korozyon başlar

Karbonatlaşma Derinliği

x = k × √t (Fick yasası)

• x: Karbonatlaşma derinliği (mm)
• k: Karbonatlaşma katsayısı (mm/√yıl)
• t: Yaş (yıl)

Tipik k Değerleri

Örnek Hesap

C30 beton, k = 3 mm/√yıl, 50 yıl sonrası:

x = 3 × √50 = 21 mm

Pas payı 30 mm olan yapıda karbonatlaşma donatıya ulaşmamış — güvenli.

Etkileyen Faktörler

Beton Kalitesi

• S/Ç oranı: Düşük S/Ç → az geçirgen → yavaş karbonatlaşma
• Çimento miktarı: Fazla C3S → yüksek Ca(OH)₂
• Kür: İyi kür → yüzey sıkışık

Çevre

• Nem: %50-70 en hızlı, çok kuru/çok ıslak yavaş
• Sıcaklık: Yüksek → hızlı
• CO₂ konsantrasyonu: Kentsel > kırsal

Çimento Tipi

Not: Puzolanik çimentolar Ca(OH)₂ azalttığı için başlangıçta hızlı karbonatlaşma ama sonra yavaşlar.

Ölçüm — Fenolftalein Testi

TS EN 13295:

1. Beton yüzeyden taze kesit alınır (karot veya kırma)
2. Kesime %1 fenolftalein çözeltisi püskürtülür
3. Renk değişikliği:
   • Pembe/mor → pH > 9 (karbonatlaşmamış)
   • Renksiz → pH < 9 (karbonatlaşmış)
4. Karbonatlaşma derinliği mm olarak ölçülür

Sonuçları

Donatı Korozyonu Başlar

Karbonatlaşma donatıya ulaşınca:

1. Pasivasyon filmi (Fe₃O₄) çözülür
2. Oksijen + su erişirse demir paslanır
3. Pas hacmi 2-4 kat şişer
4. Beton çatlar ve dökülür
5. Donatı kesiti azalır → dayanım kaybı

Görünür İşaretler

• Yüzeysel çatlaklar (donatı yönünde)
• Pas izleri (kahverengi)
• Beton kabarma (spalling)
• Donatı açığa çıkma

Önleme Stratejileri

Beton Kalitesi

✅ Düşük S/Ç (max 0.50 dış ortam, 0.55 iç) ✅ Yeterli çimento (350+ kg/m³) ✅ İyi kür (7+ gün sulu) ✅ Yüksek beton sınıfı (C30+)

Pas Payı

✅ Yeterli kalınlık (TS 500 / EC2 tabloları) ✅ İyi homojenliği (denge beton kalitesi)

Koruma

✅ Yüzey kaplama (akrilik, epoksi) ✅ Silikon emdirme (su itici) ✅ Penetrasyon kaplama ✅ Karbonasyon önleyici çimento katkı

Onarım

Karbonatlaşma ilerlemiş yapıda:

1. Hasar bölgesi kaldırma — pasa dönmüş donatıya kadar
2. Donatı temizliği — jet basınç + kimyasal
3. Pas dönüştürücü uygulama
4. Tamir harcı (polimer modifiye, yüksek pH)
5. Koruyucu kaplama
6. Katodik koruma (ağır durumlarda)

Çevre Sınıfları (EN 206)

EN 206 XC karbonatlaşma sınıfları ve her biri için asgari beton gereksinimi

Sık Sorulan Sorular

50 yaşındaki bina tehlikeli mi? Karbonatlaşma derinliği ölçülmeli. x < pas payı ise donatı hala korunuyor.

Islak betonda karbonatlaşma hızlı mı? Hayır — tam tersi. Kuru beton'da CO₂ gaz, tamamen ıslak beton'da CO₂ giremez. %50-70 nem en tehlikeli.

Karbonatlaşma geri döndürülebilir mi? Hayır — kimyasal reaksiyon kalıcı. Ancak re-alkalization (elektrokimyasal) ile pH yükseltilebilir (pahalı, özel durum).

İlgili

• Pas Payı
• Beton Sınıfları
• Beton Basınç Dayanımı

Son güncelleme: 22 Nisan 2026 · Kaynaklar: TS EN 13295, EN 206, RILEM TC 56-MHM.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla bağlantılı ücretsiz mühendislik hesaplama araçları:

• Beton Metrajı Hesaplama
• Pas Payı Hesaplama