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

Tablo: Tipik k Değerleri özeti.

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

Tablo: Çimento Tipi özeti.

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)

Tablo: Çevre Sınıfları (EN 206) özeti.

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