Karbonatlaşma Nedir?

Havadaki CO₂'nin beton içine nüfuz ederek Ca(OH)₂ ile reaksiyona girmesi ve pH'ı 12.5'ten 9'un altına düşürmesidir. Bu pH düşüşü donatının pasif tabakasını bozarak korozyona neden olur.

Karbonatlaşma derinliği √t ile orantılı büyür — x_c = k_c·√t. k_c beton kalitesi, çevresel koşullar ve nem düzeyine bağlıdır.

Dayanıklılık · Beton

Kritik Soru: Örtü Yeterli mi?

x_c(t) < c (örtü): Donatı korunmaya devam ediyor
x_c(t) ≥ c: Karbonatlaşma cephesi donatıya ulaştı — korozyon başlangıcı
Başlangıç süresi: t_init = (c/k_c)² — donatının korunma süresi

Dikkat Noktaları

k_c tipik aralık: 2–6 mm/√yıl (iyi beton → düşük kc, kötü beton → yüksek kc).
İç mekan (kuru): hızlı karbonatlaşma. Islak yüzey: CO₂ girişi yavaş.
Fenolftalein testi ile mevcut yapılarda karbonatlaşma derinliği ölçülebilir.
Onarım: yüzey kaplaması, katodik koruma veya sıvama ile önlem alınır.

Temel Kavramlar

k_c — Karbonatlaşma Hız Katsayısımm/√yıl cinsinden. Beton kalitesi, su/çimento oranı ve çevresel koşullara bağlı. C30: ~3, C40: ~2, C20: ~5.

c — Beton ÖrtüsüDonatı ile beton yüzeyi arasındaki mesafe (mm). TS 500: min 20–40 mm (çevreye göre). EC2: 25–45 mm.

t_init — Başlangıç SüresiKorozyonun başlama anı. t_init = (c/k_c)² yıl. Sonrası: yayılma dönemi — çatlama ve spalling.

x_c(t) = k_c \sqrt{t} \qquad D_{Cl} = D_0 \cdot e^{-E_a/RT}

Karbonatlaşma Derinliği — √t Modeli (x: mm, t: yıl)

Sembol Sözlüğü

x_c	Karbonatlaşma derinliği	mm
k_c	Karbonatlaşma hız katsayısı	mm/√yıl
t	Zaman (yapı yaşı)	yıl
c	Beton örtü kalınlığı	mm
t_init	Korozyon başlangıç süresi = (c/k_c)²	yıl

k_c Referans Değerleri

C20 (w/c ≈ 0.60)	5–6 mm/√yıl
C25 (w/c ≈ 0.55)	4–5 mm/√yıl
C30 (w/c ≈ 0.50)	3–4 mm/√yıl
C40 (w/c ≈ 0.45)	2–3 mm/√yıl
C50 (w/c ≈ 0.38)	1.5–2 mm/√yıl

Sayısal Örnek

Veri: k_c=4 mm/√yıl (C25 beton), örtü c=30 mm
t_init = (30/4)² = 56.3 yıl — korozyon başlangıcı
t=25 yıl'da: x_c = 4×√25 = 20 mm < 30 mm → hâlâ güvenli
t=75 yıl'da: x_c = 4×√75 = 34.6 mm > 30 mm → korozyon başlamış

k_c — Hız katsayısımm/√yıli

Beton örtü, cmmi

Zaman, tiyıl

x_c(t)

—

Örtü c

—

t_init

—

Kalan Ömür

—

Güvenlik Payı

—

Durum

—

Karbonatlaşma Derinliği, xc

—

xc = kc·√t

Beton Örtü, c

—

TS 500 / EC2

Kalan Ömür

—

tinit − t

Hesap Adımları

Kaynaklar

Tuutti, K. (1982) — Corrosion of Steel in Concrete

İki aşamalı korozyon modelinin orijinal kaynağı: başlangıç (initiation) ve yayılma (propagation) dönemleri.

Klasik Referans

Neville, A.M. — Properties of Concrete

Karbonatlaşma mekanizması, CO₂ difüzyon katsayısı, nem etkisi ve √t modelinin geçerliliği detaylı anlatılır.

Ders Kitabı

EN 206 & TS EN 206 — Çevresel Etki Sınıfları

XC1-XC4 karbonatlaşma sınıfları. Beton bileşim gereksinimleri (min çimento, max w/c).

Standart

fib Bulletin 34 — Model Code for Service Life Design

Probabilistik hizmet ömrü tasarımı. Karbonatlaşma ve klorür modelleri için tam olasılıksal çerçeve.

Rehber