Diatomit ve Zeolit İkameli Beton İçerisindeki Donatı Korozyonunun Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) Yöntemi ile İncelenmesi

Abstract

Beton; çimento, agrega, su ve gerektiğinde katkı maddelerinin uygun oranlarda karıştırılması ile üretilen, başlangıçta plastik kıvamlı olup zamanla çimentonun hidratasyonu sonucu sertleşen yapı malzemesidir. Betonarme yapıların en önemli dezavantajı donatı korozyonudur. Donatıda meydana gelen korozyon, kesit kayıplarının yanında donatı-beton aderansında da zamanla azalmaya neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, katkı malzemesiz (referans), %20 zeolit ve %20 diatomit ikameli beton numuneler içerisindeki nervürlü donatının, sanayide en çok kullanılan 0.5 M H₂SO₄ ve 1 M HCl asit içerisindeki korozyon mekanizmasındaki farklılığı ortaya koymaktır. Ölçümler Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda %20 zeolit ikameli beton numunelerindeki beton ve donatı dirençlerinin, %20 diatomit ikameli ve referans betona göre daha fazla olduğu, dolayısı ile daha az korozyona uğradığı saptanmıştır. Ayrıca, beton numunelerin ve içerlerindeki donatılarının HCl ortamına kıyasla H₂SO₄ ortamında daha çok fiziksel ve elektrokimyasal değişime uğradığı görülmüştür.

Keywords

• Korozyon
• Zeolit
• Diatomit
• HCl
• H2SO4

Investigation Corrosion of Reinforcement in Diatomite and Zeolite Substituted Concrete with Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) Method

Abstract

Concrete; is a building material that is produced by mixing of cement, aggregates, water and additives in appropriate proportions and that is plastic consistency initially but hardens in time because of hydration of cement. One of the major disadvantages of reinforced concrete structures is the corrosion of the steel reinforcement. Corrosion occurring in the reinforcement, over time, leads to reduction of the steel-concrete bond and to section losses. The aim of this study was to reveal the corrosion mechanism in ribbed reinforcement within additive-free (reference), 20% zeolite-doped and 20% diatomite-doped concrete samples, through exposure to 0.5 M H2SO4 and 1 M HCl, the most commonly used acids in industry. Measurements were carried out using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Results of the experiments showed that the resistance of the 20% zeolite concrete sample and reinforcement was greater than that of the 20% diatomite and the reference concrete samples and accordingly, the 20% zeolite sample was found to have undergone less corrosion. In addition, more physical and electrochemical changes were seen in the concrete samples and reinforcement in the H2SO4 medium compared to the HCl.aaaaa. 

Keywords

• Corrosion
• Zeolite
• Diatomite
• HCl
• H2SO4

References

1. H. Gerengi, M. Kurtay, H. Durgun, Diatomit ve zeolit ikameli beton içerisindeki donatının 1 M HCl çözeltisi içerisindeki korozyonu, 2. Uluslararası Sürdürülebilir Yapılar Sempozyumu, Ankara-Türkiye, (2015), 221.
2. I. Çil D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 8(1) (2006) 59.
3. A. Cheng, R. Huang, J.K. Wu, C.H.Chen Mater. Chem. Phys. 93(2-3) (2005) 404.
4. O.O. Akinyemi, O.J. Alamu Pac. J. Sci. Technol. 10(1) (2009) 462.
5. P. Hoşhan, Beton içindeki çeliğin korozyonunun üç elektrot yöntemi ile incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara-Türkiye, (1994).
6. M.H. Özkul, Ü.A. Doğan, A. İlki, Beton bileşim ve geçirimlilik özelliklerinin donatı korozyonu üzerine etkisi, TÜBİTAK MAG Proje, 104I022, (2006) 1-35.
7. A. Poursaee, A. Laurent, C.M. Hansson, Cem. Concr. Res. 40(3) (2010) 426.
8. SH. Tae Constr. Build. Mater. 35 (2012) 270.

9. C. Karakurt, I.B. Topcu Constr. Build. Mater. 25(4) (2011) 1789.
10. C. Karakurt, I.B. Topçu Constr. Build. Mater. 35 (2012) 906
11. M. Valipour, F. Pargar, M. Shekarchi, S. Khani Constr. Build. Mater. 41 (2013) 879.
12. M. Valipour, F. Pargar, M. Shekarchi, S. Khani, M. Moradian Constr. Build. Mater. 46 (2013) 63.
13. A. Ergun Constr. Build. Mater. 25(2) (2011) 806.
14. S. Xu, J. Wang, Q. Ma, X. Zhao, T. Zhang Constr. Build. Mater. 73 (2014) 33.
15. T. Yi-qiu, Z. Lei, Z. Xing-you Constr. Build. Mater. 36 (2012) 787.
16. N. Degirmenci, A. Yilmaz Constr. Build. Mater. 23(1) (2009) 284.
17. B. Yılmaz, N. Ediz Cem. Concr. Compos. 30(3) (2008) 202.
18. H. Gerengi, G. Bereket, M. Kurtay (2015) J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 58 (2016) 509.
19. H. Gerengi, P. Slepski, E. Ozgan, M. Kurtay Mater. Corros. 66(3) (2015) 233.
20. P. Huang, Y. Bao, Yao Cem. Concr. Res., 35(3) (2005) 584.
21. M.T. Bassuoni, M.L.Nehdi Cem. Concr. Res. 37(7) (2007) 1070.
22. H. Gerengi, Y. Kocak, A. Jażdżewska, M. Kurtay, H. Durgun, Constr. Build. Mater. 49 (2013) 471.
23. H. Gerengi, M. Kurtay, H. Durgun Results in Physics, 5 (2015) 148.
24. N.D. Cogger, N.J. Evans An Introduction To Electrochemical Impedance Measurement Technique Report, No.6, Solartron Instrument (1999).
25. J. Sobhani, M. Najimi Constr. Build. Mater. 47 (2013) 910.
26. M.O.G.P. Bragança, K.F. Portella, M.M. Bonato, C.E.B. Marino Constr. Build. Mater. 68 (2014) 650.
27. M. Ismail, M. Ohtsu Constr. Build. Mater. 20 (2006) 458.
28. G. Bereket, H. Gerengi, How truly electrochemical measurements are evaluated in corrosion researches?, XIII. International Corrosion Symposium, Elazığ-Türkiye, (2014) 201.
29. H. Gerengi, C. Akcay, E. Ozgan, I. Arslan The Journal of Graduate School of Natural and Applied Sciences of Mehmet Akif Ersoy University 3(1) (2012) 5.
30. Techniques for Monitoring Corrosion and Related Parameters in Field Applications, Item No. 24203; NACE International Publication 3T199, (1999) 1.
31. H. Durgun, Diatomit ve zeolit ikameli beton içerisindeki donati korozyonunun elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemi ile incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Düzce-Türkiye, (2015).
32. A.A. Gurten, K. Kayakirilmaz, M. Erbil Constr. Build. Mater. 21(3) (2007) 669.
33. TSE, Çimento - Bölüm 1: Çimentolar - Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Ankara, (2002).
34. E. Tkaczewska, R. Mroz, G. Łoj Constr. Build. Mater. 28(1) (2012) 633.
35. R. Huang, W.D. Yeih, J.J. Chang J. Mar. Sci. Technol. 2(1) (1994) 53.
36. Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete, ASTM C876 - 09, (2009).
37. I. Uygur, H. Gerengi, Y. Arslan, M. Kurtay Mater. Res 18(3) (2015) 569.