Monitoring the carbonation front progress in a cementitious composite having its pore structure analyzed through μ-CT imaging

Abstract

ABSTRACT The carbonation process is one of the factors that cause a reduction in the hydrogenionic potential (pH) in cementitious composites, which can lead to a depassivation of the reinforcement structures, thus furnishing conditions for a corrosion process to begin. In this paper, the research sought to monitor the progress of the carbonation front according to European standard EN 14630, concurrently with the measurement of pH variation on the cementitious composite surface. Cylindrical mortar specimens with size of (2 x 4) cm were placed in a carbonation chamber with controlled conditions, keeping up the humidity at 65%, temperature at 28 °C and the CO2 concentration of 5%. The void structure of the matrix was evaluated by X-ray microtomography technique (μ-CT). The pH reading enabled the monitoring of the carbonation front progress in function of loss of alkalinity, even before the procedure laid down in standard EN 14630. The images obtained through µ-CT did not enable the visualization of the densification of the material found in the outermost layer of the specimen.RESUMO O processo de carbonatação é um dos causadores da redução do potencial hidrogeniônico (pH) em compósitos cimentícios, o qual pode levar a despassivação das armaduras, dando condições ao início de um processo de corrosão. Neste trabalho, buscou-se acompanhar o avanço da frente de carbonatação conforme a norma europeia EN 14630 paralelamente à medição da variação do pH na superfície do compósito cimentício. Foram utilizados corpos de prova cilíndricos (CP) de argamassa, com dimensão de (2x4) cm, acondicionados em câmara de carbonatação com condições controladas, mantendo-se a umidade em 65 %, a temperatura em 28 ºC e a concentração de CO2 em 5 %. A estrutura de vazios da matriz foi avaliada por meio da técnica de microtomografia computadorizada de raios X (µ-CT). A leitura de pH permitiu um monitoramento do avanço da frente de carbonatação, em função da perda de alcalinidade, antes do processo estabelecido na norma EN 14630. As imagens obtidas por meio da µ-CT não permitiram visualizar a densificação do material presente na camada mais externa do CP.