کربوناتسیون

کربناتاسیون، واکنش شیمیایی ای است که در آن کلسیم هیدروکسید با دی اکسید کربن طبق فرمول زیر واکنش داده و کلسیم کربنات نامحلول تشکیل می دهد.
کربناتاسیون واکنش آرامی است که در بتن نیز رخ می دهد و در آن آهک ( CaO اکسید کلسیم، یا Ca ( OH ) 2 کلسیم هیدروکسید ) در سیمان با دی اکسید کربن ( CO2 ) موجود در هوا واکنش داده و کلسیم کربنات تشکیل می دهد.
آب موجود در منافذ بتن سیمان پرتلند به طور معمول قلیایی است و pH آن در محدوده ۱۲٫۵ تا ۱۳٫۵ است. این محیط بسیار قلیایی مکانی است که در آن میلگرد فولادی منفعل است و از خوردگی محافظت می شود. طبق نمودار پورباکس برای آهن، وقتی pH بالاتر از ۹٫۵ باشد فلز غیرفعال است.
دی اکسید کربن موجود در هوا با قلیایی موجود در سیمان واکنش نشان می دهد و آب منفذی را اسیدی تر می کند، بنابراین pH را کاهش می دهد. دی اکسید کربن از لحظه ساختن جسم شروع به کربناته کردن سیمان در بتن می کند. این روند کربناته کردن در سطح بتن آغاز می شود، سپس به آرامی عمیق تر و عمیق تر به داخل عمق بتن نفوذ می کند. میزان کربناته شدن به رطوبت نسبی بتن بستگی دارد - رطوبت نسبی ۵۰٪ بهینه است. اگردر عضو بتنی ترک خوردگی وجود داشته باشد، دی اکسید کربن موجود در هوا بهتر می تواند به درون بتن نفوذ کند. سرانجام این فرایند ممکن است به خوردگی میلگرد و آسیب سازه ای یا خرابی منجر شود.
برای بررسی کربوناتسیون بتن نخست محلول یک درصد فنول فتالئین را بر روی بتن می پاشیم و سپس به تغییر رنگ آن دقت می کنیم. به موجب آن اگر قلیایی باشد به قرمز تغییر رنگ می دهد و اگر خنثی باشد تغییر رنگی مشاهده نمی شود.