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

Abstract

Monitoring the carbonation front progress in a cementitious composite having its pore structure analyzed through µ-CT imaging Acompanhamento do avanço da frente de carbonatação em compósito cimentício com sua estrutura de poros analisada por microtomografia computadorizada de raios X (µ-CT) Abstract ResumoThe carbonation process is one among the primary factors that cause a reduction in the hydrogen ionic potential (pH) of cementitious composites that may lead to a depassivation of the reinforcement structures, thus furnishing conditions for corrosion processes to begin. In this paper, the research sought to monitor the advancement of the carbonation front in compliance with the European standard, EN 14630, whilst concurrently measuring the pH variation on the surface of the cementitious composite. Cylindrical mortar specimens of (2x4) cm were placed in a carbonation chamber, keeping up the humidity 65%, temperature 28° C and a CO 2 concentration of 5%. The structure of voids in the matrix was assessed with the µ-CT imaging technique. The pH reading enabled the monitoring of the carbonation front progress as a function of the loss of alkalinity, before the process established by standard EN 14630. The images obtained by µ-CT did not enable the visualization of the densification of the material found in the outer layer of the specimen.Keywords: mortar, carbonation, pH, Xray microtomography.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 28º C e a concentração de CO 2 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.Palavras-chave: argamassa, carbonatação, pH, microtomografia de raios X.