Corrosion behaviour of rebars in concrete made with recycled asphalt aggregate

Reinforced concrete is widely used in structures worldwide, but its production requires vast quantities of natural resources, including aggregate from quarries. Unfortunately, this has an adverse impact on the environment. To mitigate this, the use of reclaimed asphalt pavement (RAP) aggregates has been proposed. However, some of the effects of RAP on the corrosion behaviour of rebars in concrete remain unclear. This study investigates the corrosion behaviour of four types of rebars (carbon steel, galvanized steel, and stainless steels 23-04 and 304) in concrete made with varying percentages of RAP (100% RAP, 60% RAP and natural aggregates only), water-to-cement (w/c) ratios, and two types of cement (Type II and Type IV). To evaluate the corrosion behaviour of reinforced concrete against carbonation and chlorides, samples were exposed to natural carbonation, accelerated carbonation, and a 3.5% NaCl solution, respectively. The time needed for the rebars to reach a passive state was also assessed. Each reinforced specimen for the chloride tests consisted of five rebars, including two carbon rebars, a galvanized steel, and stainless steel 23-04 and 304. The results of the study indicate that the use of RAP had a significant impact on the time needed for steel rebar in concrete to reach a passive state. Furthermore, the use of RAP had a negative effect on the corrosion behaviour against chlorides. However, it did not have a significant impact on carbonation propagation. The w/c ratio was found to have a substantial impact on the corrosion behaviour, with a higher w/c ratio increasing the propagation of carbonation in specimens exposed to chlorides. In addition, chlorides may have more negative effect on the corrosion behaviour of rebars in concrete made with cement type II compared to cement type IV. However, the effect of cement type on carbonation remains inconclusive. These findings can be useful in better understanding the corrosion behaviour of different types of rebars in concrete made with RAP. In summary, this study highlights the impact of RAP, w/c ratio, and cement type on the corrosion behaviour of rebars in reinforced concrete. By providing insight into the effects of these factors, this study can contribute to more sustainable and durable concrete production.

Il calcestruzzo armato è ampiamente utilizzato nelle strutture in tutto il mondo, ma la sua produzione richiede grandi quantità di risorse naturali, tra cui l'aggregato proveniente dalle cave, il che ha un impatto negativo sull'ambiente. Per mitigare questo impatto, è stato proposto l’uso dell'aggregato proveniente dal riciclaggio dell'asfalto (RAP). Tuttavia, gli effetti del RAP sul comportamento a corrosione delle armature nel calcestruzzo non sono ancora chiari. Questo studio indaga il comportamento a corrosione di quattro tipi di armature (acciaio al carbonio, acciaio zincato e acciaio inossidabile 23-04 e 304) in calcestruzzo realizzato con percentuali variabili di RAP (100% RAP, 60% RAP e con soli aggregati naturali), rapporto acqua-cemento (a/c) e due tipi di cemento (Tipo II e Tipo IV). Per valutare il comportamento a corrosione del calcestruzzo armato in seguito a carbonatazione e penetrazione di cloruri, i campioni sono stati esposti alla carbonatazione naturale, alla carbonatazione accelerata e a una soluzione di NaCl al 3.5%. È stato anche valutato il tempo necessario per raggiungere uno stato passivo delle armature. Ogni campione armato per le prove con cloruri era costituito da cinque armature, tra cui due armature al carbonio, una armatura zincata e acciaio inossidabile 23-04 e 304. I risultati dello studio indicano che l'uso di RAP ha avuto un impatto significativo sul tempo necessario per far raggiungere uno stato passivo alle armature di acciaio nel calcestruzzo. Inoltre, l'uso di RAP ha avuto un effetto negativo sul comportamento di corrosione contro i cloruri. Tuttavia, non ha avuto un impatto significativo sulla propagazione della carbonatazione Il rapporto a/c ha avuto un impatto sostanziale sul comportamento di corrosione, con un rapporto a/c più elevato che aumenta la propagazione della a corrosione nei campioni esposti ai cloruri. Inoltre, i cloruri possono avere un effetto negativo sul comportamento alla corrosione delle armature nel calcestruzzo realizzato con cemento di tipo II rispetto al cemento di tipo IV. l'effetto del tipo di cemento sulla carbonatazione rimane inconcludente. Questi risultati possono essere utili per comprendere meglio il comportamento di corrosione di diversi tipi di armature nel calcestruzzo realizzato con RAP. In sintesi, questo studio evidenzia l'effetto di RAP, rapporto a/c e tipo di cemento sul comportamento di corrosione delle armature nel calcestruzzo armato. Fornendo informazioni sugli effetti di questi fattori, questo studio può contribuire a una produzione di calcestruzzo più sostenibile e duratura.