w "'o o N t:'. .. ..u, 'üi .El (1) o ki geçirimsizlik, yüksek performanslı be tonda aranan temel özelliklerden biridir. Sertleşmiş betona etki eden su, öncelikle çimentonun hidratasyonunda açığa çı kan, betona baz özelliği kazandıran ve donatıyı korozyona karşı koruyan ser best kireci [Ca(OH) 2] çözer, betondaki boşluğu arttırır. Bu olay, zamanla hızla narak sürer, betonda boşluğun artması dayanım kaybına ve dayanıklılığın azal masına neden olur. Performansı yüksek olan betonun, boşluksuz ve geçirimsiz olması, çeliği zararlı etkilere karşı koru ması beklenir. Betonun bu özelliklere sa hip olması ve bunları zaman içinde koruyabilmesi için malzeme oranlarının ta sarımında, üretiminde ve küründe bir dizi önlem alınmalıdır. 2.2. Sülfat ve Nitratların Betona Etkileri Suyun içinde Na•, K•, Mg++, NH 4 • gibi kat yonlar ile cı-, SO;2 gibi anyonların bu lunması, sıvının konsantrasyonuna, sı caklığına ve etkileme süresine bağlı olarak betonda hacim artışına neden olur. Bu iyonlardan SO/, çimentonun hidra tasyon ürünlerinden trikalsiyum alüminat hidrat ile birleşir, 31 molekül su içeren ve hacim artışına neden olan candilot tuzu (3CaO.AIp 3 3CaSO4 .31Hp) oluş turur. Bu tuz, betonu harap eden bir tuz dur. Nitratlar da sülfatlara benzer etki yapar. Mg++ iyonu içerir. Su ise (MgSO4) çimento bileşenlerinden trikalsiyum sili kat hidratın (C-S-H) yapısını bozar, magnezyum silikat hidrat (M-S-H) jeli oluş turur, betonda erimeye neden olur. Yapı yı etkileyen su içinde sülfat (SO;2), nitrat (NH+,) klorür (cı-) gibi iyonlar var ise bu iyonlar, örneğin sülfat iyonları, başta çimentonun ana bileşenlerinden olan iri kalsiyum silikat ve dikalsiyum silikat'ın (C3S ve C2S) hidratasyon ürünü olan ve çimentoya baz özelliği kazandıran kal siyum hidroksit [Ca(OH) 2] ile birleşerek kalsiyum sülfatı (CaSO4), trikalsiyum alümina! (C 3A) ile birleşerek candilot tuzunu [3CaO .AIp3. 3CaSO4.32 H2O] oluşturur. Bu tuz, 32 molekül gibi çok faz la oranda su içerdiğinden hacim artışına ve betonda çatlak oluşumuna neden olur. Ayrıca ana bileşenin yapısını boz duğu için de betona zararlı etki yapar. Suyun ve çözeltilerin betona zararlı etki leri bununla sınırlı değildir. Örneğin her ikisi de sülfat olmasına rağmen aynı koşullarda sodyum sülfat ile magnezyum sülfatın etkisi farklıdır. Magnezyum sülfat (Mg SO4), C3A'dan başka C3 S'in de ya pısını bozar, çatlak oluşumundan başka çimento hamurunun erimesine de neden 152 olur (5). Özetle suyun ve suyun içinde bulunan iyonların etkisi ile betonda yapı değişimi ve çatlaklar oluşur, beton geçirimli hale gelir, tahrip olur ve çeliği koru yamaz hale gelir. Geçirimli beton, özellikle cıiyonu içeren ortamlarda çok teh likelidir, çünkü cıiyonu korozyonu hız landıran önemli bir faktördür. Kısaca açıklanan bu olaylar nedeni ile geçirim sizlik, dayanıklı betonda aranan en temel özelliklerden biridir. Betonun suya ve sülfatlara karşı dayanıklılığının artırılması için beton üreti minde çimentoya puzolanik özelliğe sa hip inorganik kökenli malzemeler katılır. Puzolan malzemeler, bileşiminde SiO2, Alp, Fep3 gibi oksitler bulunan, kendi başına bağlayıcılık özelliği olmayan an cak kireç veya çimento ile birlikte kul lanıldığında bağlayıcılık özelliği kazanan tras, uçucu kül, yüksek fırın cürufu, silis dumanı gibi malzemelerdir. Puzolan malzemeler beton teknolojisinde geçi rimliliği azaltmak ve dayanıklılığı arttırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Çoğu endüstri atığı olan bu malzemele rin beton üretiminde kullanılması, üretimde ekonomi sağlamasının yanında çevre kirliliğinin azaltılmasında da önem li katkı sağlar. 2.3. Klorürlerin Beton ve Betonarmeye Etkileri Yapıyı etkiyen su içinde klorürlerin var Iığı, betonda klora-alümina! tuzu (3CaO.Al2O32CaCl2.nH2O) oluşumuna neden olur. Bu tuzun betona zararlı etkisi sülfat tuzları kadar değildir. Klorürler daha çok donatı korozyonunu hızlandırır. Metallerde elektrokimyasal yolla kütle kaybı olarak tanımlanan korozyon, donatıda kesit kaybına neden olur. Koroz yon olayında meydana gelen korozyon ürünlerinin hacmi, demirin hacminden çok büyük olduğu için donatı çevresinde hacim artışına, dolayısı ile betonda çekme gerilmelerinin doğmasına ve çatlak oluşumuna neden olur (6). Korozyon nedeni ile betonda donatılara paralel çatlaklar meydana gelir, ileri aşamada parça atmaları ve hasarlar gözlenir. 3. Betonarme Yapılarda Korozyon Sudan ve atmosfer olaylarından etkile nen betonarme yapılar ve elemanları, korozyon hasarına uğramakta, beton örtü tabakasında donatılara paralel çat laklar ve parça atmaları oluşmaktadır. Marmaradepreminden sonra okul, konut gibi çok sayıda binada yapılan incelemelerde özellikle bodrum katlardaki betonarme taşıyıcı elemanlarda donatı korozyonunun neden olduğu hasarların çok yaygın ve etkili olduğu görülmüştür. Bu tür hasarların giderilmesinde yaygın olarak hasarlı bölgeler kapatılarak onarım yapılmaktadır; bu işlem, yapının gü venliği için yeterli değildir. Hasarlı ya pıların onarımı ve güçlendirilmesi yeni yapı yapmaktan daha zordur ve uzmanIık gerektirir (7). Betonarmenin önemli bileşeni olan beton, basınç dayanımı yüksek, çekme da yanımı ve çekme etkisinde şekil değiş tirmesi çok düşük olan, gevrek bir malzemedir. Betonarmenin diğer bileşeni olan çelik ise, çekme dayanımı yüksek, sünek bir metaldir. Beton ile çeliğin birbirine aderansının iyi, termik genleşme katsayılarının yakın, yük taşıma kapasitele rinin yüksek olması nedeni ile bu iki malzeme birlikte kullanılarak monolitik yapı sistemleri üretilebilmektedir (8). Çimento bileşenlerinin hidratasyonu so nucu açığa çıkan serbest kirecin [Ca(OH) 2] alkalinitesi yüksek olduğu için beton, çe lik yüzeyinde kararlı, koruyucu bir oksit tabakası oluşturur. Alkalinitesi yüksek olan bu ortam, korozyona karşı dayanık lılığı son derece düşük olan çelikte anodik akım yoğunluğunun kısıtlanmasını sağlar; bu olaya alkali pasivasyonu denir (9). Bu durum, betonun geçirimli olması, ortamda su ve oksijen bulunması, beton üretiminde CI- iyonu içeren agregaların ve/veya katkıların kullanılması, karbo natlaşma nedeni ile ortamın pH'nın 11'in altına düşmesi gibi nedenler ile değişirse, donatı yüzeyindeki pasif demiroksit tabakası tahrip olur, donatı korozyonu sürekli hale gelir (1 O). Donatının yüzeyinde oluşan korozyon ürünü, kütlede çok az kayba neden olmasına karşın koroz yon ile oluşan bileşiğin türüne bağlı olarak demir hacminin 1-6 katı kadar hacim artışına neden olur (11 ). Donatının korozyonu nedeni ile meydana gelen bu hacim artışı, Şekil 1'de şematik olarak gösterildiği gibi betonda çekme gerilmeleri doğurur; çekme dayanımı ve çekmede uzama oranı çok düşük ve gev rek bir malzeme olan betonda donatıya paralel çatlaklar oluşur. Betondaki çatlak oluşumu, geçirimliliğin artması nedeni ile donatının korozyonunu, donatıdaki korozyon da betonda hasar oluşumunu hız landıran girişimli olaylardır. Bu olay, be tonarme elemanın ömrünü dolayısı ile yapı güvenliğini azaltır.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=