7 Aralık 2018 Cuma

Betonarme Yapılarda Korozyon

İnşaat sektöründe kullanılan metaller belirli sürelerin sonunda korozyona uğrar. Bu metallerin bazılarında bu süreç yavaş işlerken donatı çeliği gibi bazı metallerde ise daha hızlı ilerlemektedir. Elbette çelik yapıların korozyondan korunması çok önemli bir konu olmakla beraber bu yazının kapsamı dışındadır. Bu yazıda betonarme eleman içindeki donatının korozyonu ele alınmıştır.




Genel olarak binalarda oluşan hasarların sebebi korozyon, deprem ve imalat hatalarından meydana gelmektedir. Beton izindeki donatı korozyona uğraması sonucu genleşerek etrafındaki betonu çatlatırken aynı zamanda çelik kütlesinde azalma meydana gelerek taşıyıcılığı düşmektedir. 

Beton ile kaplı çeliğin etrafında oluşan yüksek alkali zar donatıyı korozyondan oldukça etkili bir şekilde korumaktadır. Bu yapı yapı bozulmadığı sürece çelikte korozyon oluşmaz veya mevcut korozyon ilerlemez.

Betonarmede oluşan korozyonun en önemli iki sebebi klor ve karbondioksit gazıdır. Korozyonun  demirin oksitlenmesi yani oksijen ile birleşimi olduğu düşünülünce özellikle karbondioksitin etkisinin ne olduğunu ilk bakışta anlamak zor olabilir. Bu tamamen betonun yapısı ile ilgilidir.

Beton oluşurken kalsiyumsilikatlar su ile etkileşime girerek betona dayanımını veren kalsiyum silikat hidrat (C-S-H) ve dayanıma etkisi olmayana kalsiyum hidroksit (CH) oluştururlar.  Ancak kalsiyum hidroksit korozyonu önlemek için çok önemli bir bileşendir. Çünkü bazik yapısı nedeni ile donatıyı korozyondan korur. Öyle ki kalsiyum hidroksit sayesinde betonun pH'ı 12 seviyesindedir.

Ancak bu koruyucu özellik havadaki karbondioksitin zamanla kalsiyum hidroksit ile tepkimeye girerek karbonatlaşması ile değişir. Azalan kalsiyum hidroksit ile beraber betonun pH'ı giderek düşer ve sonunda donatıyı koruyamayacak hale gelir. Burada betonun gaz geçirgenliği önemlidir. 10 N/mm2 dayanıma sahip bir beton 30 yılda yaklaşık 3 cm derinliğe kadar gaz geçirebilirken (ki bu çoğu zaman pas payına denk gelir) 35 N/mm2 dayanıma sahip betonda bu 1 cm civarındadır.

Karbonatlaşmanın bir diğer etkisi ise yüzey sertliğini arttırmasıdır. Bu durum bir tahribatsız muayene çeşidi olan Schmidt çekici sonuçlarını etkilenmesine neden olur.

Bir diğer önemli korozyon sebebi ise klor iyonlarıdır. Klor oranı çimento kütlesinin binde 2'sini geçmesi ile birlikte korozyonu hızlandırıcı etki gösterir. Bu yüzden klor iyonları altında kalacak betonarme yapılarda daha yüksek dozlu çimentolu beton kullanımı gereklidir. Klor iyonları korozyon oluşumu sırasında etkili olmakla beraber tepkime sonucu etkilenmeden çıkar. Bir katalizör gibi çalıştığı için zaman içinde klor iyonu azalmayarak korozyon oluşumuna sebep vermeye devam eder. Deniz yapılarında oluşan korozyonu sebebi klor iyonlarıdır.

Donatının tek başına korozyonu için su ve oksijen gerekliyken beton içinde yukarıda sayılan durumların gerçekleşmesi gereklidir. Su korozyonun sebebi olmaktan çok sürecin hızında etkilidir. Su elektron taşıyıcı görevi görür.

 Korozyon hasarları ileri düzeye ulaştığında betonda iz ve patlama yaparak görülmesi kolaylaşır. Ancak bu aşamaya gelmeden tespit edilmek istenirse voltmetre ile ölçüm yaparak korozyon düzeyi tespit edilebilir.

Korozyon sonucu oluşan hasarların onarımı oldukça zordur. Bu durumdaki elemanlara çeşitli güçlendirme yöntemleri uygulanabilir. Öncelikle dış yüzeydeki bozulan beton temizlenir. Donatı çubuğu açığa çıkarılır. Korozyona uğramış donatı sulu kumlama ile temizlenir. Burada sadece kumlama yapılması zarar verebileceğinden sulu kumlama yapılması gerekir. Temizlenen donatı epoxy ile boyanır. Klor tehlikesi altında olan elemanlarda ek bir katman daha uygulanır.

Korozyonun tamirinden sonra tamir edilmeyen yer ile bağlantı noktasında korozyon hızı artacaktır. Bunun önlenmesi için bir çinko pil donatıya bağlanarak çinko kurban ediliyor. Bu işlemler sonrasında tamir harcı ile kapatılır. Boya işlemi ile tüm kütle boyanır. Böylece sadece tek bir bölge değil tüm kütle korumaya alınmış olur.




Hiç yorum yok:

Yorum Gönder