Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN

Transkript

1 BETONARME YAPILARDA KALICILIK (DURABİLİTE) Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN Pamukkale Üniversitesi Güz

2 MÜHENDİS - MİMARIN MARIN GÖREVG REVİ İSTENEN DAYANIMDA DAYANIKLI (DURABİLİTE) EKONOMİK İŞLEVSEL LEVSEL- FONKSİYONEL GÜZEL- ESTETİK YAPININ; BELİRL RLİ BİR R GÜVENLG VENLİKLE YÜKLER TAŞINMALI KALICI DENECEK KADAR UZUN ÖMÜRLÜ KIT KAYNAKLARIN VERİML MLİ KULLANIMI İHTİYACA CEVAP VEREN İNSAN DOĞASI OLMASINI SAĞLAMAKTIR PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 2

3 BAĞLAYICI MADDELER İLK BAĞLAYICILAR: TOPRAK TOPRAK+KİRE REÇTAŞI I KARIŞIMLARI, IMLARI, KİREÇ,, ALÇILAR, PİŞMİŞ KİL L TOZLARI, DOĞAL PUZOLANLAR. Yapılan araştırmalara rmalara göre g bağlay layıcı maddelerin kullanımı Epipaleotik çağlara kadar gitmektedir. Çeşitli tarihi bağlay layıcı örneklerine İsrail, Mısır, M Türkiye T ve İtalya da rastlamak olanaklıdır. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 3

4 BAĞLAYICI MADDELER PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 4

7 BAĞLAYICI MADDELER Panteon, Roma imparatoru hadrian tarafından yapılm lmıştır. M.S. 128 yılında y inşa a edilmiştir m lik kubbe çapı ile 1800 yıl y bu rekorun sahibi olmuştur. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 7

8 BAĞLAYICI MADDELER Roma daki spor salonu 100 m açıklığı ve kişilik ilik kapasitesi ile son yıllarda y yapılan en önemli yapılardand lardandır. r. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 8

9 BAĞLAYICI MADDELER Petronas kuleleri: m yükseklik y PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 9

10 KALICILIK SEMBOLLERİ AYASOFYA (İSTANBUL)( SERVİS ÖMRÜ : 537 yılında y tamamlandı (941 yıl y l kilise yıl y l Cami ) PİRAMİTLER (CHEOPS, KHEFREN, YKRENOS) 4500 YAŞINDA MISIR ATASÖZÜ: İNSANLIK ZAMANDAN KORKAR ZAMAN DA PİRAMP RAMİTLERDEN PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 10

11 BAĞLAYICI MADDELER İlk bağlay layıcı kullanımına na M.Ö yıllary llarında Natufian kültüründe rastlanmaktadır İsrail de görülen g Natufian binaları 9 m ye ulaşan an çaplarda dairesel barınaklar olup, duvarları işlenmemiş doğal taşlar ların killi-çamur ve öğütülmüş kireçta taşı ile sıvanmass vanması ile yapılm lmıştır. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 11 11

12 KİREÇ KALKER (KİRE REÇTAŞI), CaCO 3 YERYÜZÜ KARALARININ %10 U CaCO 3 + ısı KİREÇ, CaO 850 C C içinde inde %30 a kadar MgCO gibi) bu amaçla kullanılabilir. labilir. CaO + CO 2 Suyla karış ıştırıldığında tipine göre g hava veya suda katıla laşma özelliği i gösteren g beyaz renkli inorganik esaslı bir bağlay layıcı türüdür. r. a kadar MgCO 3 içeren kireçta taşları da (dolomit PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 12 12

13 Kirecin SöndS ndürülmesi Sönmemiş kireç,, ağıa ğırlığının yarısı kadar suyun içine i ine konularak sönds ndürülür. r. Bu işlem i sırasında yüksek y miktarda ısı açığa çıkar. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 + ısı PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 13

14 KİREÇ Sönmüş kireç, bazik karakterde bir malzeme olduğundan undan demir ve çelikle tepkimeye girmez. Buna karşı şılık aluminyum,, kurşun un ve pirinçle kimyasal reaksiyona girebilir. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 14

15 KİREÇ Yağlı kireci su ile karış ıştırdıktan sonra elde edilen hamur havada bırakb rakılınca, havadaki karbondioksiti alarak aşağıa ğıda görülen g reaksiyon sonucu, suda erimeyen kalsiyum karbonata dönüşür r : Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 KARBONATLAŞMA PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 15

16 KİREÇ Bilinen en eski bağlay layıcılardan lardan birisi olan kireç,, eski Babil,, Mısır, M Finikeliler, Hitit ve Persler tarafından hava kireci olarak yapıda kullanılm lmıştır. Romalılar lar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi i i inşaatlar aatlarında kullanılm lmıştır. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 16

17 PUZOLANLAR Puzolanlar, silis veya silis-alumin kökenlikenli malzemelerdir. SiO 2 Al 2 O 3 Kendi başlar larına bağlay layıcılık özellikleri ya çok azdır r ya da hiç yoktur. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 17

18 PUZOLANLAR Çok ince iseler, Ortamda sönms nmüş kireç ve nem varsa kimyasal reaksiyona girerek bağlay layıcılık özelliği i olan C-S-H oluştururlar. SiO 2 + Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O Puzolan sönmüş + Kalsiyum Silikat Kireç Hidrate yapı PUZOLANİK K REAKSİYON Puzolanik maddelerin kullanımı binlerce yıl y öncesine kadar gitmektedir. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 18 18

19 Pozzuoli PUZOLANLAR Vezüv Pompei Bu özellikteki toprak ilk defa Napoli yakınlar nlarındaki ndaki Pozzuoli kasabasından elde edilmiştir. Vezüv yanardağı yakınlar nlarındaki ndaki bu toprak camlaşmış volkan toprağı olup, günümüzde g kullanılan lan Puzolan sözcüğü buradan kaynaklanmış ıştır. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 19

20 BAĞLAYICI MADDELER Çatal Höyük H k kalınt ntıları içinde inde bulunan 8000 yıl y öncesine ait harçlar ve Yunanistan ın Rodos adasında bulunan Kameiros sarnıcının puzolanik malzemeden yapılan duvarları,, kireç-do doğal puzolan karışı ışımlarının binlerce yıl y öncesinden bilindiğini ini vurgulamaktadır. r. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 20 20

21 BAĞLAYICI MADDELER M.Ö yıllary lları arasında yaşam amış olan Mimar Vitruvius "On Architecture"(Mimarl "(Mimarlık Üzerine) adlı 10 ciltlik kitabında puzolan ve kireç karışı ışımlarının n hidrolik özelliklerinden bahsetmiş,, nehir ve deniz kıyısında k yapılacak olan yapılarda kullanılabilecek labilecek harç için in karışı ışım m oranı bile vermiştir : iki kısım puzolan (pulvis Puteolanus) ) bir kısım m kireçle karış ıştırılır. r. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 21 21

22 PUZOLANLAR DOĞAL YAPAY Volkanik kökenli doğal puzolanlar Volkanik camlar Volkanik tüfler ve tras Isıl işlem görmüş killer ve diatomitler Killer ve şeyller Diatomitler Uçucu Kül Silis Dumanı Yüksek Fırın Curufu Pirinç Kabuğu Külü PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 22

23 YAPAY PUZOLANLAR Uçucu Kül Silis Dumanı Yüksek Fırın Curufu Pirinç Kabuğu Külü PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 23

24 ÇİMENTO HAMMADDELER KALKER (KİRE REÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLS REKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - PRİZ Z SICAKLIĞINI INI DÜŞÜRMED PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 24

25 ÇİMENTO C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLS REKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - PRİZ Z SICAKLIĞINI INI DÜŞÜRMED KARMA OKSİTLER TLERİN N HİDRATASYON H REAKSİYONLARI C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O = C S H = Tobermorit PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 25

26 HİDRATASYONUN GELİŞİ İŞİMİ Serbest su PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 26

27 ÇİMENTO PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 27

28 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 28

29 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Ca(OH) 2 ve CSH kristalleri PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 29

32 ÇİMENTO C 3 A ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ 3CaO.Al O3 + 6H 2O 3CaO.Al2O3.6H 2O 2 + ısı 3CaO.Al2O3.6H 2O + Ca(OH) 2 + 6H 2O 4CaO.Al2O3.13H 2O C 3 A sertleştikten tikten sonra oldukça a zayıf f dayanıml mlı bir hidrat oluşur. ur. Prize ilk başlayan öğe e olan C 3 A hızla h priz yapıp p yüksek y hidratasyon ısısı açığa çıkarır. r. C 3 A nın n hızlh zlı prizi denetim altına alınmazsa, çimento tümüyle t katıla laşır r ve silikatların n oluşmas masına olanak kalmaz. C 3 A nın n priz hızıh üretim aşamasa amasında klinkere katılan alçı taşı ile yavaşlat latır. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betornarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 32

33 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O Uygun miktarda alçı taşı kullanıld ldığında, aluminatların yüzeyinde ince iğneler i şeklinde etrenjit (ettringite) kristalleri meydana gelir. Bu kristaller o kadar incedir ki hidratasyonun ilk zamanlarında nda devresinde bunlar rijit bir yapı meydana getirmediğinden inden dolayı priz olayı gerçekle ekleşmez. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betornarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 33

34 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O C 3 A ve alçı taşı şının n birleşmesiyle oluşan Candlot tuzu veya etrenjit (ettringite) (3CaO.Al 2 O 3.3CaSO 4.31H 2 O) içerdii erdiği çok miktardaki hidrat suyu nedeniyle büyük b k bir hacim kaplar. Taze betonda ortam sıvıs halde olduğundan undan bu durum sakıncal ncalı değildir. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betornarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 34

35 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betornarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 35

37 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Monosulfat Alimünat ve etrenjit in in hekzegonal kristal yapısı PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 37

38 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Monosülfat PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 38

39 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI JEL PARTİKÜLLER LLERİ (lifsi Yapı,, Amorf, Çapraz Bağlı,, 90 A ) A CSH + CAH, vb. HİDRATE H BİLEB LEŞENLER ENLER + Ca(OH) 2 + HİDRATE OLMAMIŞ ÇİMENTO + SU BOŞLUKLARININ BIRAKTIĞI I GÖZENEKLER. G PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 39

40 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 Olumsuz etki Yapı devamlı su içinde i inde bulunuyorsa, beton, Ca(OH) 2 nin devamlı bir şekilde çözünmesi sonunda gittikçe e boşluklu bir hal alacak, ortam koşullar ullarına bağlı olan uzun veya kısa k süren bir süre s sonunda dayanımının n büyük b ölçüde azalmasıyla yapının n emniyeti tehlikeli bir duruma girecektir. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 40 40

41 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 Olumlu etki ph 12.5 Serbest kirecin varlığı nedeniyle oluşan bazik Paslanma olmaz ortam da çelik donatının paslanması ph< ise PASLANMA!! (ORTAMDA engellemektedir. O 2 ve SU MEVCUTSA) PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 41

42 ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 Olumlu etki Serbest kirecin varlığı nedeniyle oluşan bazik ortam da çelik donatının paslanması engellemektedir. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 42

43 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Çimentonun karma oksitlerinin hidratasyonu sonucu Ca(OH) 2 oluşur C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S, C 3 S 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 Bu Ca(OH) 2 ile bünyesinde aktif silis içeren puzolan reaksiyona girerek C-S-H oluşturur. SiO 2 + Ca(OH) 2 + H 2 O C S H PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 43

44 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Çimentonun hidratasyonu sonucu oluşan Ca(OH) 2 Genelde Agrega üzerine çökelir. Uçucu kül ve diğer puzolanlar Arayüz bölgesini Puzolanik etki nedeniyle güçlendirirler. PAÜ İnşaat Müh. Böl. Betonarme Yapılarda Kalıcılık Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 44

45 UYGUN BİR B ŞEKİLDE; BETON TASARLANMIŞ, ÜRETİLMİŞ, YERLEŞTİRİLM LMİŞ SIKIŞTIRILMI TIRILMIŞ, BAKIMI YAPILMIŞ ve KORUNMUŞ ise UZUN YILLAR HERHANGİ BİR R BAKIM VE ONARIM GEREKTİRMEDEN RMEDEN HİZMETH ZMETİNİ SÜRDÜRÜR. R. 45

46 DOĞA A YASASI GENEL BİLGB LGİLERLER TERMODİNAM NAMİK K DENGE HALİ MADDELER EN DÜŞÜK D K ENERJİLİ DOĞAL KONUMLARINA GEÇMEYE EĞİE ĞİLİMLİDİR DEMİR R OKSİT ENERJİ ÇELİK PASLANMA DEMİR R OKSİT DOĞAL TAŞ BİNLERCE YIL DOĞADA OLUŞMU MUŞ YÜKSEK DERECELİ TERMODİNAM NAMİK K STABİLİTEYE TEYE SAHİPT PTİR 46

47 GENEL BİLGB LGİLERLER YAPAY TAŞ OLUMSUZ KOŞULLAR (BETON, BETONARME) BOZULMA P E R F O R M A N S Başlangıç Minimum kabul Edilebilir sınır Bakım sonrası Bakım öncesi Bakım öncesi SERVİS ÖMRÜ Bakım sonrası Son Zaman 47

48 BS 7543: Guide to durability of building elements, products and component Sınıf ENV = BS 7543 Minimum servis ömrü (yıl) Örnek Geçici yapılar Değiştirilebilir taşı şıyıcı elemanlar; çatı makası ve kiriş Binalar ve kamu yapılar ları Anıtsal binalar, köprk prüler ve önemli inşaat mühendislim hendisliği i yapılar ları 48

49 ÇİMENTO HARCI-BO BOŞLUKLU YAPI SIKIŞTIRMA BOŞLUKLARI HAVA BOŞLUKLARI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI 49

50 ÇİMENTO HARCI-BO BOŞLUKLU YAPI SIKIŞTIRMA BOŞLUKLARI HAVA BOŞLUKLARI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI Kapiler boşluklar Jel boşlukları Sıkıştırma boşlukları Hava boşlukları Kalıcılığı (dayanıklılık, durabilite) büyük ölçüde etkiler 50

51 ÇİMENTO HARCI-BO BOŞLUKLU YAPI SIKIŞTIRMA BOŞLUKLARI HAVA BOŞLUKLARI KAPİLER Kapiler boşluklar Sıkıştırma boşlukları Hava boşlukları Kalıcılığı (dayanıklılık, durabilite) büyük ölçüde etkiler BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI Jel boşlukları 51

52 ÇİMENTO HARCI-BO BOŞLUKLU YAPI SIKIŞTIRMA BOŞLUKLARI HAVA BOŞLUKLARI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI Kapiler boşluklar Sıkıştırma boşlukları Jel boşlukları Hava boşlukları Kalıcılığı (dayanıklılık, durabilite) büyük ölçüde etkiler 52

53 ÇİMENTO HARCI-BO BOŞLUKLU YAPI SIKIŞTIRMA BOŞLUKLARI 10-2 Sıkıştırma boşlukları HAVA BOŞLUKLARI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI Kapiler boşluklar Jel boşlukları Hava boşlukları Kalıcılığı (dayanıklılık, durabilite) büyük ölçüde etkiler 53

54 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI JEL PARTİKÜLLER LLERİ (lifsi Yapı,, Amorf, Çapraz Bağlı,, 90 A ) A CSH + CAH, vb. HİDRATE H BİLEB LEŞENLER ENLER + Ca(OH) 2 + HİDRATE OLMAMIŞ ÇİMENTO + SU BOŞLUKLARININ BIRAKTIĞI I GÖZENEKLER. G 54

55 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI 55

57 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Ca(OH) 2 ve CSH kristalleri (S/Ç=0.6 24ºC de 5 gün g hidrate olmuş) 57

59 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Monosulfat Alimünat ve etrenjit in in hekzegonal kristal yapısı 59

61 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Monosülfat Alimünat ve etrenjit in hekzegonal kristal yapısı 61

62 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI E T R E N J İ T 62

63 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Etrenjit 63

64 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Etrenjit 64

65 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Monosülfat 65

66 BİRÇOK DURUMDA; BETONUN BOZULMASI İÇİN; SU ve/veya ZARARLI KİMYASALLARIN K DİFUZYONU GEREKLİDİR. R. 66

67 DİFÜZYON BETONUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ DURABİLİTE 67

68 ÇİMENTO HAMURUNUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ ÇİMENTO HAMURUNUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ SU GİRİŞİG İŞİ ANA ETKEN BETONUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ Agrega ( boşluksuz) Çimento hamuru (boşluklu yapı) SU ÇIKIŞI 68

69 BETONUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ BETONUN GEÇİRİML MLİLİĞİİĞİ BÜYÜK ÖLÇÜDE ÇİMENTO HARCINA BAĞLIDIR! MİKTARI TİPİ DAĞILIMI ÇATLAKLAR DURABİLİTE GÖRÜNÜM SAĞLIKLI ORTAM JEL BOŞLUKLARI ÇİMENTO HARCININ ~ %28 (15-20 A A ÇAP ~ SU MOLEKÜLÜ BOYUTU) TEHLİKES KESİZ KAPİLER BOŞLUKLAR ÇİMENTO HARCININ ~ %40-%0 %0 (AĞ ŞEKLİNDE d~1.3μ; ; PERMEABİLİTE, DONMA ÇÖZÜNME NME) TEHLİKEL KELİ 69

70 HİDRATASYONUN GELİŞİ İŞİMİ Hidratasyon derecesine bağlı olarak S/Ç oranı 0.55 olan çimento hamurunun hacimsel oranlarının değişiminin şematik gösterimi 1.68 ml Boş kapiler gözenekler 3.37 ml Boş kapiler gözenekler 6.74 ml Boş kapiler gözenekler 63.4 ml Su ml kapiler su ml kapiler su ml kapiler su ml Jel suyu ml Jel suyu 36.6 ml Çimento Hidrate Çimento ml 5.48 ml Jel suyu ml hidratasyonun katı ürünleri ml hidrate olmamış çimento Hidrate Çimento ml ml hidratasyonun katı ürünleri ml hidrate olmamış çimento Hidrate Çimento ml ml hidratasyonun katı ürünleri % 0 Hidratasyon % 25 % 50 % 100 Hidratasyon Hidratasyon Hidratasyon 70

71 HİDRATASYONUN GELİŞİ İŞİMİ Serbest su 71

72 HİDRATASYONUN OLGUNLUĞU SU/ÇİMENTO ORANINA BAĞLIDIR. Kapiler Boşlukların Bloke Edilmesi için S/Ç Gerekli Olgunluk Süresi GÜN GÜN GÜN AY YIL >0.70 İMKANSIZ BETONUN PERMEABİLİTE KATSAYISI İÇİN N KABUL EDİLEB LEBİLİR R DEĞER ER (USA BUREAU OF RECLAMATION WORK) m/s BU DEĞER ER 1000 MİSLM SLİ DEĞİŞ ĞİŞEBİLMEKTEDİR! 72

73 BETONDA ÇATLAK

74 BETONDA ÇATLAK BETONDA ÇATLAK OLUŞUMU UMU KAÇINILMAZ BİR R OLAYDIR. MİKRO MAKRO 74

75 BETONDA ÇATLAK BETONDA ÇATLAK OLUŞUMU UMU KAÇINILMAZ BİR R OLAYDIR. ÇATLAK VARSA ONA DİK D K DOĞRULTUDA ÇEKME GERİLMES LMESİ VARDIR. GERİLMELER LMELERİN N OLUŞMASI İÇİN DEFORMASYONLARIN TUTULMASI GEREKİR. R. TİPİK K OLUŞUM UM YERLERİ VARDIR. DEĞİŞİ ĞİŞİK ÖZELLİKLER GÖSTERG STERİRLER. RLER. 75

76 BETONDA RÖTRER RÖTRE (BÜZÜLME) ENGELLENİRSE ÇATLAK OLUŞUR. UR. RÖTRE nin (BÜZÜLME) ZARARLARI 1. ÇATLAKLAR OLUŞMASI 2. DONATIDA PARAZİT T GERİLMELER OLUŞMASI ÇATLAKLAR ÇEKME DAYANIMINI DÜŞÜRÜRD İÇERİYE GİREN G SU İLE BİRLB RLİKTE DONA DAYANIKLILIK KİMYASAL ETKİLERE DAYANIKLILIK AZALIR! 76

77 BETONDA RÖTRER HİDROLİK K RÖTRER BOŞLUKLARDAK LUKLARDAKİ SUYUN KAYBI TERMİK K RÖTRER KÜTLE BETONLARINDA İÇ-DIŞ SICAKLIK FARKI BÜNYESEL RÖTRER ÇİMENTO HİDRATASYON H ÜRÜNLERİNİN DAHA AZ HACİM M KAPLAMASI ERKEN PLASTİK K RÖTRER TERLEMENİN N BUHARLAŞMAYI KARŞILAYAMAMASI KARBONATLAŞMA RÖTRESR TRESİ KARBONATLAŞMA SONRASINDA ORTAYA ÇIKAN SUYUN BUHARLAŞMASI 3Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 +H 2 O 77

78 RÖTREYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER İÇ ETKİLER KİMYASAL BİLEB LEŞİM M (CaO( CaO, MgO ve SO 3 ) ÇİMENTO DOZAJI HİDRATASYON ISISI KARMA SUYU FAZLALIĞI AGREGA NIN ELASTİSİTE TE MODÜLÜ DIŞ ETKİLER HAVA NEMİNİN N DÜŞÜKLD KLÜĞÜ RÜZGAR HIZI SICAKLIĞIN IN YÜKSEKLY KSEKLİĞİ 78

79 RÖTREYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER PROJE DETAYLARI ELEMAN YÜZEYY ZEYİ / HACİM M ORANININ FAZLALIĞI V 1 = V 2 buh 1 < buh 2 79

80 RÖTREYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER PROJE DETAYLARI ELEMAN YÜZEYY ZEYİ / HACİM M ORANININ FAZLALIĞI ELEMANDAKİ DONATI YÜZDESY ZDESİNİN N DÜŞÜKLD KLÜĞÜ DONATILARIN SİMETRS METRİK K YERLEŞTİRİLMEMELER LMEMELERİ DİLATASYON DERZLERİNİN N DÜZENLD ZENLİ OLMAYIŞI F 1 = F 2 DOĞRU YANLIŞ 80

81 RÖTRE ZARARLARINI AZALTMA BETON DİZAYNID ÇİMENTO DOZAJI GEREKSİZ Z YERE ARTTIRILMAMALI YOĞURMA SUYU GEREKLİ OLAN EN AZ DÜZEYDE D TUTULMALI İRİ AGREGA İYİ CİNS OLMALI, MÜMKÜN N OLAN EN FAZLA ORANDA KULLANILMALI LİFLERİN N KULLANIMI ( kg/m 3 ) ÇİMENTO AZ RÖTRE R YAPAN, HİDRATASYON H ISISI DÜŞÜK, D ÇOK İNCE OLMAYAN ÇİMENTO KULLANILMALI. KÜR PROJE DETAYI GERİLMELER LMELERİN ÜNİFORM DAĞILIMI SAĞLAMAK İÇİN, DONATI KESİT İÇERİSİNE DÜZGD ZGÜN N YERLEŞTİRİLMEL LMELİ 81

82 TAZE BETON SERTLEŞMİŞ BETON ÇATLAK OLUŞUMLARI UMLARI ve TİPLERT PLERİ ERKEN DON HASARI PLASTİK BÜZÜLME BÜZÜLME (RÖTRE) OTURMA YAPISAL HAREKETLER ERKEN KALIP ALMA ZEMİN OTURMASI BÜZÜLME YAPABİLEN AGREGALAR FİZİKSEL KİMYASAL BİYOLOJİK TERMAL YAPISAL (MEKANİK) KURUMA RÖTRESİ TERLEME DONATI KOROZYONU ALKALİ-AGREGA REAKSİYONU ASİT ETKİSİ SÜLFAT ETKİSİ KARBONATLAŞMA DEF DONMA ÇÖZÜLME MEVSİMSEL SICAKLIK FARKLARI ERKEN TERMAL BÜZÜLME AŞIRI YÜKLEME DIŞ SÜNME YANLIŞ DİZAYN MESNET ÇÖKMESİ İÇ 82

83 ÇATLAK OLUŞUM UM ve ZAMANLARI Yükleme, Servis Koşulları Alkali-Agrega Reaksiyonu Korozyon Kuruma Büzülmesi Erken Termal Büzülme Plastik Büzülme Plastik Oturma 1 saat 1 gün 1 hafta 1 ay 1 yıl 50 yıl 1 saat 1 gün 1 hafta 1 ay 1 yıl 50 yıl 83

84 K Eğilme çatlağı F Bağıl rötre çatlağı O O E C Soğuk derz G H H G Soğuk derz G C N O I O Bağıl rötre çatlağı Kötü (etkisiz) derz I I O D C C K I B L N M B A I Kesme çatlağı A I Pas lekeleri Aderans çatlağı J Eğilme çatlağı D 84

85 YÜKLEME ÇATLAKLARI SAF EĞİE ĞİLME SAF ÇEKME 85

86 YÜKLEME ÇATLAKLARI BURULMA KONSANTRE YÜK Eğilme Donatı Boyunca Aderans Çatlağı KESME 86

87 YÜKLEME ÇATLAKLARI MESNET ÇÖKMES KMESİ Mesnet Çökmesi Çatlaklar 87

88 Donatı OTURMA ÇATLAKLARI Su ve Çimento Harcı İri Agrega Çatlaklar OTURMADAN ÖNCE OTURMADAN SONRA SUYU FAZLA, GRANÜLOMETRİSİ BOZUK VE İYİ SIKIŞTIRILMAMIŞ TAZE BETONLARDA DAHA BELİRGİN BİR ŞEKİLDE ORTAYA ÇIKAR 88

89 OTURMA ÇATLAKLARI 89

90 PLASTİK K OTURMA A Yeri : Donatı üstü ve derin kesitlerde 90

91 PLASTİK K OTURMA A B B Yeri : Üst bölgeler (kemer), Kolon üstleri 91

92 PLASTİK K OTURMA A B C B Yeri : Farklı derinlikteki kesit, Asmolen mantar döşeme 92

93 PLASTİK K OTURMA Çatlaklar Etriyeler a) Derin kiriş Etriyeler Çatlaklar b) Kolon 93

94 PLASTİK K RÖTRE R ÇATLAĞI Buharlaşma Terleme HAZIR BETONDA PLASTİK K RÖTRE R ÇATLAKLARI DAHA FAZLA! NEDENİ- DAHA İYİ GRANÜLOMETRİ, DAHA YÜKSEK ÇİMENTO DOZAJI, İYİ SIKIŞTIRMA, TERLEMEYİ ZORLAŞTIRIYOR. BUHARLAŞMA HIZINA TERLEME YETİŞEMİYOR. 94

95 PLASTİK K RÖTRE R ÇATLAĞI 95

99 PLASTİK K RÖTRER Yeri : Diyagonal, Yollar, döşemeler Nedeni: Erken yaşlarda hızlı kuruma, az miktarda terleme Önlem : Erken kür koşullarının iyileştirilmesi 99 D

100 PLASTİK K RÖTRER E Yeri : Rastgele, Betonarme döşemeler Nedeni: Erken yaşlarda hızlı kuruma, az miktarda terleme Önlem : Erken kür koşullarının iyileştirilmesi D 100

101 PLASTİK K RÖTRER E F Yeri : Donatı Üstü, Betonarme döşemeler Nedeni: Erken yaşlarda hızlı kuruma, yüzeye yakın donatı, az miktarda terleme Önlem : Erken kür koşullarının iyileştirilmesi D 101

102 ERKEN TERMAL BÜZÜLMEB G Yeri : Dış kısıtlama, Kalın Duvarlar Nedeni: Aşırı ısı üretimi, hızlı soğuma Önlem : Isıyı azalt, ve/veya izolasyon yapılması 102

103 ERKEN TERMAL BÜZÜLMEB G H Yeri : İç kısıtlama, Kalın Döşemeler Nedeni: Aşırı sıcaklık farklılıkları, hızlı soğuma Önlem : Isıyı azalt, ve/veya izolasyon yapılması 103

104 UZUN DÖNEMLD NEMLİ KURUMA BÜZÜLMESB LMESİ I I Yeri : İnce Döşeme ve duvarlar Nedeni: Yetersiz derzler, Aşırı büzülme, yetersiz kür Önlem : Su miktarını azalt, kür koşullarını düzelt 104

105 KABUK ŞEKLİNDE SOYULMA J Yeri : Kalıp yüzeyi, Pürüzsüz görünümlü beton Nedeni: Geçirgen olmayan kalıp, zengin karışımlar, kötü kür Önlem : Kür koşullarını ve perdah işlemlerini düzelt 105

106 KABUK ŞEKLİNDE SOYULMA J K Yeri : Akışkan beton, döşemeler Nedeni: Aşırı perdah, zengin karışımlar, kötü kür Önlem : Kür koşullarını ve perdah işlemlerini düzelt 106

107 BETONARMENİN İÇ VE DIŞ ETKİLER NEDENİYLE BOZULMASI FİZİKSEL & MEKANİK KİMYASAL & BİYOLOJİK ÇELİK DONATININ KOROZYONU ÇATLAMA DÖKÜLME, KAPAK ATMA DAYANIM VE RİJİTLİK KAYBI DEFORMASYON BETON BOŞLUK YAPISININ DEĞİŞMESİ, GEÇİRİMLİLİKTE ARTIŞ BOZULMA SÜRECİNDE HIZLANMA 107

108 FİZİKSEL ve MEKANİK ETKENLER KÜTLE KAYBINA YOL AÇANLAR ÇATLAMAYA YOL AÇANLAR AŞINMA EROZYON KAVİTASYON (OYULMA) DONMA- ÇÖZÜLME, BUZ ÇÖZÜCÜ TUZLAR, YANGIN, YÜKSEK SICAKLIKLAR AŞIRI YÜKLEME, TEKRARLI YÜKLEME, ISLANMA- KURUMA, BOY ve HACİM DEĞİŞİMLERİ YORULMA, DARBE 108

109 AŞINMA, OYULMA, EROZYON KURU SÜRTÜNME ETKİSİ TRAFİK YÜKÜ (İŞ MAKİNELERİ&YAYALAR, vb.) AĞIR CİSİMLERİN SÜRÜKLENMESİ İÇİNDE ASKI HALİNDE YÜZER MADDELERİN BULUNDUĞU SIVILARIN BETON YÜZEYİNİ ÇİZEREK AŞINDIRMASI ABRESİF AŞINMA EROZYON SUYUN ÇOK YÜKSEK HIZLARDA AKMASI ZAMANLA KÜTLE KAYBI SUYUN BASINCINDA ANİ DÜŞMELER, OLUŞAN HAVA KABARCIKLARININ YOĞUNLA UNLAŞARAK ARAK YÜZEYE HIZLA ÇARPMASI OYULMA (KAVİTASYON) 109

110 AŞINMA, OYULMA, EROZYON BİR R BARAJ DOLU SAVAĞINDA OYULMA (KAVİTASYON) HASARI 110

111 AŞINMA, OYULMA, EROZYON ARAÇLARIN ÇARPMASI 111

112 AŞINMA, OYULMA, EROZYON YAYA ve/veya ARAÇ TRAFİĞİ 112

113 AŞINMA, OYULMA, EROZYON ÇİVİLİ LASTİKLER KLERİN SÜRTÜNME ETKİSİYLE OLUŞAN BETON YÜZEYY ZEYİ AŞINDIRICI DİSK D ETKİSİYLE OLUŞAN BETON YÜZEYY ZEYİ 113

114 AŞINMA (TS EN 206) XM1 XM2 XM3 EN BÜYÜK B K S/C EN AZ DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m C30/ C30/ C35/ XM 1 XM 2 XM 3 Orta Derecede Aşınma Yüksek Derecede Aşınma Çok Yüksek Derecede Aşınma Şişme lastikler tarafından kullanılan taşıyıcı zeminler ya da yüzey sertleştiricili sanayi zeminleri Şişme ya da tam kauçuk lastik donanımlı forkliftler tarafından kullanılan taşıyıcı zeminler ya da yüzey sertleştiricili sanayi zeminleri Elastomer lastik ya da çelik teker donanımlı forkliftler tarafından kullanılan taşıyıcı zeminler ya da yüzey sertleştiricili sanayi zeminleri; sık sık zincirli araçlar tarafından kullanılan ; çakıl taşı sürükleyen sularda bulunan beton su yapılarında 114

115 AŞINMAYA KARŞI ALINACAK ÖNLEMLER C30 ve üzerindeki beton sınıfının kullanımı (çok şiddetli etki durumunda C40 ve üzeri), Taze betonda segregasyon ve terlemenin önlenmesi, Düşük su/çimento oranı ve aşınmaya dayanıklı agrega kullanımı, Zamanında ve düzgün perdahlama işlemi, Eksiksiz ve zamanında kür, Yüzey bölgesinde aşınmaya dayanıklı özel agrega (kuvars, korundum vb.) veya çelik lif kullanımı, Özel beton üretimi (Polimer emdirilmiş beton veya vakumlu beton) 115

116 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ TAZE BETON HİDRATASYONUN YAVAŞLAMASI veya TAMAMEN DURMASI (< C) BUZUN GENLEŞME ETKİSİYLE BOŞLUKLARIN AÇILMASIA BUZUN ÇÖZÜLMES LMESİYLE HİDRATASYONUN YENİDEN BAŞLAMASI ÇOK BOŞLUKLU YAPI, MEKANİK ÖZELLİKLERDE ve DAYANIKLILIKTA DÜŞMED SERTLEŞMİŞ BETON BOŞLUK SUYUNUN DONMASI %9 GENLEŞME PARAZİT T GERİLMELER ÇATLAK PARÇALANMA ALANMA-HASAR BETONUN YENİDEN KARIŞTIRILMASI ve SIKIŞTIRILMASI ŞART!! 116

117 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ BETONUN DONMA-ÇÖ ÇÖZÜLME DAYANIKLILIĞINI INI ETKİLEYEN EN ÖNEMLİ 3 FAKTÖR: BETONUN BOŞLUK YAPISI BETONUN SUYA DOYGUNLUK DERECESİ DONMADAN ÖNCE YETERLİ BASINÇ DAYANIMA ULAŞILMASI (ÖNER( NERİLEN kgf/cm 2 ) İLGİNÇ BİR ÇELİŞKİ! (KRİTİK K DOYGUNLUK) ÇOK BOŞLUKLU (BAL PETEĞİ GÖRÜNÜMLÜ) ÇOK AZ BOŞLUKLU (GEÇİRİMS MSİZ) ZARAR GÖRMEZ G! KURU BETONLAR 117

118 DONMA ÇÖZÜLME HASARI Donma-çö çözülmeye dayanıks ksız z agreganın betonda kapak atmaya yol açmasa ması Yerel olarak kabuk atma, soyulma, çimento matrisinde mikro çatlaklar 118

119 DONMA - ÇÖZÜLME UŞAK-EŞME 119

120 DONMA - ÇÖZÜLME AMERİKA OTOYOL BARİYER VE KÖPRÜLERİNDE DONMA-ÇÖZÜLME VE KOROZYON HASARI 120

121 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ ÇAMELİ İLÇESİ KÖY Y YOLU BETONARME İSTİNAT DUVARI 121

122 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ MERKEZ AKDERE BELDESİ BETONARME BAHÇE E DUVARI 122

123 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ IŞIKLI IKLI İLÇESİ BETONARME DÖŞEMED 123

124 DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ IŞIKLI IKLI İLÇESİ BETONARME DÖŞEMED 124

125 DONMA ÇÖZÜLMEDE ÖNLEMLER ÜRETİCİNİN ALACAĞI ÖNLEMLER TÜKETİCİNİN ALACAĞI ÖNLEMLER - DÖKÜM SAATİNİ GÜNÜN DAHA SICAK SAATLERİNE KAYDIRMAK - ERKEN DAYANIM KAZANAN BETON ÜRETMEK a) HİDRATASYON ISISI YÜKSEK ÇİMENTO KULLANMAK (EYÇ52.5, PÇ52.5, PÇ42.5) b) DAHA YÜKSEK ÇİMENTO DOZAJI, DAHA DÜŞÜK S/Ç ORANI C) KATKI KULLANMAK (ANTİFİRİZ, PRİZ HIZLANDIRICI) SUYUN ve TAZE BETONUN DONMA SICAKLIĞINI DÜŞÜRMEK, HİDRATASYONU HIZLANDIRMAK CaCl 2 ESASLI İSE MAX %1 d) YÜKSEK KÜR SICAKLIKLARI (BUHAR KÜRÜ) e) BİRKAÇ YÖNTEMİ BİR ARADA KULLANMAK 125

126 DONMA ÇÖZÜLMEDE ÖNLEMLER - HAVALI BETON ÜRETMEK HAVA SÜRÜKLEYİCİ KATKI MADDELERİ (SODYUM ABİETAT, LİNYO SÜLFONAT, HAYVANSAL-BİTKİSEL YAĞLAR, SENTETİK DETERJANLAR) HAVA KABARCIKLARI μ ÇAP 1 M 3 BETONDA ~ HACMİN YAKLAŞIK %

127 DONMA - ÇÖZÜLME 140 DONMA-ÇÖZÜLME DEVRİNE MARUZ KALMIŞ, 100x100x100 mm BOYUTLARINDA KÜP BETON NUMUNELERİ ÇİMENTO DOZAJI 350 kg/m3 %4.6 %8.3 HAVA KATKILI BETONLARDA DAYANIM KAYBI YOK, KATKISIZ BETONLAR ELLE BİLE UFALANABİLİYOR 127

128 BUZ ÇÖZÜCÜ TUZLAR DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİNİ ŞİDDETLENDİRİLER KLORÜRLER DONATIDA KOROZYONA YOL AÇABİLİR!!! 128

129 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI - TS EN206 En Büyük DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ XF1 XF2 XF3 XF4 S/Ç Min. Dayanım (MPa) C30 C25 C30 C30 Min. Çimento Dozajı (kg/m 3 ) Min. Hava (%) DİĞER DONMA-ÇÖZÜLMEYE DAYANIKLI AGREGA XF1 : Suya orta derecede doygun (düşey beton yüzeyleri) XF2 : Suya orta derecede doygun, buz çözü maddeler var (düşey beton yüzeyleri) XF3 : Suya yüksek derecede doygun (yatay beton yüzeyleri) XF4 : Suya yüksek derecede doygun, buz çözücü maddeler var (köprü tabliyesi, vb.) 129

130 YÜKSEK SICAKLIKLAR 130

131 YÜKSEK SICAKLIKLAR 131

132 YÜKSEK SICAKLIKLAR 1-2 SAAT Max.250ºC ye KADAR FAZLA SORUN YOK! ZEHİRLİ GAZLAR, DUMAN VEYA ALEV YOK! 100~150ºC KILCAL BOŞLUKLARDA SUYUN BUHARLAŞMASI 150~200ºC BÜZÜLME, KILCAL ÇATLAK OLUŞUMU ÇEKME DAYANIMINDA DÜŞÜŞ - PEMBEMSİ RENK ~300ºC ALUMİNLİ ve DEMİR OKSİTLİ BİLEŞENLERDE BÜNYE SUYU KAYBI-BASINÇ DAYANIMINDA DÜŞÜŞ - KOYU PEMBEMSİ - KIRMIZIMSI RENK ~400ºC Ca(OH) 2 CaO %30 HACİM AZALMASI (İTFAİYE SU SIKINCA) 400~600ºC CSH YAPISININ TAHRİBİ GRİ - BEYAZ - RENK DAYANIMDA %80 AZALMA 132

133 DAYANIM KAYBI Kalan dayanım (%) Çakıl Kireç Taşı Renk Değişimi Pembe veya Kırmızımsı Gri Kül Sıcaklık ( C) 133

134 Yüksek SıcaklS caklıklarda klarda Çeliğin in σ-ε davranışı ışının n değişimi imi 1 : 24 C 2 : 99 C 3 : 149 C 4 : 204 C 5 : 260 C 6 : 316 C 7 : 368 C 8 : 427 C 9 : 482 C 10 : 535 C 11 : 593 C 12 : 649 C σ - Gerilme (Mpa) ε - Birim Deformasyon 134

135 YÜKSEK SICAKLIK-ÖNLEMLER Mineral katkı kullanımı + Uçucu kül +Yüksek fırın cürufu - Silisi dumanın yüksek sıcaklık dayanıklılığına katkısı yok!! Termal olarak stabil agrega kullanımı Kalker kökenli agregalar silis kökenlilere kıyasla daha iyi Yeterli pas payı kalınl nlığının n sağlanmas lanması (Binaların yangından korunmasına ilişkin yönetmeliğe göre minimum 4 cm) 135

136 KİMYASAL & BİYOLOJİK ETKENLER I. GRUP HİDROLİZ, SUYUN YIKAMA ETKİSİ II. GRUP AGRESİF SIVILARLA İYON DEĞİŞTİRME REAKSİYONLARI III. GRUP GENLEŞME ÜRÜNLERİ OLUŞTURAN REAKSİYONLAR -SÜLFAT ETKİSİ Ca++ İYONLARININ ÇÖZÜNEN veya ÇÖZÜNMEYEN ÜRÜNLER OLUŞTURARAK AYRILMALARI CSH İÇİNDEKİ Ca++ İYONLARININ Mg++ İYONLARI ile YERDEĞİŞTİRMELERİ -DEF -ASR - CaO, MgO in GECİKMİŞ HİDRATASYONU -DONATI KOROZYONU 136

137 SÜLFAT ETKİSİ KATI KURU TUZLAR ZARARSIZ! NEMLİ ORTAMDA ZARARLI Cevreden sülfat eriyiği Hidrate C 3 A ETRENJİT Sülfatların betonun içine difuzyonu Çatlak Oluşumu C 3 A nın genleşme reaksiyonu 137

138 SÜLFAT KAYNAKLARI: SÜLFAT ETKİSİ TOPRAKTAN (YÜZEY ZEYİNDE BEYAZ BİRİKİNTB NTİLER OLAN, ÇALILIK DIŞINDA INDA BİTKB TKİ YETİŞ İŞMEYEN ARAZİLER ŞÜPHELİ) ÇİMENTODAN (KATILAN ALÇITA ITAŞI, I, SO 3 3 OLMALI) DENİZ Z SUYU, YERALTI SUYU 138

139 SÜLFATLI BİR B R ZEMİNİN N GENEL GÖRÜNÜŞÜ 139

140 SÜLFAT ETKİSİ REAKSİYONUN GELİŞİMİ ORTAM KOŞULLARI (SO -2 4 veya SO -2 3 İYONU ) BETONUN GEÇİRİMLİLİĞİ SUYUN VARLIĞI ÇİMENTO KİMYASAL YAPISI (C 3 A İÇERİĞİ) BAZİK ORTAM 140

141 SÜLFAT REAKSİYONLARI Ca(OH) 2 İLE REAKSİYONLARI SO 3 İYONLARININ Ca(OH) 2 İLE REAKSİYONLARI 200 (600 ppm) mg/l DEĞERİNDEN İTİBAREN TEHLİKELİ SÜLFAT İYONLARI SO 3- + Ca(OH) 2 + H 2 O Na 2 SO 4 Na 2 SO 4.10H 2 O + Ca(OH) 2 MgSO 4 MgSO 4.7H 2 O + Ca(OH) 2 ALÇI CaSO 4.2H 2 O (%124 Hacim artışı) ALÇI CaSO 4.2H 2 O + 2NaOH + 8.H 2 O ALÇI CaSO 4.2H 2 O+Mg(OH) H 2 O 141

142 SÜLFAT REAKSİYONLARI C 3 A İLE REAKSİYONLARI CaSO 4.2H 2 O ETRENJİT ( Candlot Tuzu) % 227 Hacim artışı 3(CaSO 4.2H 2 O)+3 CaO.Al 2 O 3.12H 2 O+20H 2 O 3CaO.Al 2 O 3.3 CaSO 4.32H 2 O Na 2 SO4 2(3CaO.Al 2 O 3.12H 2 O) + 3Na 2 SO 4. 10H 2 O 3CaO.AL 2 O 3.3CaSO 4.31H 2 O + 2Al(OH) 3 + 6NaOH + 17H 2 O ETRENJİT MgSO 4 En Tehlikelisi C 3 A ve Ca(OH) 2 dışında CSH ye saldırı 3CaO.2SiO 2.aq + MgSO 4.7H 2 O CaSO 4.2H 2 O + Mg(OH) 2 + SiO 2.aq 142

143 BELİRTİLER SÜLFAT ETKİSİ * BEYAZ LEKELER * KÖŞE ve KENARLARDA BAŞLAYAN ÇATLAKLAR * PULLANMA - DÖKÜLME * UFALANMA - YUMUŞAMA SU HAREKETİ (ISLANMA - KURUMA ŞİDDETİ ARTIRMAKTA) 143

144 SÜLFAT ETKİSİ 144

145 SÜLFAT ETKİSİNDE KALMIŞ ÖRNEKLERİN N BOZULMASI HASARSIZ ÖRNEK HASARLI ÖRNEK 145

146 SÜLFAT ETKİSİNDE KALMIŞ SU KANALI 146

147 SÜLFAT ETKİSİNDE BIRAKILMIŞ ÖRNEKLER 147

148 SÜLFAT ETKİSİNDE KÖPRÜ AYAĞI 148

149 SÜLFAT ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ SARAYKÖY İLÇESİ SÜLFATLI SU (900 mg/l) AKAN TAŞ DUVARDA HARÇLARIN DAĞILMASI 149

150 ÖNLEMLER TEHLİKELİ DEĞERLER (TS EN 206-1) SUDA ÇOK KUVVETLİ (XA3) mg/l SO 4-2 TOPRAKTA HAFİF (XA1) mg/l SO mg/kg SO 4-2 KUVVETLİ (XA2) mg/l SO mg/kg SO 4-2 BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI mg/kg SO 4-2 DÜŞÜK C 3 A İÇERİKLİ ÇİMENTO KULLANILMALI C 3 A %8 SÜLFATA ORTA DERECEDE DAYANIKLI ÇİMENTO C 3 A %5 SÜLFATA YÜKSEK DERECEDE DAYANIKLI ÇİMENTO KİRECİN (Ca(OH) 2 ) PUZOLANLARLA TESPİTİ FAYDALI GEREĞİNDE BETON YALITILMALI 150

151 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN 206 EN BÜYÜK B K S/C EN AZ DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m 3 DİĞER ZARARLI KİMYASAL K ÇEVRELER XA C30/ XA C30/ XA C35/ SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO XA1 XA2 Düşük k derecede agresif kimyasal etki Orta derecede agresif kimyasal etki veya deniz suyuna maruz XA3 İleri derecede agresif kimyasal etki 151

152 DEF (GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU) UMU) C 3 A.CaSO 4.32H 2 O YÜKSEK SO 3 İÇERİĞİ (%2 5 ) DÜŞÜK SO 3 ERİYEBİLİRLİĞİ YÜKSEK KÜR SICAKLIĞI HİDRATASYONUN İLK DAKİKALARINDAKİ ETRENJİT OLUŞUMUNUN ENGELLENMESİ SÜREKLİ AÇIK HAVADA ISLANMA-KURUMA SERTLEŞMİŞ BETONDA ETRENJİT OLUŞUMU GENLEŞME ÇATLAKLAR 152

153 DEF (GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU) UMU) PREFABRİK ÜRETİMİNDE AŞIRI SICAK HAVALARDA KÜTLE BETONLARINDA YANGINDA Gecikmiş etrenjit oluşumu ile betonda bozulma 153

154 DEF (GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU) UMU) TEXAS - PREFABRİK KİRİŞ ELEMANLAR 154

155 ASİT T ETKİSİ Yerinde kalmış, bozulmuş tabaka (normal betondan çok daha geçirimli Cevreden asit eriyiği Reaksiyon ürünlerinin erime veya aşınma ile uzaklaşması Sertleşmiş çimentonun mikro yapısının (boşluk sisteminin tabaka tabaka bozulması 155

156 ASİT T ETKİSİ BETON BAZİK K ORTAM ASİDİK K SIVILAR KALSİYUMLU BİLEB LEŞENLER ENLER ÜZERİNDE (Ca(OH) 2, CSH, CAH) ÇÖZÜCÜ ETKİ KUVVETLİ ASİTLER SÜLFÜRİK K ASİT T H 2 SO 4 NİTRİK K ASİT T HNO 3 ZAYIF ASİTLER H 2 S + SU FİLMF LMİ + OKSİJEN SO 3 + SU FİLMF LMİ + OKSİJEN HİDROKLORİK K ASİT HCl HİDROFLORİK K ASİT H 2 SO 4 H 2 SO 4 156

157 ASİT ETKİSİ Cevreden asit eriyiği Sertleşmiş çimentonun mikro yapısının (boşluk sisteminin) tabaka tabaka bozulması TS EN206 Yerinde kalmış, bozulmuş tabaka (normal betondan çok daha geçirimli Reaksiyon ürünlerinin erime veya aşınma ile uzaklaşması HAFİF (XA1) KUVVETLİ (XA2) ÇOK KUVVETLİ (XA3) 6.5 ph < ph ph 4.0 ÖNLEM: Yüzey asit etkisine dayanıklı geçirimsiz maddelerle (bitümlü malzemeler, poliüretan, sentetik reçineler vb.) kaplanmalıdır. 157

158 ASİT T ETKİSİ Beton yüzeyine Asit saldırısı Hidrojen sülfit kaçışı KANALİZASYON KESİTİ Beton yüzeyinde oksijen içeren ortamda sülfirik asitin bakteriolojik oluşumu Oksijensiz kanalizasyon ortamında Hidrojen sülfit oluşumu 158

159 KANALİZASYON KESİTİ (Yeni ve Bozulmamış tipik bir kanalizasyon kesiti) (Kanalizasyon Kesiti betonunda bozulma) 159

160 SÜLFİRİK K ASİT T ETKİSİ DENİZL ZLİ İLİ MERKEZ BİR B R ARITMA TESİSİ BETONARME İSTİNAT DUVARI 160

161 FOSEPTİK ÇUKURU DENİZL ZLİ İLİ BEKİLL LLİ İLÇESİ FOSEPTİK K HAVUZU BETONARME ELEMANI 161

162 BİYOLOJİK K ETKİLENME FİZİKSEL BAZI AĞAÇA KÖKLERİNİN BETONUN İÇERİSİNDE GELİŞ İŞEREK BETONU ÇATLATMASI BİYOLOJİK K & KİMYASALK BAZI AĞAÇA KÖKLERİ BAZI TÜR T R DENİZ Z YOSUNLARI, MİKROORGANİZMALAR BİYOLOJİK K & KİMYASAL K OLUŞUMLAR UMLAR ASİT T ETKİSİ BETONUN YÜZEYDEN Y İTİBAREN TABAKA TABAKA BOZULMASI 162

163 BİYOLOJİK K ETKİLENME 163

166 ÇİÇEKLENME KİREÇLİ BİLEŞENLERİN SIZMASI (CaCO 3, CaSO 4 ) TUZ BİRİKİMİ (Deniz kumu kullanılan yerler) 166

167 TUĞLA DUVARLARDA ÇİÇEKLENME Betonarme kolon Tuğla duvar 3 Sıva Buharlaşma 1 Tuğla veya harçtaki çözünebilir tuzların nemli ortamda çözünmesi 4 Tuz birikimi Çiçeklenme Zemin Y.A.S.S. 2 Oluşan çözeltinin kapiler boşluklardaki hareketi Kapiler yolla suyun yükselmesi Zemin Y.A.S.S. Suya Doygun Beton 167

168 ALKALİ-AGREGA AGREGA REAKTİVİTES TESİ Cevreden su ve/veya alkaliler (örneğin buz çözücü tuzlardan Mevcut alkalilerin boşluk sistemine sızması (çimentodan ve katkı maddelerinden) Reaktif Agrega Su ve alkalinin betona difuzyonu Çatlak Oluşumu (Harita şeklinde ve yüzeyde paralel) Reaktif Agreganın Genleşmesi 168

169 ALKALİ-SİLİKA REAKSİYONU ÜÇ KOŞUL BİR ARADA OLMALI! 1) ÇİMENTODA ALKALİ OKSİT DEĞERİ (Na 2 O K 2 O) > %0.6 2) AGREGADA AKTİF SİLİS BULUNMALI (OPAL, TRİDİMİT, KRİSTOBALLİT, VOLKANİK CAM, RİYOLİT, ANDEZİT ve TÜFLERİ) 3) NEM YILLAR SONRA JEL OLUŞUMU (SODYUM + POTASYUM + KALSİYUM SİLİKAT) HACİM GENLEŞMESİ AĞ ŞEKLİNDE ÇATLAKLAR SİLİSLİ YÜZEY SERTLEŞTİRİCİLERE DİKKAT! 169

170 ALKALİ-SİLİKA REAKSİYONU ASR Hasarına UğramU ramış Köprü Ayağı (İzmir) 170

171 ALKALİ-AGREGA AGREGA REAKTİVİTES TESİ ALKALİ-AGREGA REAKTİVİTESİ BOZULMASI 171

172 ASR HASARINA UĞRAMIŞ YAPI ÖRNEKLERİ 172

173 ASR nedeniyle oluşan çatlaklar, beton yüzeyinde dökülmeler ve yüzeyden sızan ASR jelinin karbonatlaşması 173

174 ASR NEDENİYLE ÇATLAYAN ELEKTRİK K DİREKLERD REKLERİ-BERGAMA 174

175 DENEY ALETLERİ HARÇ ÇUBUĞU DENEYLERİ 175

176 ASR - ÖNLEMLER REAKTİF AGREGA MİKTARI SINIRLANDIRILMALI BETONUN ALKALİ İÇERİĞİ AZALTILMALI BETONUN NEM İÇERİĞİ AZALTILMALI BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI MİNERAL veya KİMYASAL KATKI KULLANILMALI (Silika Tozu, Uçucu Kül, Lityum tuzları vb.) 176

177 ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR) ALKALİ KARBONAT REAKSİYONU (AKR), DOLOMİT VE/VEYA KİL MİNERALLİ VE İNCE TANELİ KİREÇTAŞI İÇEREN AGREGALARDAN İMAL EDİLMİŞ BETONLARDA MEYDANA GELMEKTEDİR. REAKSİYON GENLEŞEN ÜRÜNLER ÇATLAK-HASAR 177

178 ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR) İlk aşamada dolomit yüksek ph ta çözünerek kalsit, brusit ve karbonat iyonlarına ayrılır: CaMg(CO 3 ) OH - CaCO 3 + Mg(OH) 2 + CO 3 2- Çözeltideki fazla karbonatlar kireçle reaksiyona girerek ilave kalsit ve hidroksit iyonları oluştururlar. Hidroksit iyonları reaksiyon serisinin ilk aşamasında tekrar görev alırlar: CO Ca(OH) 2 CaCO OH - Net reaksiyon dolomit veya portlandit tükeninceye kadar devam eder: CaMg(CO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 Mg(OH) CaCO 3 178

179 ALKALi-KARBONAT REAKSiYONU (ACR) Yaya yolu kaplamasında alkalikarbonat reaktivitesi sebebiyle oluşan harita çatlağı Kingston, Ontario 179

180 ALKALİ-SİLİKA REAKSİYONU ALKALİ-AGREGA REAKTİVİTESİ BOZULMASI 180

181 ALKALİ-SİLİKA REAKSİYONU ASR JEL OLUŞUMU 181

182 ASR - DENEYLER KİMYASAL JEOLOJİK FİZİKSEL- KİMYASAL AGREGANIN REAKTİVİTES TESİ ARAŞTIRILIR AGREGADA REAKTİF F BİLEB LEŞEN EN ARANIR ÇİMENTO-AGREGA KARIŞIMLARININ IMLARININ BOY DEĞİŞİ ĞİŞİMLERİ ÖLÇÜLÜR DENEY SONUÇLARI KIYASLANIR, SADECE BİR B YÖNTEME GÜVENMEK G MÜMKM MKÜN N DEĞİ ĞİL ASTM C227 UZUN VADELİ CSA A A HIZLANDIRILMIŞ YÖNTEM HARÇ ÇUBUKLARININ BOY UZAMASI % 0.05 (ÜÇ( AYDA) % 0.10 (ALTI AYDA) % 0.15 (14 GÜN G N 80 C NaOH ÇÖZELT ZELTİSİNDE BEKLEDİKTEN KTEN SONRA) 182

183 DENEY ALETLERİ HARÇ ÇUBUĞU DENEYLERİ 183

184 AAR-4, HIZLANDIRILMIŞ BETON PRİZMA METODU 60 0 C/ % 100 Relatif Nem, 15 HAFTA 184

188 DENİZ Z SUYU ETKİSİ FİZİKSEL KİMYASAL Aşındırma (Dalgaların n ve Donatı Korozyonu (klorürler) rler) suda yüzen y parçac acıkların) Sülfat (Mg 2 SO4) Islanma-kuruma Magnezyum İyonları Donma-çö çözülme Karbonik Asit EN ÇOK ZARAR ISLANMA KURUMA BÖLGELERİNDE 188

189 DENİZ ORTAMI DENİZ SUYU: EN ÖNEMLİ KLORÜR KAYNAĞI DENİZ ORTAMINDAKİ BETONARME YAPILARDA KOROZYON DAYANIKLILIK AÇISINDAN BASKIN FAKTÖRDÜR DİKKATE ALINMAZSA 5-10 YIL İÇİNDE ÇOK AĞIR KOROZYON HASARI GÖRÜLÜR 189

190 DENİZ Z ORTAMI Denizden Uzaktaki Yapılar TUZ YÜKLÜ BULUTLAR DENİZ ATMOSFERİ Yüksek BETON ÇELİK Çeliğin paslanması - çatlama DENİZ ATMOSFERİK BÖLGESİ SIÇRAMA BÖLGESİ GELGİT BÖLGESİ SU ALTI BÖLGESİ Yükselme Alçalma Deniz Taban GELGİT Düşük SU ALTI BÖLGESİ Donma-çözülme Islanma-kuruma nedeniyle çatlama Dalga hareketleri yüzen maddeler (kum, çakıl, buz vb.) nedeniyle aşınma Hidrate çimentonun kimyasal etkilerle bozulması (çözülmesi) Kimyasal etkiler: CO 2 etkisi Sülfat etkisi Mg iyonu etkisi BİYOLOJİK OLUŞUMLAR 190

191 DENİZ Z SUYU ETKİSİ 191

192 DENİZ Z SUYU ETKİSİ KONAK-GÜZELYALI SAHİL L BULVARI 192

193 DENİZ Z SUYU ETKİSİ KONAK-GÜZELYALI SAHİL L BULVARI 193

197 BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI

198 FİZİKSEL KORUMA BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI KALİTELİ GEÇİRİMSİZ BETON, İÇİNE GÖMÜLÜ ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUR: ZARARLI MADDELERİN, SUYUN KOLAYCA ÇELİĞE ULAŞMASININ ENGELLENMESİ (BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİNE ve PAS PAYI TABAKASI KALINLIĞINA BAĞLI) Beton yüzeyi Donatı Çubuğu KİMYASAL KORUMA BETONUN ÇELİĞE YÜKSEK DERECEDEN ALKALİ BİR ORTAM SUNMASI (ph ) (PASSİVİZASYON) ph 12.5 MİKROSKOBİK OKSİT TABAKASI (PASİF TABAKA) DONATININ PASLANMASI MÜMKÜN DEĞİL (PASİF TABAKANIN STABİL KALMASI DURUMUNDA) 198

199 BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI ÇELİK DONATI Beton yüzeyi KARBONATLAŞMA ph < KLORÜRLER Cl - > KRİTİK DEĞER ASİDİK SIVILAR PASİF TABAKANIN ÇÖZÜLMESİ KİMYASAL KORUMANIN SONU DONATININ KOROZYONU MÜMKÜN (oksijen ve nem varlığında) GEÇİRİMLİ, YETERSİZ KALINLIKTA PAS PAYI TABAKASI FİZİKSEL ve KİMYASAL KORUMA YETERSİZ KOROZYONUN KISA SÜREDE GÖRÜLMESİ MUHTEMEL 199

200 BETONDA YÜKSEK ph ın KAYNAĞI ÇİMENTO C 3 S ve C 2 S BİLEŞENLERİNİN HİDRATASYONU Ca(OH) 2 (SÖNMÜŞ KİREÇ) SERBEST CaO + H 2 O Ca(OH) 2 (ALKALİ OKSİTLER) K 2 O, Na 2 O + H 2 O KOH, NaOH ph değeri Zaman Beton Üretimi Alkali koruyucu etkinin başlangıcı Karbonatlaşmanın başlangıcı Alkali koruyucu etkinin sonu Donatının elektrolitik korozyonunun başlangıcı 200

201 KARBONATLAŞMA

202 KARBONATLAŞMA ALİMİNYUM, OKSİT FİLMİ PASİF STABİLİTE PASLANMA BAKIR vb. TABAKA DURUR DEMİR OKSİT PASİF TABAKA STABİL DEĞİL PASLANMA BETON YÜKSEK DERECEDEN ALKALİDİR. Ph=12.6 BU ALKALİLİK PASİF TABAKAYI SABİT KILAR 202

203 ALKALİ KAYNAKLARI 2(3CaO.SiO 2 )+nh 2 O 3CaO.2SiO 2 (n-3)h 2 O+3Ca(OH) 2 2(2CaO.SiO 2 )+nh 2 O 3CaO.2SiO 2 (n-3)h 2 O+Ca(OH) 2 CaO + H 2 O 3Ca(OH) 2 ALKALİ İÇEREN KLİNKER FAZLARI + H 2 O KOH, NaOH, vd. Ca(OH) 2 3Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 +H 2 O ph 12.6 ph 8.3 ph<9.5 ise PASLANMA CO 2 203

204 KARBONATLAŞMA ATMOSFERDEKİ GAZLAR BETONUN GÖZENEK SİSTEMİNE İŞLERLER ve GÖZENEK SUYU İLE REAKSİYONA GİRERLER CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (KARBONİK ASİT) SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 (SÜLFÜROZ ASİT) OLUŞAN ASİTLER HİDRATE ÇİMENTON BİLEŞENLERİNİ NÖTRLEŞTİRİRLER ASİT + ALKALİ TUZ + SU Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 +CO 2 ph 12.6 CaCO 3 +H 2 O ph 8.3 ph< ise PASLANMA!! (ORTAMDA O 2 ve SU MEVCUTSA) CO 2 204

205 KARBONATLAŞMA HIZI C = K t C : KARBONATLAŞMA DERİNLİĞİ (mm) K : KARBONATLAŞMA KATSAYISI (mm/yıl 0.5 ) t : ZAMAN (yıl) DÜŞÜK DAYANIMLI BETON S/C>0.6 K >3-4 mm/yıl 0.5 OLMAKTA 15 YILDA 15 mm KARBONATLAŞMA DERİNLİĞİ MÜMKÜN!! İngiltere de açıkta bırakılan (yağmurdan korunmuş) beton elemanların 30 yıl sonunda karbonatlaşma derinlikleri 28 günlük basınç dayanımı (Mpa) Karbonatlaşma Derinliği (mm)

206 KARBONATLAŞMA CEPHESİNİN TESPİTİ Karbonatlaşmış beton Karbonatlaşma cephesi Karbonatlaşmamış beton YAPIDAN ÇIKARTILAN ve YÜZEYE DİK KESİLEN KAROT ÖRNEĞİNİN ÜZERİNE İNDİKATÖR SIVI PÜSKÜRTÜLÜR CO 2 10 cm KARBONATLAŞMAMIŞ, YÜKSEK ph lı KISIM RENK VERİR ph < 9.3 ph > 9.3 YÖNTEMLE KARBONATLAŞMA CEPHESİ TESPİT EDİLİR. KARBONATLAŞMAKTA OLAN KISIM BELİRLENEMEZ 206

207 KARBONATLAŞMA CEPHESİNİN TESPİTİ PHENOLPTHALEİN (%0.1 ) ph > 8.3 PEMBE, KIRMIZI RENK THYMOLPTHALEİN (%0.1 ) ph > 9.3 MAVİ, MOR RENK 207

208 KARBONATLAŞMA CEPHESİNİN TESPİTİ 208

209 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU

210 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU ASLINA DÖNME OLAYI - ATMOSFERİK KOROZYON -ELEKTROLİTİK KOROZYON - KLORÜR KOROZYONU - TEMAS KOROZYONU ATMOSFERİK KOROZYON Fe + ½O 2 +H 2 O Fe(OH) 2 PAS Fe (OH) 2 FeO + H 2 O KOROZYON HIZI (HAVA NEMİNE BAĞLI) Temiz atmosfer koşullar ullarında 4-6 μm/ m/yıl Zararlı Kirli Atmosferik Koşullarda μm/ m/yıl PAS TABAKASI TEL FIRÇA İLE SÖKÜLEMS LEMİYORSA ZARARSIZ PUL PUL DÖKÜLME; D ÇAP ÖLÇÜMÜ, ÇEKME DENEYİ ve TEMİZLEME ŞART 210

211 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU ELEKROLİTİK KOROZYON (PİL OLUŞUMU) ELEKTRİK İLETEN ORTAM: ELEKTROLİTİK ERİYİK (SU ve ERİMİŞ TUZ) ELEKTROLİTİK REAKSİYON ANOT ve KATOD KİSMİ REAKSİYONU 211

212 METALLERİN ELEKTRO-KİMYASAL KOROZYONU BİRİBİRİNİ TAMAMLAYAN ve EŞZAMANLI GELİŞEN İKİ ELEKTRO- KİMYASAL REAKSİYON OKSİDASYON (ANOT) REDÜKSİYON (KATOT) ELEKTRON KAYBEDEN ÇELİĞİN İYONA DÖNÜŞMESİ KÜTLE KAYBI ELEKTRONLARIN BAŞKA BİR ORTAMDA HARCANMASI, HİDROKSİT İYONLARININ OLUŞMASI KORUNUR ELEKTRONLARIN KATODA, HİDROKSİT(OH) - İYONLARININ ANOTA TAŞINMASI ŞART AYNI ÇELİK ÜZERİNDE; ANOT ve KATOT BİRBİRİNE ÇOK YAKIN (MİKRO ELEMAN) BİRBİRNDEN UZAKTA (MAKRO ELEMAN) OLABİLİR 212

213 METALLERİN ELKTRO-KİMYASAL KOROZYONU BETON BOŞLUK SUYU: ELEKTRON ve İYON İLETEN ORTAM ÇELİK ELEKTRON İLETEN ORTAM ANOT ve KATOT BAĞLANTISI KURULUR PİL OLUŞUMU NEM, O 2 KONSANTRASYONU, TUZ KONSANTRASYONU, PAS PAYI TABAKASI ve GEÇİRİMLİLİĞİ BETON İÇİNDE BÖLGE BÖLGE DEĞİŞKEN AYNI ÇELİĞİN FARKLI BÖLGELERİ ANOT ve KATOT REAKSİYONU GÖSTEREBİLİR 213

214 ÇELİK DONATININ KOROZYONU Beton boşluk suyu (elektrolit) O 2 Paspayından oksijen difüzyonu H 2 O ½O 2 Fe +2 2(OH) - 2e - Çelik Anodik işlem Katodik işlem ANOT REAKSİYONU Fe Fe e - KATOT REAKSİYONU H 2 O +1/2O 2 + 2e - 2(OH) - Fe (OH) - Fe(OH) 2 Fe(OH) 2 + H 2 O+ 1/2O 2 Fe(OH) 3 214

215 ÇATLAKLI BETONDA DONATI KOROZYONU Çatlaklı Kısımda Anot Reaksiyonu O 2 O 2 (OH) - Fe +2 Fe +2 (OH) - MAKRO ELEMAN BÜYÜK YÜZEY KATOT KÜÇÜK YÜZEY ANOT Çatlak Dışındaki Büyük Yüzey Katot W O 2 (OH) - Fe +2 c MİKRO ELEMAN ANOT ve KATOT ÇATLAK İÇİNDE BİRBİRİNE ÇOK YAKIN AŞILMAMASI ÖNERİLEN ÇATLAK GENİŞLİĞİ W < mm 215

216 BETONUN GEÇİRİMLİLİĞİ - KOROZYON İLİŞKİSİ KULLANILAN MALZEMELER Karışım oranları, çimento, agrega özellikleri, kimyasal ve mineral katkılar, su vb. HAZIRLAMA YÖNTEMİ Karıştırma, taşıma, yerleştirme, sıkıştırma, sonlandırma (finishing) SONRAKİ İŞLEMLER Kür, yüzeye uygulanan işlemler, yükleme anındaki beton yaşı, servis koşulları vb. CO 2 GİRİŞİ GEÇİRİMLİLİK KARBONATLAŞMA BETONUN İÇ YAPISINDA DEĞİŞİKLİKLER ph DEĞERİNİN AZALMASI Cl - İYONLARININ GİRİŞİ SUYUN GİRİŞİ (EMME ve TAŞINIM) OKSİJEN GİRİŞİ Ca(OH) 2 in YIKANARAK DIŞARIYA SÜZÜLMESİ BETONDA ÇATLAMA, DÖKÜLME KOROZYON 216

217 NEMİN N KARBONATLAŞMA ve KOROZYONA ETKİSİ KURU NEMLİ %50 karbonatlaşma %85 Korozyon SU İÇİNDE KARBONATLAŞMA PASLANMA 50 Korozyon Riski 85 BAĞIL NEM (%) 217

218 KLORÜR KOROZYONU KLORÜR İYONLARI: ÇELİK DONATININ KOROZYONU AÇISINDAN EN ZARARLI MADDE PASİF TABAKANIN YAPISINI GEVŞETİP ÇÖZERLER ORTAMIN ELEKTRİKSEL DİRENCİNİ DÜŞÜRÜP, ELEKTROLİTLİĞİNİ ARTTIRIRLAR, İYON AKIŞI KOLAYLAŞIR ORTAMIN ph DEĞERİNİ İNDİRGERLER KLORÜR KAYNAKLARI BETON ÜRETİMİNDE KULLANILAN MALZEMELER ÇEVREDE BULUNAN KLORÜRLERİN BETON İÇİNE TAŞINIMI 218

219 KLORÜR KAYNAKLARI TUZ İŞLEYEN SANAYİ TESİSLERİ DENİZ SUYUNUN BETONDA KARMA SUYU veya BAKIM SUYU OLARAK KULLANIMI DENİZ SUYU İLE TEMAS ve ISLANMA KURUMA ETKİSİ KLORÜR İÇEREN AGREGALAR BUZ ÇÖZÜCÜ TUZLAR TUZLU YERALTI SULARI CaCl 2 İÇEREN BETON KATKI MADDELERİ DENİZ YÖNÜNDEN ESEN TUZ YÜKLÜ RÜZGARLAR vb. 219

220 Pasif tabaka ( 50 μm) ph>12.5 KLORÜR KOROZYONU Cl - Cl Cl - - H 2 O Elektrolitik ortam (OH) - Cl - Fe +3 3e - ph 5 Fe Katot Çelik Fe Cl - Elektrolitik FeCl 3 Anot FeCl 3 + 3(OH) - Elektrolitik Fe(OH)3 + 3Cl - KLORÜR İYONLARI SÜREKLİ YENİLENMEKTE, BÖYLECE REAKSİYON SÜREKLİLİK KAZANIYOR 220

221 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU TEMAS KOROZYONU İKİ FARKLI METAL BİR ARADA + NEM + OKSİJEN GALVANİ PİLİ DAHA AZ ASİLMETAL ELEKTRON KAYBI KOROZYON BETONARMEDE BAĞINTILAR AÇIK DEĞİL! 221

222 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU BETONARME YAPI ELEMANINDA KOROZYON DONATI ÇELİĞİNDE KESİT KAYBI ÇELİĞİN DEFORMASYON ÖZELLİKLERİNİN ve KOPMA MUKAVEMETİNİN DEĞİŞMESİ DONATI-BETON ADERANSININ AZALMASI PAS PAYI TABAKASININ ÇATLAMASI PAS PAYI TABAKASININ DÖKÜLMESİ DONATININ AÇIKTA KALARAK ATMOSFERİK KOROZYONUN BAŞLAMASI 222

223 REAKSİYON ÜRÜNLERİ Fe FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 Fe(OH) 4 Fe(OH) 3Fe(OH)3. 3H 2 O Donatı Çatlama Hacim (cm 3 ) KOROZYON ÜRÜNLERİ 6 6 KAT HACİM M ARTIŞI Donatı Kapak atma GENLEŞME NEDENİYLE BETONDA HASAR PASPAYININ TABAKA HALİNDE AYRIŞMASI 223

224 DONATI KOROZYONU 224

225 KOROZYON HASARI 225

226 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU İzmir de korozyon hasarına uğramış elektrik direkleri 226

227 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU 227

228 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU Paraşüt Kulesi (izmir) korozyon hasarı 228

231 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU ANITKABİR R ASLANLI YOL ALTI GALERİLER LERİNDE KOROZYON HASARI 231

238 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU DENİZL ZLİ İLİ MERKEZ BİR B R ARITMA TESİSİ PASPAYI OLMAYAN BÖLGEDE B KOROZYON 238

242 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI - TS EN206 En Büyük S/Ç KLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYON (DENİZ SUYU DIŞINDA) XD1 XD2 XD En Küçük Dayanım C30 C30 C35 En Az Çimento Dozajı (kg/m 3 ) XD1 : ISLAK, NADİREN KURU (Klorür içeren su sıçraması) XD2 : ORTA DERECEDE NEM (yüzme havuzu, endüstriyel su) XD3 : TEKRARLI ISLANMA-KURUMA (köprü, yer kaplaması, otopark) 242

243 KOROZYON ÖNLEMLER DAYANIKLILIĞIN SAĞLANMASI İÇİN BETON KARIŞIMI VE PAS PAYI KALINLIĞI İÇİN STANDARTLARIN ÖNERİLERİ GENELLİKLE SERVİS ÖMRÜNÜN 50 YIL ve AGREGA EN BÜYÜK TANE ÇAPININ mm OLMASI KABULÜNE DAYANIR DAHA UZUN SERVİS ÖMRÜ PAS PAYINI ARTTIR ör: 100 YIL İÇİN 10 mm İLAVE ÇİMENTO DOZAJI vb. FAKTÖRLER GÖZDEN GEÇİRİLMELİ PROJEDE GÖSTERİLECEK PAS PAYI Cnom Cnom = Cmin +Δc Δc PROJE TOLERANSLARI, KALİTE KONTROL SİSTEMİ vb. BAĞLI PAY (GENELDE 5 mm ALINIR) 243

Daha göster