ÖNSÖZ UYGULAMADA EN ÇOK HATA YAPILAN KONULARDAN BİRİSİ DE ONARIM VE GÜÇLENDİRMENİN KARIŞTIRILMASIDIR.

Transkript

1 1 ÖNSÖZ UYGULAMADA EN ÇOK HATA YAPILAN KONULARDAN BİRİSİ DE ONARIM VE GÜÇLENDİRMENİN KARIŞTIRILMASIDIR. ONARIM: BİR YAPININ YADA BİR ELEMANIN OLUŞAN BİR HASAR NEDENİYLE ESKİ HALİNE YANİ ESKİ DAYANIMINA GETİRİLMESİDİR. BU İŞLEM İSE GENELLİKLE KOLONLARIN KİRİŞLERİN VEYA DÖŞEMELERİN MANTOLANMASI ŞEKLİNDE YAPILIR. GÜÇLENDİRME : BİR YAPININ OLASI BİR DEPREMDE CAN KAYBINA NEDEN OLMAMAK KAYDİYLA, HASAR DURUMUNUNDA İSTENİLEN SEVİYEDE TUTULABİLMESİ İÇİN YAPILACAK İŞLEMDİR. GÜÇLENDİRİLMİŞ BİR YAPIDA DEPREM YÜKLERİNİN TAMAMI VEYA PROJE MÜHENDİSİNİN İSTEĞİNE BAĞLI OLARAK % 100, 90,80, 70 İ GÜÇLENDİRME ELEMENLARINCA KARŞILANIR. MEVCUT ÇERÇEVELER SALT DÜŞEY YÜK TAŞIYICILAR OLARAK DÜŞÜNÜLÜR. GÜÇLENDİRMEDE YAPININ YANAL RİJİTLİĞİ İSTENİLEN DÜZEYE ÇIKARILARAK DEPREM AÇISINDAN BİR ÇOK SAKINCA VE ZAYIFLIK İÇEREN MEVCUT ÇERÇEVE YATAY YÜK İÇİN DEVREDEN ÇIKARILMAKTADIR. KOLONLARIN MANTOLANMASI TEK BAŞINA GÜÇLENDİRME İŞLEMİ DEĞİLDİR. GÜÇLENDİRİLMİŞ BİR YAPIDA DEPREM YÜKLERİNİN TAMAMI VEYA ÇOK BÜYÜK BİR KISMI DEPREM PERDELERİNCE KARŞILANACAĞINDAN DİĞER ELEMANLARIN YANİ KOLON VEYA KİRİŞLERİN YETRESİZ OLMASI ÇOK ÖNEMLİ OLMAZ ODTÜ DE PROF. UĞUR ERSOY HOCAMIZIN BAŞKANLIĞINDA YAPILAN DENEYLERDE HASARI ONARILMAMIŞ BİR çerçeveye UYGULANAN KISMİ BETONARME PERDELERİN BAŞARILI BİR YANAL YÜK TAŞIYICISI OLDUĞU GÖZLENMİŞTİR. DENEYDE YATAY YÜKÜN %90 NININ PERDELERCE KARŞILANDIĞINDAN, ÇIPLAK ÇERÇEVEDE HASARLI OLAN ELEMANLAR VE KOLON KİRİŞ BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN ONARILMAMIŞ OLMASI HİÇ BİR OLUMSUZ ETKİ YARATMAMIŞTIR. BİNA TABAN ALANININ %11.5 KADAR ALANA SAHİP PERDE DUVARIN YAPININ YANAL DAYANIMINI 4 KATINA YANAL RİJİTLİĞİNİ İSE 15 KATINA ÇIKARDIĞI DENEYLERLE GÖZLENMİŞTİR. BETONARME PERDELERLE YAPILAN GÜÇLENDİRMEDE TÜM YATAY YÜKLER PERDELERCE ALINDIĞINDAN KOLON KİRİŞ GİBİ YAPI ELEMNLARININ AYRICA GÜÇLENDİRİLMESİNE GEREK KALMAZ.BU HEM MADDİ AÇIDAN HEMDE ZAMAN AÇISINDAN AVANTAJDIR.ANCAK AĞIR HASARLI KOLONLAR ONARILMALIDIR.(B.A BİNALARIN GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTLARI 1999 TUBİTAK-ODTÜ-İMO)

2 2 1-GİRİŞ YAPILARDA ONARIM VE GÜÇLENDİRME Yurdumuz dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır. Geçmişte yurdumuzda birçok yıkıcı depremler olduğu gibi, gelecekte de sık sık oluşacak depremlerle büyük can ve mal kaybına uğrayacağımız akıldan çıkarılmamalıdır. Günümüzde bunun en büyük örneklerini 1999 yılı Gölcük Depremi ile 2011 yılında olan Van depreminde görebilmekteyiz. Deprem Bölgeleri Haritası'na göre, yurdumuzun %92'sinin deprem bölgeleri içerisinde olduğu, nüfusumuzun %95'inin deprem tehlikesi altında yaşadığı ve ayrıca büyük sanayi merkezlerinin %98'i ve barajlarımızın %93'ünün deprem bölgesinde bulunduğu bilinmektedir. Onarım (Repair), hasar görmüş bir yapıyı ya da yapı elemanını öngörülen bir güvenlik düzeyine getirmek için yapılan işlemlerdir. Güçlendirme (Strengthening), hasar görmemiş bir yapıyı ya da yapı elemanını geçerli bir güvenlik düzeyine çıkarmak için yapılan işlemlerdir. Onarımdaki amaç önceki durumu geri getirmektir, bu kullanım bakımından olabileceği gibi yapının yük taşıma kapasitesini, rijitliğini, sünekliğini ve dayanıklılığını artırmak şeklinde olabilir. Güçlendirmedeki amaç ise, yapının dayanım ve benzeri karakteristiklerini önceki düzeyinin üstüne çıkartmaktır. Onarım ve Güçlendirme Süreçleri

3 3 Deprem Riski Altındaki Yapılar Planda ve düşeyde simetrik olmayan sistemler Kat alanları ve kat yükseklikleri yapı yüksekliği boyunca değişkenlik gösteren sistemler Diyaframda büyük boşluklar içeren ya da zayıf diyafram bağları olan sistemler Sistemdeki süreksizlikler nedeniyle yükleri en kısa yoldan zemine aktaramayan yapılar Bitişik düzende olan yapılar Büyük ağırlıkların, kütlelerin bulunduğu yapılar Yapıda yumuşak kat, kısa kolon bulunması

4 4 Donatıda korozyon, yetersiz donatı yüzdesi, düşük beton kalitesi, kötü işçilik Olumsuz zemin koşulları, yetersiz temel bağlantıları Güçlendirme Sistemleri Basitleştirilmiş Güçlendirme Taşıyıcı duvarların artırılması Bölme duvarlarının klasik yöntemlerle taşıyıcı hale dönüştürülmesi Ön döküm betonarme panellerle taşıyıcı sistem oluşturulması Bodrumda çevre perdesi yapılması

5 5 Kat azaltılması Ağır balkonların ve parapetlerin kaldırılması Binada mevcut düzensizliklerin kaldırılması Bölme duvarların lif takviyeli kompozitlerle taşıyıcı hale dönüştürülmesi Kapsamlı Güçlendirme Yapı taşıyıcı sisteminin dayanımını ve rijitliğini artırmak Betonarme perdeler eklemek (kolonlarla birleşen perdeler, dıştan eklenen perdeler) Diyagonalli çelik çerçeveler eklemek Sistemin sünekliğini arttırmak Kolonlarda kuşatma yapılması (Çelik levhalarla mantolama, lif takviyeli kompositler kullanılması) Kolon güçlendirilmesi (Kolonların betonarme ve çelik olarak mantolanması) Yerel rijitlik sağlanması (Kısa kolonların etrafının açılması, duvar azaltılması)

6 6 Çelik Çaprazlarla Güçlendirme Çelik Ceketleme Karbon Esaslı Liflerle Yapılan Güçlendirme

7 7 2-YAPILARDA DEPREM SONRASI HASAR BELİRLENMESİ, ONARIM VE GÜÇLENDİRME YÖNTEMLERİ Deprem ile ilgili yönetmelikler genellikle yeni yapılacak yapıların depremde kabul edilebilir davranış göstermeleri için uyulması gerekli kuralları içerir. Bunun gibi, deprem tehlikesini gösteren haritalar, zemin koşullarının daha ayrıntılı ve küçük ölçekte belirlenmesi ve deprem hareketinin ölçümü genellikle hep yeni yapılacak yapılara dönüktür. Ancak, depremden sonra binalardaki hasarın tespit edilmesi ve hasar derecesine göre onarım (tamir) ve güçlendirme (takviye) veya yıkıma karar verilmesi de önemlidir. İyi projelendirilmemiş veya uygulamasında özen gösterilmemiş binalarda hasar meydana gelme olasılığı, depremin şiddetine bağlı olarak büyüktür. Bunun yanında, projelendirilmesi ve uygulamasına gerekli özen gösterilen binalarda da şiddetli depremlerde hasar meydana gelebilir. Bu nedenle hasarın belirlenmesi ve devamında gerekli güçlendirmenin yapılması deprem mühendisliği ile inşaat mühendisliğinin önemli konularından biridir Deprem Hasarlarının Türleri Kuvvetli bir deprem, yönetmelikte önemli değişikliklere, boyutlama ilkelerinin gözden geçirilmesine, projelendirme ve uygulamada sorumluluk bilincini yenilenmesine neden olabilir. Deprem hasarlarının sayısal olarak belirlenmesi ve bunların sebeplere bağlanması zordur. Olayın dinamik özelliği ve yapının elastik olmayan davranışı, sonucun basitleştirilmiş bir modelle açıklanmasını engeller. Bu durum hasarın sınıflandırılmasını zorlaştırır.

8 Duvar Hasarı Betonarme binaların projelendirilmesinde, bölme duvarlarının taşıyıcı sistemin yatay rijitliğine ve kapasitesine olan etkisi hesaba katılmaz. Ancak, bu katkı düşünülerek, özellikle zemin katlarda rijitlik ve dayanım zayıflığı ortaya çıkmaması için tedbirler alınır. Bunun gibi, duvarlarda meydana gelen hasarların incelenmesi, taşıyıcı sistemin davranışının daha gerçekçi anlaşılmasına yardımcı olur, Taşıyıcı sistemin deprem yükü altındaki yatay öte1enmesinden dolayı, duvarlar da kesme kuvveti ile zorlanırlar. Duvar malzemesinin çekme gerilmelerine karşı zayıflığı, x şeklindeki çatlakların meydana gelmesine ve bazı duvarların dağılmasına sebep olur. Bazı durumlarda, duvarın kiriş ve kolonla olan ara kesitinde yatay ve düşey ayrılma çatlakları görülebilir. Hasar beklendiği gibi, zemin kattan yukarı çıkıldıkça azalır. Özellikle duvar, kiriş-kolon düzleminde bulunmuyorsa veya L şeklinde ise, duvarda çatlaklar ve hasar daha belirgin şekilde ortaya çıkar. Bina konsolları kolay sehim yapabildikleri ve bunlara mesnetli gevrek olan duvarın bunu takip edemediği için, konsola dik duvarlarda düşey yüklerden meydana gelen köşegen çatlaklar depremde daha büyür. Konsol ucuna oturan duvarda, döşeme ile birleşim yerlerinde yatay çatlaklar meydana gelir. Duvar çatlakları incelenerek, binanın hangi doğrultuda daha rijit olduğu veya depremin kuvvetli doğrultusu hakkında da tahmin yapılabilir. Şekil 2.1. Betonarme Binada Bölme Duvarı Hasarı

9 Döşeme Hasarı Genellikle döşemelerde düşey yüklerden meydana gelen çatlaklar depremde daha belirgin hale gelir veya büyür. Çok önemlileri dışında döşeme çatlakları taşıyıcı sistemin güvenliğini büyük ölçüde etkilemez. Büyük açıklıklarda kirişli döşemelerde altta açıklıkta çatlaklar görülebilir. Bunun gibi, döşemenin kirişle birleştiği yerde üstte mesnette kiriş kenarına paralel çatlak meydana gelebilir. Bu durum, donatının yetersiz olmasına, donatı yüksekliğinin sağlanamadığına veya kalıbın erken alındığına işaret eder. Konsol döşemelerin mesnet kesitinde de benzer çatlaklar oluşabilir. Bu durum düşey yükler yanında depremin düşey bileşeninin etkisine de işaret edebilir. Önemli boşluğun bulunması durumunda döşeme köşelerinde gerilme yığılmaları nedeniyle çatlaklar oluşabilir. Kirişsiz döşemenin, kolona ve perdeye birleştiği kesitler, hem düşey yüklerde ve hem de deprem yüklemesinde önemli derecede zorlanır ve buralarda çatlaklar görülebilir Kiriş Hasarı Deprem etkisinde özellikle kirişin mesnet bölgeleri zorlanır ve buralarda altta ve üstte kiriş eksenine dik eğilme çatlakları ve köşegen kayma çatlakları oluşabilir. (Şekil 2.2a ve 2.2b) Açıklıkta çekme çatlağı deprem etkisiyle büyüyebilir. (Şekil 2.2c) dolaylı olarak mesnetlenen bir kiriş varsa bu bölgede eğilme ve kayma çatlakları meydana gelebilir (Şekil 2.2d). Kirişlerde meydana gelen eğilme çatlakları büyük olmadıkları sürece taşıyıcı sistemin güvenliğini önemli derecede etkilemez. Kiriş çatlaklarının pek çoğu, düşey yüklerde mevcut olanların büyümesi şeklindedir. Eğilme çatlaklarına göre sünek olmayan özellikleri nedeniyle kayma çatlaklarının daha çok üzerinde durulması gerekir. Bunların da sistemin taşıyıcılık güvenliğini tehlikeye düşürmeleri ancak çatlak genişliğinin çok büyük olduğu ender durumlarda söz konusudur.

10 10 Eğer kısa açıklıklı bir kiriş bir perdeye birleşiyorsa, mesnet bölgesinde x şeklinde kayma çatlağı görülebilir (Şekil 2.2e). Bu durum oldukça sık görülür ve kısa kolonlarda meydana gelen duruma benzetilebilir. Özellikle, iki perde arasında bulunan bağ kirişlerinde bu tür çatlaklar her iki mesnette meydana gelebilir. Şekil 2.2. Kiriş Hasarı

11 Kolon Hasarı Kolonlarda normal kuvvet hakim durumda iken, kolon boyutlarına göre yön değiştiren eğilme momenti veya kesme kuvveti hasara sebep olur. Özellikle barinliğin büyük olduğu; α = M V.h = L 2h > 3,5 kolonlarda büyük eğilme momenti, hakim normal kuvvetle beraber beton basınç bölgesinde ezilme ve parçalanmalara sebep olur (Şekil 2.3a). Depremin yön değiştirmesi sonucu kolonun her iki yüzünde bu hasar meydana gelir Kolon uç bölgelerinde etriyenin seyrek olması hasarın artmasına ve boyuna donatının burkulmasına sebep olur. Etriyelerin kopması ve boyuna donatının burkulması, kolon başının dağılmasına ve eksenel yük altındaki kolonda bir kısalmaya sebep olur. Bunun sonucu olarak komşu taşıyıcı elemanlarda yeni bir kuvvet dağılımı ortaya çıkar. Kolona birleşen kirişlerin kapasitelerinin büyük olması bu olayın daha belirgin oluşmasına sebep olur. Eğer kolon, kısa kolon α = M V.h = L 2h > 3,5 Şekil 2.3. Kolon Hasarı ise hasarın oluşmasında kesme kuvveti etkili olur. Kesme kuvveti nedeniyle oluşan

12 12 eğik çekme gerilmeleri sonucu ani oluşan bu tür hasar, binanın toptan göçmesine bile sebep olabilir (Şekil 2.3b) Bu hasarın ana sebebi kısa kolon kayma kapasitesinin. Eğilme kapasitesine göre daha düşük olmasıdır. Kısa kolon, taşıyıcı sistem düzeninin bir sonucu olarak oluşabileceği gibi, sonradan önden yığma duvarlarının etkisi sonucunda da meydana gelebilir. Bu tür hasar tespit edilmesi durumunda, geçici tedbir alınarak binanın toptan göçme tehlikesi önlenmelidir Kiriş Kolon Birleşim Bölgesi Hasarı Kiriş-kolon birleşim bölgesinde meydana gelen çatlama ve hasar, sistemin yatay yük taşıyıcılığının ve rijitliğinin doğrudan etkilediğinden, belirlenmesinde özen gösterilmelidir. Şekil 4'de böyle bir bölgedeki güç tükenme biçimi gösterilmiştir Uygun düzenlenmiş bir birleşim bölgesinde, kirişte plastik mafsal oluşumu öngörüleceğinden Şekil 4a'da verilen türden bir güç tükenmesi beklenir ve bu suretle taşıyıcı sistemin genel kararlılığı korunmuş olur. Şekil 2.4b ise zayıf kolon-kuvvetli kiriş durumuna karşı geldiği için arzu edilmez. Birleşim bölgesinde oluşan çekme gerilmesi alanı sonucu oluşabilecek çatlak durumları Şekil 2.5 'de gösterilmiştir Bunlar yanında, bölgede betonun ezilip kopması da bölgenin dayanımını önemli ölçüde azaltır. Bölgeden geçen kiriş boyuna donatılarının aderansının çözülmesi, kalıcı şekil değiştirmelere sebep olması ve kesitin dayanımını azaltması bakımından tehlikelidir Birleşim bölgesinde etriyenin bulunmaması veya betonda boşlukların bulunması, bu bölgenin dağılmasına sebep olur ki, bu durumda bölge mafsal durumuna gelerek sistemin toptan göçmesine sebep olabilir. Şekil 2.4. a) Güçlü Kolon b) Güçlü Kiriş Durumunda Kiriş-Kolon Bileşim Bölgesi Hasarı

13 13 Şekil 2.5. Kiriş - Kolon Birleşim Bölgesinde Çeşitli Çatlama ve Hasar Durumları Perde Hasarı Perdede en çok rastlanan çatlak ve hasar türü, X şeklinde çatlak oluşmasıdır Sünek olmayan ve eğik çekme gerilmelerinin oluşturduğu güç tükenmesine işaret etmesi bakımından dikkat edilmesi gereken bir durumdur, Perdenin uç bölgelerinin iyi düzenlenmiş olması durumunda, bu hasara rağmen perde eğilme momenti taşımaya devam edebilir (şekil 2.6a), Perdede eğilme çatlağına ve hasarına nadir olarak rastlanır Muhtemelen bu ortaya yaklaşıldığında çoğu zaman temelde bir dönme meydana gelerek momentin kesit kapasitesinin üzerine çıkması önlenir Buna karşılık kesme kuvveti artmaya devam ettiği için kayma güç tükenmesi daha sık oluşur (şekil

14 14 2.6b), Perdenin kademeli inşa edilmesi nedeniyle oluşan inşaat derz yerinde kayma da rastlanan bir hasar durumudur Bu olay, farklı zamanda dökülen iki betonun ara kesitinde yeterli bağın oluşmamasından kaynaklanır Ara kesitte bulunan çatlağın yatay olması nedeniyle, kesit düşey yükler taşımaya devam ederek, sistemin tümünün taşıyıcılığını tehlikeye düşürecek bir durum ortaya çıkmayabilir (Şekil 2.6c) Şekil 2.6. Perdede a) Kesme Kuvveti b) Eğilme c) Kayma hasarı Temel Hasarı Deprem sırasında akarsu havzalarında ve kıyı bölgesinde sık rastlanan bir olay da zeminin sıvılaşmasıdır. Zemin sıvılaşması veya benzeri nedenlerden zeminin taşıma kapasitesinde meydana gelen azalma, binanın bir bütün olarak düşey oturmasına veya otururken dönmesine sebep olabilir Bu durum, hasar temel zemininde yeterli tedbirlerin alınmadığına veya zemin emniyet gerilmesinin yüksek seçildiğine işaret eder. Bu tür hareketler sonucunda kolonun tekil temelinin veya plak temelinin zımbalamaya zorlandığına işaret eden çatlaklar görülebilir Temelin bir kısmının dolguda bir kısmının da sert yerel bir zeminde bulunması da deprem sırasında binada dönmeye sebep olabilir. Temel hasarı için zemin iyileştirilmesi veya temellern genişletilmesi bir çözüm olabilir. Ancak bu konuda alınacak her tedbirin ayrıntılı bir geoteknik inceleme sonucu belirlenmesi gerektiği açıktır.

15 15 3. BETONARME YAPILARDA ONARIM VE GÜÇLENDİRİLME Bu hafta, ilk değerlendirmenin yapılmasından sonra binanın, mümkün olduğunda, kullanılır duruma getirilmesi ile ilgilidir. Önce yapının bu amaca yönelik bir değerlendirmesi yapılarak daha sonra güçlendirme sistemine karar verilir. Hazırlanan hasar belirleme formunda genellikle binalar kullanma durumuna göre: 1) Depremden hasar görmeyen ve hemen kullanılabilecek binalar, 2) Onarım ve güçlendirmeden sonra kullanılabilecek binalar, 3) Çökme tehlikesi olup, yıkılması gereken binalar, olarak üç sınıfa ayrılır. Bu sınıflama: depremden hemen sonra yapılması nedeniyle, daha sonra zamanla taşıyıcı sistemdeki plastik şekil değiştirmeleri ve zemindeki hareket sonucu ortaya çıkan hasarları göz önüne almaz. Bu nedenle tekrar ve daha ayrıntılı bir değerlendirmeye ihtiyaç vardır. Özellikle hasarın yaygın olduğu depremlerde bu sınıflandırmanın hızla gözden geçirilerek güçlendirme işlemine başlanması gerekir. Bu dönemde, teknik konuların yanında, çok daha farklı sosyal ve yasal sorunlarla karşılaşılacağı unutulmamalıdır. Depremde ilgili karar verme işleminin her safhasında olduğu gibi sınıflandırmada da belirsizlikler mevcuttur. Karar vermede, geçerli deprem yönetmenliğinin kullanılması önerilebilir. Ancak, pek çok binanın bu yönetmeliğin eski ve daha gevşek kayıtlarına göre ve bazen hiç dikkate almadan inşa edildiği unutulmamalıdır. Yapıldığı zamanda deprem yönetmenliğine göre güvensiz olabilir. Açıklanan teknik işlemler yürütülürken, konu ile ilgili mal sahibi ve kamu yöneticilerine; hasarın onarımı ve yapının güçlendirilmesinin maliyetleri konusunda bilgi vermekte gerekir Onarım ve Güçlendirme Malzemeleri Betonarme yapı elamanları için günümüzde çok değişik güçlendirme malzemeleri mevcuttur. Binalar, özellikleri yüksek olduğu oranda pahalı olup, uygulaması daha çok özen ister. Dikkatsiz ve rasgele yapılacak uygulamadan malzemeden beklenen verimin alınması mümkün değildir. Bu tür malzemelerin seçiminde yaygın kullanım

16 16 alanı bulmuş, şantiye koşullarına uygun olanları tercih etmek yerinde olur. Malzemenin satın alınması sırasında imalatçısından teknik destek sözü de alınmalıdır. Uygulama sırasında en az günlük belirlenecek deneylerle malzemenin ve uygulamanın kalitesi kontrol edilmelidir. Yanının kalitesinin düşük olması ve çok belirsizlikleri içermesi durumunda, ileri teknoloji ürünleri yerine, olabildiğince uygulaması basit yaygın kabul görmüş malzemeleri tercih etmelidir. Örneğin, beton kalitesi çok düşük bir elemanda epoksi enjeksiyonu, karbon lifli malzeme uygulamasının vereceği sonuç şüpheli olacaktır. Ayrıca, onarım ve güçlendirmeye son kararın maliyet analizi yapıldıktan sonra verilmesi gerekir Tamir Harçları İle Onarım Tamir harçları elemanlarda yerel olarak ortaya çıkan beton hasarlarının giderilmesinde yaygın biçimde kullanılır. Yüksek basınç dayanımına ve aderans özelliğine sahip olan bu harçların seçiminde, uygulandığı beton yüzeyle iyi yapışması, alt tabaka ile aynı elastiklik modülü, ısı genleşme katsayısına sahip olması beklenir. Bu suretle yükleme durumunda ve sıcaklık değişimiyle en gerilmelerin çıkması önlenmiş olur. Tamir harcı uygulanan yüzey dışa açık olduğu için atmosfer koşullarına dayanıklı olması ve düşük geçirimliliğe sahip olması tercih edilmelidir. Tamir harçları küçük hacimlere uygulandığı için, kalıp kullanılıyorsa, yüksek akışkanlık ve kalıpsız uygulanıyorsa yüksek yapışma özelliği önemli olur. Kururken büzülmesinin düşük olması ve işlenebilme için su/çimento oranını düşürmek amacıyla süper akışkanlaştıncı içermesi de tercih sebebidir. Tamir harcı uygulamadan önce yüzeydeki harç, gevşek parçalar ve bozulmuş hasar görmüş beton temizlenmelidir. Yüzeydeki yağ, boya kalıntıları, kireç, toz ve kir temizlenmelidir. Yüzey bir keski ile pürüzlendirilmelidir. Kesitte bulunan donatı çeliği kumlandırılarak, üzerindeki pas temizlenmeli ve üzerine korozyona karşı

17 17 koruyucu bir kimyasal sürülmelidir. Mevcut donatının kapasitesi azalmışsa, yeni donatı çubukları ilave edilmelidir. Tamir harcı uygulanacak yüzeyde su sızıntısı mevcutsa, bu sızındı durdurulmalıdır. Eğer tamir harcı uygulaması 20 mm den kalın olacaksa ve etriye yoksa, harç kalınlığındaki gerilmeleri alabilmek için, yüzeye tel veya çelik hasır bağlanmalıdır. Konulan hasırla yüzey arasında tamir harcının nüfuz edebilmesi için biraz boşluk bırakılmalıdır. Donatısız yüzeydeki veya donatı üzerindeki harç kalınlığı en az 10 mm olmalıdır. Bazı tamir harçları içinde çelik lifler de bulunmaktadır. Bu durumda ayrıca tel veya çelik hasıra ihtiyaç kalmayabilir. Donatı çubukları veya hasır yerleştirildikten sonra, tamir harcı uygulamasından önce kesit suya doygun hale getirilmelidir. Harç kalıp içine dökülüyorsa, kalıbın özel açılma pencereleri bulunmalıdır. Döküm işlemine başlamadan önce ahşap kalıplar ıslatılmalıdır. Böylece harcın içindeki suyun emilmesi önlenmiş olur. Tamir harcı mala ile sürülebileceği gibi, püskürtülerek de uygulanabilir. Harcın düzeltme işleminden sonra, sıcaklık veya rüzgar gibi nedenlerle hızla kuruyarak içindeki hidratasyon suyunu kaybetmemesi için, bitmiş kesite bakım yapılmalıdır Püskürtme Beton İle Onarım ve Güçlendirme Aşağıda açıklanan mantolama yöntemi ile yapılacak güçlendirmede, beton kalınlığının az olduğu durumlarda, kalıp yapılması ve betonun yerleştirilmesi zordur. Böyle durumlarda araç, gereç ve beceri kazanmış eleman varsa, püskürtme beton uygulanabilir. Bu uygulama için gerekli donanımın sağlanması külfetini karşılayacak miktarda işin olması da karar için bir etkendir. Püskürtme beton, basınçlı hava ile uygulanan betondur. Karışımın hazırlanmasında iki ayrı yöntem mevcuttur. Bunlardan ilki Kuru Karışım olarak bilinir. Bu tür püskürtme beton için makinenin karışım odasında, çimento ve agrega uygun ölçülerde bir araya getirilip karıştırıldıktan sonra, bu kuru karışım seyrek olarak ve basınçlı hava yardımıyla bir hortum içinde püskürtme ucuna iletilir. Meme veya tabanca olarak da adlandırılan bu uca gelen kuru karışıma basınçlı su eklenerek elde edilen beton basınçlı hava yardımıyla betonlanacak yüzeye yüksek hızla püskürtülür. Tabancada katılan su miktarı isteğe uygun bir karışım elde edilmesi için kolayca ayarlanabilir ve gerekli olduğunda bu suya beton katkı maddeleri de eklenebilir. Daha sonra uygulamaya konulan yöntemde ise çimento, agrega ve su beraber

18 18 karıştırılır. Elde edilen Islak Karışım benzer şekilde hortumla ve basınçlı hava yardımıyla püskürtme ucuna iletilir. Püskürtme beton, yeni inşa edilen yapıların yanında özellikle eski yapıların onarım ve güçlendirme işlerinde geniş bir kullanım alanı bulur. Mevcut kargir, tuğla, çelik ve betonarme yapıların yüzlerinin beton tabakasıyla kaplanmasında ve güçlendirilmesinde, çelik yapıların sıcaklık etkilerinden korunması ve güçlendirmesinde ve benzeri yerlerde kullanılır. Sonuç olarak püskürtme betonun, özellikle kalıp yapmanın zor olduğu veya ekonomik olmadığı yerlerde, betonun yerleştirilmesi ve sıkıştırılmasının güç olduğu veya betonun ince bir tabaka olarak uygulanması gereken yerlerde kullanılmasının uygun olduğu söylenebilir. Başa püskürtme betonun elde edilmesi, donatının uygun seçilmesi ve yerleştirilmesine de bağlıdır. Küçük çaptaki onarım işlerinde donatı kullanılmayabilir. İşin şekline ve beton kalınlığına göre yuvarlak veya hasır donatı kullanılır. Donatı, püskürtme sırasında yerini koruyacak ve az yaylanacak şekilde yerleştirilmelidir. Donatı hasırı pimlerle veya takozlarla beton püskürtülecek yüzeye bağlanarak bu koşul yerine getirilebilir. Küçük çaplı donatılar tercih edilmeli ve gerektiğinde kullanılan büyük çaplı donatının beton tarafından sarılmasına özen gösterilmelidir. Ayrıca; donatı, beton karşı taraftan ve düşeyden az bir sapma ile püskürtülebilecek şekilde yerleştirilmelidir. Donatıların etrafında betonun boşluk bırakmadan püskürtülmesini sağlayacak kadar mesafe bulunmalıdır. Donatıların birbirine, donatının kalıba veya donatının arka yüzeye mesafesi olan bu aralık, en büyük dane büyüklüğüne ve donatının çapına bağlı olmakla beraber, ince malzemeli püskürtme harç ve ince çaplı hasır donatı kullanıldığında en az mm olup, püskürtme beton ve büyük çaplı donatılarda mm önerilir. Gerekirse donatıyı mesafeyi ayarlayan ayaklar üzerine oturtulmalıdır. Şekil 3.1. a) Yakın ve b) uzak

19 19 tabanca ile püskürtme uygulaması Ancak, bunların kesiti zayıflatmamasına dikkat etmelidir. Donatının dış tesirlerden korunmasında, normal betonarmede kullanılan kurallara uyulur. Aynı doğrultuda bulunan donatılar arası temiz açıklık mm den ve konulacak hasır donatının göz aralıkları da 50 mm den küçük olmamalıdır. Daha küçük gözlü hasır donatı ancak konstrüktif donatı olarak konulabilir. Püskürtme beton kalınlığının 50 mm den büyük olduğu durumlarda bir konstrüktif donatı (büzülme donatısı gibi) koymak uygun olur. Çift donatı ağının bulunduğu durumlarda, ikinci ağı, birinci ağ betonla sarıldıktan sonra koymak daha uygun olabilir. Ancak, tabancaya yakın ağ her iki doğrultuda en az çubuk çapının 12 katı aralığa, diğer ağ da yine her iki yönde en az çubuk çapının 6 katı aralığa sahipse, her iki ağın beraber betonlanması halinde de tatmin edici sonuç alınabilir. Projede öngörülen yerlerine itinalı bir şekilde yerleştirilen donatılar temiz ve aderansı zayıflatacak şeylerden arınmış olmalıdır. Gerek çubukların ve gerekse hasır donatının ek yerlerinde zayıf bölgelerin oluşmasını önlemek için önlem alınmalıdır. Donatı çubuklarının bindirme yoluyla eklenmesinde, ek boyu 400 olmalı ve çubuklar ekte birbirlerine bağlanmamalı, araları en az 50 mm olacak şekilde ayrılmalıdır. Hasır donatının eki ise her doğrultuda bir veya bir buçuk göz bindirilerek yapılmalıdır. Çalışmaların odak noktası püskürtme ucu ve tabancası olduğundan, püskürtenin yeterli tecrübeye sahip olması şarttır. Püskürtme yerinin gerektiği gibi temiz olduğu kontrol edildikten veya gerektiğinde daha önce yapılacak basınçlı hava ve su temizliğinden sonra, püskürtme işlemine başlanır. Püskürtme tabancasını tutan, hava basıncını kontrol ederek püskürtmenin düzgün ve uygun hızda olmasını sağlar. Su miktarı kuru yöntemde tabancada kontrol edildiğinden, ayrıca dikkat saf etmek gerekir. Püskürtülen plastik karışımın sıkı olması, az zayi at vermesi, fakat bunun yanında gerekli sertlikte olup akmaması hep uygun su ayarı ile mümkün olur. Buna ayrıca, tabancanın püskürtme yüzeyine imkan nispetinde dik ve uygun uzaklıkta tutulması etkir. Tabanca, uygulamaya göre değişmek üzere 0.5m-1.5m mesafede tutularak uygun sonuç alınabilir. Uzak tutulan tabanca donatının arkasını yeterli betonla dolduramayacağı için, zayıf kesitler meydana gelir ve buralarda kalan malzeme ilerde beton yüzünde çatlaklara sebep olabilir.

20 20 Fazla yakın tutulan tabancada ise, yüzeye yapışmadan sıçrayan beton fazla olur. (Şekil 3.1). Mevcut donatının arkasını betonlama amacıyla, tabanca normalden daha fazla yaklaştırılabileceği gibi, yüzeye olan dikliği biraz değiştirilebilir. Ayrıca, betonun aralığa daha iyi yerleşmesi, betonun akmamasına dikkat ederek, suyunu buralarda biraz arttırarak sağlanabilir. Donatı çubukları sıksa, tabancanın yeri değiştirilmeden birden fazla donatı betonlanabilir. İyi karışmamış veya akan beton uzaklaştırılarak yerlerine tekrar püskürtme beton tatbik edilmelidir. Özellikle ıslak karışımda karışım odasında dakikadan fazla kalan beton tabancaya sevk edilmemelidir. Bu süre kuru karışımda daha fazla olup, bir saat civarındadır. Geri sıçrayan betonun yeni kısma karışması önlenmeli ve bu zayiat olarak uzaklaştırılmalıdır. İletim hortumunun kolay hareketi sağlanarak, tabancayı idare edenin istediği yönde ilerlemesine imkan verilmelidir. Püskürtme yapılacak yüzey büyükse, kalınlık konacak takozlada veya gergin tellerle belirtilebilir. Ancak, daha sonra takozların çıkartılmasına ve yerlerinin püskürtme betonla doldurulmasına, tellerin püskürtme sonuna kadar gergin kalmasına dikkat edilmelidir. Düşey ve düşeye yakın yüzeylerde püskürtme aşağıdan başlanmalıdır. Kalınlık fazla ise püskürtme tabakalar halinde yapılır. Tabaka kalınlığını püskürtme betonun yerinde durabilmesi ve akmaması belirlerse de 20 mm den daha faz uygulanmamalıdır. İlk tabakanın en azından donatıyı kaplayacak şekilde seçilmesi uygundur. Tabakalı uygulamada geriye sıçrayan betonun uzaklaştırılmasına dikkat etmelidir. Döşemelerde; tabanca düşeyden biraz saptırılarak sıçrayan kısımların bitmiş kısma düşmemesi sağlanırsa oradan kolaylıkla uzaklaştırılabilir. Tabakalı uygulamayla, fazla kalınlıktan dolayı betonun akması veya düşmesi önlenir. Tavana veya duvara yapılacak uygulamada tabaka kalınlığının 20-30mm yi aşmaması tavsiye edilirken, döşemelerde bu kalınlık rahatlıkla 70mm olabilir. Alt tabaka yeterli katılaştıktan sonra, tamamen sertleşmesini beklemeden yeni tabaka püskürtülür. Bu bekleme, betonun türüne ve uygulama şartlarına bağlı ise de, yarım ile bir saat arasında değişir. Tamamen sertleşmiş tabakaya beton, ancak gerekli temizlikleri yapı, basınçlı hava su tutulduktan sonra püskürtülebilir. Yeni tabakanın püskürtülmesinden önce, şüpheli yerler kontrol edilerek iyi kaynaşmamış kısımlar uzaklaştırılmalı ve bütün yüzey nemlendirilmelidir. Kontrol ve uzaklaştırma sırasında çekiç, daha iyisi basınçlı hava ile çalışan yuvarlak uçlu aletler kullanmalı, taşçı kalemi gibi sivri aletleri kullanmaktan kaçınmalıdır.

21 21 Püskürtülen betonun bir kısmı püskürtme yerindeki sert yüzeye, donatıya veya daha evvel yapılan betona çarparak geri sıçrar. Bu geri sıçrayarak kullanılmaz hale gelen beton oranı püskürtme basıncı, çimento ve su miktarı, agreganın en büyük dane büyüklüğü, donatının miktar ve şekli ile püskürtme tabakasının kalınlığına bağlıdır. Bunlarda değişiklik yapılarak azaltılabilirse de, püskürtme yüzeyinin eğimi önemlidir. Genel olarak sıçrama oranı döşeme gibi yatay yüzeyler için %5-15, duvar gibi düşey yüzeyler için % iken, tavanlarda yapılan uygulamada bu oran %2550 arasında değişir. Sıçrama başlangıçta büyük olursa da, daha sonra ilk betonun yüzeye yapışmaya başlamasıyla azalır. Daha çok iri ve çimento hamuru ile sarılmamış malzeme geri sıçradığı için, yüzeyde kalan betonun çimento miktarı yüksektir. Bu, betonun dayanımını arttırırsa da, betonu büzülme çatlaklarına karşı hassas duruma getirir. Ayrıca, danelerin sıçraması sonucu betonda daha ince daneli agrega çoğalır, az da olsa elek eğrisi değişir. Geri sıçrayan çimento miktarı az olup 50kg/m3 civarında değişir. Tabancanın püskürtme yüzüne dik tutulmaması veya sallanması, karışım suyunun az olması sıçramayı arttırıcı yönde etkiler. Sıçrayan beton, ne yapışan betona katılmalı ve ne de püskürtme betonun hazırlanmasında kullanılan malzemeye karıştırılmalıdır. Kuru sistemde, karışımın homojen ve topaksız olmasına gözle dikkat edilmelidir. Islak sistemde ise çıkan beton plastikliği devamlı kontrol edilmeli ve en az günde bir defa plastiklik, sıkılık ve su-çimento oranı deneyle belirlenmelidir. Püskürtme betonun tabakalı uygulamasında, her bir tabaka çekiçle kontrol edilerek şüpheli yerlerdeki beton uzaklaştırılmalıdır. En az her 100m3 betonda bir defa püskürtülen betonun sıkılığı, suçimento oranı ve birleşimi normal betonda olduğu gibi kontrol edilmeli ve başlangıçta yapılan uygunluk kontrolünde bulunan değerlerden mevcut sapmalar düzeltilmelidir. Yapı veya deney levhaları üzerindeki sertleşmiş betondan uygun numuneler alınarak, beton kalitesi kontrol edilmelidir. Güçlendirme amaçlı olarak, kolon, kiriş veya duvarların genişletilmesinde kullanıldığı durumlarda kalıbın, sıçrayan kısmı tekrar içerde bırakmayacak şekilde hazırlanmış olmasına dikkat etmelidir. Genel olarak, dar delik veya oyukların püskürtme beton yerine, normal betonla doldurulması üzerinin püskürtme betonla kaplanması tavsiye edilir.