İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II BETONARME YAPILARDA KALICILIK (DURABİLİTE)

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II BETONARME YAPILARDA KALICILIK (DURABİLİTE)

2 KAYNAK KİTAP:

3 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

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

5 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

6 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

7 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

8 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Ca(OH) 2

9 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Etrenjit

10 ÇİMENTO HARCI İÇ YAPISI Etrenjit

11 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~1.3 ; ; PERMEABİLİTE, DONMA ÇÖZÜNME NME) TEHLİKEL KELİ

12 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!

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

14 ÇATLAK OLUŞUMLARI UMLARI ve TİPLERT PLERİ K Eğilme çatlakları F Bağıl rötre çatlağı O O E C Soğuk derz Soğuk derz N O O Bağıl rötre çatlağı O C C K I B B A I A I Kesme çatlağı Aderans çatlağı J Eğilme çatlağı G H H G G C I Zamanında yapılmayan etkisiz derzler I I D L M N Pas lekeleri D

15 PLASTİK K OTURMA ÇATLAKLARI Donatı Çatlaklar Su & Çimento harcı İri agrega Oturma Öncesi Oturma Sonrası Başlıca sebepleri: Kötü gradasyon, çok fazla karışım suyu, Yetersiz sıkıştırma,

16 PLASTİK K OTURMA ÇATLAKLARI

17 PLASTİK K OTURMA ÇATLAKLARI Çatlaklar Etriyeler a) Derin kiriş Etriyeler Çatlaklar b) Kolon

18 PLASTİK K BÜZÜLME B ÇATLAKLARI Buharlaşma Terleme NEDENİ: BUHARLAŞMA HIZI > TERLEME HIZI ÜST YÜZEYLERİN KURUMASI

19 PLASTİK K OTURMA ÇATLAKLARI

20 PLASTİK K OTURMA ÇATLAKLARI

21 YÜKLEME ÇATLAKLARI SAF EĞİE ĞİLME SAF ÇEKME

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

23 YÜKLEME ÇATLAKLARI MESNET ÇÖKMES KMESİ Mesnet Çökmesi Çatlaklar

24 BETONUN İÇ VE DIŞ ETKENLERLE BOZULMASI FİZİKSEL ve MEKANİK ETKENLER DONMA-ÇÖ ÇÖZÜLME DENİZ Z SUYU ETKİSİ EROZYON, YÜZEYSEL Y AŞINMA, OYULMA (Trafik, Dalga, kazıma, vb.) YÜKSEK SICAKLIKLAR KİMYASAL ve BİYOLOJB YOLOJİK ETKENLER (Beton Bileşimi imi Hava, Su, Zemin) ASİTLER TLERİN, AMONYUM ve MAGNEZYUM TUZLARI ve SAF SUYUN SERTLEŞMİŞ ÇİMENTO İLE REAKSİYONU BETONA SÜLFAT S SALDIRISI GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU UMU (DEF) TOMASİT T OLUŞUMU UMU ALKALİ-SİLİKA REAKSİYONU (ASR) ALKALİ-KARBONAT KARBONAT REAKSİYONU KARBONATLAŞMA DONATI KOROZYONU vb.

25 BETONUN İÇ VE DIŞ ETKENLERLE BOZULMASI FİZİKSEL ve MEKANİK ETKENLER

26 UŞAK-EŞME DONMA - ÇÖZÜLME

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

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

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

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

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

32 DONMA ÇÖZÜLMEDE ÖNLEMLER - HAVALI BETON ÜRETMEK HAVA SÜRÜKLEYİCİ KATKI MADDELERİ (SODYUM ABİETAT, LİNYO SÜLFONAT, HAYVANSAL-BİTKİSEL YAĞLAR, SENTETİK DETERJANLAR) HAVA KABARCIKLARI ÇAP 1 M 3 BETONDA 3 10HACMİN 9 ~ 7 10YAKLAŞIK 9 %2-9

33 XF1 Suya orta derecede doygun (düşey beton yüzeyleri) y XF1 XF2 XF3 XF4 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN 206 EN BÜYÜK B K S/C EN AZ DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m 3 HAVA (%) DİĞER DONMA ÇÖZÜLME ETKİSİ XF C30/ XF C25/ XF XF C30/37 C30/ DONMA-ÇÖZÜLMEYE DAYANIKLI AGREGA Suya orta derecede doygun, buz çözücü maddeler var (düşey beton yüzeyleri) y Suya yüksek y derecede doygun (yatay beton yüzeyleri) y Suya yüksek y derecede doygun, buz çözücü maddeler var (köpr prü tabliyesi, vb.)

34 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

35 YÜKSEK SICAKLIKLAR

36 YÜKSEK SICAKLIKLAR 1-2 SAAT Max.250ºC ye KADAR FAZLA SORUN YOK! 100~150ºC KILCAL BOŞLUKLARDAKİ 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 %33 BÜZÜLME CaO + H 2 O Ca(OH) 2 dönüşümü % 44 GENLEŞME 400~600ºC CSH YAPISININ TAHRİBİ -GRİ-BEYAZ RENK DAYANIMDA %80 AZALMA

37 YÜKSEK SICAKLIKLAR Kalan dayanım (%) Çakıl Kireçtaşı 20 Renk Değişimleri Pembe veya kırmızımsı Gri Kül Sıcaklık ( C)

38 KÜTLE KAYBINA YOL AÇAN A AN FİZİKSEL F ETKİLER KURU ABRESİF SÜRTS F RTÜNME AŞINMAA ETKİSİ (ARAÇ ve YAYA TRAFİĞİ İĞİ, İŞ MAKİNELER NELERİNİN N PALETLERİ, AĞIR CİSİMLERC MLERİN SÜREKLENMESİ) EROZYON İÇİNDE ASKI HALİNDE YÜZER Y MADDELERİN N BULUNDUĞU SIVILARIN BETON YÜZEYY ZEYİNİ ÇİZEREK AŞINDIRMASIA ZAMANLA ARTAN KÜTLE K KAYBI ÇİVİLİ LASTİKLER KLERİN SÜRTÜNME ETKİSİYLE OLUŞAN BETON YÜZEYY ZEYİ

39 OYULMA (KAVİTASYON) SUYUN HIZLA AKTIĞI SU YAPILARINDA SUYUN BASINCINDA ANİ DÜŞMELER, OLUŞAN HAVA KABARCIKLARININ YOĞUNLAŞARAK YÜZEYE HIZLA ÇARPMASI KÜTLE KAYBI BİR R BARAJ DOLUSAVAĞINDA OYULMA HASARI

40 AŞINMA (TS EN 206) XM1 XM2 XM3 EN BÜYÜK B K S/C EN AZ DAYANIM C30/37 C30/37 C35/45 EN AZ DOZAJ kg/m 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

41 AŞINMAYA KARŞI I ALINACAK ÖNLEMLER C30 ve üzerindeki beton sınıfının s n kullanımı durumunda C40 ve üzeri), (çok şiddetli etki Taze betonda segregasyon ve terlemenin önlenmesi, Düşük k su/çimento oranı ve aşıa şınmaya dayanıkl klı agrega kullanımı, Zamanında nda ve düzgd zgün n perdahlama işlemi, i Eksiksiz ve zamanında nda kür, k Yüzey bölgesinde b aşıa şınmaya dayanıkl klı özel agrega (kuvars, korundum vb.) veya çelik lif kullanımı, Özel beton üretimi (Polimer emdirilmiş beton veya vakumlu beton)

42 BETONUN İÇ VE DIŞ ETKENLERLE BOZULMASI KİMYASAL ve BİYOLOJB YOLOJİK ETKENLER

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

44 SÜLFAT ETKİSİ SÜLFAT KAYNAKLARI: 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

45 SÜLFAT ETKİSİ - REAKSİYONLAR SO 3 İYONLARININ Ca(OH) 2 İLE REAKSİYONLARI 200 ppm DEĞER ERİNDEN İTİBAREN TEHLİKEL KELİ SO 3 - SO Na 2 SO 4 MgSO 4 ALÇITA ITAŞI Ca(OH) 2 H 2 O Hidrate C 3 A Alçıtaşı CaSO 4.2H 2 O (Hacim artışı ETRENJİT T (Hacim artışı ışı) MgSO 4 (Deniz Suyu) CSH ALÇI

46 SÜLFAT ETKİSİNDE KALMIŞ ÖRNEKLERİN N BOZULMASI HASARSIZ ÖRNEK HASARLI ÖRNEK

47 SÜLFAT ETKİSİNDE KALMIŞ SU KANALI

48 SÜLFAT ETKİSİNDE BIRAKILMIŞ ÖRNEKLER

49 BELİRT RTİLER SÜLFAT ETKİSİNDE KÖPRÜ AYAĞI * BEYAZ LEKELER * KÖŞE K E ve KENARLARDA BAŞLAYAN ÇATLAKLAR * PULLANMA - DÖKÜLME * UFALANMA - YUMUŞAMA

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

51 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 XA1 XA2 XA C30/ C30/ C35/ SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO XA1 XA2 XA3 Düşük k derecede agresif kimyasal etki Orta derecede agresif kimyasal etki veya deniz suyuna maruz İleri derecede agresif kimyasal etki

52 DEF (GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU) UMU) YÜKSEK SO 3 İÇERİĞİ (%2 55 ) DÜŞÜK K SO 3 ERİYEB YEBİLİRLİĞİ YÜKSEK KÜR K R SICAKLIĞI I (90 C) HİDRATASYONUN İLK DAKİKALARINDAK KALARINDAKİ ETRENJİT T OLUŞUMUNUN UMUNUN ENGELLENMESİ AÇIK HAVADA SÜREKLS REKLİ ISLANMA-KURUMA SERTLEŞMİŞ BETONDA ETRENJİT T OLUŞUMU UMU GENLEŞME PREFABRİK ÜRETİMİNDE AŞIRI SICAK HAVALARDA KÜTLE BETONLARINDA ÇATLAKLAR

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

54 DEF (GECİKM KMİŞ ETRENJİT T OLUŞUMU) UMU)

55 TOMASİT T SALDIRISI (TSA) Özellikle İskandinav ülkeleri, İngiltere ve Kuzey Amerika da köprü ve tünel yapılarında C-S-H + C-S-A-H + CaCO 3 T OM A S İ T -İç veya dış sülfat kaynağı -İç veya dış karbonat kaynağı (Öğütülmüş Kalker İçeren Çimentolar) -Su -CSH -Düşük sıcaklık (<15 o C) (CaSiO 3.CaCO 3.CaSO 4.15H 2 O) CSH yapısının bozulması Betonda yumuşama

56 29 yıllık eski köprü ayağı Yüksek aluminalı harç çubuğu örneği (9 ay su içinde) Düşük alüminalı harç çubuğu örneği (36 ay su içinde)

57 TOMASİT T FERENC PUSKAS STADI

58 TOMASİT T FERENC PUSKAS STADI

59 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 T HCl HİDROFLORİK K ASİT H 2 SO 4 H 2 SO 4

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

61 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 XA1 XA2 XA C30/ C30/ C35/ SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO XA1 XA2 XA3 Düşük k derecede agresif kimyasal etki Orta derecede agresif kimyasal etki veya deniz suyuna maruz İleri derecede agresif kimyasal etki

62 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 H 2 S + 2O 2 Aeorobik Bakteri H 2 SO

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

64 ASİT T ETKİSİ YENİ VE HENÜZ BOZULMAMIŞ ASİT ETKİSİNE MARUZ KALMIŞ

65 ÇİÇEKLENME Betonarme Kolon Tuğla Duvar Sıva Buharlaşma Tuz birikimi Çiçeklenme Zemin Y.A.S.S. Tuğla veya harçtaki çözünebilir tuzların nemli ortamda çözünmesi Oluşan çözeltinin kapiler boşluklardaki hareketi Kapiler yolla suyun yükselmesi Zemin Y.A.S.S. Suya doygun beton ÖNLEM: Yapının zeminden su emmesi engellenmeli, temiz ve yıkanmış agrega kullanımı, geçirimsiz beton üretimi, uygun çimento kullanımı, puzolanik katkı kullanımı, nem önleyici katkı maddeleri kullanımı vb.

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

67 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!

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

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

70 ASR NEDENİYLE ÇATLAYAN ELEKTRİK K DİREKLERD REKLERİ-BERGAMA

71 HARÇ ÇUBUĞU U DENEYLERİ

72 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.)

73 DENİZ Z SUYU ETKİSİ FİZİKSEL Aşındırma (Dalgaların n ve suda yüzen y parçac acıkların) Islanma-kuruma Donma-çö çözülme KİMYASAL Donatı Korozyonu (klorürler) rler) Sülfat (Mg 2 SO 4 ) Magnezyum İyonları Karbonik Asit Bozuk yüzey Açığa çıkmış agrega EN ÇOK ZARAR ISLANMA-KURUMA BÖLGELERB LGELERİNDE

74 DENİZ Z SUYU ETKİSİ

75 DENİZ Z SUYU ETKİSİ

76 DENİZ Z SUYU ETKİSİ KONAK-GÜZELYALI SAHİL BULVARI

77 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN 206 KLORÜRLERDEN RLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYON DENİZ Z SUYU EN BÜYÜK B S/C EN KÜÇÜK ÜÇÜK DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m 3 XS C30/ XS C35/ XS C35/ XS1 XS2 XS3 Deniz suyu ile direkt temas yok (sahile yakın n yapılar) Denizin altında (deniz yapılar larının n belli kısımlark mları) Gelgit, dalga ve serpintiye maruz (deniz yapılar larının n belli kısımları)

78 FİZİKSEL KORUMA BETONUN ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUMASI KALİTEL TELİ GEÇİRİMS MSİZ Z BETON, İÇİNE GÖMÜLÜG ÇELİĞİ KOROZYONDAN KORUR: ZARARLI MADDELERİN, SUYUN KOLAYCA ÇELİĞE E ULAŞMASININ ENGELLENMESİ (BETONUN GEÇİRİMS MSİZLİĞİNE ve PAS PAYI TABAKASI KALINLIĞINA INA BAĞLI) Beton yüzeyi Donatı Çubuğu KİMYASAL KORUMA BETONUN ÇELİĞE E YÜKSEK Y DERECEDEN ALKALİ BİR R ORTAM SUNMASI (ph( ) (PASSİVİZASYON) ph 12.5 MİKROSKOBİK OKSİT TABAKASI (PASİF TABAKA) DONATININ PASLANMASI MÜMKÜN DEĞİL (PASİF TABAKANIN STABİL KALMASI DURUMUNDA)

79 BETONDA YÜKSEK Y 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 Beton Üretimi Alkali koruyucu etkinin başlangıcı Karbonatlaşmanın başlangıcı Zaman 4 5 Alkali koruyucu etkinin sonu Donatının elektrolitik korozyonunun başlangıcı

80 KARBONATLAŞMA Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 +H 2 O Ca(OH) 2 CO 2 ph 12.6 ph 8.3 ph< ise PASLANMA!! (ORTAMDA O 2 ve SU MEVCUTSA) KARBONATLAŞMA HIZI; BETONUN BOŞLUK YAPISINI ETKİLEYEN TÜM T M FAKTÖRLER (S/Ç ORANI, KÜR, K DOZAJ vb.) PAS PAYININ KALINLIĞI I ve KALİTES TESİ (GEÇİRİMS MSİZLİK) HAVA NEMİ (%50-60 maks.. HIZ) CO 2 YÜZDESİ (N. H. % 0.03, B. ŞEHİR R % 0.3) ÇİMENTO KİMYASAL K YAPISI (ALKALİ İÇERİĞİ, CaO İÇERİĞİ) SICAKLIK vb., FAKTÖRLERE BAĞLIDIR

81 KARBONATLAŞMA CEPHESİNİN N TESPİTİ PHENOLPTHALEİN N (%0.1 ) THYMOLPTHALEİN N (%0.1 ) ph > 8.3 PEMBE, KIRMIZI RENK ph > 9.3 MAVİ,, MOR RENK İngiltere de açıkta a bırakb rakılan (yağmurdan korunmuş) ) beton elemanların n 30 yıl y l sonunda karbonatlaşma derinlikleri 28 günlük basınç dayanımı (MPa) Karbonatlaşma Derinliği (mm) ÖNLEM: MÜMKÜNSE KARBONATLAŞMIŞ BETON UZAKLAŞTIRILMALI BU BÖLGE TAMİR HARÇLARIYLA YENİLENMELİ ve GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI

82 KARBONATLAŞMI MIŞ BETONDA BETON TABANCASI DENEYİ KARBONATLAŞMIŞ BETON BETON YÜZEYİNDE SERTLEŞME BETON TABANCASI (ÇEKİCİ) DENEYİNDE ÇOK BÜYÜK YANILGILAR!!! ÖRNEK ÇALIŞMA: BETON YAŞI 25 YILLIK ve 50 GÜNLÜK OLAN İKİ YAPIDA BETON TABANCASI + KAROT DENEYİ UYGULANMIŞ BETON YAŞI 25 YIL BETON YAŞI 50 GÜN BETON TABANCASI İLE fck = 16.9 MPa!! KAROT İLE fck = 4.8 MPa BETON TABANCASI İLE fck = 25.1 MPa KAROT İLE fck = 18.0 MPa

83 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN206 EN BÜYÜK S/C EN KÜÇÜK DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m 3 KOROZYON veya ZARAR RİSKİ YOK XO ---- C12/ KARBONATLAŞMADAN KAYNAKLANAN KOROZYON XC1 XC2 XC3 XC C20/ C25/ C30/ C30/ XO XC1 XC2 XC3 XC4 Çok kuru (Hava nemi çok düşük, d bina içi i i betonlar) Kuru (Hava nemi düşük, d bina içi i i betonlar) Islak, nadiren kuru (Su tutucu yapı bölümleri, temeller) Orta derecede nem ( yağmurdan korunmuş dış/iç eleman) Tekrarlı ıslanma-kuruma (su temasına açık a k yüzeyler) y

84 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU ASLINA DÖNME D OLAYI - ATMOSFERİK K KOROZYON - ELEKTROLİTİK K KOROZYON - KLORÜR R KOROZYONU - TEMAS KOROZYONU ATMOSFERİK Fe + ½OK 2 KOROZYON Fe(OH) +H 2 O FeO 2 + Fe (OH) 2 H 2 O Temiz atmosfer koşullar ullarında Zararlı Kirli Atmosferik Koşullarda PAS TABAKASI TEL FIRÇA İLE SÖKÜLEMS LEMİYORSA ZARARSIZ PAS KOROZYON HIZI (HAVA NEMİNE BAĞLI) m/ 1000 m/yıl m/ m/yıl PUL PUL DÖKÜLME; D ÇAP ÖLÇÜMÜ, ÇEKME DENEYİ ve TEMİZLEME ŞART

85 ELEKTROLİTİK K KOROZYON Beton boşluk suyu (elektrolit) Fe + 2 2e - O 2 H 2 O 2(OH ½O 2 ) - Anodik işlem Fe +2 Çelik Katodik işlem Paspayından oksijen difüzyonu ANOT REAKSİYONU Fe +2 + Fe 2e - KATOT REAKSİYONU H 2 O +1/2O 2 + 2(OH) 2e - - Fe 2(OH) - Fe(OH) Fe(OH) H 2 O+ 1/2O 2 Fe(OH)

86 KLORÜR R 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 KLORÜRLER RLERİN N BETON İÇİNE TAŞINIMI

87 KLORÜR R KOROZYONU Pasif tabaka ( 50 m) ph>12.5 Cl - Cl Cl - - H 2 O Elektrolitik ortam 3e - (OH) - Cl - Fe +3 ph 5 Fe Katot Çelik Fe Cl - Elektrolitik FeCl 3 Anot FeCl 3 + 3(OH) - Elektrolitik Fe(OH) 3 + 3Cl - KLORÜR İYONLARI SÜREKLS REKLİ YENİLENMEKTE, BÖYLECE REAKSİYON SÜREKLS REKLİLİK K KAZANIYOR

88 REAKSİYON ÜRÜNLERİ Donatı Çatlama Fe FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 Fe(OH) 4 Fe(OH) 3Fe(OH)3. 3H 2 O Donatı Kapak atma Hacim (cm 3 ) KOROZYON ÜRÜNLERİ 6 6 KAT HACİM ARTIŞI Paspayının tabaka halinde ayrışması OLUŞAN GENLEŞME NEDENİYLE BETONDA HASAR

89 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU

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

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

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

93 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU

94 ÇELİK K DONATININ KOROZYONU

95 ÇEVRESEL ETKİ SINIFI- TS EN206 KLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYON DENİZ SUYU DIŞINDAKİ KLORÜR EN BÜYÜK S/C EN KÜÇÜK DAYANIM EN AZ DOZAJ kg/m 3 XD C30/ XD C30/ XD C35/ XD1 XD2 XD3 Islak, nadiren kuru (klorür r içeren i su sıçramass raması) Orta derecede rutubet (yüzme havuzu, endüstriyel su) Tekrarlı ıslanma-kuruma (köpr prü,, yer kaplaması,, otopark)

96 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 PROJEDE GÖSTERİLECEK PAS PAYI Cnom PAS PAYINI ARTTIR ör: 100 YIL İÇİN 10 mm İLAVE Cnom = Cmin + c ÇİMENTO DOZAJI vb. FAKTÖRLER GÖZDEN GEÇİRİLMELİ c PROJE TOLERANSLARI, KALİTE KONTROL SİSTEMİ vb. BAĞLI PAY (GENELDE 5 mm ALINIR)

97 I 25 II ---- III ---- IV ---- V ---- EN BÜYÜK B K S/C 0.65 B. DAYANIMI (MPa( MPa) EN AZ DOZAJ kg/m PAS PAYI- BS I Yüzeyi havadan yıpraty pratıcı etkilerden korunmuş II Aşırı yağmurdan, donmadan korunmuş, yoğuşma III Aşırı yağmura, ıslanma-kurumaya maruz IV Deniz suyu, buz çözücü tuzlar, donma-çö çözülme V Asidik (ph( ph 4.5) suya, aşıa şınmaya, erozyona maruz

98 BETONARME Cmin (mm) ÖN GERİLMELİ BETON Cmin (mm) PASPAYI - EN RİSK YOK XO KARBONATLAŞMADAN KAYNAKLANAN KOROZYON KLORÜRLERDEN KAYNAKLANAN KOROZYON DENİZ SUYUNDAN KAYNAKLANAN KOROZYON XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XD2/XD3 XS1/XS2/XS XO Çok kuru (Hava nemi çok düşük, d bina içi i i betonlar) XC1 Kuru (Hava nemi düşük, d bina içi i i betonlar) XC2 Islak, nadiren kuru (Su tutucu yapı bölümleri, temeller) XC3 Orta derecede nem ( yağmurdan korunmuş dış/iç eleman) XC4 Tekrarlı ıslanma-kuruma (su temasına açık a k yüzeyler) y XD1 Islak, nadiren kuru (klorür r içeren i su sıçramass raması) XD2 Orta derecede rutubet (yüzme havuzu, endüstriyel su) XD3 Tekrarlı ıslanma-kuruma (köpr prü,, yer kaplaması,, otopark) XS3 XS1 Deniz suyu ile direkt temas yok (sahile yakın n yapılar) XS2 Denizin altında (deniz yapılar larının n belli kısımlark mları) Gelgit, dalga ve serpintiye maruz (deniz yapılar larının n belli kısımlark mları)

99 PAS PAYI- TS500 (2000) ZEMİNLE DOĞRUDAN İLİŞKİDE OLAN ELEMANLARDA HAVA KOŞULLARINA AÇIK A KOLON ve KİRİŞK İŞLERDE YAPI İÇİNDE HAVA KOŞULLARINA AÇIK A OLMAYAN KOLON ve KİRİŞK İŞLERDE PERDE DUVAR ve DÖŞEMELERDED KABUK ve KATLANMIŞ PLAKLARDA GEREKLİ EN AZ BETON ÖRTÜSÜ 50 mm 25 mm 20 mm 15 mm 15 mm

100 PAS PAYI KALINLIĞIN YANISIRA PASPAYI TABAKASININ KALİTES TESİ (GEÇİRİMS MSİZLİĞİ) ÇOK ÖNEMLİ!!!!

101 HAFİF ETKİ GENEL ÖNLEMLER 1) GEÇİRİMS MSİZ Z BETON ÜRETMEK - Doğru beton sınıfının s n seçimi (C30 ve üstü) - Düzgün n Granülometri - İyi SıkışS ışma - Düşük k S/C Oranı - İyi KürK - Kaliteli ve yeterli kalınl nlıkta pas payı - Çatlaksız z yapı oluşturmak - Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular) - Su geçirimsizlik Katkısı - Puzolanlarla serbest kireci bağlamak

102 GENEL ÖNLEMLER - Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular) H 2 O H 2 O H 2 O izolasyon Korunmuş donatı YANLIŞ DOĞRU KISMEN DOĞRU H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O YANLIŞ DOĞRU

103 GENEL ÖNLEMLER - Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular) BORU KOLON YAĞMUR SUYU BİRİKİMİ (Cl İYONLARI) YANLIŞ YANLIŞ

104 GENEL ÖNLEMLER - Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular) YANLIŞ YANLIŞ DOĞRU DOĞRU DOĞRU

105 GENEL ÖNLEMLER - YANLIŞ Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular)

106 GENEL ÖNLEMLER - YANLIŞ Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular)

107 GENEL ÖNLEMLER - DOĞRU Yapısal Dizayn (Derzler, köşeler, k su tutucular)

108 GENEL ÖNLEMLER ORTA ŞİDDETTE ETKİ 2) (1) + ÖZEL TİP T ÇİMENTO KULLANMAK - PÇ,, EYÇ - CÇ veya DÜŞÜK D K HİDRATASYONLU H ÇİMENTO - TÇ - SDÇ - SÜPERSÜLFAT ÇİMENTOSU - ALÜMİNL NLİ ÇİMENTO SIRALAMA DİĞER ETKENLERİN AYNI KALMASI KOŞULU İLE GEÇERLİ KÜR SÜRESİ ÇOK ÖNEMLİ

109 KATKILI ÇİMENTOLAR DOĞAL PUZOLANLAR CURUF UÇUCU KÜL Vb. YAVAŞ HİDRATASYON Kür olayı Portland çimentosuna kıyasla daha önemli Permeabilite Kötü kür Portland Çimentosu 0 Katkılı Çimento İyi kür Yüksek Katkı Oranı

110 GENEL ÖNLEMLER ŞİDDETLİ ETKİ 3) (2) + DIŞ YÜZEYLERİN N YALITIMI