Malzeme Bilimi Ve Laboratuvarı KOROZYON. Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

Transkript

1 Malzeme Bilimi Ve Laboratuvarı KOROZYON Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi

2 Korozyon Tabiatta hemen hemen tamamı bileşik halde bulunan metallerin tabii hallerine dönüş çabasına korozyon denilebilir. Bir çok metal tabiatta cevher içerisinde tuz, oksit v.b. gibi mineral adı verilen kararlı bileşikler halinde bulunurlar. Bu bileşikten üretilen metal ve alaşımların tekrar kararlı halleri olan bileşik haline dönme eğilimleri vardır. Bu eğilimin sonucunda, metaller içinde bulundukları ortamın elementleri ile reaksiyona girerek önce iyon sonra da bileşik haline geçerler.

3 Korozyon Korozyon metallerin çevreleri ile girdikleri bir elektro kimyasal reaksiyon sonucu aşınmaya ve bozulmaya uğrayarak niteliklerini kaybetmesi olarak tanımlanabilinir. Çevrenin elektrokimyasal etkisi ile oluşan malzeme tahribi ve malzeme kaybı. Korozyon bir malzemenin yüzeyinin dıştan kimyasal etkiler veya elektrokimyasal yolla değişime uğraması olayıdır.

4 Korozyon Tipleri Dört ana başlıkta incelemek mümkündür. 1)Atmosferik korozyon 2)Elektrolitik korozyon 3)Klorid korozyonu 4)Temas korozyonu

5 Korozyon Tipleri Atmosferik Korozyon: Oksijen ve nemin birlikte donatıyı etkilediği durumlarda söz konusudur. Hava kirliliği ve meteorolojik koşullar bu reaksiyonun hızını etkiler.

6 Korozyon Tipleri Elektrolitik Korozyon: Ortamdaki elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu pil oluşumu bu tür korozyonun nedenidir. Korozyon önce noktasal olarak başlamasına rağmen sonradan sürekli hale dönüşür.

7 Korozyon Tipleri Klorid Korozyonu: Betondaki karbonatlaşma olayı sonucunda, alkali özelliğini yitirmiş, geçirgen betonarme elemanların yüzeyinden kapiler boşluk ve çatlaklardan donatıya ulaşan klor iyonlarının yol açtığı iki aşamalı ve sürekli bir korozyon tipidir. Betonarme yapılarda en tehlikeli korozyon tipi olarak nitelendirilir.

8 Korozyon Tipleri Temas Korozyonu: Elektriksel olarak temas halinde bulunan farklı elektro potansiyellere sahip metallerde görülen paslanma olayıdır.

9 Korozyon Oluşumu Metal atomları sulu ortamda elektron kaybederek, yani okside olarak iyon haline geçer ve eriğe karışır.bu reaksiyona anot reaksiyonu denir. Eriyik içine başka bir metal daldırılırsa bir tam hücre oluşur. Anot reaksiyonunda ortaya çıkan elektronların sarf edilerek birikmesini önleyen reaksiyona da katot reaksiyonu denir. Olayın sürekliliği için anot reaksiyonunun katot reaksiyonu ile tamamlanması gerekir. Bu korozyon pilinin sürekli çalışabilmesi, ancak anot ve katotun elektron akışını sağlayan bir iletkenle bağlanması ve elektrolitik bir ortam oluşturulması ile mümkündür.

10 Korozyon Mekanizması Akım devresi OH- iyonlarının anoda iletilmesi ile kapanmaktadır. Anot reaksiyonunda meydana gelen metal iyonu, bulunduğu sulu ortam içinde çözülür ve bir korozyon ürünü meydana getirir. Böylece anot olan metalde, bir malzeme kaybı, yani bir hasar oluşur. Anot bölgesinde demir iyon haline geçer. Demir iyonları alkali ortamda demir hidroksit halinde çökelir. Fe OH - Fe(OH) 2

11 Korozyon Hızını Etkileyen Faktörler Klorür iyonu etkisi Oksijen difüzyonu Çimento cinsi ve dozajı Su / çimento oranı Beton dökümü ve kürü Beton rutubeti Beton kalitesi Sülfat etkisi ile pas payının çatlaması, parçalanması Alkali slika reaksinonu etkisi Donma çözülme etkisi Islanma kuruma etkisi

12 Korozyon Hızını Etkileyen Faktörler Mekanik etki sonucu rötre çatlaklarının birleşmesi Pas payının yetersizliği, Betonun kalitesiz ve tuz içeren deniz kumundan yapılması, Granülometri dağılımının uygun olmaması Vibrasyon kullanımının yetersiz olması, Drenaj sistemlerinin bulunmaması veya mevcutların istenilen hizmeti görmemesi,

13 Çelik Donatının Korozyonu Beton içerisindeki gözenek ve çatlaklardan beton içine sızan rutubet, Dış ortamdaki korozif madde ve gazlar, Deniz kumu kullanımından veya denize yakınlıktan kaynaklanan tuz ve klor, Havadaki baca ve ekzos gazları, endüstriyel kirlilik, CO 2, kükürt ve nitrojen oksit, Karayollarında buzla mücadelede kullanılan tuzlar ve kaçınılmaz olan oksijenin korrozif etkisi, betonarme içindeki donatı ile dolaylı veya doğrudan reaksiyona girerek donatının korozyonuna neden olur

14 Çelik Donatının Korozyonu Betonarme donatının reaksiyona girmesi sonucunda donatıda korozyon oluşumu, Hacmindeki artış nedeniyle betonu sıkıştırarak patlatması, Pas payının deformasyonu ile çatlaklardan içeri giren rutubet ve korozif kimyasallar, demir donatının daha da hızla paslanmasına sebep olması, Zincirleme hızlanan etki/tepki ile donatı alanının daha da azalması.

15 Çelik Donatının Korozyonu Betonun içine sızan rutubet ve korrozif maddeler, özellikle ekzos gazları ve buzlanmaya karşı kullanılan tuzlar donatı çeliği paslanarak betonun çatlamasına, parçalanmasına neden olması, Donatı-Beton aderansının zamanla kaybolması Asım Çavuşoğlu Viyadüğü

16 Çelik Donatının Korozyonu Taşıyıcı elemanlarda donatı korozyonu sonucu oluşan aderans düşüklükleri nedeni ile zamanla yapının taşıma gücünün önemli ölçüde azalması.

17 Çelik Donatının Korozyonu Deniz suyu etkisine maruz kalan betonarme yapılar korozyon oluşması sonucunda donatının beton ile aderansının bozulması, donatının etriye ile bağlantısının kopması nedeni ile yapının servis ömrünü tamamlayamaması.

18 Çelik Donatının Korozyonu Elektrik direklerindeki donatıda korozyon oluşumu

19 Çelik Donatı Korozyonunun Meydana Getirdiği Sonuçlar Donatı-donatı aderansını kaybetmesi Donatının paslanarak hacim artışı sonucunda betonun patlaması Patlayan beton sonucunda etriyelerin işlevini yitirmesi donatının dağılması Betonarmedeki kesit azalması bunun sonucu olarak gerilme artışı Betonarmenin sünekliğinin azalması sonucu deprem yükleri etkisi altında dayanıksız hale gelmesi Betonun performansını kaybetmesi