BETON VE BETONARME YAPILARDA DURABİLİTE(KALICILIK)
MORTEZA NOROUZI
ATA TURK ÜNİVERSİTESİ Mühandislik Fakültesi İnşaat Mühandisliği Bölümü
Özet
Beton veya betonarme elemanların durabiliteleri(kalıcılık) zamanla bozulmalarına çeşitli iç veya dış etkenlere bağlıdır.bu etkenler fiziksel,kimyasal,biyolojik veya mekanik kökenli olabilir. Diş etkiler arasında sülfat etkisi,donma_çözülme,bazı asit ve tuz etkileri sayılabilir
İç etkiler arasında alkali_agrega reaksiyonu, agrega ve çimento harcının termal özellikleri arasnıdaki farkılıklar gibi etkileri sayılabilir .
GRİŞ
Betonun bozulması çoğunlukla tek bir nedene bağlanmaz.bir kaç etkinin bir arada veya peş peş (sürekli) olması sunuçu beton veya betonarme
Elemanların kısa sürelerde buzulduklarını görmek mümkündür.
Betonun iç ve diş etkenlerle bozulması iki ana faktör vardır.
1-FİZİKSEL VE MEKANİK ETKENLER
2– KİMYASAL VE BİYOLOJİK ETKENLER
FİZİKSEL ETKENLER:
Aşırı yükleme
darbe etkisi
boy ve hakim değişimi
ıslanma,kuruma
Donma,çözülme
Buz çözücü tuzlar
Yüksek sıcaklıklar
Yangın
sıcaklık farkları
KİMYAASL VE BİYOLOJİK ETKENLER
karbonatlaşma
asitlerin çimeto bileşenleri ile reaksiyonu
sülfat etkisi
alkali silikat reaksiyonu
CaO,MgO hidratasyonu
biyolojik oluşumlar
....
Bu kimyasal ve fiziksel etkenler beton ve betonarme elemanlarda,çatlama
Dökülme,kapak Atma,deformasyon vb sebeb olur,ve sonra betonun gözenekleri,boşlukları,geçirimliği artar,ve sonunda betonun bozulma sürecinin hızlandırır.konu fzala olduğu için sadace beton boşluklu ve geçirimliğinden konuşacağız.
BETONUN BOŞLUKLU YAPISI VE GEÇİRİMLİĞİ
Betonarme yapılarda su ve beton büniyesindeki boşluklar ıle çatlaklar içindeki taşınım çok önemlidi.taşınım boyutu,hızı ve etkisi büyük ölçüde beton bünyesindeki boşluk ve çatlakların çapı ve dağılımına ayrıca beton yüzeyindeki mikroiklime bağlıdır.beton içindeki boşluklar agrega ve çimento hamurunda olmak üzere üç yere,micro-kapiler ve makro olarak gruplandırabilir.
Çimento hamuru ve betondaki çatlak ve boşlukların nedeni:
beton teknolojisi kurallarına uyulmaması
yetersiz sıkıştırma
yetersiz kür
kimyasal reaksiyona girmeyen fazlar
suyun terlemesı, ve buharlaşması
Çimento hamurundaki ve Betondaki boşluklar micro , kapiler , ve makro olarak gruplandırılabilir.kalıcılığı büyük ölçüde etkileyenler kapiler ve makro boyutta olanlardır.
Boşluk çapı ve dağılımları(durabilite kitabı)
MICRO BOŞLUKLAR(jel boşlukları):
çimentonun içindeki,karma oksitler(C3S),ve ya kalsiyum silikat hidrateler(CSH),ve kalsiyum alüminat(CAH) Suynan reaksiyona girince topluca jel adı verilir.jelin kendi içinde de çok küçük gözenekler vardır,yaklaşık su molekülü boyutlarında olan bu boşluklar jel boşlukları adı verilirve jelin yaklaşık %28’ini oluşturur.
KAPİLER BOŞLUKLARI:
Çimento hamurunda serbest kireç (ca(oH)2)),alkaliler(Na2O),bazi önemsiz bileşenler,hidrate olmamış çimento ve taze hamurun içindeki suyun bıraktığı gözenekler vardır. Bu boşluklara kapiler boşluku adı verilir.
Hava ve sıkıştırma boşluklarıda betonu yerleştiren zaman meydana gelir.
Boşluk çapı ve dağılımları şematik olarak bu şekilde gösterilmektedir.
Jel ve kapiler böşlükları(durabilite kitabı)
Jel boşlukları çimento harcının %28 (10-20 A' çap-su mölekülü boyutu)TEHLİKESİZ
Kapiler boşlukları çimemto harcının %40--%0 (AG şeklinde d-1,3mıcro:permabilite
donma çözülme)TEHLİKELİ
ÇiMENTO HARCI iÇ YAPISI
LİF
hekzegonalkristal yapısı
durabilite kitabı
DONMA ÇÖZÜLME
TAZE BETON: SERTLEŞMİŞ BETON:
HİDRATASYONUN BOŞLUK SUYUNUN DONMASI
YAVAŞLAMASI veya
TAMAMEN DURMASI (<-12°C) GENLEŞME(%9)
BUZUN GENLEŞME ETKİSİYLE
BOŞLUKLARIN AÇILMASI PARAZİT GERİLMELER
BUZUN ÇÖZÜLMESİYLE ÇATLAK
HİDRATASYONUN YENİDEN
BAŞLAMASI
ÇOK BOŞLUKLU YAPI, PARÇALANMA-HASAR
MEKANİK ÖZELLİKLERDE ve
DAYANIKLILIKTA DÜŞME
BETONUN YENİDEN
KARIŞTIRILMASI ve
SIKIŞTIRILMASI ŞART
BETONUN DONMA-ÇÖZÜLME DAYANIKLILIĞINI ETKİLEYEN EN ÖNEMLİ ÜÇ FAKTÖR:
-BETONUN BOŞLUK YAPISI
-BETONUN SUYA DOYGUNLUK DERECESİ (KRİTİK DOYGUNLUK)
-DONMADAN ÖNCE YETERLİ BASINÇ DAYANIMA
ULAŞILMASI (ÖNERİLEN 50-140 kgf/cm2)
-ÇOK BOŞLUKLU
(BAL PETEĞİ GÖRÜNÜMLÜ) ZARAR GÖRMEZ!
-ÇOK AZ BOŞLUKLU
-KURU BETONLAR
(durabilite kitabı)
SÜLFAT ETKİSİ
TOPRAKTAN
ÇİMENTODAN (KATILAN ALÇITAŞI, 3 AZ OLMALI)
DENİZ SUYU
YERALTI SUYU
SÜLFAT ETKİSİ - REAKSİYONLAR
(SO3-,NA2SO4,MgSO4)+Ca(OH)2+H2O ............CASO4.2H2O (hacim artışı)
SÜLFAT ETKİSİNİN BELİRTİLERİ
-BEYAZ LEKELER
-KÖŞE ve KENARLARDA BAŞLAYAN ÇATLAKLAR
-PULLANMA - DÖKÜLME
-UFALANMA - YUMUŞAMA
SÜLFAT ETKiSiNDE KALMIŞ ÖRNEKLERiN BOZULMASI
BİYOLOJİK ETKİLENME
- BAZI BİTKİLER, AĞAÇ KÖKLERİ
- BAZI TÜR DENİZ YOSUNLARI,
MİKROORGANİZMALAR
- BİYOLOJİK, KİMYASAL OLUŞUMLAR
ASİT ETKİSİ
BETON YÜZEYİNDEN İTİBAREN
TABAKA TABAKA BOZULMA
YÜKSEK SICAKLIKLAR
1-2 SAAT Max.250ºC’ye KADAR FAZLA SORUN YOK !
100~150ºC KILCAL BOŞLUKLARDAKİ SUYUN
BUHARLASMASI
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
BETONDA SICAKLIĞA BAĞLI DAYANIM KAYBIVE RENKİ DEĞİŞİMİ(durabilite kitabı)
KAYNAKLAR
1-ACI 201.2R-92(1997).Guide to Durable Conceret.Manual of Concrete Practice, America Concrete Institute, Detroit
2-Garbozci, E. J., (1990). Permeability, diffusivity and microstructural parameters: a critical review, Cement and Concrete Research, 20, 591-601
3-BETON VE BETONARME YAPILARDA DURABİLİTE(KALICILIK)
Prof.Dr.Bülent BARADAN Doç.Dr.Halit YAZICI yad.doç.Dr.Hayri ÜN Eylül 2010
4-Baradan B.(2000). Yapı Malzemesi II.Dokuz Eylül Üniversitesi Mühandislik Fakültesi Yayınlar .No 226.
Dostları ilə paylaş: |