Farklı türdeki pek çok yapıda kullanılan beton, fiziksel ve kimyasal etkilere maruz kalarak yıpranabilir ve betonda hasar etkenleri oluşabilir. Doğa şartları, çevresel etkiler ve beton içerisindeki alkali reaksiyonları gibi nedenler hasara yol açmaktadır.
Betonda meydana gelecek hasar etkenleri fiziksel, kimyasal ve betonarme çeliği korozyonu başlıkları altında açıklanacaktır. Ayrıca beton yüzey kusurları konu başlıkları altında; Peteklenme (honeycombing), Böcek yuvası tipi boşluklar (bug holes), Kumlu görünüm (sand streaking), Kalıp izleri yansıması (form offset), Kılcal çatlak ağı (crazing), Harç kaybı (grout loss), Yüzeyde pullanma (scaling), Beton Yüzeyinde Dökülme (Spalling), Tabakalaşma (Delamination), Çiçeklenme (Efflorasence) ve Çatlaklar izah edilecektir.
Betonda Hasar Etkenleri
Fiziksel Etkenler
Sıvı ve su buharı Geçirimliliği
- Düşük karbonatlı suların bazı beton elemanlarını çözmesi ve betonun kütlesinden uzaklaştırması, betonun yıkanmasıdır.
- Hidrate çimento bileşenlerin agresif sıvılar tarafından betonu çözmesidir. Reaksiyon ürünleri suda çözünmeyen yeni bir yapı oluştururlar veya yıkanarak uzaklaştırılır. Asitlerin Mg+2 iyonu içeren suların meydana getirdiği hasar bu tür reaksiyonlar için örnektir.
- Beton boşluklarında eriyikliği düşük tuzların kristalleşmesi sonucu yapıyı katı fazda genişletmesi ve patlatmasıdır.
Donma Çözülme ile Betonda Hasar Etkenleri
Beton içerisinde bulunan boşlukların su alması ve donma etkisi ile hasar görmesidir. Betonda donma öncelikle büyük boşluklarda meydana gelir. Daha küçük boşluklarda suyun donabilmesi için suyun donma derecesinin eksi yönde artması gerekir. İri boşluklardaki suyun donması olayı küçük boşluklara doğru ilerler ve en sonunda kılcal boşluklardaki suyun donması ile sonuçlanır.
Dona karşı betonun dayanımının yüksek olması için çimento hamuru ve agreganın da dayanıklı olması gerekir. Çimento hamurunda dona dayanıklılığın, su – çimento oranına ve beton içine sürüklenmiş kabarcıkların miktarına göre değişiklik gösterdiği gözlenmiştir.
Islanma- Kuruma ile Betonda Hasar Etkenleri
Kurak ve sıcak iklimlerin olduğu yerlerde genelde aşağıda belirtilen yapı türlerinde görülür.
- Sulama kanalları ve kanaletlerinde,
- Liman ve deniz kenarında gel-git olayına maruz kalan yapılarda,
- Üzeri açık futbol sahası ve spor tesislerinde ıslanma kuruma döngüsü sürekli gerçekleşir.
Islanma kuruma olayında yapıdaki malzemenin bünyesine su girerek taneleri birbirinden ayırmaya çalışır. Islanma neticesinde yapısında değişiklik olmamasına rağmen malzeme şişer. Suyun buharlaşıp kuruması sonucunda ise malzeme içerisindeki taneler büzülerek birbirine yakınlaşır. Bu döngüde şişme olayı büzülmeden az olur. Bu yüzden malzemenin yapısında çatlamaların meydana gelmesine neden olur.
Sürekli tekrar eden ıslanma kuruma ve aşınma neticesine bağlı olarak önce ince agrega beton kütlesinden ayrılmaya başlar. İnce agreganın ayrılmasından sonra ortaya çıkan kaba agregada zamanla yok olmaya başlar. Böyle bir durumda agrega seçimi önem taşımaktadır. Kullanılacak olan agrega yoğun olmalı ve su emme kapasitesi düşük olmalıdır. Fiziksel bir olay meydana geldiğinden dolayı çimentonun kimyasal yapısı ikinci planda kalır.
Betonun yüzeyinin geçirimsizliği sağlanarak zarar görmesi azaltılabilir.
Isıl Gerilmeler ile Betonda Hasar Etkenleri
Islanma ve kuruma olayları sonucunda termik genleşme ve büzülme olayları oluşur. Beton yapıda ısı farklılıklarından ötürü hacminde farklılaşmalar meydana gelir. Sıcaklığın artışı malzemede uzamaya azalması ise kısalmasına sebep olur. Sıcaklıktan dolayı genleşme ve büzülme olur. Genleşme ve büzülmelerin engellendiği durumda çekme gerilmeleri betonun çekme gerilme kapasitesini aşarak hasara yol açar.
Hidrolik Rötre
Sertleşmiş beton içeriğinde bulunan jel suyunun buharlaşması sonucunda katı maddelerin birbirini daha çok çekmesi sonucu ile oluşur.
Bünyesindeki suyun kaybedilmesinden dolayı hacim küçülmesine bağlı olarak oluşan büzülmedir.
Betonda agrega hacim azalmasına karşı koyar. Agreganın elastise modülleri ne kadar fazla ise , çimentonun küçülme yönündeki basıncı neticesi ile oluşacak kütlenin tamamının büzülmesi o derecede önlenir.
Aşınma ile Betonda Hasar Etkenleri
Aşınma etkisi altındaki tüm yüzeylerde aşınma direnci önem taşımaktadır. Aşınma direnci; su/çimento oranına, agreganın fiziksel özelliklerine ve karışım oranlarına, çimento hamurunun direncine, beton üzerinde yapılan yüzey işlemlerine ve betonun kürüne bağlı olarak değişir. Beton yüzeylerinde oluşan aşınma; kayma, kazıma veya vurma gibi etkenlerin oluşturduğu sürtünmeler ile olabilir. Akan suyun aşındırıcı etkisi ile betonda oyulma olarak bilinen hasar şekli oluşabilir. Farklı seviyelerde aşınma ve oyulmaları önlemek için beton kabuğu homojen yapıda olmalıdır.
Şok Dalgalar
Titreşime maruz kalan beton iyi bir sönümlendirici değildir ve bu titreşimleri yansıtarak kararlı titreşimlerin meydana gelmesine neden olur. Titreşim dalgalarının meydana getirdiği çekme gerilmeleri zamanla sürekli tekrar edilmesi durumunda yorulma etkisi doğurur ve kırılmalar oluşur.
Kimyasal Maddeler Sebebi ile Betonda Hasar Etkenleri
Beton içerisine giren sular betonun performansını etkileyerek rutubetin artmasına ve su penetrasyonu gibi problemleri önemli duruma getirir. Donatıda kimyasal korozyonun oluşması için, sülfat asitleri, deniz suyu ve klorürün beton içerisine girmiş olması lazımdır. Beton bünyesine giren bu zararlı kimyasallar donatının korozyona uğramasına yol açar. Betonun geçirgenliği bu yüzden önemlidir. İç rutubetin yükselmesi, ısı ve ozmoz olayları aktif maddelerin betonun bünyesine taşınmasına ve kimyasal etkinin oluşmasında etkili olurlar.
Betonda kullanılan agreganın tane şekli, yapısı ve tane dağılımı betonun sıkıştırılmasında önem taşır. Karışım içerisinde toplam su miktarı düşük olursa, betonun kıvamı iyi özelliklerde ve uygun kalıp içerisinde yeteri kadar sıkıştırılırsa geçirgenliği düşük olacaktır.
Betonarme Çeliği Korozyonu
Korozyon, metal veya metal alaşımların bulundukları ortamda, kimyasal etkiler sonucu aşınması, oksitlenmesi yapısının bozulmasıdır. Betonarme yapılarda donatının korozyona uğraması yapının erken yıpranmasına hizmet ömrünün çabuk bitmesine yol açar. Beton tarafından sağlanan alkalin ortamı çeliği korozyona karşı korur. Fakat, karbondioksit ve klorür iyonları betona nüfus ederek pasif korozyon durumda bulunan çelik üzerinde aktif korozyon süreci başlatır.
Korozyon sonucu oluşu pastan dolayı çeliğin hacminde 2 ile 4 kat artış olur. Bu hacim artışına bağlı olarak korozyon, beton kabuğunu çatlatmaya yetecek basınç üretmiş olur. Bu sebepten dolayı klorür ve diğer korozyona neden olacak aktif maddelerin olduğu yerlerde iyi özelliklere sahip beton kabuğu esas alınmalıdır. Betonun kabuğunun kalınlığı da korozyonun önlenmesinde önemli bir faktördür.
Donatıda korozyon sonucu kesit kayıpları yaşanmasının yanı sıra donatı ile betonun aderansı zamanla yok olmaktadır. Bunun neticesinde donatı ve beton birlikte çalışması gerekirken birbirinden farklı davranmaya başlarlar. Aderansın azalması yapının taşıma gücünden önemli azalmalara neden olur.
Korozyonu engellemek için alınacak önlemler aşağıda sıralanmıştır.
- Pas payının yeterli kalınlıkta ve standartlara uygun bırakılması
- Betonun geçirimsiz ve yüksek kalitede olması
- Betonun yerleştirilmesinde vibratör kullanılması ve bakım kurallarına uyulması
- Korozyonu önleyecek katkı maddelerinin kullanılması
- Donatı çeliği kaliteli olmalı ve donatı korunmalı
- Betonun kullanım amacına uygun olarak yüzeyinin kimyasal maddeler ile kaplanması olarak sıralanabilir.
Betonda Hasar Etkenleri – Yüzey Kusurları
Düz veya dokulu bir yüzeyde renk tonu farkı olmaması ve lekesiz bir görünüme ulaşılması oldukça zordur. Hasarlı bir yüzeyin tamiri ucuz olmayacağı ve yapılan tamirin yeterince tatmin edici olmayacağı için işin başında planlama yapılmalı ve güçlendirme ilkelerine bağlı kalınmalıdır. Tasarım yapan kişi malzemeyi iyi kullanırsa yüzey hasarları tolere edilebilecek değerler arasında kalabilir.Beton Yüzey Kusurları
Yüzey kusurları renk ( görüntü ) ve fiziksel olmak üzere iki grupta değerlendirilir. Betonun doğal rengi agrega ve çimentonun rengine göre değişir.
Betonun renk bozukluğunda anlatılmak istenen yapısal olarak oluşan renk kusurlarıdır.
Renk bozukluklarına neden olan etkenler
- Beton karışımının iyi yapılmamış olması, betonun homojen olmaması,
- Vibratörün kalıba çok yakın tutulması sonucu beton yüzeyinde oluşan kusurlar,
- Vibratör tatbik edilen noktaların iyi seçilmemesi,
- Kalıbın emiciliğinden kaynaklı hatalar,
- Yanlış kalıp ayrıcı kullanılması renk bozukluklarına yol açar.
Betonda oluşacak fiziksel kusurlar ise aşağıda açıklanacaktır.
Peteklenme (honeycombing)
Harcın ayrışmasına bağlı olarak betondaki agrega aralarının boş kalması olayına peteklenme denilir. Boşluklu sert yapıdadırlar ve daha çok perde duvar, kolon veya kiriş köşelerinde görülürler. Peteklenmeyi önlemek için vibrasyon işlemi yeterli ve uygun şartlarda yapılmalıdır.
Böcek yuvası tipi boşluklar (bug holes)
Betonun yerleştirilmesi ve sıkıştırılması süresince beton ve kalıp arasında kalan düzenli veya düzensiz hava kabarcıklarından dolayı oluşan küçük boşluklara böcek yuvası tipi boşluklar denilir.
Vibrasyonun iyi yapılmamış olması ve kalıbın geçirgenliğinin az olmasından dolayı havanın tahliye edilmemesinden kaynaklanır. Ayrıca beton tasarımının iyi yapılmaması ve iyi olmayan kalıp yağı kullanmakta bu hataya sebep olur.
Kumlu görünüm (sand streaking)
Kumlu görünüm, beton yüzeyinde çimento kaymak tabakasının oluşmadığı kumlu bir beton yüzey görünümüdür.
Kalıp ek yerlerinde aşırı sızıntı olması, tane dağılımının uygun olmaması, kum miktarının bağlayıcıdan fazla olması kumlu görünüme neden olur.
Kalıp izleri yansıması (form offset)
Beton yüzeyine kalıp birleşimlerinin yansımasına kalıp izleri yansıması adı verilir.
Kalıbın yeterli desteklenmemesi, betonun yüksekten dökülmesi, güçlü vibratör kullanılması kalıp izleri yansımasına neden olur.
Kılcal çatlak ağı (crazing):
Kılcal çatlak ağı, beton yüzeyinde yüzey tabakasının büzülmesinden kaynaklanan ince rasgele çatlak ağlarının gelişmesidir. Betonda çatlama erken yaşta gelişir ve ıslanmadıkça ve kurumaya başlamadıkça tespit edilmesi çok zordur. Yapının yapısal bütünlüğünü veya betonun dayanıklılığını etkilemezler. Çatlama genellikle kötü işçilik nedeniyle oluşur.
Kalıp yüzeyinin çok parlak camsı özellikte olması, çimento ve ince malzemenin fazla olması, yüksek su içermesi kılcal çatlak ağı oluşmasının nedenleri arasındadır.
Harç kaybı (grout loss)
Yüzeyde harç kaybının eşlik ettiği adımlar olarak görünür. İnşaat veya kalıp derzlerinde sızıntıdan kaynaklanır. Kalıp derzlerinin derz sızdırmazlığının sağlanması, oluşma riskini azaltır.
Yüzeyde pullanma (scaling)
Betonun yüzey tabakasında çimentolu derinin yer yer kopması kusuruna yüzeyde pullanma adı verilir.
Kalıp yüzeyinin hatalı olması, kalıp yağının yanlış seçilmesi, su kusması beton yüzeyinde pullanmanın sebeplerindendir.
Beton Yüzeyinde Dökülme (Spalling)
Beton yüzeyinde dökülme, beton yüzeyinin katman halinde dökülmesi veya parçalanması ile oluşan kusurlara denilir. İlk yıllarda daha çok derze yakın kısımlarda görülür.
Beton yüzeyinde dökülme oluşma nedenleri:
- Donma ve çözülmeden kaynaklı etkenler.
- Kaplamada oluşan büyük gerilmeler.
- İşçilik hataları
- Kış aylarında tuzlama yapılması.
- Betonda hava içeriğinin az olması
- Su – çimento oranın yüksek miktarda olması.
- Paspayının yetersiz bırakılması
Tabakalaşma (Delamination)
Beton yüzeyin 3-6 mm’ lik kısmında erken ve kötü bitirme işlemi sonucu oluşan hasara tabakalaşma adı verilir.
Çiçeklenme (Efflorasence)
Betonda çiçeklenme, çimento hidratasyonu sonucu meydana gelen kalsiyum hidroksitin betonda bulunan veya sonradan gelen tuzlar ile yüzeye çıkıp beyaz lekeler bırakması olayına denilir.
Betonun dayanımına fazla etkisi olmaz.
Çatlaklar
Betonun sertleşmeden önce, sertleşme esnasında ve serleşmesinden sonra çeşitli fiziksel, kimyasal veya ısı farklılıkları etkisiyle meydana gelen çeşitli şekillerde, uzunlukta ve derinlikteki ayrılmalara çatlak denilir.
Çatlak çeşitlerinin gruplandırılması
- Plastik rötre çatlakları
- Hatalı derz sonucu oluşan çatlaklar
- Sürekli dış etkilerden meydana gelen çatlaklar
- Yalıtım derzi olmamasından kaynaklı çatlaklar
Beton; nem, sıcaklık farklılıkları ve yük taşımasına bağlı olarak eğilmeye maruz kalan, büzüşen ve genişleyen bir malzemedir. Bu hareketler neticesinde betonda çatlamaların görülmesi doğaldır. Betonda çatlamaların sebepleri farklıdır ve bunlar bilinerek önceden gerekli önlemler alınmalıdır.
Bu Yazıyı Paylaş!