Betonda Hasar Etkenleri ve Betonun Yüzey Kusurları Nelerdir?

Paylaşmak Güzeldir:


Betonda Hasar Etkenleri

Değişik türdeki yapılarda kullanılmakta olan beton, hizmet süresi boyunca bünyesinde yıpranmaya yol açabilecek, betonda hasar etkenleri oluşturacak birçok kimyasal veya fiziksel etkenle karşılaşmaktadır. Bu etkenler, doğa koşullarından, betonun kullanıldığı ortamdan veya betondaki alkalilerle reaktif agregalar arasındaki reaksiyonlardan kaynaklanmaktadır.

Fiziksel Etkenler

Sıvı ve su buharı Geçirimliliği

Su ve içeriğinin oluşturduğu betonda hasar etkenleri;

  1. Betonun yıkanmasıdır. Düşük karbonatlı suların beton öğelerinden bazılarını çözmesi ve yıkayarak beton kütlesinden uzaklaştırmasıdır.
  2. Betonun çözülmesidir. Agresiv sıvıların hidrate çimento bileşenlerini çözmesidir. Reaksiyon ürünleri ya yıkanarak uzaklaştırılır ya da suda çözünmeyen yeni bir yapı oluştururlar. Asitlerin Mg+2 iyonu içeren suların oluşturdukları hasarlar bu tür reaksiyonlara örnektir.
  3. Eriyikliği düşük tuzların beton boşluklarında kristalleşmesi ve yapıyı katı fazda genişleterek patlatmasıdır.

Donma Çözülme ile Betonda Hasar Etkenleri

Beton, boşluklarına önemli miktarda su alabilen bir malzeme olduğuna göre, donma olayının etkisi altında kalmaya ve bu olay sonucunda hasar görmeye elverişli bir malzemedir. Donma olayı önce büyük boşluklarda gerçekleşir. Suyun donma derecesi boşluk boyutları küçüldükçe artmaktadır. Bu nedenle iri boşluklarda başlayan donma olayı küçük boşluklara doğru gelişir ve bunun sonunda kılcal boşluklardaki su donmaya başlar. Jel boşluk boyutları küçük olduğundan buralarda buz kristalleri oluşamaz. Bu ince boşluklarda suyun donabilmesi için sıcaklık derecesinin -78 °C nin altına düşmesi gerekmektedir. Bu böyle olmakla beraber, jel suyu ile buzun etropilerindeki farklılıklardan dolayı, potansiyel enerjisi artan jel suyu kılcal boşluklara yönelerek donma olayının şiddetlenmesine neden olurlar.

Betonun dona dayanıklı olabilmesi için kendisini oluşturan çimento hamurunun ve agreganın dona dayanıklı olması gerekir. Yapılan incelemelerde çimento hamurunda, dona dayanımın su/çimento oranına ve beton içine sürüklenmiş kabarcıklarının miktarına bağlı olarak değiştiği görülmüştür.

Islanma- Kuruma ile Betonda Hasar Etkenleri

Sıcak ve kurak iklim durumunun hüküm sürdüğü bölgelerdeki sulama kanal ve kanaletleri, gel-git olayının önemli mertebelerde olduğu liman ve deniz yapısı betonlarında, kesikli granülometriye sahip, ince agregası olmayan geçirimli özellikteki üstü açık spor tesisi ve futbol sahası betonlarında ıslanma-kuruma çevrimi ile karşılaşılır. Malzemenin bünyesine su girmesiyle taneleri birbirinden ayrılmaya çalışır. Yapısında hiçbir değişiklik olmaksızın malzeme şişer. Suyun buharlaşmasıyla ise taneler birbirine yaklaşır yani büzülür. Şişme olayı büzülmeden az olur. Bu da malzemenin yapısında çatlakların oluşmasına sebep olur. Tekrarlı ıslanma kuruma ve aşınma sonucu önce ince agregaların beton kütlesinden ayrılmaya başladığı, açığa çıkan kaba agregaların da zamanla yok olduğu ve zamanla daha fazla çimento hamuru bağlayıcı matrisinin bu etkilere açık hale geldiği görülür. Bu durumda uygun agreganın seçimi önemlidir. Su emmesi çok düşük, yoğun bir agrega kullanılmalıdır. Olay fiziksel olduğu için çimentonun kimyasal yapısı ikinci planda kalmaktadır. Beton yüzey bölgesinin geçirimsizliği mutlaka sağlanmalıdır .

Isıl Gerilmeler ile Betonda Hasar Etkenleri

Islanma ve kuruma paralelinde termik genleşme ve büzülme olayları ortaya çıkar. Bir beton yapı içinde sıcaklık değişimleri hacim farklılaşmaları ile sonuçlanır. Sıcaklığın artması malzemenin uzamasına, azalması ise kısalmasına neden olur. Genleşme veya büzülme engellendiği zaman oluşan çekme gerilmeleri betonun çekme gerilme kapasitesini aşar ve hasar oluşturur.

Hidrolik Rötre

Sertleşmiş beton rötresi ya da kuruma rötresi adları da verilen hidrolik rötre, sertleşmiş beton üretiminin ilk günlerinde, bünyesindeki suyunu kaybetmesi sonucunda yaptığı hacim küçülmesi sonucu oluşan büzülmedir. Rötre olayı çimentonun varlığına bağlıdır. Betonda agreganın bulunması hacim daralmasına karşı koyar. Agraga tanelerinin elastisite modülleri ne kadar yüksekse, çimentonun daralma yönündeki basıncı sonucu oluşacak tüm kütlenin büzülmesi o kadar fazla önlenir.

Aşınma ile Betonda Hasar Etkenleri

Aşınma direnci, aşınmaya maruz kalabilecek bütün yüzeyler için önemli görülmektedir. Aşınma direnci; su/çimento oranına, yüzey işlemleri ve betonun kürüne bağlıdır. Ayrıca, çimento hamuru direnci, agrega fiziksel özellikleri ve karışım oranları da betonun aşınma direncinin oluşmasında önemli rol oynamaktadır. Çoğu durumda beton yüzeyleri aşınmaya maruzdur. Aşınma; kayma, kazıma veya vurmadan kaynaklanan sürtünmelerle gerçekleşebilir. Hidrolik yapı durumunda bulunan beton elemanlarda su tarafından taşınan aşındırıcı malzemelerin hareketi genellikle erozyona neden olur. Akan suyun neden olduğu beton hasarının diğer bir şekli ise oyulma olarak bilinmektedir, beton kabuğunun homojen bir yapıda olması gerekmektedir. Aksi takdirde, farklı seviyelerde aşınma ve oyulma meydana gelecektir.

Şok Dalgaları

Beton iyi bir titreşim söndürücü madde sayılmaz. Bazı durumlarda üzerine gelen şok dalgalarını yansıtarak kararlı titreşimlerin oluşmasına yol açar. Bu dalgaların oluşturduğu çekme gerilmeleri, özellikle tekrarlandığında yorulma etkisi doğurur ve kırılmalar meydana gelir. Çekme gerilmelerinin doğması sonucu hasar oluşması betonun hetorojem yapısının sonucudur.

Kimyasal Maddeler Sebebi ile Betonda Hasar Etkenleri

Suyun beton içerisine doğru girmesi yapı bünyesinde birçok önemli sonuçlar doğurmaktadır. Tamamlanmış bir yapıda suyun boşluklu malzeme içerisinde ilerlemesi betonun performansını etkiler ve rutubetin yükselmesi, su penetrasyonu gibi pratik problemleri önemli hale getirir. Su penetrasyon derinliği ve beton yüzey tabakasının porozitesi çok önemli olarak görülmektedir. Donatıda kimyasal korozyonun meydana gelmesine neden olan, sülfat asitleri, deniz suyu ve klorürlerin zarar verebilmesi için beton içerisine girmiş olması gerekmektedir. Betonun permeabilitesi bu bakımdan da önemli görülmektedir. İç rutubet yükselmesinden, ısıdan ve ozmoz olayından dolayı aktif maddelerin beton içerisine doğru taşınması kimyasal tesirin gerçekleşmesinde etkin olmaktadır. Beton agregası; tane şekli, yapısı ve tane dağılımı özelliklerinden dolayı taze betonun sıkıştırılması işleminde önemli etkiye sahiptir. Ancak karışımın; toplam su içeriği düşük, kıvam bakımından iyi özelliklere sahip, uygun yüzey özelliklerine sahip kalıp içerisine dökülerek yeterli bir şekilde sıkıştırılmış ise beton permeabilitesi düşük olacaktır.

Betonarme Çeliği Korozyonu

Korozyon, metallerin bulunduğu ortam içinde, kimyasal veyaelektrokimyasal reaksiyonlar sonucu bozulması şeklinde tanımlanmaktadır. Betonarme yapılarda donatının korozyona uğraması yapının erken yaşta yıpranmasına neden olmaktadır. Beton tarafından sağlanan alkalin (Ca(OH)2) ortamı çeliği korozyondan korur. Ancak, karbondioksit gazı ve klorür iyonları betona nüfuz ettiği zaman normal olarak pasif korozyon durumda bulunan çelik üzerinde aktif korozyon süreci başlar.

betonda hasar etkenleri çatlaklar

Dış etkenlerin betona çatlaklardan nüfuz edişi

Korozyon ürünleri (pas), kendisini oluşturan orijinal çelik hacminin yaklaşık 2-4 katı kadar artar. Böylece korozyonun oluşmasıyla beton kabuğun çatlatmasına neden olabilecek basınç üretilmiş olur. Bu nedenle, klorür ve diğer korozyona neden olabilecek aktif maddelerin bulunduğu ortamlarda bulunan betonarme elemanlarda; iyi özelliklere sahip beton kabuğu esas alınmalıdır. Ayrıca, yapılan araştırmalar beton kabuğunun kalınlığının da önemli olduğunu göstermektedir. Bu şekilde, betonarme elemanın kabuk (pas payı) kalınlığı ve beton kalitesi; klorür ve karbondioksit gibi aktif maddelerin atmosferden betona nüfuz ederek betonarme çeliği seviyesine ulaşmasını önlemekteki kabuk eforunun yeterliliğini belirlemekte bir ölçü olarak alınabilir.

Donatıda meydana gelen korozyon sonucu önemli kesit kayıplarının yanında donatı- beton aderansı da zamanla yok olmaktadır. Bunun sonucu bir bütün olarak çalışması gereken donatı ve beton birbirinden farklı davranmaya başlamaktadır. Taşıyıcı elemanlarda donatı korozyonu sonucu oluşan aderans düşüklükleri nedeni ile zamanla yapının taşıma gücünde önemli ölçüde azalma beklenebilir.

Yeni inşaa edilecek yapılarda donatı korozyonunun oluşmaması için alınması gereken bazı önlemler aşağıdaki şekilde verilebilir.

Bunlar:

  • Standartlara uygun ve yeterli kalınlıkta pas payının bırakılması,
  • Geçirimsiz yüksek kaliteli beton kullanımı,
  • Beton dökümünde vibratör kullanımı, bakım kurallarına uyulması
  • Betonda, katkı türü korozyon inhibitörlerinin kullanılması,
  • Kaliteli donatı çeliği kullanılması ve donatının korunması,
  • Betonun kullanım amacına göre yüzeyini koruyucu kimyasallarla kaplamak olarak sıralanabilir.

Yüzey Hasarı

Dokulu veya düz bir yüzeyde lekesiz ve renk tonu farkı olmayan bir görünüme ulaşmak gerçekten zordur. Hasarlı bir yüzeyin onarımı pahalı, ayrıca nadiren tatmin edici olduğundan işin başında gerekli planlama yapılmalı ve güçlendirme prosedürlerine bağlı kalınmalıdır. Malzemenin, tasarımcı tarafından iyi kullanılmasıyla, oluşabilecek yüzey hasarları tolere edilebilir değerler arasında kalacaktır.

Beton Yüzey Kusurları

Beton yüzey kusurları renk-görüntü kusurları ve fiziksel kusurlar olmak üzere iki grupta değerlendirilmektedir. Betonun yapısal rengi betonu oluşturan çimento ve agrega gibi iki temel unsurun rengine bağlıdır. Renk bozuklukları terimi genel olarak; betonun yapısal renginde değişimlerden anlaşılan kusurların anlatımı için kullanılır. Beton karışımın homojen olmaması, vibratörün kalıba çok yakın tutulmasıyla beton yüzeyinde kaymağın oluşmaması, vibratörü daldırma noktalarının iyi seçilmemesi, üniform olmayan kalıp absorbsiyonu ve/veya yanlış kalıp ayırıcıların kullanımı, renk bozukluklarına neden olabilmektedir.

Betonda meydana gelen fiziksel kusurlar ve sebepleri ise kısaca aşağıdaki şekilde açıklanabilir;

Peteklenme (honeycombing)

Harç hatası yüzünden betonda kalan boşlukların iri agregaların arasını doldurması sonucu oluşan boşluklu sert yüzeydir. Peteklenme, daha çok perde, kolon-kiriş köşelerinde ayrışmadan dolayı gözlendiğinden, uygun vibrasyon uygulaması yapılarak malzemenin ayrışması engellenmelidir.

Betonda hasar etkenleri Peteklenme

Peteklenme

Böcek yuvası tipi boşluklar (bug holes)

Betonun yerleştirilmesi ve sıkıştırılması sürecinde beton ve kalıp yüzeyi arasında tutulan hava kabarcıklarından oluşan küçük düzenli veya düzensiz boşluklardır. Nedenleri; kötü vibrasyon uygulanması, geçirgenliği düşük kalıplar (bu tür kalıplar beton içindeki havanın tahliyesini engellediğinden yüzeyde sıkışan hava boşluk oluşturmaktadır.), kötü beton tasarımı (sıkıştırma ve vibrasyon uygulamalarına iyi cevap vermeyen beton yüzeyinde hava boşlukları daha kolay oluşur.) ve kötü kalıp yağı olarak sıralanabilir.

Kumlu görünüm (sand streaking)

Beton yüzeyinde çimento kaymak tabakasının bulunmadığı kumlu bir beton yüzey görünümüdür. Kumlu görünümlü beton yüzeyi oluşmasında kalıp ek yerleri boyunca aşırı sızıntı, uygunsuz tane dağılımı, bağlayıcı malzemeye oranla kum miktarının artması, önemli faktörler olarak bilinmektedir.

Kalıp izleri yansıması (form offset)

Kalıp birleşim yerlerinin beton yüzeyine yansımasıdır. Kalıbın yetersiz bir şekilde desteklenmesi, beton döküm yüksekliğinin fazla olması, çok güçlü vibratör kullanılması, kalıp izleri yansımasına neden olan faktörler olarak bilinmektedir.

betonda hasar etkenleri boşluklar

Beton yüzeyindeki boşluklar

Kılcal çatlak ağı (crazing):

Aşırı parlak camsı beton yüzeylerinde, betonun ileri yaşlarında ince yapılı çatlak ağı oluşmasıdır. Kılcal çatlak ağının, çok parlak camsı kalıp yüzeyi kullanımı, karışımın fazla miktarda çimento ve ince malzeme içermesi, yüksek su içeriği, gibi faktörlerden kaynaklandığı bilinmektedir .

Harç kaybı (grout loss)

Genellikle hidrotasyon renk bozuklukları ile birlikte çimentodan yoksun yoğun kum yapılı yüzey alanlarıdır. Yeterince sıkıştırılmamış kalıp yüzey elemanı aralıkları, harç kaybı oluşumunda önemli faktör olarak görülebilir .

Yüzeyde pullanma (scaling)

Beton yüzeyindeki çimentolu derinin yer yer kopması halidir. Uygun olmayan kalıp yüzeyi, yanlış kalıp yağı seçimi, su kusması, beton yüzeyinde pullanma oluşumuna neden olan önemli faktörlerdir.

Yüzeyde Pullanma

Yüzeyde Pullanma

Beton Yüzeyinde Dökülme (Spalling)

Beton yüzeyinin katmanlı bir şekilde dökülmesi ya da parçalanmasıdır. Beton kaplamalarda ilk yıllarda daha çok derze yakın yerlerde görülür. Donma-çözülme etkisi, kaplamadaki büyük gerilmeler, yanlış işçilik, kış aylarında tuzlama, betonun hava içeriğinin çok düşük olması, yüksek su/çimento oranı, yetersiz paspayı gibi nedenlerle oluşur.

Beton yüzeyde dökülme

Beton yüzeyde dökülme

Tabakalaşma (Delamination)

Yüzeyin 3-6 mm’lik üst yüzeyinde erken ve kötü bitirmeislemi sonucu oluşsan hasardır.

Beton yüzeyde tabakalaşma

Beton yüzeyde tabakalaşma

Çiçeklenme (Efflorasence)

Çiçeklenme, çimentonun hidratasyonu sonucunda oluşan Ca(OH)2’in ve beton içerisinde bulunan bazı tuzların zamanla sertleşmiş beton yüzeyine çıkarak oluşturduğu beyaz lekelerdir (Şekil 4.6). Renkli betonlarda estetik açıdan renk kalitesini bozmakla beraber, betonun dayanım gibi performans özelliklerine fazla bir etkisi bulunmamaktadır.

Çiçeklenme

Çiçeklenme

Çatlaklar

Betonda; sertleşmeden önce, sertleşme esnasında ve sertleştikten sonra fiziksel, kimyasal, termal ve yapısal etkenler sonucunda oluşan yüzeyde görülebilen, sebeplerine göre çeşitli şekiller ve farklı uzunluk, genişlik, derinliklerde meydana gelen ayrılmalara çatlak denir. Çatlaklar; plastik rötre çatlakları, yanlış derz sonucu çatlama, sürekli dış etkiden kaynaklanan çatlaklar, izolasyon derzi olmamasından kaynaklanan çatlaklar, donma-çözülme sonucu oluşan çatlaklar, düzensiz çatlaklar ve oturma çatlakları olarak gruplanabilir.

Beton nem, sıcaklık değişimleri ve yük taşımasından dolayı eğilen, büzüşen ve genişleyen bir malzemedir. Bu hareketler sonucu betonda çatlaklar görülmesi doğaldır. Betonda görülen çatlakların oluşma nedenleri farklıdır ve bu nedenler bilinerek önceden gerekli önlemler alınmalıdır. Beton çatlamaya meyilli bir malzemedir ve asla betonun çatlamayacağı düşünülmemelidir.

Çatlak tipleri

Çatlak tipleri: a)plastik rötre çatlakları b)yanlış derz sonucu çatlama
c)sürekli dış etkiden kaynaklanan çatlaklar d) izolasyon derzi olmamasından kaynaklanan çatlaklar e)donma- çözülme sonucu oluşan çatlaklar f)düzensiz çatlaklar g) oturma çatlakları

 

Kaynak

Isıl SUNGUR

ÇİMENTO BAZLI HARÇLARDA ADERANS DAYANIMI VE DURABİLİTEYE ORTAM KOŞULLARININ ETKİSİ

Cevap Bırakın