durabilite nedir betonun durabilitesi
Beton

Durabilite Nedir? Yapı Malzemelerinde Durabilite Kavramı

Yapı Malzemelerinde Durabilite Kavramı

Durabilite, malzemenin özelliklerini zamana ve tüm etkenlere karşı koruyabilirlik ve sürdürülebilirlik derecesidir. Genel olarak durabilite kavramında malzeme iç yapısının çeşitli etkiler karşısında göstereceği davranışlar incelenmeli, malzemenin fiziksel (özgül kütle,doluluk-boşluk (porozite) değeri, kılcal su emmesi, özgül ısı, ısıl iletkenlik katsayısı genleşme katsayısı gibi ısıl özellikleri, basınçlı su geçirimliliği..), mekanik (gerilme ve deformasyon değerleri, poisson oranı, elastisite modülü..), kimyasal (asidik /bazik karakter, pH değeri ,su ile etkileşimi elekto kimyasal davranışlar..), ve teknolojik özellikleri (sertlik, aşınma ve darbe dayanımı, kırılma tokluğu, kıvam, renk kararlılığı gibi.) bilinmelidir.

Maddelerin farklı iç yapılara sahip olmaları, dış etkiler karşısında farklı davranış göstermelerine sebep olmaktadır. Sahip oldukları farklı atom ve molekül yapıları, kristal düzenleri ve kimyasal davranışları maddeleri birbirinden ayıran en temel özelliktir. Maddelerin sahip oldukları farklı fiziksel, mekanik, kimyasal ve teknolojik özellikler malzemede hasar oluşumunu etkilediğinden, malzeme durabilitesinin anlaşılması açısından önemli özelliklerdir.

Fiziksel özellikler itibariyle;

  • Farklı iç yapıları nedeniyle, farklı birim ağırlıklara sahiptirler. Bu nedenle yapılara getirdikleri yükler de farklıdır.
  • Isı iletkenlik ve genleşme katsayıları, atomlar arası bağ kuvvetleri nedeniyle maddeden maddeye değişiklik gösterir. Farklı maddelerin bir arada kullanıldıkları durumlarda ısı etkisi ile farklı davranışlar gösterdiklerinden ,birleşim detaylarında hasar oluşabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
  • Malzemede boşluk oranı arttıkça malzemenin mukavemetinde düşme; ısı yutuculuk değerlerinde artma görülür.
  • Doluluk-boşluk (porozite) değeri malzemenin su emme miktarıyla doğrudan ilgilidir. Boşluğu fazla olan malzemede su emme oranı fazla olduğundan boşlukların devamlı olması halinde malzeme donmaya dayanıksızdır.
  • Malzemede boşluk oranı, malzemenin ağırlığını etkiler. Boşlukların fazla oluşu malzemeyi hafiflettiği gibi, akustik soruların da çözümüne yardımcı olur.

Mekanik özellikler itibariyle durabilite;

  • Cisimlerin en küçük yapı birimi olan atomları, atomlar arası bağ kuvvetleri bir arada tutarlar. Bu bağ kuvvetleri cisimlerin mukavemetlerinin esasını oluştururlar. Farklı bağ kuvvetleri nedeniyle maddeler basınç, eğilme, çekme, burulma burkulma vb. gibi mekanik etkiler karşısında farklı dayanımlar gösterir.
  • Maddelerin yük karşısında gösterdikleri deformasyonlar farklıdır. Bu miktarları elastisite modülleri belirler. Bir malzemenin mekanik mukavemetlerinin yüksekliği onun elastisite modülünün büyüklüğüne bağlıdır. Malzeme iç yapısında meydana gelen deformasyon belli bir limitten sonra kuvvetin değeri arttırıldığı takdirde molekül ve atomlar arasında kaymalar meydana getirerek, malzemenin parçalanmasına ve kopmasına yol açmaktadır.
  • Maddeyi meydana getiren atom ve moleküler sıcaklığa bağlı olarak madenin katı, sıvı, veya gaz halinde bulunmasını sağlarlar. Sıcaklık çoğu zaman maddenin molekül yapısını değiştirmez ancak moleküller arası mesafeleri arttırarak maddenin hal değiştirmesine sebep olur.
  • Moleküller arası mesafeleri arttırarak maddenin hal değiştirmesi, maddenin mukavemetinde büyük değişikliğe neden olur.

Kimyasal özellikler itibariyle durabilite;

  • Malzemeler kendileri de birer kimyasal madde olduklarından kimyasal yapıları itibariyle farklı davranışlar gösterirler.
  • Maddeler diğer maddelerle tepkimeye girebilirler, kimyasal reaksiyonlar sonucu yapıları değişebilir.
  • Maddeler elektrokimyasal davranış olarak, farklı çözelme gerilimlerine sahiptirler. Çözelme gerilimleri farklı olan iki metalin birbirine değmesi sonucu aralarında elektron akımı başlar. Dolayısıyla anot görevini gören taraf devamlı elektron kaybederek, tahribata uğrar.
  • Sahip oldukları pH değerleri itibariyle asit ya da baz karakterlidirler, bu nedenle kullanıldıkları ortamda farklı kimyasal davranış gösterirler.
  • Su etkisiyle oksitlenerek paslanmaya sebebiyet verebilirler.
  • Yangın etkisiyle yapıları değişikliğe uğrayabilir, mevcut özelliklerini kaybedebilirler.

Teknolojik özellikleri itibariyle;

  • Maddeler, farklı yüzey sertliklerine sahiptirler. Sertlikleri malzemenin aşınma miktarlarını etkileyip sürtünmeye karşı dayanımını belirler.
  • Maddelerin yapıları nedeniyle darbe dayanımları farklılık gösterir. Maddenin yüke birçok defa maruz kalmasıyla madde iç yapısında bağların esnemesi ve çeşitli kaymaların meydana gelerek mukavemet limitinin düşmesi şeklinde tanımlanan yorulma derecesi farklılık gösterir. Bu özellik, maddenin yüke karşı mukavemet derecesini belirler.
  • Cisimler farklı renk kararlılıklarına sahiptirler, zaman içerisinde renklerinde değişim meydana gelebilir ya da renklerini kaybedebilirler.

Betonun Durabilite Özelliği ve Önemi

Bir yapı malzemesinin kendisi için öngörülen servis süresi içinde hiçbir eksiklik göstermeden işlevini yerine getirmesi, durabilite/dayanıklılık veya kalıcılık olarak adlandırılmaktadır. Günümüzde durabilite (dayanıklılık) betondan beklenen önemli özellik durumuna gelmiştir. Özellikle açık kullanımdaki köprü, yol, tünel, sulama yapısı gibi yapıların beklenen hizmet ömrünün en az 75-100 yıl olması bu beklentinin haklılığını ortaya koymaktadır. Bunun yanında günümüzde betonun kullanıldığı ortamlar giderek daha çok hasara yol açan boyutlara ulaşmıştır: açık deniz petrol platformları, kriyonjenik gaz tankları, nükleer santrallerin yüksek basınç depoları gibi. Bu özel durumlarda yeterli servis ömrüne sahip betonlar üretmek çok itinalı ve bilgi birikimli bir teknolojiyle mümkündür. Köprü, baraj, yol ve konut türündeki klasik mühendislik yapılarının dayanıklık problemleri belki bu düzeyde itina ve bilgi gerektirmezler ancak ulusların harcamalarında büyük önem taşırlar.

Özetle beton tasarımlandığı servis şartları altındaki işlevini uzun yıllar boyunca hasar görmeden ve yıpranmadan sürdürebilmelidir. Böyle bir betonun dayanıklı olduğu söylenir. Betonarme yapıların çeşitli bozulma süreçleri nedeniyle kısa sürede işlevselliklerini kaybetmeleri ekonomik ve teknik problem yaratmanın yanı sıra, kaynakların verimsiz kullanımına ve çevresel ve ekolojik problemlere yol açar.

 

Kaynak

Isıl SUNGUR

ÇİMENTO BAZLI HARÇLARDA ADERANS DAYANIMI VE DURABİLİTEYE ORTAM KOŞULLARININ ETKİSİ

Paylaşmak Güzeldir

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir