Durabilite Nedir? Yapı Malzemelerinde Durabilite Kavramı

Durabilite Nedir? Yapı Malzemelerinde Durabilite Kavramı

Haziran 12, 2020 0 Yazar: Gürsoy Yurtalan

“Durabilite”, bilinen en yaygın ve ana tanımı ile bir malzemenin kullanım süresi boyunca özelliklerini kaybetmeden sergileyebilmesidir. “Durabilite nedir” Sorusu özellikle yapı sektöründe karşımıza sıklıkla çıkmaktadır.

Malzemelerin ömür tayinini yapmak için bilinmesi gereken kavramdır diyebiliriz. Dayanıklılık olarak da Türkçe’ye çevirebileceğimiz bu kavram, malzeme tanımı yaparken oldukça önem taşımaktadır.

Durabilite hakkında kesin yargılara varabilmek adına konu olan malzemenin iç yapısının çeşitli etkenler sonucunda göstereceği davranışlar detaylı olarak irdelenmelidir. Durabiliteye etki eden malzemenin fiziksel, kimyasal, mekanik ve teknolojik özelliklerinin bilinmesi gerekir.

Durabilite (Dayanıklılık)

Durabiliteye etki eden fiziksel özellikler;

  • Özgül kütle,
  • Porozite ( boşluklu yapısı),
  • Kılcal yapının su emme miktarı,
  • Isıl iletkenlik katsayısı,
  • Genleşme katsayısı,
  • Özgül ısı,
  • Basınçlı su geçirimliliği olarak sıralanabilir.

Kimyasal özellikler;

  • Bazik ya da asidik yapısı,
  • Elektro kimyasal davranışları,
  • Ph değeri,
  • Su ile olan etkileşimi vb. özellikler malzemenin durabilitesinde etkilidir.

Mekanik özellikler;

  • Deformasyon / gerilme değerleri,
  • Elastisite modulü
  • Poisson oranı

Teknolojik özellikler;

  • Sertliği,
  • Aşınma derecesi,
  • Darbelere karşı gösterdiği dayanım değerleri,
  • Kırılma tokluğı,
  • Renk kararlılığı,
  • Kıvam özellikleri gibi özelliklerin bilinmesi gereklidir.

Her malzeme farklı iç yapıya sahiptir. Maddeleri özünde birbirinden ayıran şey de zaten kristal yapılarında, fiziksel özelliklerinde vb. olan farklılıklardır. Fiziksel ve kimyasal pek çok özellikte olan bu değişimler sebebiyle malzemelerin durabilitesi de oldukça değişkenlik gösterebilen bir kavram olarak karşımıza çıkar.

Maddelerin Fiziksel Özellikleri ve Durabilite (Dayanıklılık) Arasındaki İlişki

  • Malzemelerin her birinin farklı kristal yapıda olup farklı fiziksel özellikler göstermesi ile birlikte bu farklılıklardan doğan bir diğer sonuç ise malzemelerin birim ağırlıklarının birbirinden farklı olmasıdır. Bu farklılık ile birlikte yapı malzemelerinin yapıya getirdikleri yükler de birbirinden farklı olmaktadır.
  • Her malzemenin birbirinden farklı ısıl iletkenlik katsayıları, genleşme katsayıları, atomlar arası bağ kuvvetleri vardır. Farklı malzemeler sıcaklık etkisi ile farklı davranışlar göstereceklerdir. Malzemelerin bir arada kullanıldığı birleşim yerlerinde oluşabilecek durumlara dikkat edilmesi gerekir, durabilitenin ciddi olarak düştüğü yerler genellikle farklı malzemelerin birleştiği birleşim noktalarıdır diyebiliriz.
  • Malzemelerin boşluk oranları da oldukça önem arz eder. Porozite olarak tanımlanan bu durum arttığında malzemenin su emme miktarı da artacaktır. Boşluk oranı fazla olan malzeme dona karşı dayanıksız olur.
  • Boşluk oranı ile malzemenin ağırlığı doğru orantıda değişir. Boşluk oranı arttıkça malzeme hafifler, azaldıkça ise ağırlaşır. Boşluk yapısının fazla olması ses, ısı ve akustik problemlerin çözümünde yardımcı olur.

Maddelerin Mekanik Özellikleri ve Durabilite (Dayanıklılık) Arasındaki İlişki

  • Malzemelerin iç yapılarında kimyasal olarak atomları bir arada tutan bağ kuvvetleri söz konusudur. Bu bağ kuvvetleri  malzemenin dayanıklılığını direkt olarak etkileyen etmenlerdendir. Her farklı malzemenin bağ kuvveti aynı olmayacağı için eğilme, basınç, çekme, burulma gibi mekanik etkilere maruz kaldıklarında aynı dayanımı göstermezler. Dayanıklılıkları farklı olacaktır.
  • Malzemelerin dayanıklılığını etkileyen bir diğer nokta ise malzemelerin elastisite modulüdür. Mühendislikte sıklıkla karşımıza çıkan bu kavram malzemelerin yüklenme karşısında gösterecekleri davranışları doğrudan etkiler.
  • Malzemelerin farklı sıcaklık etkilerindeki formlarına da dikkat edilmesi gereklidir. Sıcaklıkla atomlar arası mesafe artabilir, katı, sıvı, veya gaz halinde bulunan maddeler hal değiştirebilir. Bu durum malzemenin mukavemeti açısından oldukça etkileyici bir unsurdur.

Maddelerin Kimyasal Özellikleri ve Durabilite (Dayanıklılık) Arasındaki İlişki

  • Farklı her malzemenin kimyasal yapılar da birbirinden farklıdır. Farklı kimyasal yapılar, farklı kimlik özelliklerine işaret eder. Farklı kimlik özellikleri ile birlikte aynı durum için farklı davranış gösterebilirler.
  • Maddeler, kimyasal özelliklerinin ve tepkimeye girme derecelerinin birbirinden farklı olmasıyla birlikte yakınlarındaki maddelerle ya da havayla / suyla tepkimeye girerek kimyasal yapılarında ve dolaylı olarak dayanımlarında büyük değişim oluşturabilirler.
  • Eğer metal malzemeler söz konusuysa böyle bir durumda da karşımıza önemli olarak çıkan kavram çözelme gerilimidir. Çözelme gerilimi ile birlikte birbiri ile sürekli olarak temasta olan metallerin anot – katot olmasıyla  ve anot görevini üstlenen tarafın sürekli olarak elektron kaybetmesi ile yapısında ciddi zarar meydana gelir, bu da durabilitesinin düşmesi demektir.
  • Malzemelerin pH değeri de oldukça önemli bir kavramdır. pH değeri bir malzemenin asidik ya da bazik olmasının göstergesidir. Bu duruma dikkat edilmesi gerekir çünkü bulundukları ortamda ne gibi davranış göstereceklerini bilmenin bir yolu da asidik – bazik yapılarını bilmektir.
  • Ayrıca oksitlenme durumu da oldukça dikkat edilmesi gereken bir durumdur. Su ile temas durumu oksitlenmeyi artıracağı için dayanımı da düşürecektir.
  • Dayanımı etkileyen faktörlerden birisi de yangın durumudur. Malzemelerin kimyasal ve fiziksel pek çok özelliğini etkiyelen yangın ile özellikle çelik yapılarda büyük deformasyonlar oluştuğunu bilmekteyiz.

Maddelerin Teknolojik Özellikleri ve Durabilite (Dayanıklılık) Arasındaki İlişki

  • Maddelerin dayanımı dediğimizde yüzey sertliği kavramı da önem kazanmaktadır. Yüzey sertliği ile malzemelerin yüzey aşınmaları arasında ilişki vardır ve bu durum da malzemenin durabilitesini doğrudan etkiler.
  • Malzemelerin bir diğer önemli özelliği ise darbe dayanımları ve bu darbelere karşı gösterdiği davranış özellikleridir. Tekrarlayan yüke maruz kalma sonucu malzeme iç yapısında oluşan kaymalar ve bağların esnemesi ile malzemenin dayanıklılık limiti azalır. Yorulma derecesi olarak adlandırılan bu özellik malzemenin dayanıklılık derecesini belirler.
  • Malzemelerin kullanım ömrünü dolaylı olarak etkileyen son kavram ise maddenin renk kararlılığıdır. Renk kararlılığı özelliği maddelerin renk değişimi davranışını ve zamanla solma gibi durumları tanımlar.

Betonun Durabilitesi ve Önemi

Betonda durabilite nedir

Betonda durabilite nedir

Yapılar ekonomik ömürleri göz önünde bulundurularak tasarlanırlar ve optimal harcama ile olabildiğince yüksek kullanım ömrü elde edilmeye çalışılır. Bu durum söz konusu iken yapı malzemelerinin ve özellikle betonun gösterdiği durabilite (dayanıklılık) oldukça önem taşımaktadır. Bir yapının ana taşlarından biri olan betonun durabilitesi, bir binanın kullanım ömrünü belirleyen yegane unsurdur. Günümüzde yapılan tünel, viyadük vb pek çok projenin ekonomik ömrünün 70 – 100 yıl olması beklenir. Bu sebeple de kullanılan malzemelerin dayanıklılığı (durabilite) oldukça önem kazanır.

Betonun durabilitesi (dayanıklılığı) ne demektir?

Betonun durabilitesi (dayanıklılığı), iç ve dış etkilere, aşınma veya başka zararlı etkilere karşı direnme yeteneği olarak tarif edilebilir. Betonarme bir yapıda bulunan agrega, çimento hamuru ve çelik donatının istenilen performansı verememesi durumunda betonda hasar meydana gelebilir.

(Betonda hasar etkenleri ve betonun yüzey kusurları ile ilgili içeriğimizi okuyabilirsiniz.)

Betonda durabiliteyi (dayanıklılığı) etkileyen en önemli faktörlerden birisi su/çimento oranıdır. Su çimento oranının azalması ile birlikte betonun geçirimliliği azalacaktır. Boşluk oranının azalmasına bağlı olarak betonun mukavemeti ve iç gerilmelerden kaynaklı çatlaklara karşı direnci artacaktır. Geçirimlilik azaldığı için zararlı kimyasalların ve nemin betona olan etkisi zayıflatılmış olur.

Betonun dayanıklılığına etkileyen çevresel faktörler; sülfat, donma çözünme, aşınma, asit, klor, karbonatlaşma tesiri olarak sıralanabilir.

İç faktörler ise; alkali silika reaksiyonu, alkali karbonat reaksiyonu ve gecikmiş etrenjit oluşumu olarak sıralanabilir.

Beton ile İlgili Diğer Makaleler: