Silis dumanı katkılı betonarme elemanlara klorür etkisinin hızlandırılmış korozyon deneyi ile araştırılması

Abstract

Metallerde maddi kayıplara yol açan korozyon hasan, betonarme yapılarda ekonomik ve sosyal problemler nedeni ile çok daha önem kazanmaktadır. Son yıllarda konu ile ilgili çalışmalara hız verilmekte, hızlandırılmış donatı korozyonu deney yöntemleri geliştirilmektedir. Bu yöntemlerde, sisteme ya sabit gerilim uygulanarak akım şiddeti ölçülmekte ya da akım şiddeti sabit tutularak betonda çatlak oluşumu gözlenmektedir. Bu çalışmada ise donatıya sabit gerilimden başka sabit aderans gerilmesi de uygulanmış, akım şiddetinin ve betondaki deformasyonların zamana bağlı değişimi kaydedilmiştir. Donatı korozyonuna silis dumanı oranının, klorür konsantrasyonunun ve kür koşullarının etkisini araştırmak için, uzun süreli durabilite deneyleri ve hızlandırılmış donatı korozyonu deneyleri yapılmış, sonuçları karşılaştırılmıştır. Donatı korozyonunda önemli rol oynayan serbest klorür iyonlarının, betonarme bir yapı elemanına dışarıdan difüzyonunu ve malzemelere karışmış olması durumunda içeriden etkisini temsil etmek üzere, deneyler iki ana grupta gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla üretilen betonarme, beton ve harç numuneler, 0 (su), 1500, 10000 ve 40000 mg/L klorür iyonu içeren farklı konsantrasyonlardaki çözeltilerde bekletilerek Cl" iyonunun dışarıdan difüzyonu, aynı konsantrasyonlardaki çözeltilerin karma suyu olarak kullanılması ile Cl" iyonlarının betona bulaşması benzeşimi yapılmıştır. Numuneler, laboratuvar ortamında havada ve çözeltilerde bekletilmiş, 208 günlük süreçte kür koşullarının etkileri zamana bağlı olarak araştırılmıştır. Bu koşulların donatı korozyonuna ve beton özelliklerine etkileri, basınç, yarma ve pull-out deneyleri, ses geçiş süresi, schmidt sayısı, karbonatlaşma derinliği, serbest Cl" ve OH" tayini, akım şiddeti ve deformasyon ölçümleri yapılarak kontrol edilmiştir. Ayrıca harç numunelerde eğilme, basınç, kılcal su emme ve rötre, çelik numunelerde çekme ve ağırlık kaybı kontrol deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarından, silis dumanının klorür difüzyonuna maruz betonarme elemanların performansını artırdığı, klorür iyonlarının betona üretim aşamasında karışması durumunda ise donatı korozyonunu hızlandırdığı görülmüştür. Donatı korozyonu hızlandırılan numunelerin aderans dayanımında, önemli kayıplar olduğu tespit edilmiştir. Aderans dayanımında belirlenen önemli kayıplar, bu yöntemde uygulanan sabit aderans gerilmesinin gerekli olduğunu doğrulamıştır. Hızlandırılmış donatı korozyonu deney sonuçlan ile durabilite deneylerinden elde edilen sonuçlar arasında paralellik görülmüştür. Deney sonuçlarından yararlanılarak, betonarme bir yapı elemanının korozyon hasan nedeni ile servis ömrünün tahmini için, silis dumanı oranına, serbest Cl" konsantrasyonuna ve hızlandırma faktörüne bağlı olarak, matematik bir model geliştirilmiş ve uygulaması yapılmıştır.