Aderans Dayanımı

Aderans özelliğini etkileyen önemli hususlar

Donatı yüzeyi niteliği, donatının betonla etkileşeceği yüzey olup aderans dayanımı açısından oldukça önemlidir. Korozyon çeliğin betonla yapışma dayanımını etkileyen en önemli olaylardandır. Yüzeyinde kızıl-turuncu arasında bir renk taşımasının dayanıma etkisi önemsiz iken, korozyonun ilerlemiş evrelerinde hem donatı çapındaki değişikliğe hem de betonla donatı arasında olumsuz etkilere yol açabileceği için önem arz eder. Aynı zamanda yüzeyleri yağlı, çamurlu, topraklı donatıların kullanılması halinde de yüzey yapışma dayanımında azalmalar oluşmaktadır. Özellikle sülfat etkisindeki elemanlarda korozyondan dolayı aderans dayanımının azalmasını engellemek için korozyon önleyici yüzey kaplama malzemeleri kullanılmaktadır.

Beton dökümü sırasında uyulması gereken kurallar çelik ve beton arasındaki ilişkiyi etkiler.
Beton dökümü sırasında uyulması gereken kurallar çelik ve beton arasındaki ilişkiyi etkiler.

Son yıllarda korozyona neden olan sülfatlı sularında etkisindeki yapılarda, epoxy ile kaplanmış donatı kullanımı artmıştır. Ancak epoxy kaplaması, beton ve donatı arasındaki aderans dayanımını, normal donatıya göre yüzde 15 kadar azaltmaktadır. Bu sebeple, kaplanmış donatıların kullanılması durumunda, daha dikkatli olunmalı ve kenetlenme boyu bu durum göz önüne alınarak belirlenmelidir. Yapılan bir araştırmada, epoxy kaplı donatı kullanmış ve numuneleri Arabistan Körfezi’nin sülfatlı sularına maruz bıraktıktan sonra aderans dayanımlarını çekip çıkarma deneyi ile incelemiştir. Çalışmaların ilk altı ayında, aderans gerilemelerinde göz ardı edilebilir seviyelerde azalma olduğunu ve artarak devam ettiği gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonunda, sülfat etkisindeki epoxy ile kaplanmış ve kaplanmamış donatıların yapışma dayanımlarının birbirine benzer olduğunu belirtmiştir.

Yüzeyi düz olan donatılarda aderans daha çok kimyasal yapışmayla sağlanmaktadır. Bunun yanında sürtünme kuvveti de sıyrılmanın başlaması ile birlikte aderans dayanımına katkıda bulunmaktadır. Ancak, düz yüzeyli donatı ile beton arasında mekanik bir etkileşim olmadığından, aderans dayanımları oldukça düşüktür. Bu sebeple bazı özel durumlar dışında yönetmeliklerde düz yüzeyli donatıların kullanılmasına izin verilmemektedir. Düz yüzeyli donatı kullanıldığında gerekli olan kenetlenme boyuyla beton örtü kalınlığı arttırılmalı ve kenetlenme düz yapılmamalıdır.

Nervürlü donatılarda ise kimyasal yapışma ve sürtünmenin katkısı oldukça düşüktür. Bu donatılarda kenetlenme, dişlerin eğimli yüzeylerinin betonla buluştuğu kısımlarda oluşan eğik kuvvetlerle sağlanmaktadır.

Beton ve Çelik arasındaki Aderans

Aderansı etkileyen önemli hususlardan biri de donatı çapıdır. Çap değiştikçe, kenetlenme boyunca yüzey alanı değiştiğinden, aderans dayanımı da buna paralel olarak değişmektedir. Bu nedenle küçük çaplı donatılarda aderans daha yüksektir. Bu sebeple, çap büyüdükçe aderans dayanımı azalacağından, kenetlenme boyuda bu oranla arttırılması gerekmektedir.

Pas payı (Beton örtü kalınlığı); özellikle betonda yarılmanın meydana gelmemesi için, nervürlü donatı kullanılması durumunda büyük önem kazanmaktadır. Pas payı arttıkça da yüzey yapışması dolayısıyla da yarılma dayanımı artmaktadır.

Sargı Donatısı;  Fret ya da kapalı etriye gibi sargı donatılarının yerel basınç oluşturarak aderans dayanımına katkıda bulunduğu deneysel çalışmalarla kanıtlanmıştır. Özellikle nervürlü donatı kullanılması durumunda, meydana gelebilecek yarılmalar sargı donatısı kullanılarak engellenebilmektedir. Bindirmeli eklerin bindirme boyunca kapalı etriyelerle sarılması, kesitin yarılmaya karşı dayanımını artırdığı gibi çapı büyük olan donatıların rijit dönme sonucu betonun yırtılmasını da önlenmektedir.

Donatıların Konumu; donatıların betonunu kalıba yerleştirilmesi sırasındaki konumu, yatay, düşey ya da kesitle yaptığı acı, kalıbın alt ya da üst yüzüne olan mesafesi, betonla donatı arasındaki aderansı önemli ölçüde etkilemektedir. Betonlama sırasında üst yüze yakın donatıların altında biriken hava kabarcıkları bu donatıların aderansını zayıflatmaktadır. Kalıbın alt kısmında ise beton daha iyi sıkıştığı için aderans daha yüksek değerler almaktadır.

Yüksek sıcaklık etkisi; yüksek sıcaklığın incelenen mekanik özeliklere olan olumsuz etkileri, görüntü inceleme çalışmalarından elde edilen çatlak özelliklerine de yansımış durumdadır. Yani betonların maruz kaldığı yüksek sıcaklık seviyesi arttıkça, donatı çevresinde oluşan yüzeysel çatlakların büyüdüğü, sayılarının, uzunluk ve genişliklerinin arttığı görülmektedir.