Alkali Silika Reaksiyonu
Son yıllarda, hidratasyonunu tamamlamış çimento hamuru ile agrega arasında birçok zararlı kimyasal reaksiyon görülmüştür. Bu reaksiyonlardan yaygın olarak görülen biri de agregadaki aktif silika bileşenleri ile çimentoda bulunan alkaliler arasındaki reaksiyondur. Alkali silika reaksiyonu önemli derecede büyük bakım masraflarına veya tekrar yapım masraflarına yol açabilen ciddi bir dayanıklılık sorunudur. Alkali silika reaksiyonu beton içerisinde bulunan boşluk suyundaki hidroksil iyonları ile agrega içerisinde bulunan silis arasında gerçekleşen karmaşık bir reaksiyondur. Sektörde bu olay beton kanseri olarak da bilinmektedir.
Bu beton olayını ilk kez kim buldu
Alkali silika reaksiyonuna bağlı ilk tanımlanan problemler 1920 ve 1930’lu yıllarda Kaliforniya’da bulunan otoyol ayak ve köprü parapetleridir. Bu durumu ilk defa Thomas Stanton rapor 1940 yılında rapor etmiştir. Yapılan araştırmalarda bu bölgede yapılan betonarme binalarda kaliteli malzeme kullanılmasına ve standartlara uygun yapım kuralları uygulanmasına rağmen yapı elemanlarında çatlakların olduğu gözlemlenmiştir.
1940 yılında Stanton oluşan bu çatlakların sebebinin betonun içerisindebulunan malzemeler arasında gerçekleşen bir reaksiyon olan Alkali silika reaksiyonu olarak tanımladığında bu durum bilim insanları arasında büyük bir yankı uyandırmıştır. Daha sonraki çalışmalarda bu zararlı etkilerin oluşmasında, beton içerisinde kullanılan çimento tipi ve agregaların cinsinin bu yapıların maruz kaldığı dış ortam şartlarından daha çok önem taşıdığı görülmüştür.
Türkiye’de reaksiyonun görüldüğü ilk yer İzmir’deki köprü ayaklarıdır. Karayolları 2. Bölge Müdürlüğü ile Japon Jica firmasının ortak çalışmasıyla yapılan incelemelerde köprü ayaklarındaki bozulmaların kaynağının alkali silika reaksiyonu olduğu belirlenmiştir.
Alkali silika reaksiyonu sebepleri nelerdir?
Alkali silika reaksiyonu çimento hamurundaki alkaliler ve agregalarda bulunan reaktif agregalar arasında gerçekleşir. Bu reaksiyonun oluşması için gerekli üç faktör aşağıdaki gibi sıralanabilir. 1. Reaktif silika formu 2. Yeterli miktarda alkali (genellikle çimentodan gelen) 3. Beton içerisinde yeterli miktarda nem
Yapı malzemelerinin ve yapıların bulundukları çevre şartlarında servis ömürleri dâhilinde işlevlerini uzun yıllar boyunca bozulmadan yerine getirmelerine durabilite, dayanıklılık veya kalıcılık adı verilir. Günümüzde gelişen teknoloji ve tecrübelerden kaynaklı oluşan bilgi birikimi ile insanlar daha nitelikli yapay malzemeler üretmiş ve bu malzemelerle yapılan yapıların tipi ve özellikleri değişmiştir. Betonarmenin bulunmasıyla büyük açıklıklar geçilebilmiş, daha yüksek binalar yapılabilmiştir. Ayrıca yeni malzemeler sayesinde yapım maliyetlerinde önemli düşüşler gerçekleşmiştir. Beton veya betonarme elemanların servis ömrünce bozulmalarına iç ve dış etkenler sebep olur.
Betonda proses aşamasında durabiliteyi etkileyen en önemli faktörler karıştırma, taşıma, kompaksiyon, kürleme ve sıcaklıktır. Betonun kanseri olarak bilinen alkali silika reaksiyonu sonucunda oluşacak olan jel, deformasyonlar ve çatlaklar sonucu betonarme yapılarda donatıyı koruyan beton tabakasının geçirimliliği artar, bunun akabinde durabilitesi önemli derecede azalır. Bu sebepten dolayı alkali silika reaksiyonu özellikle nemli ortamlarda bulunan betonlarda ciddiye alınmalıdır.
Betonda alkali silika reaksiyonu beton bileşenlerinden birisi olan çimentonun içerisinde fazlaca bulunan sodyum oksit ve potasyum oksit gibi alkali oksitlerin betonun boşluk suyunda çözünmesiyle sodyum hidroksit ve potasyum hidroksit oluşturur. Bu kimyasal reaksiyon zaman içerisinde betonda bir iç kuvvet oluşturacak jel oluşturur. Oluşan jel ortamdaki suyu alarak şişer ve iç gerilmeler sebebiyle bir genleşmeye sebep olur. Bu genleşme belirli bir sınırı aştığı zaman beton için bir tehlike oluşturur.
