Beton Korozyon

Korozyon olayının İnşaat Mühendisliği açısından önemi

Beton bazik bir iç yapıya sahip yapı malzemesidir ve betonun bazik iç yapıya sahip olmasıyla çelik donatıların korozyona uğramasını belli bir noktaya kadar engellemektedir. Fakat çevre faktörleri de devreye girdiğinde çeliklerde korozyon olayı meydana gelir ve beton ile donatılar arasında aderans kaybı meydana gelmeye başlar ve betonarme yapının dayanıklılığı ve mukavemeti azalır. Korozyon olayından yapının en az oranda etkilenmesi için yüksek mukavemete sahip ve yüksek geçirimsizliğe sahip betonlar üretilmeli, yeterli kürleme işlemi uygulanmalıdır.

Beton içindeki kusurları, hataları, dayanımı ve korozyonu tespit etmek için en çok kullanılan yöntemler; 1. Windsor Probe Penetrasyon Test Yöntemi, 2. Radyografik Test Yöntemi, 3. Yer Radarı Yöntemi, 4. Ultrases Hız Yöntemi, 5. Ultrasonik Tomografi Yöntemi.

Betonun yüksek basınç dayanımına karşın çekme dayanımı çok düşüktür. Bu nedenle, çelik ile donatılandırılır. Bu ikili yapıda, beton basınç kuvvetlerini, çelik çoğunlukla çekme kuvvetlerini taşır. Betona gömülü halde bulunan çelik, beton tarafından fiziksel ve kimyasal etkilere karşı korunur. Fiziksel koruma çeliğin sudan, suyun taşıdığı zararlı iyonlardan ve asitlerden korunmasıyla, kimyasal korumaysa bazik bir ortam yaratılmasıyla gerçekleşir.

Hidratasyon sonucu açığa çıkan Ca(OH)₂ ve çimentodaki alkaliler betonun pH seviyesini yükseltir. Mukavemetini kazanmış bir betonun pH değeri 12.6 ila 13.5 arasındadır. Bu bazik ortam sayesinde, çelik donatının üzerinde bir pasif tabaka oluşur ve bu tabaka sayesinde donatı korozyondan korunur. Ancak pH seviyesinin düşmesi, zararlı iyonların donatıya kadar ulaşarak pasif tabakaya zarar vermesi gibi nedenlerden ötürü donatı korozyona karşı savunmasız hale gelebilir. Betonarme elemanların korozyona uğraması sonucu pas oluşur. Ortaya çıkan korozyon ürünü, 6 kata kadar daha fazla hacim kapladığı için içsel gerilmeyi arttırır ve çatlaklara, beton örtüsünün tabakasının olduğu gibi sıyrılmasına, beton ile donatı arasında aderans kaybına yol açar. Betonarme yapıların servis ömürleri, elemanların hasarsız oldukları kabulüyle yapılır. Bu nedenle, korozyon, servis ömrü hususunda önemli bir etkendir. Ayrıca yapı sağlığı konusunda göz önünde bulundurulması gerekir.

Korozyon Nedir?

Korozyon ile ilgili terminolojiye göre korozyon, metal ve alaşımların çevreleri ile girdikleri kimyasal ve elektrokimyasal tepkimeler sonucu bozulmasıdır. Korozyon sözcüğü, Latincede kemirmek anlamına gelen “con rodere” sözcüğünden türemiştir. Korozyon, dışarıdan enerji verilmeden metallerin içinde bulundukları ortamla reaksiyonları sonucu gerçekleşir. Metaller doğada oksit ve sülfür bileşikleri halinde bulunurlar. Bu durumda metallerin serbest enerjileri en düşük seviyededir. Mineraller metalürjik fırınlarda enerji verilerek metal haline getirilir. Bu metaller, sınai olarak kullanılabilmeleri için verilen enerjiyi geri vererek doğadaki düşük enerjili hallerine dönme eğilimindedir. Korozyon sert bir mekaniğe sahiptir ve metaller için kaçınılmazdır, ancak olayın gerçekleşme hızı inşaat mühendisliği için önemlidir.

Donatı korozyonunda, daha önce bahsedildiği gibi, donatı bir kısım kütle kaybeder ve sonuç olarak pas oluşur. Donatının kaybettiği kütle çoğunlukla yük taşıma kapasitesi açısından ihmal edilebilir seviyededir. Ancak korozyon ürünleri daha fazla hacim kaplar ve oluşan korozyon ürünü nedeniyle betonda çatlaklar meydana gelir, açılı bir şekilde kapak atma görülür ve hatta beton örtüsü tabaka olarak ayrılabilir. Korozyon ayrıca beton ile donatı arasındaki aderansı da olumsuz etkiler.