Çimento bağlayıcılı kompozitlerdeki çatlakların betonun mekanik özelliklerine ve durabilitesine pek çok negatif etkisi vardır. Çatlaklar, betonda performans düşüklüğüne ve betonun servis ömrünün azalmasına neden olabilir. Bu sebeple çatlakların engellenmesi; yapıların tamir masraflarının, yeni yapı ve hammadde ihtiyaçlarının azaltılması bakımından ekonomik ve çevreci bir çözüm oluşturmaktadır. Bu yazımızda, çimento bağlayıcılı kompozitlerin kendini iyileştirmesi hangi şekillerde gerçekleşir buna değineceğiz.
Otojen İyileşme Nedir? Nasıl Meydana Gelir?
Erken yaşlarda, özellikle düşük su/bağlayıcı malzeme oranlarına sahip beton karışımlarında, çimento taneciklerinin tamamı doğal bir şekilde hidrate olmamaktadır. Bu sebeple, kendiliğinden kurumadan kaynaklı çatlak oluşumu gözlenebilir. Bu çatlak oluşumlarının ardından hasarın oluştuğu bölgede; kimyasal, fiziksel ve mekanik reaksiyonların meydana geldiği yeni bir süreç başlar. Bu reaksiyonlar, çatlağın belli ölçülerde kapanmasını sağlayabilir. Bu şekilde gerçekleşen çatlak kapanmalarına otojen iyileşme denir.
Hidratasyon sebebiyle oluşan otojen kendiliğinden iyileşme, özellikle genç yaşlardaki beton elemanlarında gerçekleşmektedir. Olgunlaşan betonda kendiliğinden iyileşme devam eden hidratasyondan daha çok portlanditin karbonatlaşmasıyla ilişkilendirilmektedir. Bu sebeple olgun betonda otojen kendiliğinden iyileşmenin temel sebebi olarak Ca(OH)2’nin CaCO3 şeklinde kristalleşmesi gösterilebilir.
Otonom İyileşme Nedir? Nasıl Meydana Gelir?
İyileşme mekanizması; kimyasal, fiziksel ve mekanik unsurların tümü dikkate alınmayarak planlandığında beton elemanı üzerinde rastgele yerlerde meydana gelmektedir. Bu belirsizlik aynı zamanda tüm malzeme ve koşulların var olmasına da bağlılık göstermektedir. Bu belirsizliğin ortadan kaldırılması için doğan otonom iyileşme fikrinin sağlanabilmesi için teorik anlamda bazı ihtiyaçlar bulunmaktadır. Otonom iyileşme için kullanılan katkı malzemesinin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekmektedir:
- En küçük çatlaklara dahi sızabilmesi için vizkositesi düşük olmalıdır,
- Mikro çatlakların her bir parçasına ulaşabilecek kadar küçük boyutlarda olmalıdır,
- Dayanımın geri kazanılması için yeterince güçlü olmalıdır,
- Raf ömrü uzun olmalıdır,
- Atmosferik ve beton içi koşullara dayanıklı olmalıdır,
- Uygun maliyetli olmalıdır.
Çatlak Yüzü İyileşmesi Nedir?
Çimento bağlayıcılı kompozitlerde çatlak yüzü iyileşmesi herhangi bir mekanik geri kazanım olmaksızın çatlakların tıkanması anlamına gelmektedir. Bu yöntem, dayanıklılık bakımından her ne kadar yetersiz gibi görünse de tıkanma aracılığıyla zararlı malzemeler için çatlaklar içerisinde bir bariyer oluşması zararın azaltılması bakımından oldukça önemlidir. Kendiliğinden iyileşme ve çatlak yüzü iyileşmesi arasındaki temel fark; her ne kadar dayanımdaki geri kazanım olsa da, bu çatlak yüzü iyileşmesinin belirlenmesindeki tek parametre değildir. Mekanik testlerden farklı olarak, dolaylı veriler sağlayan test yöntemleri aracılığıyla da kendiliğinden tıkanmanın gerçekleşip gerçekleşmediği anlaşılabilir. Bu testlere örnek olarak aşağıdaki ölçümler sıralanabilir:
- Su emme özellikleri
- Ultrases hızı ölçümleri
- Hava geçirimliliği ölçümleri
- Klor iyon geçirimliliği ölçümleri
Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerin Kendiliğinden İyileşme Davranışlarını Etkileyen Faktörler
Kendiliğinden iyileşme davranışı bazı faktörlere bağlı olarak değişkenlik gösterir. Bu faktörler;
- Hasar seviyesi,
- Betonun yaşı,
- Karışım reçete tasarımı,
- Kür koşulları,
- Kendiliğinden iyileşme malzemesi olarak kullanılan katkı maddesi/ajandır.
Kendini İyileştiren Çimento Bağlayıcılı Kompozitler Neden Önemlidir? Neden Kullanılmalıdır?
Çimento bağlayıcılı kompozitlerin kendi kendini iyileştirmesi yöntemi; çatlakların engellenmesi ile mekanik ve durabilite özelliklerinin geri kazandırılmasıdır. Betonun kendi kendini iyileştirmesi yapıların servis ömrünü uzattığı gibi durabilite özelliklerini de iyileştirmektedir. Kendini iyileştirme; otojen ve otonom iyileşme ile çatlak yüzü kapama şeklinde gerçekleşir. Otojen iyileşmede doğal bir iyileşme eğilimi gözlenirken; otonom iyileşmede katkı veya ajan eklenmesi söz konusudur. Dolayısıyla, otonom iyileşme için otojen iyileşmenin kontrollü şekilde gerçekleştirileni denilebilir. Ayrıca, iyileştirme ajanlarının kompozit malzemeye eklenmesi her zaman dayanım kazanılmasıyla sonuçlanmayabilir. Bu noktada dayanım kazanılamayacağı için fiziksel kapama yöntemi uygulanır. Çatlağın fiziksel olarak tıkanmasıyla gerçekleşen iyileşmeye ise çatlak yüzü iyileşmesi denir. Bu da özellikle su yapıları için son derece önemlidir.
Kullanılan Kaynaklar:
