Malzemelerin servis ömürlerinin ne kadar olacağını tayin etmek için bilinmesi gereken bir kavram olan durabiliteden, “Durabilite Nedir? Betonda Durabilite Neden Önemlidir?” içeriğimizde kapsamlı bir şekilde bahsetmiştik. Aynı zamanda dayanıklılık olarak da tanımlayabileceğimiz bu kavram, yapı malzemesi olarak sıkça tercih edilen beton için oldukça önemlidir. Durabilite, dış etmenlerden etkilenir. Peki, bu dış etmenler nelerdir ve bu dış etmenlere maruz kalındığında etkileri ne olur sorularının cevaplarını bu içeriğimizde yanıtlayacağız.
Durabilite Nedir? Durabiliteyi Hangi Dış Etmenler Etkiler?
Özetle durabilite, yapı malzemelerinin ve yapıların işlevlerini uzun yıllar boyu bozulmadan yerine getirmeleri anlamına gelir. Betonda durabilite kavramı ise betonun yapısının servis ömrü boyunca içten ve dıştan gelebilecek fiziksel ve kimyasal etkilere karsı dayanıklılığı olarak açıklanır. Beton; hizmet süresi boyunca dış ve iç etkilere maruz kalır. Bu dış etmenler; fiziksel ve mekanik etkiler (aşınma, erozyon, kavitasyon, donma ve çözülme, yüksek sıcaklık gibi), kimyasal etkiler (sülfat, asit, alkali, karbonat gibi) ve biyolojik etmenler olarak sıralanabilir. Bu dış etmenlerden ötürü bozulmalar görülür, hatta deformasyona uğrayabilir.
Fiziksel ve Mekanik Etmenler Hangileridir?
Durabiliteyi etkileyen fiziksel ve mekanik etmenler aşağıda sıralanmıştır:
- Darbe: Beton servis ömrü boyunca çeşitli darbelere maruz kalabilir. Bu darbeler, beton dayanım ve dayanıklılığını kaybetmesine yola açabilir. Dolayısıyla durabilitesini olumsuz yönde etkiler.
- Aşınma: Beton yüzeyinde çeşitli sebeplerden ötürü kütle kayıpları meydana gelebilir. Bu kütle kaybına ise aşınma denir. Bu sebepler arasında yaya ve araç trafiği ya da sürtünme gibi sebepler sayılabilir.
- Erozyon: Yüksek hızda akan suların, beton yüzeyini aşındırması olayına erozyon etkisi denir. Bu durum, yine aşınmaya sebep olacağı için durabiliteyi olumsuz yönde etkiler.
- Kavitasyon: Kavitasyon olayına su yapılarında rastlanır.Bu bir oyulma olayı anlamına gelir.
- Donma ve Çözülme: Betonun içindeki boşluklarda bulunan suyun donabilir. Bu donma olayına bağlı olarak da genleşmesi sonucu betonda ilave gerilmeler oluşabilir. Bu durum, betona ilave yük getirir. Dolayısıyla, betonda çeşitli bozulmalara neden olabilir.
- Yüksek Sıcaklık: Beton örtü kalınlığının az ise yüksek sıcaklığa maruz kalan donatı istenilenden daha fazla uzar. Dolayısıyla betonda ilave gerilmeler oluşturur.
Kimyasal Etmenler Hangileridir?
Betonda kimyasal etmenlerden ötürü çatlamalar, dökülmeler, gözeneklilik ve geçirgenliğin artması gibi problemler meydana gelebilir. Bu etmenler, durabiliteyi olumsuz etkiler. Kimyasal reaksiyonlar çoğunlukla fiziksel ve biyolojik etkilerle peş peşe gerçekleşebilirler. Örnek verecek olursak; fiziksel bir etkiyle betonun çatlaması sonusunda kimyasal bozulmalara karşı daha savunmasız hale gelebilir. Kimyasal sebepler kendi içinde alt başlıklara ayrılır:
- Alkali-Agrega Çözülme: Agrega nedir konusunu detaylı bir şekilde içeriğimizde ele almıştık. Bazı çimentolarda bulunan alkali oksitler ile agregalarda bulunan aktif silisler tepkimeye girebilirler. Bunun sonucunda silikat jeli oluşur. Silikat jeli, betonda çatlakların oluşmasına sebep olup durabiliteyi olumsuz etkiler.
- Sülfat Etkisi: Betona sızan sülfat, betonun bazı bileşenleriyle etkileşime geçer. Bu yüzden betonun bozulmasına sebep olur. Betonun fiziksel görünümünde ise köşe ve kenarlardan yayılan beyaz lekeler, dökülmeler ve çatlamalar olarak gözlemlenir. Bu konuda daha detaylı bilgiye erişmek için Beton Dayanıklılık Sorun ve Çözümleri: Sülfat Etkisi içeriğimize bakabilirsiniz.
- Karbonatlaşma: Bu konuyu Betonda Karbonatlaşma Nedir? içeirğimizde ele almıştık. Havada bulunan karbondioksit nemli ortamda çimento ile reaksiyona girer. Bu reaksiyon sonucunda ise çimento hamuru büzülür. Dolayısıyla da çatlaklar oluşmaktadır. Aynı zamanda betonun pH değeri düşer ve korozyonu hızlandırır.
- Korozyon: Beotnda ya da yapıda olan metal malzemenin oksitlenmesi anlamına gelir. Çeşitli kimyasal ve fiziksel sebeplerden dolayı metaller, bazı minerallere maruz kalır. Bu tepkime olayları sonucunda ise betonun durabilitesi zarar görür.
- Asit Etkisi: Betona sızmış olan asitler betonun genleşip hasar görmesine neden olan kimyasal reaksiyonlara sebep olurlar. Bu olaya asit hücumu adı verilir.
- Sertleşmiş Çimento Bileşenlerinin Hidrolizi ve Yıkanması: Hidrate çimentonun katı fazını göreceli olarak çözünmeyen CSH, CH VE CAH (kalsiyum hidratlar) oluşturur. Bunlar gözenek suyu içinde kararlı durumdadırlar. Gözenek suyu içindeki bazı iyonlar betonun pH değerini 12.5 gibi ortalama bir değerde tutmaktadır. Betonun geçirimliliği az ise ve sıvının pH’ı 6,5 üzerinde ise kimyasal saldırılar ihmal edilmektedir. Eğer bu pH değeri 5,5 ve altındaysa saldırı şiddetli olur. Betonda geçirgenlik konusu hakkında Geçirgenlik Nedir? Nasıl Önlenir? içeriğimizden daha detaylı bilgiye erişebilirsiniz.
- Alkali-Silika Ve Alkali-Karbonat Reaksiyonu: Bu konuyu, Alkali-Silika Reaksiyonu Nedir? içeriğimizde detaylı olarak anlatmıştık. Bazı çimentoların içinde bulunan alkali oksitler aktif silika formları içeren agregalarla reaksiyona girerler. Bu reaksiyon sonucu bir jel oluşur. Bu jel zamanla nemin de etkisiyle şişer ve betonda çatlak oluşumuna neden olur.
- Kalsiyum ve Magnezyum Oksidin Gecikmiş Hidrotasyonu: Çimento içinde bulunan kalsiyum ve magnezyum oksidin gecikmiş hidrotasyonu betonda çatlaklara ve genleşmelere sebep olur. Bu durum, durabiliteyi olumsuz yönde etkiler. Hidratasyon hakkında daha detaylı bilgi almak için Hidratasyon Süreçleri Nedir? içeriğimizi okuyabilirsiniz.
Biyolojik Etmenler Hangileridir?
Biyolojik oluşumlar, durabiliteyi etkileyen biyolojik etmenler olarak örnek verilebilir. Bitki ve ağaç kökleri, betonun içine sızabilir. Daha sonra burada büyüyüp genişleyebilirler. Bu durum, betonda çatlaklar oluşmasına sebep olur. Deniz yapılarında oluşan yosunların ve kanalizasyonlardaki mikroorganizmaların da durabilite üstünde önemli etkileri vardır.
Durabiliteyi Etkileyen Etmenler Hakkında Bilmeniz Gerekenler
Durabilite kavramını durabilite nedir içeriğimizde detaylıca ele almıştık. Ancak durabilite kavramını özetleyecek olursak; yapı malzemelerinin ve yapıların işlevlerini hizmet süreleri boyunca bozulmadan yerine getirmeleri diyebiliriz. Yapıların beklenilen süre boyunca işlevlerini yerine getirebilmeleri için, olası agresif fiziksel, kimyasal ya da biyolojik dış etmenlerin önceden belirlenmesi ve önlem alınması önemlidir. Eğer gerekli uygulamalar yapılmaz ise, yapı kısa sürede bozulup dayanıklılığını yitirerek kullanılmaz hale gelebilir. Durabiliteyi etkileyen fiziksel-mekanik, kimyasal ve biyolojik dış etmenler nelerdir ve alt başlıkları ne anlama gelir, etkileri ne şekilde olur gibi konuları bu içeriğimizde detaylandırdık.
