Doç Dr. Halit YAZICI
Dokuz Eylül Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü
BETONARMENİN KALICILIĞI(DURABİLİTE, DAYANIKLILIK)
II
BETONUN İÇ VE DI�ETKENLERLE BOZULMASI
FİZİKSEL ve MEKANİK
KİMYASAL ve BİYOLOJİK
ÇELİK DONATININ KOROZYONU
ÇATLAMA DÖKÜLME, KAPAK ATAMA
DAYANIM ve RİJİTLİK KAYBI
DEFORMASYON
BETON BO�LUK YAPISININ DEĞİ�MESİ, GEÇİRİMLİLİKTE ARTI�
BOZULMA SÜRECİNDE HIZLANMA
FĐZĐKSEL ve MEKANĐK ETKENLER
KÜTLE KAYBINA YOL AÇANLAR
ÇATLAMAYA YOL AÇANLAR
AŞINMA EROZYON
KAVĐTASYON (OYULMA)
YANGIN,
YÜKSEK SICAKLIKLAR
AŞIRI YÜKLEME,
TEKRARLI YÜKLEME,
YORULMA,
DARBE
DONMA-ÇÖZÜLME,
BUZ ÇÖZÜCÜTUZLAR,
ISLANMA-KURUMA,
BOY ve HACĐM DEĞĐŞĐMLERĐ
AAŞŞINMA, OYULMA, EROZYONINMA, OYULMA, EROZYON
KURU SÜRTÜNME ETKĐSĐTRAFĐK YÜKÜ
(ĐŞ MAKĐNELERĐ&YAYALAR, vb.)AĞIR CĐSĐMLERĐN SÜRÜKLENMESĐ
ABRESĐF AŞINMA
ZAMANLA KÜTLE KAYBI
ĐÇĐNDE ASKI HALĐNDE YÜZER MADDELERĐN BULUNDUĞU
SIVILARIN BETON YÜZEYĐNĐÇĐZEREK AŞINDIRMASI
EROZYON
SUYUN SUYUN ÇÇOK OK YYÜÜKSEK KSEK
HIZLARDA HIZLARDA AKMASIAKMASI
SUYUN BASINCINDA SUYUN BASINCINDA ANANĐĐ DDÜÜŞŞMELER, MELER, OLUOLUŞŞAN HAVA AN HAVA
KABARCIKLARININ KABARCIKLARININ YOYOĞĞUNLAUNLAŞŞARAK ARAK YYÜÜZEYE HIZLA ZEYE HIZLA
ÇÇARPMASIARPMASI
OYULMA OYULMA (KAV(KAVĐĐTASYON)TASYON)
BBİİR BARAJ DOLU R BARAJ DOLU SAVASAVAĞĞINDAINDAOYULMA OYULMA (KAV(KAVİİTASYON) TASYON) HASARIHASARI
AAŞŞINMA, OYULMA, EROZYONINMA, OYULMA, EROZYON
AA��INDIRICI DINDIRICI DİİSK SK ETKETKİİSSİİYLE OLUYLE OLU��AN AN
BETON YBETON YÜÜZEYZEYİİ
ÇÇİİVVİİLLİİ LASTLASTİİKLERKLERİİN N SSÜÜRTRTÜÜNME ETKNME ETKİİSSİİYLE YLE
OLUOLU��AN BETON YAN BETON YÜÜZEYZEYİİ
AAŞŞINMA, OYULMA, EROZYONINMA, OYULMA, EROZYON
FREEZE FREEZE –– THAW EFFECTTHAW EFFECT
TAZE BETONTAZE BETON SERTLESERTLE��MM�� BETONBETON
BOBO��LUK SUYUNUN DONMASILUK SUYUNUN DONMASI
%9 GENLE%9 GENLE��MEME
PARAZPARAZİİT GERT GERİİLMELERLMELER
ÇÇATLAK ATLAK
PARPARÇÇALANMAALANMA--HASARHASAR
BUZUN GENLEBUZUN GENLE��ME ETKME ETKİİSSİİYLEYLEBOBO��LUKLARIN ALUKLARIN AÇÇILMASIILMASI
HHİİDRATASYONUN YAVADRATASYONUN YAVA��LAMASI LAMASI veya TAMAMEN DURMASI (<veya TAMAMEN DURMASI (<--1212°°°°°°°°C)C)
BUZUN BUZUN ÇÖÇÖZZÜÜLMESLMESİİYLE YLE HHİİDRATASYONUN DRATASYONUN
YENYENİİDEN BADEN BA��LAMASILAMASI
ÇÇOK BOOK BO��LUKLU YAPI, LUKLU YAPI, MEKANMEKANİİK K ÖÖZELLZELLİİKLERDE ve KLERDE ve
DAYANIKLILIKTA DDAYANIKLILIKTA DÜÜ��MEME
BETONUN YENBETONUN YENİİDEN DEN KARIKARI��TIRILMASI ve TIRILMASI ve
SIKISIKI��TIRILMASI TIRILMASI ��ART !!ART !!
ÇÇOK BOOK BO��LUKLU LUKLU
(BAL PETE(BAL PETEĞİĞİ GGÖÖRRÜÜNNÜÜMLMLÜÜ))
ÇÇOK AZ BOOK AZ BO��LUKLU LUKLU (GE(GEÇÇİİRRİİMSMSİİZ)Z)
KURU BETONLAR KURU BETONLAR
ZARAR GZARAR GÖÖRMEZ ! RMEZ !
BETONUN DONMABETONUN DONMA--ÇÖÇÖZZÜÜLME DAYANIKLILILME DAYANIKLILIĞĞINI INI ETKETKİİLEYEN EN LEYEN EN ÖÖNEMLNEMLİİ 33 FAKTFAKTÖÖR:R:
BETONUN BOBETONUN BO��LUK YAPISILUK YAPISI
BETONUN SUYA DOYGUNLUK DERECESBETONUN SUYA DOYGUNLUK DERECESİİ (KR(KRİİTTİİK DOYGUNLUK)K DOYGUNLUK)
DONMADAN DONMADAN ÖÖNCE YETERLNCE YETERLİİ BASINBASINÇÇ DAYANIMA DAYANIMA ULAULA��ILMASI (ILMASI (ÖÖNERNERİİLEN 50LEN 50--140 140 kgfkgf/cm/cm22))
DONMA DONMA –– ÇÖÇÖZZÜÜLME ETKLME ETKİİSSİİ
İİLGLGİİNNÇÇ BBİİR R ÇÇELELİ�İ�KKİİ!!
150 DONMA-ÇÖZÜLME DEVRĐNE MARUZ KALMIŞ ÖRNEKLER
Hava katkısızYüksek S/Ç oranlı
Hava katkılıDüşük S/Ç oranlı
DONMA DONMA –– ÇÖÇÖZZÜÜLME ETKLME ETKİİSSİİ
DONMA DONMA ÇÖÇÖZZÜÜLMEDE LMEDE ÖÖNLEMLERNLEMLER
ÜRETĐCĐNĐN ALACAĞI ÖNLEMLER
TÜKETĐCĐNĐN ALACAĞI ÖNLEMLER
- DÖKÜM SAATĐNĐ GÜNÜN DAHA SICAK SAATLERĐNE KAYDIRMAK- ERKEN DAYANIM KAZANAN BETON ÜRETMEK
a) HĐDRATASYON ISISI YÜKSEK ÇĐMENTO KULLANMAK(EYÇ52.5, PÇ52.5, PÇ42.5)
b) DAHA YÜKSEK ÇĐMENTO DOZAJI, DAHA DÜŞÜK S/Ç ORANIC) KATKI KULLANMAK (ANTĐFĐRĐZ, PRĐZ HIZLANDIRICI)
SUYUN ve TAZE BETONUN DONMA SICAKLIĞINIDÜŞÜRMEK, HĐDRATASYONU HIZLANDIRMAKCaCl2 ESASLI ĐSE MAX %1
d) YÜKSEK KÜR SICAKLIKLARI (BUHAR KÜRÜ)
e) BĐRKAÇ YÖNTEMĐ BĐR ARADA KULLANMAK
DONMA DONMA ÇÖÇÖZZÜÜLMEDE LMEDE ÖÖNLEMLERNLEMLER- HAVALI BETON ÜRETMEK
HAVA SÜRÜKLEYĐCĐ KATKI MADDELERĐ(SODYUM ABĐETAT, LĐNYO SÜLFONAT, HAYVANSAL-BĐTKĐSEL YAĞLAR, SENTETĐK DETERJANLAR)
HAVA KABARCIKLARI 10-250 µµµµ ÇAP
1 M3 BETONDA 3××××109 ~ 7××××109 HACMĐN YAKLAŞIK %2-9
BoBoşşluk luk ççapapıına bana bağğllıı olarak suyun donma olarak suyun donma noktasnoktasıınnıın den değğiişşimiimi
Don
ma
Nok
tası
(°C
)
mikro
Boşluk Yarıçapı (nm)
−10
−20
−30
01 10 100
mesa macro
DONMA DONMA ÇÖÇÖZZÜÜLME HASARILME HASARI
Yerel olarak kabuk atma, soyulma, çimento matrisinde mikro çatlaklar
DonmaDonma--çöçözzüülmeye dayanlmeye dayanııksksıız agreganz agreganıın n betonda kapak atmaya yol abetonda kapak atmaya yol aççmasmasıı
Hava Katkılıbeton
Hava katkısız beton
7000
5000
6000
4000
3000
2000
1000
0
Su/Çimento oranı
0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85
%25
Ağı
rlık
kay
bın
a yo
l aça
n
don
ma-
çözü
lme
dev
ir s
ayıs
ı
DONMA DONMA ÇÖÇÖZZÜÜLME HASARILME HASARI
BoBoşşluk luk ççapapıına bana bağğllıı olarak suyun donma olarak suyun donma noktasnoktasıınnıın den değğiişşimiimi
Don
ma
Nok
tası
(°C
)
mikro
Boşluk Yarıçapı (nm)
−10
−20
−30
01 10 100
mesa macro
Tuzlu su
Saf su
ÇÇEVRESEL ETKEVRESEL ETKĐĐ SINIFI SINIFI -- TS EN206 TS EN206 DONMA ÇÖZÜLME ETKĐSĐ
XF1 XF2 XF3 XF4En Büyük
S/Ç 0.55 0.55 0.50 0.45
XF1 : Suya orta derecede doygun (düşey beton yüzeyleri)
Min. Dayanım (MPa) C30 C25 C30 C30
Min. Çimento Dozajı (kg/m3) 300 300 320 320Min. Hava (%) --- 4.0 4.0 4.0
DĐĞER DONMA-ÇÖZÜLMEYE DAYANIKLI AGREGA
XF2 : Suya orta derecede doygun, buz çözü maddeler var(düşey beton yüzeyleri)
XF3 : Suya yüksek derecede doygun (yatay beton yüzeyleri)
XF4 : Suya yüksek derecede doygun, buz çözücü maddeler var(köprü tabliyesi, vb.)
YYÜÜKSEK SICAKLIKLARKSEK SICAKLIKLAR1-2 SAAT Max.250ºC’ye KADAR FAZLA SORUN YOK !
100~150ºC KILCAL BOŞLUKLARDA SUYUN BUHARLAŞMASI
150~200ºC BÜZÜLME, KILCAL ÇATLAK OLUŞUMU ÇEKME DAYANIMINDA DÜŞÜŞ - PEMBEMSĐ RENK
~300ºC ALUMĐNLĐ ve DEMĐR OKSĐTLĐ BĐLEŞENLERDE BÜNYE SUYU KAYBI-BASINÇ DAYANIMINDA DÜŞÜŞ - KOYU PEMBEMSĐ - KIRMIZIMSI RENK
~400ºC Ca(OH)2 CaO %30 HACĐM AZALMASI(ĐTFAĐYE SU SIKINCA)
400~600ºC CSH YAPISININ TAHRĐBĐ – GRĐ - BEYAZ - RENKDAYANIMDA %80 AZALMA
ZEHĐRLĐ GAZLAR, DUMAN VEYA ALEV YOK!
DAYANIM KAYBIDAYANIM KAYBI
40030020010020
120
100
80
60
40
20
0
Sıcaklık (°°°°C)
Kal
an d
ayan
ım (
%)
Yavaş Soğutma
Suyla soğutma
DAYANIM KAYBIDAYANIM KAYBI
400300200100
120
100
80
60
40
20
0
Sıcaklık (°°°°C)
Kal
an d
ayan
ım (
%)
500 600 700 800 900 100020
Kireç Taşı
Çakıl
Renk Değişimi
Pembe veya Kırmızımsı Gri Kül
DONATI DONATI ÇÇELELĐĞĐĐĞĐ
Sıcaklık ( °C )
Kal
an d
ayan
ım (
%)
40
20
60
80
100
0 100 200 300 400 500 600 700
St I(Akma dayanımı)
Soğuk haddelenmiştel ya da kablo
(Çekme dayanımı)
Yüksek dayanımlıSt IIIa
(Çekme dayanımı)
YYüüksek Sksek Sııcaklcaklııklarda klarda ÇÇelieliğğin in σσ--εε davrandavranışıışınnıın den değğiişşimiimi
12
11
10
9
8
56
ε - Birim Deformasyon
σ-
Ger
ilm
e (M
pa)
400
300
200
100
500
600
700
0.020.00 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
1 : 24°C2 : 99°C3 : 149°C4 : 204°C5 : 260°C6 : 316°C
7 : 368°C8 : 427°C9 : 482°C10 : 535°C11 : 593°C12 : 649°C
47
31
1
2
2
BETONUN İÇ VE DI�ETKENLERLE BOZULMASI
FİZİKSEL ve MEKANİK
KİMYASAL ve BİYOLOJİK
ÇELİK DONATININ KOROZYONU
ÇATLAMA DÖKÜLME, KAPAK ATAMA
DAYANIM ve RİJİTLİK KAYBI
DEFORMASYON
BETON BO�LUK YAPISININ DEĞİ�MESİ, GEÇİRİMLİLİKTE ARTI�
BOZULMA SÜRECİNDE HIZLANMA
KİMYASAL ve BİYOLOJİK ETKENLER
I. GRUP
HİDROLİZ,
SUYUN YIKAMA ETKİSİ
II. GRUP
AGREASİF SIVILARLA İYON DEĞİ�TİRME REAKSİYONLARI
III. GRUP GENLE�EN ÜRÜNLER OLU�TURAN REAKSİYONLAR
Ca++ İYONLARININ ÇÖZÜNEN veya ÇÖZÜNMEYEN ÜRÜNLER OLU�TURARAK AYRILMALARI
CSH İÇİNDEKİ Ca++
İYONLARININ Mg++
İYONLARI ile YERDEĞİ�TİRMELERİ
SÜLFAT ETKİSİDEF,ASR,CaO, MgO ‘in GECİKMİ�HİDRATASYONU,KOROZYON
SÜLFAT ETKİSİ
KATI KURU TUZLAR ZARARSIZ! NEMLİ ORTAMDA ZARARLI
Sülfatların betonun içine
difuzyonu
Cevreden sülfat eriyiği
C3A’nın genleşme
reaksiyonu
HidrateC3A
Çatlak Oluşumu
SÜLFAT ETKİSİ
SÜLFAT KAYNAKLARI:TOPRAKTAN (YÜZEYİNDE BEYAZ BİRİKİNTİLER OLAN, ÇALILIK DI�INDA BİTKİ YETİ�MEYEN ARAZİLER �ÜPHELİ)
ÇİMENTODAN (KATILAN ALÇITA�I, SO3 ≤≤≤≤ 3 OLMALI)
DENİZ SUYU, YERALTI SUYU
SÜLFAT ETKİSİ - REAKSİYONLAR
SO3-
Na2SO4
MgSO4
CaSO4.2H2O (Hacim artışı)
ALÇI
H2OCa(OH)2
ALÇIETRENJİT (Hacim artışı)Hidrate C3ANa2SO4
ALÇICSHMgSO4
(Deniz Suyu)
SÜLFAT ETKİSİ
* BEYAZ LEKELER* KÖ�E ve KENARLARDA BA�LAYAN ÇATLAKLAR* PULLANMA - DÖKÜLME* UFALANMA - YUMU�AMA
SU HAREKETİ (ISLANMA - KURUMA �İDDETİARTIRMAKTA)
BELİRTİLER
REAKSİYONUN GELİ�İMİ
ORTAM KO�ULLARI (SO4-2 veya SO3
-2 İYONU ) BETONUN GEÇİRİMLİLİĞİSUYUN VARLIĞI
ÇİMENTO KİMYASAL YAPISI (C3A İÇERİĞİ)
ÖNLEMLER
TEHLİKELİ DEĞERLER SUDA TOPRAKTA
ÇOK KUVVETLİ >3000 ppm SO4-2
HAFİF 200- 600 ppm SO4-2 2000-5000 ppm SO4
-2
KUVVETLİ 600-3000 ppm SO4-2 >5000 ppm SO4
-2
(TS3440)
BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI
DÜ�ÜK C3A İÇERİKLİ ÇİMENTO KULLANILMALI
KİRECİN (Ca(OH)2) PUZOLANLARLA TESPİTİ FAYDALI
GEREĞİNDE BETON İZOLE EDİLMELİ
C3A ≤ %8 SÜLFATA ORTA DERECEDE DAYANIKLI ÇİMENTO
C3A ≤ %5 SÜLFATA YÜKSEK DERECEDE DAYANIKLI ÇİMENTO
ÇEVRESEL ETKİ SINIFI - EN 206-1
Suya yüksek derecede doygun (yatay beton yüzeyleri) XA3
XA3
0.45
C35
360
XA2
0.50
C30
320
SÜLFATA DAYANIKLI ÇĐMENTO
XA2 Orta derecede agresif kimyasal etki veya deniz suyuna maruz
XA1
C30
EN BÜYÜK S/C
XA1 Düşük derecede agresif kimyasal etki
EN AZ DAYANIM
EN AZ DOZAJ kg/m3
0.55
300
ZARARLI KĐMYASAL ÇEVRELER
DĐĞER
DEF (GECİKMİ� ETRENJİT OLU�UMU)
PREFABRİK ÜRETİMİNDE
A�IRI SICAK HAVALARDA KÜTLE BETONLARINDA
Gecikmişetrenjitoluşumu ile betonda bozulma
DEF (GECİKMİ� ETRENJİT OLU�UMU)
C3A.CaSO4.32H2OYÜKSEK SO3 İÇERİĞİ (%2 –5 )DÜ�ÜK SO3 ERİYEBİLİRLİĞİ
YÜKSEK KÜR SICAKLIĞI (60-70 °C)
HİDRATASYONUN İLK DAKİKALARINDAKİETRENJİT OLU�UMUNUN ENGELLENMESİ
SÜREKLİ AÇIK HAVADA ISLANMA-KURUMA
SERTLE�Mİ� BETONDA ETRENJİT OLU�UMU
GENLE�ME
ÇATLAKLAR
ASİT ETKİSİ
KUVVETLİ ASİTLERSÜLFÜRİK ASİT H2SO4 HİDROKLORİK ASİT HClNİTRİK ASİT HNO3
ZAYIF ASİTLER
H2S + SU FİLMİ + OKSİJEN H2SO4
SO3 + SU FİLMİ + OKSİJEN H2SO4
BETON BAZİK ORTAM ASİDİK SIVILAR
KALSİYUMLU BİLE�ENLER ÜZERİNDE (Ca(OH)2, CSH, CAH) ÇÖZÜCÜ ETKİ
HİDROFLORİK ASİT
ASİT ETKİSİCevreden asit eriyiği
Reaksiyon ürünlerinin erime veya aşınma ile
uzaklaşması
Sertleşmişçimentonun
mikro yapısının (boşluk
sisteminin tabaka tabaka
bozulması)
Yerinde kalmış, bozulmuş tabaka
(normal betondan çok daha geçirimli
6.5 ≤ ≤ ≤ ≤ pH ≥≥≥≥ 5.5ZAYIF
5.5 < pH ≥≥≥≥ 4.5ORTA4.5 ≤ ≤ ≤ ≤ pH ≥≥≥≥ 4.0�İDDETLİ
TS EN206
ASİT ETKİSİKANALİZASYON KESİTİ
Oksijensiz kanalizasyon ortamında Hidrojen sülfit
oluşumu
Hidrojen sülfit kaçışı
Beton yüzeyine
Asit saldırısı
Beton yüzeyinde oksijeniçeren ortamda sülfirik asitin
bakteriolojik oluşumu
BİYOLOJİK ETKİLENMEBAZI BİTKİLER, AĞAÇ KÖKLERİ
BAZI TÜR DENİZ YOSUNLARI, MİKROORGANİZMALAR
BİYOLOJİK, KİMYASAL OLU�UMLAR
ASİT ETKİSİ
BETON YÜZEYİNDEN İTİBAREN TABAKA TABAKA BOZULMA
ÇİÇEKLENME
KİREÇLİ BİLE�ENLERİN BETON DI�INA
SIZMASI (CaCO3, CaSO4)
TUZ BİRİKİMİ(Deniz kumu kullanılan yerler)
Y.A.S.S.
Zemin
Y.A.S.S.
Zemin
Kapiler yolla suyun yükselmesi
Suya doygun beton
Tuğla Duvar
Tuğla veya harçtaki çözünebilir tuzların nemli ortamda çözünmesi
Oluşan çözeltinin kapiler boşluklardaki hareketi
Buharlaşma
Tuz birikimi Çiçeklenme
Betonarme Kolon
Sıva
ÇİÇEKLENME
ALKALİ-AGREGA REAKTİVİTESİ
Su ve alkalinin betona difuzyonu
Cevreden su ve/veya alkaliler
(örneğin buz çözücütuzlardan
Çatlak Oluşumu(Harita şeklinde ve
yüzeyde paralel)
Mevcut alkalilerin boşluk sistemine
sızması(çimentodan ve katkı
maddelerinden)
Reaktif Agreganın Genleşmesi
Reaktif Agrega
ALKALİ-AGREGA REAKTİVİTESİ
ÜÇ KO�UL BİR ARADA OLMALI !1) ÇİMENTODA ALKALİ OKSİT DEĞERİ
(Na2O + 0.658 K2O) > %0.6
2) AGREGADA AKTİF SİLİS BULUNMALI (OPAL, TRİDİMİT, KRİSTOBALLİT, VOLKANİK CAM, RİYOLİT, ANDEZİT ve TÜFLERİ)
YILLAR SONRA JEL OLU�UMU(SODYUM + POTASYUM + KALSİYUM SİLİKAT)
HACİM GENLE�MESİ
AĞ �EKLİNDE ÇATLAKLAR
SİLİSLİ YÜZEY SERTLE�TİRİCİLERE DİKKAT!
3) SU
REAKTİF AGREGANIN TESPİTİ
KİMYASAL AGREGANIN REKTİVİTESİ ARA�TIRILIR
JEOLOJİK AGREGADA REAKTİF BİLE�EN ARANIR
FİZİKSEL-KİMYASAL
ÇİMENTO-AGREGA KARI�IMLARININ BOY DEĞİ�İMLERİ ÖLÇÜLÜR
DENEY SONUÇLARI KIYASLANIR, SADECE BİR YÖNTEME GÜVENMEK MÜMKÜN DEĞİL
REAKTİF AGREGA MİKTARI SINIRLANDIRILMALI
ASR GENLE�MESİNİN ÖNLENMESİ
BETONUN ALKALİ İÇERİĞİ AZALTILMALI
BETONUN NEM İÇERİĞİ AZALTILMALI
BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİ SAĞLANMALI
MİNERAL veya KİMYASAL KATKI KULLANILMALI
(Silika Tozu, Uçucu Kül, Lityum tuzları vb.)
ASR - ÖNLEMLER
Top Related