Donatı Korozyonu Nasıl Önlenir?

Donatı korozyonu, betonarme elemanlar için oldukça zararlıdır. Servis edilebilirliklerini zayıflatabilir ve hatta yapısal sorunlara neden olabilir. Bu nedenle şantiyelerde, donatıların korozyona uğramaması için çeşitli önlemler alınmalıdır.

Yüksek kaliteli ve düşük geçirgenliğe sahip beton, çeşitli korozyon mekanizmalarını kontrol etmek için gereklidir. Bu nedenle, geleneksel beton, tamamen geçirimsiz olmasa da işçilik, beton karışımları ve kürleme gibi inşaatın farklı yönlerine, gereken özenin gösterilmesi, düşük geçirimli betonun mükemmel kalitede üretilmesini sağlayabilir. Bu pratik önlemler, donatı korozyonunu önlemek için tasarımcılar ve şantiye mühendisleri için çok önemlidir.

Su/Çimento Oranı

Düşük su-çimento oranı uygulanarak düşük geçirgenliğe sahip beton üretilebilir ve bu da daha iyi donatı koruması sağlayabilir. Çoğu uygulama için su/çimento oranı 0,45 ile 0,60 arasında değişmektedir.

Çimento İçeriği

CO2 ve CL’nin bağlama kapasitesi, çimento içeriği arttıkça artar. Ancak, çimento miktarı ölçülmeden artırılırsa, su/çimento oranı, kürleme ve sıkıştırma kalitesi, çimento içeriğine kıyasla klorür ve karbonatlaşma penetrasyonu üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olacaktır.

Çimento Türü

Çimento bileşimi betonun dayanıklılığını önemli ölçüde etkiler. Örneğin, Portland Çimentosu‘ndaki trikalsiyum alüminat (C3A) içeriği arttıkça, korozyon direnci önemli ölçüde iyileşir. Bunun nedeni, klorür iyonlarının hidratlı trikalsiyum sülfoalüminat ile reaksiyonunun, sertleşmiş çimento hamurunda çözünmeyen Friedel tuzu oluşturmasıdır.

Bununla birlikte, C3A sadece belirli bir miktarda klorür ile reaksiyona girdiğinden, klorür içeriği miktarı daha fazla olduğunda C3A’nın etkinliği azalır. Ayrıca, C3A içeriğinin artmasıyla sülfat saldırısına karşı beton direnci azalır.

Puzolanlar

Klorür ve sülfat saldırılarına dayanıklı beton üretiminde silis dumanı, yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi puzolanik malzemeler kullanılır. Hem su hem de kalsiyum hidroksitin düşük geçirgen ve yüksek dayanımlı beton üreten puzolanlarla kombinasyonu çok önemlidir.

Katkılar

Katkılar, donatıyı korozyondan korumaya yardımcı olmak için kullanılan kimyasal malzemelerdir. Uygun işlenebilirlik sağlayan ve daha iyi geçirimsizlik sağlayan su azaltıcı katkılar ve süper akışkanlaştırıcılar kullanılarak düşük s/ç oranı kullanmak mümkündür. Kalsiyum klorür içeren katkılardan donatı korozyonuna neden olduğu için kaçınılmalıdır.

Agregalar

Agregalar, beton karışım hacminin yaklaşık %70’ini kapladığı için beton geçirgenliğini önemli ölçüde etkiler. İri agregaların boyutu arttıkça beton geçirgenliği artar. Çoğu mineral agreganın geçirgenliği beton hamuruna göre 10-1000 kat daha fazladır. Bu nedenle agrega nem içeriğinin s/ç oranı hesaplamalarına dahil edilmesi hayati önem taşır.

Klorür İçeriği

Klorür iyonları, donatı korozyonu bakımından en zararlı maddelerdendir. Bu iyonlar, çelik donatıdaki pasif tabakayı çözerler. Ortamın elektrolitliğini arttırarak, elektriksel direnci azaltıp, anot-katot iyon akışını kolaylaştırırlar. Bunun sonucunda donatının korozyon hızı artar. Asit karakterli oldukları için ortamın pH’ ını düşürerek korozyona elverişli bir ortam oluştururlar. Beton kalitesi azaldıkça korozyon riski artar veya daha düşük klorür içeriklerinde de korozyon oluşabilir.

Beton Örtü Kalınlığı

Beton kaplamanın derinliği, donatı korozyonunu etkileyen en önemli faktörlerdendir. Ek beton örtü uygulanarak nem penetrasyonu ve klorür girişi geciktirilebilir.

Sıkıştırma

Donatı korozyonu, beton sıkıştırma derecesinden doğrudan etkilenir. Bu nedenle beton dökümü sırasında yeterli sıkıştırma sağlanmazsa beton elemanları daha çabuk korozyona uğrayacaktır. Örneğin sıkıştırma derecesinin %10 azalması nedeniyle geçirgenlik %100 artacak ve beton mukavemeti %50 azalacaktır. Buradan, korozyonun önlenmesi için sıkıştırma yeterliliğinin çok önemli olduğu açıktır.

Kürleme

Uygun kürleme, sıcaklık ve nem kontrolü ile beton geçirgenliği azaltılabilir. Yeterli kür uygulanmadığı takdirde beton yüzey tabakasının geçirgenliği 5-10 kat artar. Kür süresi çok kısaysa, pasif koruyucu bir film oluşturmadan önce klorür iyonları betona girer.

Koruyucu Kaplamalar

Çelik çubuk kaplaması ve katodik koruma uygulaması, donatı korozyonunu önlemenin başka bir yoludur. Ancak geçirgenliği düşük beton korumaya göre daha pahalıdırlar. Hem anodik hem de bariyer kaplamalar, kaplama yoluyla korumanın en önemli yöntemleridir. Katodik teknikte, gönüllü anotlar kullanılarak veya iyon akışını donatıdan uzağa yönlendirerek beton ortamı değiştirilir.

• TS EN 206’ya Göre Çevresel Etki Sınıfları İçin Beton Tasarımı, İnş. Müh. İrfan Kadiroğlu
• TS EN206-1
• Corrosionpedia
• Galvanize It