Normal ve %4NaCl Çözünürlüklü Kür Edilmiş Düz ve Nervürlü Donatılı Farklı Dayanımlı Betonlar İçin Donatı Aderans Kaybının Hızlandırılmış Korozyon Deneyi İle Belirlenmesi

Year 2022, Volume: 14 Issue: 2, 691 - 704, 31.07.2022

Melek Akgül , Orhan Dogan

https://doi.org/10.29137/umagd.1092523

Cited By: 1

Abstract

Birçok yapı alanında yapı malzemesi olarak ilk sırada tercih edilen betonun, yüksek olan basınç dayanımının aksine, düşük olan çekme dayanımını artırmak ve eğilme gerilmeleri altında gevrek göçmeyi önleyebilmek için çelik çubukların takviyesi ile betonarme sistemler oluşturulmuştur. Betonun sağlamış olduğu yüksek alkalin ortam, betonarme donatısı ile beton arasındaki aderansın sağlanabilmesi ve donatının korozyondan korunabilmesi için betonarme elemanlarda aranan en önemli kriterlerdendir. Geçirgen bir yapıya sahip olan beton, agresif kimyasallara maruz kalması halinde zamanla korozyona uğrar ve beklenen durabiliteyi sağlayamaz. Korozyon, donatının içinde bulunduğu ortam ile kimyasal ve/veya elektrokimyasal reaksiyona girerek metalik özelliklerini kaybetmesidir. Betonarme donatısında kesit kaybına neden olmanın yanında, korozyon; donatı ile beton arasındaki aderansın da azalmasına veya yok olmasına neden olmaktadır.
Günümüzde betonarme yapılar, kendi zati ağırlıklarına, servis ve sismik yüklere göre boyutlandırılır. Ancak, analizlerde korozyon dikkate alınmadığından, zamanla donatının aderans ve kesit kaybına uğraması nedeniyle, yapıların depremde hasar görmesine veya yıkılmasına neden olmaktadır.
Bu çalışmada, donatıların korozyona bağlı aderans kaybını belirleyebilmek için hazırlanan deney numuneleri, Türkiye’deki mevcut betonarme yapıları temsil edecek şekilde tasarlanmıştır. Parametre olarak 5 farklı beton grubu, 2 farklı donatı türü ve 2 farklı kür şartı değişken alınıp, numuneler hızlandırılmış korozyon deneyine tabi tutulmuş, aderanstaki dayanım değişimi grafikler ve tablolar ile değerlendirilmiştir.

Keywords

Beton, Betonarme, Aderans dayanımı, Donatı korozyonu, Hızlandırılmış korozyon deneyi, Durabilite

Determination of Reinforcement Adherence Loss by Accelerated Corrosion Test for Normal and 4%NaCl Solubility Cured Flat and Ribbed Reinforced Concretes with Different Strengths

Abstract

Reinforced concrete systems have been created with the reinforcement of steel bars in order to increase the low tensile strength of concrete, which is preferred in the first place as a building material in many construction areas, as opposed to its high compressive strength, and to prevent brittle collapse under the bending stresses. The high alkaline condition provided by the concrete is one of the most important criteria sought in reinforced concrete elements in order to ensure the adherence between the reinforcement and the concrete and to protect the reinforcement from corrosion. Concrete, which has a permeable structure, corrodes over time if exposed to aggressive chemicals and cannot provide the expected durability. Corrosion is the loss of metallic properties by entering into a chemical or electrochemical reaction with the environment in which the reinforcement is exposed. Besides causing cross-section loss in reinforcement, corrosion; it also causes the adherence between reinforcement and concrete to decrease or disappear.
Today, reinforced concrete structures are designed according to their self-weight, service and seismic loads. However, since corrosion is not taken into account in the analyses, due to the loss of adherence and cross-section of the reinforcement over time, it causes the structures to be damaged or collapsed in an earthquake.
In this study, the test specimens prepared to determine the adherence loss of reinforcements due to corrosion were designed to represent the existing reinforced concrete structures in Turkiye. As parameters, 5 different concrete groups, 2 different types of reinforcement and 2 different curing conditions were kept variable, the samples were subjected to accelerated corrosion test, and the change in adhesional strength was evaluated in graphs and tables.

Keywords

Concrete, Reinforced concrete, Adhesional strength, Reinforcement corrosion, Accelerated corrosion test, Durability

References

• Aköz, F., Yüksel, Y., Yüzer, N., Yılmaz, T., Doran, B. (2007). Betonarme deniz yapılarında korozyon hasarının tespiti. 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu, 235-242, İzmir, Türkiye.
• Aköz, F., Zorbozan, M., Yüzer, N., (2000). Betonarme yapılarda korozyon hasarının tespiti onarım için öneriler. Metal Dünyası, 89, 25-28.
• Al-Zahrani, M. M., Al-Dulaijan, S. U., Ibrahim, M., Saricimen, H., Sharif, F. M. (2002). Effect of waterproofing coatings on steel reinforcement corrosion and physical properties of concrete. Cement and Conc. Composite, 24,127-137. ISSN 0958-9465, https://doi.org/10.1016/S0958-9465(01)00033-6.
• Andrade, C., Alonso, C., Molına, F.J., (1993). Cover Cracking as a Function of Bar Rebar Corrosion: Part I-Experimental Test. Materials and Structures, 26, 453-464.
• Aydın, Ö. (2012). Beton yapılarda donatı korozyonunun önlenmesine yönelik tedbirlerin araştırılması. Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• Baradan, B., Aydın, S. (2013). Betonun Dürabilitesi (Dayanıklılık, Kalıcılık), Hazır Beton Yayınları. 54-68.
• Çizmecioğlu, Z., Çelik, A., Yıldız, K., Aydın, Ö. (2010). Kentsel dönüşümün en önemli gerekçelerinden biri olan fakat gözardı edilen faktör “korozyon”. Mimar ve Mühendis Dergisi, 57, 114.
• Çoban, Ö. (2014). Krom ve olivin atıklarının betonda kullanımının durabilite özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.
• Demir, İ. (2009). Aynı oranlarda ikame edilen silis dumanı ve uçucu külün betonun mekanik özelliklerine etkis. International Journal of Engineering Research and Development, 1 (2), 1-7 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/umagd/issue/31543/345668
• Di Carlo, F., Meda, A., Rinaldi, Z. (2017). Numerical evaluation of the corrosion influence on the cyclic behaviour of RC columns, Engineering Structures, 153, 264-278. doi:10.1016/j.engstruct.2017.10.020
• Doğan, M. (2009). Betonarme yapılardaki deprem hasarlarına korozyonun etkisi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22 (1), 147-168 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/ogummf/issue/30154/325411
• Doğan, O. ve Akgül, M. (2020). Donatı korozyonunun betonarmenin durabilite ve aderansına etkisi. Anadolu 5. Uluslararası Uygulamalı Bilimleri Kongresi, 26 - 27 Aralık, Diyarbakır.
• Doğan, O., Hamidiye, F. (2010). An experimental investigation of binding types of reinforcing steel rebars subjected to aggressive solutions under cathodic protection against corrosion. International Journal of Physical Sciences 5(17), 2605-2610
• Ersoy, U., Özcebe, G.(2018). Betonarme. Evrim Yayınevi ve Bilg. Dağıtım. 8. Baskı İstanbul.
• Göksu, C., İlki, A. (2016). Seismic Behavior of Reinforced Concrete Columns with Corroded Deformed Reinforcing Bars, ACI Structural Journal, 113 (5), 1053-1064. doi:10.14359/51689030
• Güneyisi, E., Özturan, T., Gesoğlu, M. (2005). A study on reinforcement corrosion and related properties of plain and blended cement concretes under different curing conditions, Cement and Concrete Composites, 27(4), 449-461, ISSN 0958-9465, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.05.006
• Li, J. B., Gong, J. X., Wang, L. C. (2009). Seismic behavior of corrosion-damaged reinforced concrete columns strengthened using combined carbon fiber-reinforced polymer and steel jacket, Construction and Building Materials, 23 (7), 2653-2663. doi:10.1016/j.conbuildmat.2009.01.003
• Özçelik, E., Gelişli, K. (2018). Betonarme yapılarda jeofizik yöntemlerle beton kalitesi ve yapı donatı durumunun araştırılması. Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi Cilt: 17, No: 1, 2018 (1-11)
• Pehlivan, H., Aytekin, M. (2018). Yumuşak betonarme çeliğinin beton boşluk suyu ve nacl çözeltisi içerisinde korozyon davranışının incelenmesi. NWSA, Physical Sciences ISSN: 1308 7304, ID: 2019.14.2.3A0089, http://dx.doi.org/10.12739/NWSA.2019.14.2.3A0089
• Rajput, A. S., Sharma, U. K., Engineer, K. (2019). Seismic retrofitting of corroded RC columns using advanced composite materials, Engineering Structures, 181, 35-46. doi:10.1016/j.engstruct.2018.12.009
• Sevim, Ö. (2018). Yüksek kompasiteli çimento bağlayıcılı sistemler için uçucu kül tane boyut dağılımlarının optimizasyonu. Doktora Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale.
• Şengül, Ö. (2011). Klor iyonu etkisindeki betonarme yapı elemanlarının dayanıklılığı için olasılığa dayalı tasarım. Teknik Dergi, 22 (107), 5409-5423. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/tekderg/issue/12752/155197
• Şimşek, O., 2012. Beton ve Beton Teknolojisi. Seçkin Yayıncılık, 4. Baskı, Ankara.
• Taşdemir, M.A., Özkul, M.H. ve Atahan, H.N. (1999). Türkiye’deki Son Depremler ve Beton, II. Ulusal Kentsel Altyapı Sempozyumu, 9-20, Adana, Türkiye.
• Topçu, İ.B., Boğa, A.R. (2007). 7. Ulusal Beton Kongresi, 301-311, İstanbul, Türkiye.
• Topçu, İ.B., Boğa, A.R. (2008). Betonarmede donatı ve beton arasındaki aderansa korozyonun etkisi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Müh.Mim.Fak.Dergisi, .XXI (1), 23-38.
• TS EN 197-1. (2012). Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar- Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS EN 206+A2 .(2021). Beton- Özellik, performans, imalat ve uygunluk.
• TS 3526 . (1980). Beton agregalarında özgül ağırlık ve su emme oranı tayini. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS EN 933-1. (2012).Agregaların geometrik özellikleri için deneyler - Bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımının tayini. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS 802. (2016). Beton karışım tasarımı hesap esasları. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS 708. (2016). Çelik - Betonarme için - Donatı çeliği. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS EN 12390-2. (2019). Sertleşmiş betonun test edilmesi Mukavemet testleri için numunelerin yapılması ve kürlenmesi. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS EN 12390-7. (2019). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 7 : Sertleşmiş betonun yoğunluğunun tayini. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• TS EN 12390-3. (2003). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri. Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini.
• Xiaojuan, Liu, Huanjun, Jiang, Liusheng, He, (2017). Experimental investigation on seismic performance of corroded reinforced concrete moment-resisting frames, Engineering Structures, 153, 639-652, ISSN 0141-0296, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.10.034.
• Yamaç, S. (2010). Silis dumanı katkılı betonda klorür etkisinde korozyon oluşumu. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• Yang, S. Y., Song, X. B., Jia, H. X., Chen, X. ve Liu, X. L. (2016) Experimental research on hysteretic behaviors of corroded reinforced concrete columns with different maximum amounts of corrosion of rebar, Construction and Building Materials, 121, 319-327. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.06.002
• Yeğinobalı, A. (2000). Betonda Çelik Donatı Korozyonu. Hazır Beton Yayınları, 41, 54-57.
• Yüzer, N., Aköz, F., Özhendekçi, N. (2003). Korozyon nedeni ile beton örtüyü çatlatan donatıdaki kesit kaybının belirlenmesi. Teknik Dergi, 14(2):2923-2934.