Donatılı betonda korozyon hasarı ve giderilme yolları
The Corrosion defects in reinforced concrete and its preventive ways
Yazar: FUNDA DELİKANLI
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA E. KARAGÜLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2001
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Beton = Concrete ; Donatı korozyonu = Reinforcement corrosion ; Donatılı beton = Reinforced concrete ; Korozyon = Corrosion

Özet:
Betonarme yapılarda korozyon problemi, inşaat sektöründe herzaman için önemini koruyan ve sıkça karşılaşılacak yapı problemlerinden biridir. Yapılarda korozyonun ne denli önemli olduğu, yakın zamanda 17 Ağustos 1999 Marmara Depreminde ve ardından 12 Kasım 1999 Düzce Depreminde acı bir şekilde gözler önüne serilmiştir. Bu çalışmada; bu denli önemli ve aynı zamanda da ihmal edilebilen, tedbir alınmadıkça yapılarda deprem veya benzer şok etkileri esnasında yıkıma kadar yolaçabilen korozyon problemi irdelenmiştir. Betonarme yapılarda korozyon problemi; çoğu zaman sadece donatı problemi olarak ele alınmaktadır. Fakat; betonarme yapılarda iki tür korozyon probleminden sözetmek mümkündür. Birincisi; beton korozyonu, ikincisi ise donatı korozyonudur. Bu iki tür korozyon olayı, birbirleri ile çoğu zaman etkileşim halindedir. Beton korozyonuna maruz betonda; donatı korozyonu da çoğu zaman kaçınılmaz olacaktır. Ayrıca; karbonatlaşma veya klor etkisiyle donatı korozyonuna maruz bir yapıda, beton geçirimsizliğinin yokolması ve böylece beton korozyonunun oluşması da sürpriz olmayacaktır. Betonarme yapılan tehdit eden korozyon olayından korunmanın yolu; başta uygun, geçirimsiz, yeterli paspayıh, doğru bileşenli beton üretmek ve gerektiğinde de koruyucu katkı maddeleri ilave ederek korozyonu başlatan korozif iyonlara karşı beton direncini yükseltmektir. Korozyon problemi ile karşı karşıya kalındığında da en önemli konu, problemi doğru şekilde analiz etmek ve en uygun onanm metodunu seçmek olacaktır.. Yukarıdaki anlatılan bilgiler esas alınarak; "Donatılı Betonda Korozyon Hasan ve Giderime Yollan" adlı çalışma hazırlanmış ve sistematik olarak aşağıdaki gibi irdelenmiştir. Giriş Bölümünde; korozyon genel tanımı ve mekanizması incelenmiştir. Aynca ilişkide olduğu diğer sektörler ve Türkiye dahil diğer bazı ülkelerde korozyonun GSMH daki toplam kayıplan ve geri kazanabilirdik değerleri veriler halinde sunulmuş ve ülke ekonomilerine getirdiği zararlara dikkat çekilmiştir. İkinci Bölümde; beton korozyonu geniş anlamda incelenmiştir. Aynca; "Fiziksel- Mekanik Korozyon, Dış Etkiler Sonucu Oluşan Kimyasal Korozyon ve Beton İçindeki Reaksiyonlara Bağlı Oluşan Kimyasal Korozyon" olarak beton korozyonu bölümlere ayrılmış ve genel nedenleri ve mekanizmalan hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü Bölümde; Betonarme yapılarda donatı korozyon problemi irdelenmiştir. Öncelikle genel bir korozyon mekanizması ve sebepleri irdelenmiş, daha sonra genel anlamda korozyon çeşitleri anlatılmıştır. Betonarme yapılarda donatı korozyonunun temel sebepleri ve mekanizmalan başlığı altında klor etkisi ve karbonatlaşma etkisi ile oluşan donatı korozyonu mekanizmalan, sebepleri ve otoparklar ile köprüler gibi özel bazı yapılarda korozyon problemi incelenmiştir. xııBu bölümde ayrıca, öngerilmeli betonarme yapılarda da sıkça karşılaşılan korozyon problemi ele alınmış, yapılması gereken önlemler ve koruma şekilleri incelenmiştir. Son olarak da; donatı çeliği dışında diğer metal yapı elamanlarında karşılaşılabilecek korozyon olayı ve bunların çeşitli koşullara maruz kaldıklarında gösterecekleri korozyon dirençleri hakkında bilgiler verilmiştir. Dördüncü Bölümde; korozyon olayının oluşmasında ve devamında önemli yer tutan beton ve beton bileşenleri incelenmiş, korozyona karşı betonarme yapryı korumada ne tür özellikleri içermeleri gerektiği ve nelere dikkat edilmesi gerektiği hakkında bilgiler verilmiştir. Ayrıca; korozyona karşı sağlanması gereken beton geçirimsizliği için betona karışım suyu ile yada çimento içine ilave edilerek kanlan puzolanlar ve çeşitleri de irdelenmiştir. Beşinci Bölümde; korozyon hasan görmüş betonarme yapılarda hasar onarım teknikleri incelenmiş ve bu tekniklerin kullanılmasından önce onarım görecek betonarme elemanın üzerinde ne tür bir hazırlık yapıldığı, onarıma nasıl hazır hale geldiği, kullanılan farklı teknikleri de kapsayarak incelenmiştir. Ayrıca; yüzeysel hasar onarımı görmüş betonarme elemanlarda zaman zaman ortaya çıkan korozyon tekrarı riski ve sebepleri anlatılmıştır. Korozyona karşı önlemlerin arasında yeralan inhibitörler ve elektrokimyasal tedavi yöntemleri de detaylıca ele alınmıştır. Sonuç Bölümünde de; korozyon olayının işleyiş mekanizmasından başlanarak donatı ve beton korozyonu ve bunların çeşitleri kısaca özetlenmiştir. Korozyona karşı gerektiğinde betonda bulunması gereken katkı maddeleri, puzolanlar ve beton bileşenlere ait sağlanması gereken özellikler tablolar halinde, bellibaşlı özellikleri ile verilmiştir. Ayrıca: çalışma kapsamında; korozyon hasarı bulunan yapılarda en uygun onarım tekniğini seçmek için belli ayırıcı parametreler içeren bir soru-cevap metodu oluşturulmuştur. Böylece; en uygun tekniği belirlerken yapısal ve çevresel riskler de gözönüne alınabilecek ve doğru bir seçim olacaktır. Hasarlı betonların yüzeysel hasar onarım teknikleriyle onanmlarmda izlenecek aşamalar da farklı teknikleri de içeren bir şema halinde gösterilmiştir. xıu

Abstract:
The corrosion problem in reinforced concrete structures is one of the most important construction problems for everytime and can be met very often. With the eartquakes in 17th August 1999 in Marmara and then in 12nd November in Düzce, the huge importance of the the corrosion of the buildings had been seen with sorrow. In this work, the corrosion problem that has such importance, that can be neglected in the same time and also unless precautions are taken, it can let the building collapse, is studied. The corrosion problem in reinforced concrete structure is mostly accepted as reinforcement problem. But; it's possible to talk about two kind of corrosion problem in reinforced concrete structures. The first one is the concrete corrosion and the second one is the reinforcement corrosion. In many times, these two kinds of corrosion problem affect themselves directly. For a concrete exposed to the concrete corrosion, the reinforcement corrosion will be inevitable in many times. Furthermore; for a structure exposed to the reinforcement corrosion by carbonation or chloride attack, the diseppearing of the concrete impermeability and thus, the appearing of the concrete corrosion will not be a surprise. The ways to protect the structures against corrosion is firefly to produce a health, impermeable concrete with proper concrete cover and components and also if necessary, to add preventive admixtures. When a corrosion problem is met, the most important thing is to analize the problem properly and select the most suitable repair method. In the base of these knowledges, this work titled as " The Corrosion Defects in Reinforced Concrete and Its Preventive Ways" have been examined in order that can be found below. In the 1st Chapter; the general definition and the mechanism of the corrosion has been studied. Furthermore, for some countries including Turkey and for the other sectors related with this problem, the total and avoilable costs of corrosion in gross national product are given as input-output datas and taken attention to the losses in the country economies. In the 2"1 Chapter; concrete corrosion has been studied widely, hi addition, the concrete corrosion has been diveded into 3 parts as "Physical-mechanical corrosion, Chemical corrosion occured by external affects and Chemical corrosion occured by the reactions in the concrete". And the informations about the general reasons and mechanisms are also given in this chapter. In the 3rd Chapter; the reinforcement corrosion problem is examined. First of all, the main corrosion mechanism and the causes are examined and then the corrosion types are investigated. Under the title of " The main reasons and mechanism of reinforced xrvconcrete structures", the corrosion mechanisms occured by carbonation and chloride attacks and also some special structures as parking structures and bridges have been investigated. On the other hand; tin this chapter, the corrosion problem that often exists in prestressed structures, has been also searched and the precautions that have to be done and protection ways are examined. And lastly; the other metalic construction elements's reactions and their resistance to the corrosion problems have been given. In the 4th chapter; the concrete and the concrete compounds that have been accepted as the major solution to the corrosion problem, are studied. The required properties for the protection of the structures and the things that have to be taken care, are explained. Furthermore; the puzolan and the types of it which are added to the mixing water or cement to make the concrete impermeable in order to provide the corrosion protection, are explained and informations are given detailhy. In the 5th chapter; the patching technic in the damaged reinforced concrete structures are explained and before applying this technic, the steps that have to be achieved, like surface preparation and concrete removal, have been investigated with the different types. In addition, the repeated corrosion risk that sometimes appears on the patched concrete components and the reasons are researched. The inhibitors and the electrochemical treatments are also researched with details. In the Conclusion Chapter; firstly a brief summary of the thesis and then important conclusions about the corrosion protections and the comparison of the repair technics are placed. Furthermore; for the selection of the technic, a question-answer method is formed in order to reach the most suitable technic. Important properties of different technics and the steps that have to be followed for a proper repair are placed in the conclusion chapter. xv