Betonda kullanılan korozyon inhibitörlerinin farklı kimyasal katkılarla etkileşimi
Interaction with different chemical additives and corrosion inhibitors in concrete
Yazar: ARDA UZUNÖMEROĞLU
Danışman: PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton katkı maddeleri = Concrete additives ; Bor = Boron ; Donatı korozyonu = Reinforcement corrosion ; Donatılı beton = Reinforced concrete ; Fiziksel dayanıklılık = Physical endurance ; Kimyasal inhibitör = Chemical inhibitor ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Bu tez çalışmasında, kimyasal katkı ve korozyon inhibitörü kullanımının betonun fiziksel, mekanik ve durabilite özelliklerine ayrıca beton içerisindeki donatının korozyonuna etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu kapsamda, korozyonu engellemek için kullanılan inhibitörlerin etkileri araştırılmış ayrıca yerli ve milli bor inhibitörünün korozyonu engellemedeki etkisi ilk defa ortaya konmuştur. Çalışmada, dört farklı kimyasal katkı ve üç farklı korozyon inhibitörü ile hazırlanmış beton karışımları ile, donatılı ve donatısız beton numuneleri üretilmiştir. Kullanılan kimyasal katkılar priz hızlandırıcı, priz geciktirici, süper akışkanlaştırıcı, hiper akışkanlaştırıcıdır ve her bir katkı %1,5 oranında kullanılmıştır. Korozyon inhibitörleri, kalsiyum nitrit bazlı korozyon inhibitörü ve doğal bordan elde edilmiş inhibitördür, inhibitörler karışımlarda 20 lt/m3 miktarında kullanılmıştır. 

Tez kapsamında oluşturulan beton serileri dört farklı gruba ayrılmıştır. Bunlar, yalnızca inhibitör içeren seriler, yalnızca kimyasal katkı içeren seriler, kimyasal katkı ve bor inhibitörü içeren seriler, kimyasal katkı ve kalsiyum nitrit içeren serilerdir. Donatılı ve donatısız olarak iki farklı şekilde üretilen silindir ve küp numunelere, 28 ve 90 gün boyunca kür havuzunda standart kür ortamına maruz bırakılmıştır. Üretilen numunelerin fiziksel özeliklerini belirlemek amacıyla birim ağırlık ve ultrases geçiş süresi deneyleri, mekanik özeliklerini belirlemek amacıyla ise basınç ve yüzey sertliği deneyleri yapılmıştır. Üretilen numunelerin dayanıklılık özeliklerini görmek için hızlı klorür geçirimliliği, elektriksel direnç, kılcal su emme, yarı hücre potansiyeli, hızlandırılmış korozyon deneyleri yapılmıştır. 

Yapılan çalışmalar sonucunda bor inhibitörü ve kimyasal katkıların birlikte kullanıldıklarında geçirimliliği azaltarak dayanıklılık özeliklerini önemli ölçüne arttırdığı görülmüştür. BORHAK90 numunesi ilk çatlak oluşumunu 10 kat arttırarak 361 saate ulaştırmıştır. Aynı numune serisi betonların elektriksel özdirenç değerlerini kontrol numunesine göre %77,91 arttırmıştır. Bor ve süper akışkanlaştırıcı katkı içeren beton numunelerin hızlı klorürü geçirimliliği değeri %96,02 azalmıştır. Yüzey uygulamalı inhibitör kullanımı sonucunda yarı hücre potansiyel değerlerinde, çapı 100 mm ve 150 mm olan numunelerde korozyon olasılığı kontrol numunesine oranla %25,7 ve %38,4 azalmıştır

Abstract:
In this thesis, the effects of the use of chemical additives and corrosion inhibitors on the physical, mechanical and durability properties of concrete as well as the corrosion of the reinforcement in concrete were investigated experimentally. In this context, the effects of chemical additives and corrosion inhibitors used together in preventing corrosion were investigated, and the effect of natural boron inhibitor in preventing corrosion was revealed for the first time. In the study, four different chemical additives and three different corrosion inhibitors were used. The chemical additives used are set accelerator, set retarder, super plasticizer, hyper plasticizer, and each additive was used at a rate of 1.5%. Corrosion inhibitors are calcium nitrite-based corrosion inhibitors and boron corrosion inhibitors obtained from natural boron; each inhibitor was used in the amount of 20 lt / m3 in mixtures. 

In addition, a surface applied inhibitor was used to determine the effect of only the concrete cover thickness on corrosion. The concrete series created within the scope of the thesis are divided into four different groups. These are; series containing only inhibitors, series containing only chemical additives, series containing chemical additives and boron inhibitors, series containing chemical additives and calcium nitrite. They were exposed to the standard curing environment in the curing pool for 28th and 90th days. Unit weight and ultrasonic pulse velocity tests were conducted to determine the physical properties of the samples produced, and compressive strength were determining the mechanical properties. 

As a result of the studies, when boron inhibitor and chemical additives are used together, they increase the durability properties by decreasing the permeability. BORHAK90 sample increased the initial crack formation 10 times and reached 361 hours. The same sample series increased the electrical resistivity values of concretes by 77.91% compared to the control sample. The rapid chloride permeability value of concrete samples containing boron and super plasticizer additives decreased by 96.02%. Surface-applied inhibitor, the probability of corrosion in samples with diameters of 100 mm and 150 mm at half-cell potential values decreased by 25.7% and 38.4% compared to the control sample.