Korozyon inhibitörlerinin çimentolu harçlarda agresif ortamlara karşı gösterdiği etkinin araştırılması
Investigation of the effect of corrosion inhibitors in cementitious mortars against aggressive environments
Yazar: İLKAY KARA
Danışman: PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Korozyon = Corrosion

Özet:
Beton ve betonarme yapılar çeşitli agresif ortam koşullarından etkilenmektedirler. İç ve dış etkenler ile yapıya fiziksel-kimyasal olarak zarar vermekte ve çimento matrisinin dayanıklılığını olumsuz yönde etkilemektedirler. Dış ve iç agresif ortam koşulları sülfat etkileri; donma çözülme çevrimleri, sodyum klorür etkisi, alkali-silika reaksiyonu ve donatı korozyonu olarak sıralanmaktadır. Bu olumsuz etkilere karşı alınan önlemlerden biri de korozyonu önlemek amacıyla kullanılan korozyon inhibitörleri olarak bilinmektedir. İnhibitörlerin kullanıldığı harç yapılarının farklı agresif ortamlarda olan etkileri merak edilmektedir. Literatür çalışmalarında korozyon inhibitörlerinin beton ve harç yapısındaki incelemeleri sınırlı sayıda olduğu görülmüştür. Uygulanan inhibitörlerin agresif ortam koşullarındaki elde edilen sonuçlarının literatüre katkıda bulunulacağı düşünülmektedir.  Deneylerde organik, inorganik ve yeşil (çevreci) olarak sınıflandırılan üç farklı korozyon inhibitörü kullanılmıştır. Numunelere etki eden agresif ortam koşulları sırası ile sülfat etkisi (magnezyum sülfat-sodyum sülfat), sodyum klorür etkisi, alkali-silika reaksiyonu ve donma-çözülme çevrimleri olarak belirlenmiştir. Numunelerin ultrases geçiş hızları, birim hacim ağrılıkları, eğilme ve basınç dayanımları incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, inhibitör çeşidi ve oranına göre farklılıklar görülmüştür. Genel olarak standart kür uygulanan harç numunelerde, %1 oranında inhibitör kullanımı ile 28 günlük ve 180 günlük dayanım sonuçlarının daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.  D-Ç çevrimlerinde, %5,66 ile kalsiyum nitrit inhibitörü ile en az dayanım kaybı elde edilmiştir. ASR etkisinde %2 kalsiyum nitrit ve amino alkol inhibitörlerinde %0,030 oranı en az uzama belirlenmiştir.  ASTM C1012'ye göre sülfat etkisi ile boyca uzama değerlerinde üç inhibitörün de %1 uygulanmasında %0,005 oranı ile en az uzama gözlemlenmiştir. Sülfat etkisinin numunelerde dayanım etkisi incelendiğinde kontrol numunesine göre %1 inhibitör kullanımının basınç dayanımında daha etkili olduğu görülmüştür. Sodyum klorür etkisinde %2 amino alkol inhibitörünün basınç dayanımı daha başarılı olmuştur. Sonuç olarak inhibitör çeşit ve miktarlarının agresif ortamlarda gösterdiği farklılıklar dikkat çekmektedir.

Abstract:
Concrete and reinforced-concrete structures are affected by various environmental conditions. Internal and external factors cause physical and chemical damage to the structure, thereby negatively affecting the durability of the cement matrix. The external and internal aggressive environmental conditions are listed as sulfate effects, F-T cycles, sodium chloride effect, alkali-silica reaction, and reinforcement corrosion. One measure to address these issues is the use of corrosion inhibitors. The effects of mortar structures that contain inhibitors in different aggressive environments are of interest. It has been observed that there is a limited number of studies on the examination of corrosion inhibitors in concrete and mortar structures in the literature. This thesis contributes to the literature by investigating the effects of inhibitors and different aggressive environmental conditions within its scope. Three different corrosion inhibitors, classified as organic, inorganic, and green (environmental), were used in the experiments. The aggressive environmental conditions affecting the samples were determined as the sulfate effect sodium chloride effect, ASR, and F-T cycles. The ultrasonic pulse velocity, unit volume weights, and flexural-compressive strengths of the samples were analyzed. Analyzed, differences were observed according to inhibitor type and ratio. In general, it was observed that the 28 and 180-day strength results were higher with the use 1% inhibitor in mortar samples with standard curing.  In D-C cycles, the least strength loss was obtained 5,66% calcium nitrite inhibitor. In the ASR effect, the least elongation of 0,030% was determined 2% calcium nitrite and amino alcohol inhibitors. According to ASTM C1012 standards, the application of 0,005% of the three inhibitors within the 1% concentration exhibited the least length elongation under sulfate effect conditions. Analyzing the strength impact of sulfate exposure on the samples, it's notable that the use of 1% inhibitor enhanced compressive strength compared to the control sample. In the presence of sodium chloride, compressive strength improved with 2% amino alcohol inhibitor.  These findings underscore the significance emphasizing the importance of both inhibitor types and concentrations in mitigating aggressive environmental effects.