Betonarme Yapılarda Donatıların Korozyon ve Su Yalıtımı

Genel olarak beton, içindeki donatı çeliklerini korozyona karşı mükemmel bir şekilde korur. Beton içindeki yüksek alkali ortamı, donatı çeliğine sıkıca yapışacak bir film oluşturur ve bu film çeliği pasifize ederek korozyona uğramasını önler.

Donatı çeliğinde korozyon; beton yeterli kalitede değilse, yapı çevre koşullarına göre tasarlanmamışsa (korozyona karşı yalıtım önlemleri alınmamışsa), ortam koşulları önceden tahmin edilmemişse, veya betonun hizmet ömrü boyunca değişiklikler varsa oluşur. Korozyonun başlıca sebebi olarak klor iyonları gösterilmektedir.

Bununla beraber, normal olarak betonun pH değeri 12′ den büyüktür ve bu değer korozyonun oluşmaması için yeterlidir. Ancak, diğer çevresel faktörlerin etkisiyle ortam pH değeri düşmekte ve donatı çeliğinde korozyon oluşmasına neden olabilmektedir. Yandaki grafikte (Grafik 1) korozyon oranının ortam pH değeri ile ilişkisi görülmektedir. Buna göre, ortam pH değerinin 10 ile 4 arası olması durumunda, korozyon nedeniyle donatı kesit kaybı 0.25 mm/yıl olmaktadır. Örnek olarak, hesap dayanımı 365 MPa olan BÇ IIIb sınıfı f10′ luk bir donatı çeliği alındığında bu çubuk 28.6 kN (2922 kg) yük taşıyabilmektedir. Budonatı çubuğu 0.25 mm/yıl oranında korozyona uğradığında kesit azalması nedeniyle taşıyabileceği yük birinci yılda 2.8 kN (285 kg) azalmaktadır. Aynı oranla 10 yıl sonunda taşıyabileceği yük ilk duruma göre 21.5 kN (2190 kg) azalmakta, bu süre sonunda 7.1 kN (723 kg) taşıyabilir hale gelmektedir. 20 yıl sonunda ise çelik tamamen çürüyeceği için hiç yük taşıyamaz durumda olacaktır.

Betonarme yapılarda donatı çeliğinin korozyona karşı korunmasında çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Su yalıtımı bu önlemler içinde büyük öneme sahip olduğundan, bu yazıda korozyona karşı su yalıtımı ele alınmaktadır.
Korozyona karşı su yalıtımı dendiğinde akla ilk gelen, sulu zeminlerdeki yapıların temelleri ve köprü viyadük gibi sanat yapılarının tabliyelerinin korunmasıdır. Köprü-viyadük tabliyelerinde suyun birikmemesi ve kışın yapılan tuzlama çalışmalarında klor iyonlarından etkilenmemesi için mutlaka su yalıtımı yapılmalıdır. Köprü ve viyadüklerde su yalıtımı, yüksek mukavemetli, 4mm kalınlıkta, polimer bitümlü membranların tabliye üstüne yapıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Su yalıtım katmanının üstüne daha sonra asfalt aşınma tabakası serilerek imalat tamamlanır. Benzer şekilde, yapıların temelleri de suya karşı yalıtılmalıdır. Aksi takdirde, beton içine nüfuz edecek su, ortamın alkalinitesini düşürebilir ve bu su içinde bulunabilecek klor iyonları korozyona ve neticede yapının taşıyabileceği yük kapasitesini alzatarak yapı güvenliğini tehlikeye sokar.

TEMELLERDE SU YALITIMI

Mimari projenin tasarımı esnasında, zemin etütleri yapılırken, zemin suyunun tetkikinin de yapılması, gerek proje müellifine gerekse yalıtımcıya yön verecektir. Bu nedenle zemin su durumunun belirlendiğinde, temel sisteminin statik gereklilik dışında bu suya karşı alınacak önlemler doğrultusunda yeniden seçilmesi gerekecektir. Örnek vermek gerekirse, mütemadi temel sisteminin radye jeneral temel sistemine çevrilmesi söz konusu olabilecektir.

Zemindeki Su Durumunun Tesbiti: Zemindeki su durumunun tesbiti için zemin suyu seviyesinin en yüksek olduğu dönem gözlenmelidir. Su seviyesi kadar suyun debisi de önem kazanmaktadır ve yeraltı su rejiminin değişkenlik göstereceği unutulmamalıdır.

Zemindeki Su Durumunun Değerlendirilmesi: Sondaj ve gözlemler sonucu zemindeki su durumu aşağıda belirtilen üç kategoriye ayrılarak yalıtım projesi hazırlanır.
– Zemin Rutubetine Karşı Yalıtım
– Basınçsız Suya Karşı Yalıtım
– Basınçlı Suya Karşı Yalıtım

ZEMİN RUTUBETİNE KARŞl YALITlM

Zemin rutubeti; zeminde daima mevcut bulunan, kılcallık yoluyla yapının bünyesine girip zararlara yol açan, zeminin cinsine bağlı olarak etki derecesi değişiklik gösteren sudur. Zemin rutubeti;

– Zemin tanecikleri ile aderans temin eden ve sızmayan su
– Zemin tanecikleri arasına köşelere asılı kalan su
– Zemin taneciklerini ince bir film şeklinde saran su
– Yeraltı suyu veya birikinti sularından kılcal olarak emilen su

şeklinde “TS 3128 Binalarda Zemin Rutubetine Karşı Yapılacak Yalıtım İçin Yapım Kuralları” Standardında tanımlanmıştır.

Toprakla temas eden statik perdelere bir kat cam tülü taşıyıcılı 3mm polimerik örtü ile yapılacak yalıtım yeterlidir. Temel kotu altında, bina çevresinde ve gerekli ise sömeller arasında yapılacak drenaj yalıtımı tamamlar.

BASINÇSIZ SUYA KARŞI YALITIM

Damlayabilir, akabilir durumdaki suya genel olarak basınçsız su adı verilir. Bu su, sızma su, kullanma suyu olabilir, yapı ve yalıtım üzerine ya hiç ya da geçici olarak bir hidrostatik basınç yapar.

Basınçsız suya karşı, temel derinliğine bağlı olarak önerilecek alternatifli detaylar şöyledir:

Yatayda (Tabanda): Bir kat polyester keçe taşıyıcılı 3mm polimer bitümlü örtü veya, bir kat polyester keçe taşıyıcılı 3mm. örtü ile bir kat cam tülü taşıyıcılı 3mm kalınlıkta polimer bitümlü örtüler ile birlikte uygulanır.

Düşeyde (Perdede): Bir kat cam tülü taşıyıcılı 3mm polimer bitümlü örtü veya, cam tülü taşıyıcılı 3mm kalınlıkta polimer bitümlü örtü iki kat olarak uygulanır.Tabliyelerinde suyun birikmemesi ve kışın yapılan tuzlama çalışmalarında klor iyonlarından etkilenmemesi için mutlaka su yalıtımı yapılmalıdır. Köprü ve viyadüklerde su yalıtımı, yüksek mukavemetli, 4mm kalınlıkta, polimer bitümlü membranların tabliye üstüne yapıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Su yalıtım katmanının üstüne daha sonra asfalt aşınma tabakası serilerek imalat tamamlanır. Benzer şekilde, yapıların temelleri de suya karşı yalıtılmalıdır. Aksi takdirde, beton içine nüfuz edecek su, ortamın alkalinitesini düşürebilir ve bu su içinde bulunabilecek klor iyonları korozyona ve neticede yapının taşıyabileceği yük kapasitesini alzatarak yapı güvenliğini tehlikeye sokar.

KAYNAKLAR
BTM A.Ş. Teknik Yayınları
TS 3128
TS 3647
Report on Corrosion of Metals in Concrete, American Concrete Institute, ACI 222R-96