Beton Dayanıklılık Sorun ve Çözümleri: Alkali Silika Reaksiyonu Nedir?

Alkali silika reaksiyonu nedir, nasıl meydana gelir? Beton dayanıklılığını nasıl etkiler? Nasıl önlenir? Alkali Silika Reaksiyonu hasar tespiti nasıl yapılır? Yazımızda Alkali-Silika Reaksiyonu hakkında bilmeniz gereken her şeyi ve daha fazlasını bulabilirsiniz.

Beton Dayanıklılığı Nedir?

Yapı malzemelerinin ve yapıların işlevlerini servis ömürleri boyunca bozulmadan yerine getirmelerine durabilite, dayanıklılık veya kalıcılık denir. Beton basınç dayanımının artışı betonun birçok özelliğini olduğu gibi, dayanıklılığını da olumlu etkiler. Ancak yükler açısından istenen dayanımı sağlayan kaliteli bir betonarme eleman bile «tasarım aşamasında dikkate alınmamış etkiler» nedeniyle kısa sürede bozularak kullanılmaz hale gelebilir. Dahası bakım ve onarım masraflarına yol açabilir. Betonun servis ömrünü kısaltan parametrelerden biri de Alkali-Silika Reaksiyonu (ASR)’dur. Son dönemde ülkemizde üzerine birçok araştırma yapılan Alkali-Silika Reaksiyonu, beton dayanıklılığını negatif yönde etkiler. Peki Alkali-Silika Reaksiyonu nedir?

Alkali-Silika Reaksiyonu Nedir?

Agregalarda bulunan reaktif silis ile beton boşluk çözeltisi ve çimentodaki alkaliler arasında oluşan reaksiyona alkali–silika reaksiyonu (ASR) denir. Bu reaksiyon sonucu alkali-silika jeli ortaya çıkar. Bu jelin sınırsız su emebilme özelliği vardır. Alkali-silika jellerinin bünyelerine çok miktarda su alarak oluşmaları, sertleşmiş beton içerisinde çok büyük genleşmelere sebep olur.

Alkali-Silika Reaksiyonunun Betona Etkileri Nelerdir?

ASR çok yavaş gelişen bir reaksiyondur. Bu reaksiyonun oluşması, aylar hatta yıllar alır. ASR’nin etkisinde kalan betonda harita seklinde çatlak oluşumları gözlenir. Bu çatlaklar beton dökümünden yaklaşık 1 yıl sonra meydana gelebilir. ASR oluşum süresini nem ve sıcaklık da etkiler.

Söz konusu çatlaklar betonun dayanım ve dayanıklılığını olumsuz yönde etkiler. Estetik görüntüyü bozar.
Oluşan çatlaklar betonu donma-çözünme, sülfat saldırısı, fiziksel aşınma, vb. etkilere savunmasız bırakarak betonu uzun vadede işlevsiz hale getirir.

Alkali-Silika Reaksiyonuna Etki Eden Faktörler Nelerdir?

ASR, 4 etkenin aynı anda ortaya çıkmasıyla gerçekleşir:

Betonun alkali içeriği
Reaktif agrega
Nem durumu
Ortam sıcaklığı

**Şekil 2** . Alkali-Silika Reaksiyonuna Etki Eden Faktörler

1. Betonun Alkali İçeriği

Çimentonun içerisindeki eşdeğer alkali miktarı (Na ₂ O+0,658 K ₂ O) formülü ile hesaplanır.
%0.6’nın üzerinde eşdeğer alkali içeren çimentolar, reaktif silisli agrega ile birlikte kullanıldıklarında alkali-silika jeli oluşur.
Mineral katkılar, kimyasal katkılar, karma suyu ve buz çözücü ajanlar da betonun içerisindeki alkali miktarını artırabilir.

2. Reaktif Agrega

Silisli agreganın alkali reaktivitesi mineral yapısına bağlıdır.
Silisin ince dokulu olması, alkaliler ile temas yüzey alanını yükseltir ve reaktiviteyi artırır.
Genel olarak reaksiyon için geniş bir yüzey alanına sahip, yapısında mikro-çatlak bulunan, mikro-gözenekli agregaların reaksiyona daha yatkın olduğu söylenebilir.

3. Nem Durumu

Betonda bulunan nem, alkali iyonlarının reaksiyonunu kolaylaştırır ve oluşan ASR jelinin genleşmesini sağlar.

4.Ortam Sıcaklığı

Çoğu kimyasal reaksiyonda olduğu gibi alkali-silika reaksiyonu da artan sıcaklıkla hızlanır.

Alkali Silika Reaksiyonu Hasar Tespiti Nasıl Yapılır?

ASR hasar tespitinde, betonda oluşan çatlaklar, yüzeysel tortular, renk değişimleri ve beton yüzeyinde oluşan parça atmalar dikkate alınır. Reaksiyona uğramış betonun çatlaklarında yer alan jel, genellikle transparan ve reçinemsidir. Jeller havayla temas sonucu zamanla karbonatlaşarak beyaz ve kuru bir hal alır.

Potansiyel ASR Tespiti için kullanılan standart yöntemler şunlardır:

ASTM C1260*
ASTM C227
ASTM C289
ASTM C1263
Petrografik ve Kimyasal Analizler kullanılır

*ülkemizde DSI·, TSE, TçMB gibi kuruluşlar yaygın olarak ASTM C1260 metodunu kullanır. ASTM C1260 metodu, 16 günde sonuç verir ve hızlı bir analiz yöntemidir.

Alkali Silika Reaksiyonu için Alınacak Önlemler Nelerdir?

ASR riskini yok etmek için alınması gereken ilk önlem agregaların reaktif silis içermediğinden emin olmaktır. Agregaların potansiyel alkali reaktivitesi standart test yöntemleri ile tespit edilmelidir.
Agregada reaktif silis bulunuyorsa, kullanılacak çimentonun alkali oranı incelenmelidir. Eşdeğer alkali değerinin %0,6’nın altında olup olmadığına bakılmalıdır.
Su/çimento oranını düşürerek, mineral katkı kullanarak ve yeterli sürede uygun bir kür rejimi uygulayarak beton geçirimliliği azaltılmalıdır.
Sisteme uçucu kül, cüruf ya da mineral katkı girecekse bu katkıların toplam alkali miktarını artırmadığından emin olunmalıdır.
Nemli ortamla temasta bulunan betonlarda koruyucu kaplamalar kullanılabilir. Böylece alkali girişine engel olunur.

Neden ASR Oluşumuna Dikkat Etmelisiniz?

Alkali Silika Reaksiyonu beton dayanıklılığını negatif etkiler ve bu yüzden dikkat edilmez ise tehlike arz eder. Betonun alkali içeriğini kontrol etmek, uygun agrega seçmek ve karışım oranlarına özen göstermek, ASR’yi önler, dayanıklılığı yüksek betonlar sağlar.

Kullanılan Kaynaklar