İnşaat Dünyası Dergisi Kahramanmaraş’taki 7,7 ve 7,6’lık depremler sonrası Mart-Nisan 2023 sayısında “Deprem Özel Sayısı” hazırladı. Sektör paydaşlarına ve bilim insanlarına depreme dirençli kentler ve binalar için görüş ve önerilerini sorduk. Save Yönetim Kurulu Başkanı İsmail Çoksayar, “Güçlendirme projelerinde yapıdaki korozyonun araştırılması, doğru yöntemlerle analizlerin yapılması, nedeninin isabetli bir şekilde tespit edilip tedavi edilmesi şarttır” vurgusu yaptı.
Güçlendirme projelerinde yapıdaki korozyonun araştırılması, doğru yöntemlerle analizlerin yapılması, nedeninin isabetli bir şekilde tespit edilip tedavi edilmesi şarttır. Aksi halde yapılan güçlendirme uygulamaları yapıdaki korozyonun daha da hızlanmasına sebep olabilmekte, yapı güçlendirilmeye çalışılırken tam tersi bir etki yaratılabilmektedir.
Korozyon, deniz yapıları ve sanayi tesisleri, eski ve yeni konutlar da dahil olmak üzere tüm betonarme yapıların ekonomik ömrünü büyük oranda kısaltan en önemli problemidir. Korozyon, yapı statik olarak deprem dayanımı sağlayacak şekilde inşa edildiyse dahi zamanla bu dayanımını yitirmesine sebep olabilmektedir. Halk arasında yapının içeriden çürümesi olarak tarif edilen korozyonun yapının taşıyıcı sisteminde yarattığı tahribatı zaman içinde başka hiçbir etken bu kadar sessiz ve sürekli olarak gerçekleştiremez.
Betonun alkali bir yapısı vardır, pH’ı 13’tür. Bu yüksek alkali seviyesi sayesinde betonun içindeki donatıların etrafında pasif bir film tabakası oluşmakta ve bu tabaka mükemmel bir şekilde donatıyı korozyona karşı korumaktadır.
Film tabakasını bozan iki ana reaksiyon mevcuttur. Bunlardan biri karbonasyon dediğimiz karbonatlaşma reaksiyonudur. Atmosferdeki karbondioksit gazı, betonun içerisine difüzyonla ulaşmakta, buradaki kalsiyumla reaksiyona girerek kalsiyum karbonatları oluşturmakta ve ortamda asidik bir etki yaratmaktadır. Bu nedenle betonun pH’ı düşmeye başlamaktadır. Betonun pH’ı 10 ve altına indiğinde bu koruyucu pasif film tabakası bozulmakta ve donatılar paslanmaya başlamaktadır.
İkinci reaksiyon ise klor ataklarıdır. Bu reaksiyonların karbonasyona oranla çok daha tehlikeli olduğunu söylemek mümkündür. Betonun içerisine giren klorür iyonları, donatının etrafındaki pasif film tabakasını bozan bir reaksiyonda katalizör görevi görmektedir. Bunun anlamı korozyon reaksiyonu sırasında klorür iyonlarının harcanmaması ve sonrasında varlığını sürdürmesidir. Klor ataklarını donatı korozyonu için tehlikeli yapan da bu durumdur.
Klor ataklarının korozyona sebep olabilmesi için çimentoya göre ağırlıkça binde ikinin üzerinde bir konsantrasyonda klorür mevcut olması gerekmektedir. İstanbul’da pek çok yapıda deniz kumu kullanılmıştır. Denizden çıkan agregayı kullandığımızda, klorürü betonun içine elimizle koyuyor olmaktayız. Çoğu durumda klorürün varlığı da tek başına korozyon için yeterli değildir. Korozyon reaksiyonları sırasında demirin demir oksit halini alabilmesi gerekmektedir ki bunun için oksijene ihtiyaç vardır. Bu nedenle korozyon genellikle boyası, sıvası olmayan yani oksijene veya gazların difüzyonuna çok açık durumdaki bodrum katlarda meydana gelmektedir.
Korozyonun nedeninin doğru tespit edilmesi tamirat yönteminin belirlenmesi ve verimi için gerekmektedir. Örneğin, eğer karbonasyon kaynaklı bir korozyon varsa klasik onarım güçlendirme yöntemlerindeki gevşek betonun sökülmesi, açığa çıkarılan donatıların temizlenmesi ve tekrar tamir harçları ile kapatılması işe yarayabilmekteyken klor kaynaklı bir korozyon varsa betonun üzerine çeşitli koruma ve kaplama yöntemleri uygulasanız da işe yaramamakta, korozyon devam etmektedir. Bu tür durumlarda katodik koruma sistemleri de dahil olmak üzere farklı uygulamalarla yapılara müdahale etmek gerekebilmektedir.
Yapıdaki korozyona uğramış donatıların sonradan eklenen yeni donatılarla potansiyel farkı oluşturması ve bu nedenle korozyonu hızlandırması riskinin de iyi değerlendirilmesi gerekmektedir. Karbon plakalar, karbon elyaflar, çelik çekirdekli karbon kompozitler gibi FRP malzeme kullanımıyla gerçekleştirilen güçlendirme sistemlerinde dışardan yapı elemanlarına yeni donatılar ilave ediyor olmaktayız. Yüzeyden yapıştırılan bu donatılar, bu korozyon artırıcı riski yaratmadığı için korozyonlu yapıların onarımının ardından gerçekleştirilen güçlendirme uygulamalarında özellikle tercih etmekteyiz.
Karbon plakaların korozyona maruz kalmayacak kompozit yapılar olması da yapıların korozyon güvenliği açısından önem arz etmektedir ancak göz önüne alınması gereken bir nokta daha olduğunu belirtmek gerekmektedir. Karbon kompozit plakalar elektrik iletkenliği olan yapılardır ve betonarmedeki donatılarla temas halinde olduklarında özellikle deniz yapılarında, elektrolit ortamların içerisinde korozyonu arttıracak etkilere de sebep olabilmektedirler. Her ne kadar karbon kompozit plakalar kendileri korozyona maruz kalmasa da elektriksel olarak bir katot görevi görebileceğinden deniz yapılarındaki onarım ve güçlendirme uygulamalarında devreye nitelikli epoksi yapıştırıcıların da girdiği farklı bir durum değerlendirmesi yapılmalıdır.
Yapısal güçlendirmede kolonlara sarılan karbon elyaflar ilave etriye görevi görmektedir. Elyafların uygulandıkları kolonların geometrisine bağlı olarak basınç dayanımına etkisi olsa da dairesel ya da kare kolonlarda kısıtlı bir miktar elde edilen bu etkiler dikdörtgen kesitlerde ya da perdelerde tamamen sıfırlanmaktadır. Yapıların deprem davranışında en önemli gerekliliklerden birisi olan katlar arasındaki süreklilik karbon elyaflarla sağlanamamakta, kolon kiriş düğüm noktalarına müdahale edilememektedir. Katlar arasında süreklilik veya düşey donatı ihtiyacı da olan kolonlarda karbon elyafların Çelik Çekirdekli Karbon Kompozitler ile birlikte kullanılması gerekmektedir. Böylece kolonların basınç dayanımı artarken, kompozitler kat döşemesini geçip üst kat kolonlarında devam ettirilerek katlar arasındaki süreklilik sağlanmış, düğüm noktaları da kontrol altına alınmış olmaktadır.