• Taze beton numune alma
  • ANKRAJ ÇEKME-SIYRILMA DENEYİ
  • ankraj çekme
  • Demir çekme deneyleri
  • karot alma
  • karot deneyleri
Previous Next

Beton Çatlakları

Betonun kalıcılığını önemli bir şekilde etkileyen çatlaklar değişik nedenlerden kaynaklanmaktadır.Prensip olarak herhangi bir noktada oluşan çekme zorlamaları betonun çekme halindeki birim şekil değişimi kapasitesini aşarsa betonda çatlaklar oluşur. Çatlaklar fiziksel veya kimyasal kökenlidir. Bunlar önce kılcal görünümde,ardından büyüyen ve birleşen çatlaklardır.

Çatlakları takiben beton yüzeyinde soyulma, dökülme ve patlamalar görülür. Önlem alınmadığı takdirde, betonarme elemanlar zamanla tamamen tahrip olabilir. Taze ve sertleşmiş betonda oluşan çatlaklar Şekilde gösterilmiştir.

BETON ÇATLAKLARI

 

TAZE BETON

 

-                   Plastik büzülme

 

-                   Plastik oturma

 

-                   Kalıp ve zemin hareketleri

 

-                   Donma-çözülme vb.

 

SERTLEŞMİŞ BETON

 

-                   Çeşitli rötre olayları

 

-                   Termal etkiler

 

-                   Kimyasal, fiziksel, fiziko-kimyasal ve biyolojik nedenler (Alkali-agrega reaksiyonu, boy ve hacim değişimleri, ıslanma-kuruma, yüksek sıcaklıklar ve yangın, donatı korozyonu, sülfat etkisi, gecikmiş etrenjit oluşumu, karbonatlaşma)

 

-                   Yapısal nedenler (Aşırı yükleme, mesnet çökmesi, sünme, zemin problemleri)

 

Şekil.....:Taze ve sertleşmiş betonda oluşan çatlaklar

 

Çatlakların oluşum zamanları farklılık gösterir. Bu tip çatlaklar değişik yaş gruplarındaki (bir kaç saatten 30 yıla kadar) betonlarda görülebilir. Tabloda bazı çatlakların ortaya çıkma süreleri görülmektedir.

 

Çatlak Nedeni

Oluşma süresi

Yükleme ve servis koşulları

1 gün – 50 yıl

Alkali-agrega reaksiyonu

1 yıl – 50 yıl

Korozyon

1 yıl – 50 yıl

Kuruma büzülmesi

1 ay – 50 yıl

Erken termal büzülme

1 gün – 1 ay

Plastik rötre

0,5 saat – 5 saat

Plastik oturma

0,5 saat – 5 saat


Sertleşmiş Beton Çatlakları

  • Çeşitli rötre (Büzülme) olayları

 

Termal rötre, çimentonun hidratasyonundan kaynaklanan çatlaklardır. Prizi sona eren ve sertleşmeye başlayan betonda, hidratasyon ısısının tüm kütleyi ısıtmaya yetmemesi sonucu kütle soğumakta, soğuyan cisimlerin hacimlerinde azalma olacağından termik rötre adı verilen olay meydana gelmektedir. Bu büzülme özellikle baraj gibi kütle betonlarında önemli sorunlar çıkarır. İç kısımdaki beton yavaş, dış kısımdaki beton hızlı soğur ve sıcaklık farkından dolayı oluşan çekme gerilmeleri betonun çatlamasına yol açar.

Hidrolik rötre, kurumadan dolayı hacimde meydana gelen azalma nedeniyle oluşan uzun süreli bir büzülme olayıdır. Büzülme nedeniyle kısalan bir yapı elemanının hareketi dışarıdan engellendiği taktirde, betonda eksenel veya eksantrik kuvvetler oluşur, betonun çekme dayanımı aşıldığı an çatlaklar meydana gelir. Bu büzülme tipine “kısıtlanmış rötre” de denilmektedir.

Karbonatlaşma rötresi ile ilgili değişik nedenler öne sürülmektedir. Bunlardan birine göre; çimentonun hidratasyonu sonucu oluşan Ca(OH)2’nin ortamda mevcut olan CO2 ile reaksiyonu ile oluşan su, buharlaşarak ortamı terk etmektedir. Bu olay sonucu büzülme oluşmaktadır. Diğer bir görüşe göre; priz ve sertleşme aşamasında ortamdaki mevcut CO2 beton bünyesine difüzyon yapmamakta, iç yapıda bazı karbo-alüminatların oluşmasıyla büzülme meydana gelmektedir.

 

  • Yüksek sıcaklık etkileri

Beton bir çok yapı malzemesine kıyasla yüksek sıcaklık ve yangın etkisine karşı daha dayanıklı bir malzemedir. Yüksek sıcaklık altındaki beton belirli bir süre için önemli bir zarar görmez ve zehirleyici gaz veya duman çıkarmaz. Ayrıca betonarme yapılarda, termik iletkenlik katsayısının nispeten düşük olması nedeniyle beton, donatı çeliğini yüksek sıcaklığa karşı korur. Ancak bu dayanıklılık sınırlı süreler ve belirli sıcaklık dereceleri için geçerlidir.Yüksek sıcaklığa maruz kalmış betonda, dış yüzeylerde ayrışma ve kabuk halinde dökülmeler meydana gelmektedir ve çatlakların oluşumu daha çok ek yerlerinde, betonun iyi sıkıştırılmamış bölgelerinde görülmektedir. Özellikle pas payının az tutulduğu,donatının açıkta olduğu durumlarda çelik ısıyı çok iyi transfer edip, zararın mertebesini arttırır. 250 0C’nin altıdaki sıcaklıklarda betonun dayanımının etkilenmediği söylenebilir.

  • Fiziksel,Kimyasal,Biyolojik etkenler,

-Donma-Çözülme :Sertleşmiş ve suya doygun haldeki bir beton don etkisinde kalınca, çimento harcının içindeki kapiler boşluklardaki su donar ve genleşir. Çözülmeyi takip eden yeniden donma sonunda, bu genleşme miktarı kümülatif olarak artar. Bu nedenle peşpeşe donma çözülme olaylarının etkisi, çözülmenin meydana gelmediği uzun süreli don etkisine kıyasla çok daha kuvvetlidir. Bu durum bir önceki donma periyodunda meydana gelmiş ince bir çatlağın yeniden donma sırasında genişleyip büyümesiyle açıklanabilir. Genleşme sonucu oluşan gerilmelerin betonun çekme dayanımını aşması halinde betonda kabuk atma, çatlama, ufalanma şeklinde bozulmalar görülür. Bunun için hava sürükleyici katkı maddesi kullanılarak beton içerisinde çok küçük çaplı hava kabarcıkları oluşturulması ile betonun donma çözülme etkisinden zarar görmemesi sağlanabilir.

-Alkali silika reaksiyonu :

Genellikle çimentodan kaynaklanan alkali oksitlerle  (Na2O,K2O) reaktif silika formları içeren agregalar (opal,kalseduvan,kristobalit,tridimit,kriptokristal, kuvars minerallerinden bir veya birkaçının bir arada bulunduğu kayalardan) arasında oluşan, betonda genleşme etkisini yaratan kimyasal bir reaksiyondur.Genleşmeye neden olan ASR’nin oluşabilmesi için agregada reaktif silika formları, betonda yeterli miktarda alkali (sodyum ve potasyum) ve ortamda nem bulunmalıdır. ASR’den etkilenmiş yapılarda genellikle çatlaklar, genleşme, yapısal elemanlarda deformasyonlar, çatlaklardan jel sızması ve kapak atma gibi belirtiler görülmektedir. Beton eleman eksenel bir gerilmeye maruz kalmadıysa çatlak deseni ASR’nin karakteristik özelliği olan ‘’harita çatlağı’’ şeklinde olmaktadır. Önceleri yüzeyde harita, örümcek ağı şeklinde görülen kılcal çatlaklar zamanla büyüyerek, betonun tamamen dağılmasına yol açabilmektedir. Çatlakların nedeni reaksiyon sonucu genleşen alkali-silikat-hidrate jelinin oluşumudur.Bu jel çimento hamurundan su emerek şişer ve mikro çatlaklara yayılır. Buralarda da su emerek büyüyen jel oluşumları çatlakları büyütüp, özellikle agrega çimento ara yüzey bağını zedeleyerek betonun parçalanmasına yol açar.

Diğer bazı çatlak nedenleri aşağıda sıralanmıştır.

  • -Islanma – kuruma
  • -Boy ve hacim değişimleri
  • -Donatı korozyonu
  • -Sülfat etkisi
  • -Gecikmiş etrenjit oluşumu

 


Taze Beton Çatlakları

Taze beton çatlakları, betonun kalıba yerleştirilmesinin izleyen ilk 30 dakika ile 5 saat arasında, genelde döşeme gibi geniş yüzeye uygulanan betonlarda görülür. Bu çatlaklar 10 cm’ye varan derinlikte ve bir kaç cm’den başlayarak 2 m’ye varan uzunlukta olabilir. Oluşan çatlaklar betonun durabilitesi açısından zararlıdır. Taze beton çatlakları farklı oturmalardan veya plastik rötreden kaynaklanabilir.

Plastik oturma çatlakları

Bu çatlaklar genellikle kirişlerde üst yüzeye yakın donatıların hemen üzerinde oluşurlar. Taze betonda iri agrega taneleri dibe çökerken su yüzeye doğru hareket eder. Yüzeye yakın donatılar bu harekete karşı koyar ve oturmasını tamamlayamayan üst beton tabakası zaten düşük olan çekme dayanımını kaybederek çatlar. Böylece beton yüzeyindeki çatlaklar yüzeye yakın donatıların bulundukları hatlar boyunca uzanırlar. Bu tür çatlaklar yüzey betonlarında görüldüğü gibi, kolonlarda da oluşabilirler.  Bu çatlakların engellenmesi için bileşimdeki ince malzemenin arttırılması, taze beton kıvamının yüksek olmaması ve iyi sıkıştırma gereklidir.

Bu çatlaklar genelllikle kirişlerde üst yüzeye yakın donatların (demirlerin) hemen üstünde oluşurlar. Taze betonda iri agrega taneleri dibe çökerken su yüzeye doğru hareket eder. Yüzeye yakın donatılar bu harekete karşı koyar ve oturmasını tamamlayamayan üst beton tabakası zaten düşük olan çekme dayanımını kaybederek çatlar. Böylece beton yüzeyindeki çatlaklar yüzeye yakın donatıların bulundukları hatlar boyunca uzanırlar.

Bu tür çatlaklar, mantar başlıklı bir kolonun baş kısmına yakın yerde veya beton derinliğindeki değişmenin olduğu nervürlü döşemelerde de görülebilir.

Plastik Rötre Çatlakları

Bu çatlaklar geniş yüzeyli olan döşeme, yol, park ve havaalanı betonları gibi betonlarda oluşabilir. Beton yüzeyindeki suyun buharlaşma hızı, betonun içindeki suyun yükselme hızından fazla ise, betonun yüzeyi kurumaya, dolayısıyla büzülmeye başlar. Alttaki beton bu büzülmeye uyum sağlayamadığı için, üst tabakasında çekme gerilmeleri oluşur ve çekme şekil değiştirme kapasitesinin de düşük olması nedeniyle beton çatlar. Aynı çatlaklar, yeni dökülen betonun altındaki eski ıslatılmamış betonun veya asmolen tabliyelerindeki briket gibi diğer malzemelerin betonun suyunu emmesi sonucu da oluşabilir. Bu tür plastik rötre çatlakları, dış etkinin şiddetine göre beton dökümüne başlanmasından sonra ilk 0,5 ila 6 saat içerisinde ortaya çıkmaktadır.

Betonun Yüzeyindeki suyun  buharlaşma hızını arttıran faktörler:

1-    Betonun sıcaklığı,

2-    Düşük bağıl nem oranı,

3-    Yüksek rüzgar hızı,

4-    Ortam sıcaklığıdır.

Beton ve hava sıcaklığının, ortamdaki bağıl nem ve rüzgar hızının beton yüzeyinden buharlaşan su miktarına ortak etkileri bulunmaktadır. Hava sıcaklığı arttıkça buharlaşma artar. Beton havadan daha sıcaksa buharlaşma daha da artar. Plastik rötre sonucu oluşacak çatlak yoğunluğunun suyun buharlaşma hızı ile orantılı olacağı beklenir.


 

 

Beton Çatlakları, Çatlakları oluşum yerleri ve biçimleri

 


Taze beton çatlaklarına karşı alınacak önlemler:

Beton Bileşenleri Bakımından Alınacak Önlemler

Betonda yüzey/hacim oranı yüksek olan ince malzemeler fazla ise, betonda plastik rötre riski vardır. Belirli bir su/çimento oranı için, ince malzeme ve çimento dozajı arttıkça, plastik rötrenin arttığı deneylerle kanıtlanmıştır. Betonda yeteri kadar ince malzeme var ve beton az boşluklu ise beton terleme suyunun yukarı çıkması güçleşir.Yüzeyden buharlaşan suyun yerine terleme suyu gelemeyince beton yüzeyi kurur ve çatlaklar oluşur. Böle bir durumda başka etkileri de göz önüne alarak, ince malzeme gereğinden fazla çimento kullanımına sınırlama getirilebilir.

Beton Döküm ve Bakımında Alınacak Önlemler

Gölgede 32 oC’yi aşan sıcaklıklarda beton döküm ve bakımında önlem almak gerekir.

Betonun döküleceği zemin, donatı ve kalıpta göllenmeye meydan vermeyecek şekilde ıslatılır, ıslatma suyu buharlaşır buharlaşmaz döküm yapılır. Böylece sıcak bir havada hem donatıların hem de kalıbın sıcaklığı düşürülür, ayrıca zemin ve asmolen gibi su emici yüzeylerden de beton suyunu emmesi önlenir. Aşırı sıcak havalarda beton dökümünün geceleri yapılması, taze beton sıcaklığının düşürülmesi, malzmelerin (su, agrega) soğutulması, hidratasyon ısısı düşük çimento kullanılması ve geciktirici katkı kullanılması tercih edilebilir.

Taze beton çatlaklarına karşı alınacak en önemli önlemlerden biri, betonun dökümü sırasında iyi işlenmesi ve daha sonra gerekli bakımın yapılmasıdır. Beton aşırı akışkan olmamalı ve vibrasyonu gerektirecek bir kıvamda olmalıdır. Beton kalıbına vibratörle yerleştirildikten sonra hemen ilk mastarlama yapılır. Daha sonra bir insan beton üstüne çıktığında yaklşık 2 mm derinlikte iz oluşunca ikinci mastarlama işlemi yapılır. Bunun içi tercihen metal tabanlı bir mastar kullanılmalıdır. Mastarlama işleminin yavaş ve düzgün yapılmasına özen gösterilmelidir.

-    Rüzgara karşı korumak için rüzgar kırıcı engeller oluşturulur. Beton yüzeyini doğrudan güneş ışınlarından korumak için beyaz renkli yansıtıcı plastik örtüler ile kaplamak gerekir.

 

-    Beton yüzeye parafin veya emprenye esaslı kimyasal kür malzemeleri de sürülebilir. Bu işlem betonun yüzeyindeki parlaklık sona erinceye kadar beklendikten sonra yapılmalıdır.

-    Diğer bir yöntem ise, spreyle su püskürterek veya suya doygun talaş, ıslak kum gibi maddeler ile kaplayarak yüzeyin nemli tutulmasını sağlamaktır.

-    Ek bir önlem olarak bu gibi yüzey betonlarında betona kısa kesilmiş polipropilen lifler katılması, ortaya çıkan çatlakları minimize etmektedir.

-   Taze betonun kür süresi de değişik etkenlere bağlıdır. Ancak normal betonarme yapılarda bu süre yaz aylarında en az bir hafta olmalıdır. Bu süre içinde ise en az üç kez sulama yapılmalıdır.

-    Sulama için kullanılacak su, şehir suyu değilse, içinde betonarme elemanlar için zararlı olacak sülfat, asit, tuz gibi kimyasal maddeler bulunmamalıdır.