Klorür miktarının ve gerilmenin donatı çeliğinin korozyonuna etkisi

Abstract

Betonarme yapı elemanları ulaşımdan sağlığa, altyapıdan barajlara kadar çok çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. Bu yapı elemanları servis ömürleri boyunca oldukça şiddetli çevre koşullarına maruz kalabilmektedir. Bundan dolayı betonarme yapılarda servis ömürleri boyunca çeşitli hasarlar ortaya çıkabilmektedir. Bu hasarların sebeplerinden en önemlilerinden biri çelik donatıların korozyonudur. Betonarme elemanlarda kullanılan çelik donatılar servis ömürleri boyunca çeşitli yükler altında ve farklı çevresel koşullar altında bulunur. Bu çevresel koşullar ve yüklerden dolayı meydana gelen gerilmeler altında çelik donatıya betonarme eleman içinde yeterli koruma sağlanmamışsa donatının korozyona uğraması kaçınılmazdır. Bu korozyon kendiliğinden oluşabileceği gibi ortamda bulunan klorürler, sülfatlar vb. birçok zararlı maddeler yüzünden de gerçekleşebilir. Ortaya çıkan bu durumda yapı güvenliği olumsuz etkilenir, ekonomik ve çevresel sorunlar ortaya çıkar. Bu çalışmada saf su, musluk suyu, deniz suyu, 0,5 ve 1 mol/litre klorür konsantrasyonlarında ve çelik çekme cihazıyla elastik, akma, çekme ve kopma dayanımlarında gerilme uygulanan B420C sınıfı çelik donatıların elektrokimyasal yöntemle korozyona uğrama hızları ölçülmüştür. Kimyasal ölçümler için klasik üç elektrot yöntemi kullanılmış, sonuçlar tafel polarizasyon yöntemi ile analiz edilmiştir. Çelik donatıların yüzeyinde meydana gelen değişimleri gözlemlemek için SEM/EDS analizi ve mikro yapısal inceleme yapılmıştır. Çalışma sonucunda klorür miktarı artan ortamlarda korozyon hızının arttığı görüldü. Donatı çeliğine gerilme uygulanması çekme bölgesine kadar korozyon hızını arttırdığı, kopma bölgesindeki donatı çeliğinde ise yaklaşık olarak elastik bölgede gerilme görmüş donatı seviyesinde korozyon hızının olduğu tespit edildi.

Reinforced concrete structural elements are used in a wide variety of sectors, from transportation to health, from infrastructure to dams. These structural elements can be exposed to severe environmental conditions throughout their service life. Therefore, various damages may occur in reinforced concrete structures during their service life. One of the most important causes of these damages is the corrosion of steel reinforcements. Steel reinforcements used in reinforced concrete elements are under various loads and different environmental conditions throughout their service life. If adequate protection is not provided to the steel reinforcement in the reinforced concrete element under the stresses caused by these environmental conditions and loads, corrosion of the reinforcement is inevitable. This corrosion can occur spontaneously, as well as chlorides, sulfates, etc. in the environment. It can also happen because of many harmful substances. In this situation, the building safety is adversely affected, and economic and environmental problems arise. In this study, the corrosion rates of B420C class steel reinforcements, which are stressed in pure water, tap water, sea water, 0.5 and 1 mol/liter chloride concentrations and elastic, yield, tensile and tensile strengths with a steel drawing device, were measured by electrochemical method. The classical three-electrode method was used for chemical measurements, and the results were analyzed by the Tafel polarization method. SEM/EDS analysis and microstructural examination were carried out to observe the changes on the surface of the steel reinforcements. As a result of the study, it was observed that the corrosion rate increased in environments with increasing chloride content. It was determined that the application of stress to the reinforcing steel increased the corrosion rate up to the tensile zone, and the corrosion rate in the reinforcing steel in the rupture zone was approximately at the level of the reinforcement that was stressed in the elastic zone.