İNŞAAT DÜNYASI DERGİSİ Mart-Nisan 2024 sayısında “Özel Dosya” bölümünde “Deprem Performansı Yüksek Yapılar ve Güçlendirme Teknikleri” konusunu masaya yatırdı. Dosya çerçevesinde sorularımızı yanıtlayan SAVE Yönetim Kurulu Başkanı İsmail Çoksayar, “Zemin iyileştirme alanında çeşitli metotlarla uygulamalar gerçekleştiriyor, betonarme yapılarda var olan ve yapıyı zayıflatan korozyonu ve nedenini tespit ederek gideriyor, yapısal elemanların güçlendirilmesi için yapının ihtiyacına yönelik çözümler uyguluyoruz. Sahada kazandığımız yıllara dayanan tecrübeyi, Teknopark İstanbul bünyesinde yoğun AR-GE faaliyetleri yürüterek sektörümüz için katma değer yaratacak ürünler geliştiriyoruz” dedi.
Depreme karşı yapısal güçlendirmenin önemli oyuncularından olan SAVE’in faaliyetlerinden kısaca bahseder misiniz?
SAVE korozyon onarımları, yapısal onarım ve güçlendirme, zemin güçlendirme ve katodik koruma alanlarında hizmet veriyor. SAVE olarak yapıların deprem performansını artırmaya yönelik gerçekleştirilen güçlendirme projelerini bütünsel bir yaklaşımla ele alıyoruz.
Zemin iyileştirme alanında çeşitli metotlarla uygulamalar gerçekleştiriyor, betonarme yapılarda var olan ve yapıyı zayıflatan korozyonu ve nedenini tespit ederek gideriyor, yapısal elemanların güçlendirilmesi için yapının ihtiyacına yönelik çözümler uyguluyoruz. Sahada kazandığımız yıllara dayanan tecrübeyi, Teknopark İstanbul bünyesinde yoğun AR-GE faaliyetleri yürüterek sektörümüz için katma değer yaratacak ürünler geliştiriyoruz.
CRS olarak isimlendirdiğimiz, açılımı Construction Reinforcement Systems olan ürün grubumuz için geliştirdiğimiz ve lifli polimerlerin yetersiz kaldığı kesme ve basınç dayanımı gerektiren durumlar için öne çıkan Çelik çekirdekli karbon kompozitler gibi yenilikçi ürünler sunuyoruz.
Bir diğer ürün markamız olan PGI (Polymeric Grout Injection) ise hem su yalıtımında hem de zemin iyileştirme alanında kullanılan kimyasal enjeksiyon malzemesidir. PGI ile metro tünellerinden maden alanlarına, yeraltı yapılarından istasyonlara, tünellerden betonarme yapılara kadar farklı alanlardaki su izolasyon, zemin ve yapısal güçlendirme sorunlarına etkin ve uzun ömürlü çözüm sunuyoruz.
Depreme dayanıklı alt konut üretimi için korozyon ile nasıl mücadele edilir? Deprem performansı yüksek yapılar için su yalıtımının önemi nedir?
Betonarme oldukça güvenilir bir yapı malzemesidir. Kuralına uygun üretildiği ve uygulandığında yük paylaşımı ve enerji sönümleme özellikleri bakımından, deprem dayanımı yüksek yapılar inşa etmek için ideal olan betonarme, kendi kendisini koruyan alkali yapısıyla da donatı korozyonuna karşı oldukça dayanıklıdır. Ancak örneklerini sıkça gördüğümüz, standartlara uygun olmayan betonarme, çok kırılgan ve korozif bir ortam olarak da karşımıza çıkabilir.
Bu nedenle korozyon hasarları, betonarme yapıların deprem dayanımı kapsamında üzerinde durulması gereken önemli konulardan biridir.
Korozyon ortaya çıkmış betonarme bir yapıda korozyonun nedeni doğru tespit edilip onarılmadan güçlendirme yapılırsa, yapı içeriden zayıflamaya devam edecektir. Hem su yalıtımının hem de pasif önlemlerin yapıyı korozyondan korumak için önemi elbette tartışılmaz. Pasif önlemlerden kasıt, öncelikle yapıya klorü sokmamak, bir hızlandırıcı olan suyu uzak tutmak ve atmosferdeki karbondioksit gazının betonun içerisine difüzyonla girmesini engellemektir. Böylece betonarmede korozyonun iki ana nedeni olan klor atakları ve karbonatlaşma reaksiyonları için önlem almış oluyoruz.
Gerek karbonasyonda gerekse klor ataklarında dışarıdan betonun içerisine giren, penetre olan etkilerden bahsediyoruz. Dolayısıyla korozyona karşı en büyük koruyucumuz kompakt sağlam bir beton ve doğru pas payıdır. Bu koşullar sağlandığı sürece yapılarımızın korozyon açısından çok riskli noktalara gelmeyeceğini söylemek mümkün.
Nedeni ne olursa olsun bir yapıyı korozyondan kurtarmak mümkün mü? Bu çerçevede yapısal onarım ve güçlendirme çalışmalarında kullandığınız teknik ve teknoloji hakkında kısa bilgi verir misiniz?
Korozyon kimyasal bir süreç olduğundan bu reaksiyon için gerekenlerin ne olduğunu dolayısıyla korozyonun nedenlerini ve durdurma yöntemlerini net olarak biliyoruz. Önemli olan yapıda gerçekleşen korozyonun hangi etkiler nedeniyle ortaya çıktığını doğru tespit edebilmek.Sebebi doğru tespit edilmeyen korozyon kalıcı bir şekilde onarılamaz. Aksine korozyonun nedeni doğru tespit edilmeden, oluşan elektrokimyasal mekanizmayı düzeltmeden yapılan onarım çalışmaları, korozyonu hızlandırabilir.
Korozyon tespiti için pH ölçümü, hızlı klorür testi, potansiyel ölçümü, korozyon hız ölçümü gibi yöntemler mevcuttur. Ancak korozyon tespit yöntemlerinden en önemlisi saha incelemesi ve detaylı gözlemdir. Korozyon konusunda uzmanlaşmış ve yetkin profesyoneller için sahada korozyonun nedeni, boyutu ve hızı ile ilgili pek çok belirti vardır.
Korozyonun nasıl onarılması gerektiği, hangi tamirat ve güçlendirme yöntemlerinin kullanılacağı gibi kararların alınmasında gerekli olan veriyi yapısal analizlere ek olarak bu test sonuçları sağlar.
Betonarme yapılarda korozyonun giderilmesi için yapılan geleneksel müdahale yöntemi sırasıyla gevşek betonun kırılması, donatıların açığa çıkarılması, donatıların temizlenmesi ve tekrar betonarmenin tamir edilmesi aşamalarından oluşuyor.
Geleneksel tamirat sistemlerinde gevşek beton kırıldıktan sonra donatıların korozyondan temizlenmesi için tel fırçalardan başlayarak yüksek basınçlı su jetlerine kadar uzanan birçok farklı mekanik yöntem kullanılır. Bu yöntemlerin neredeyse tamamında donatının 360 derece çevresini temizlemek her zaman için mümkün değildir. Betonu çok derinlere kadar kırabilsek, tamamını kumlayabilsek bile bu donatıların betonun içerisine gömüldüğü daha üst noktalara ulaşamayız.
Bu durumu aşabilmek için SAVE Mühendislik olarak donatı pasivasyonu sağlayan belli kimyasallar, pas dönüştürücüler kullanmaktayız. Rust converter dediğimiz bu özel kimyasallar donatının üstündeki pasa penetre olurlar. Demir oksitle bir reaksiyona girer ve bu demir oksiti yüzeye bağlayarak sağlam, pasif film tabakasını tekrar oluştururlar.
Bu tür kimyasalların avantajı birçok durumda tam olarak yapılamayan korozyon temizleme işleminin eksikliğini gidermesidir. Pas dönüştürücüler, korozyonun kendisini koruyucu bir film tabakası haline getirerek dayanımı artırırlar.
Klor atakları nedeniyle oluşan korozyon problemlerinde ise donatıyı geleneksel yöntemlerle temizlemek korozyonu durdurmak için yeterli olmayacaktır. Donatıları koruyan pasif film tabakasını bozan reaksiyonlarda katalizör olarak rol alan klorür iyonlarının ortamdaki varlığı sürdüğü sürece korozyon reaksiyonları devam eder.
Betonarme içinde klorür iyonlarının bulunduğu ancak henüz korozyon hasarlarının oluşmadığı yapılarda elektrokimyasal olarak klorürün beton dışına çıkarılması işlemine Elektrokimyasal Klorür Ekstraksiyonu (ECE) denir. Klorür iyonları eksi elektron yüklü iyonlar olduğundan donatılar, eksi elektrik yükle yüklenirse dışarıdaki artı elektriğe betonun içerisinden geçen akımlar klorürü yavaş yavaş temizlemeye başlar.
Yapıda korozyon onarımı tamamlandıktan sonra korozyon sonucu kaybedilen donatılar nedeniyle yapının güçlendirilmesi aşamasına geçilir.
Korozyon sonucu kaybedilen donatıların onarımı nasıl gerçekleştiriliyor?
Güçlendirme uygulamalarında karbon plakalar, karbon elyaflar, çelik çekirdekli karbon kompozitler kullanmaktayız. Bu sistemlerle dışardan yapı elemanlarına yeni donatılar ilave ediyor oluyoruz. Yapıdaki korozyona uğramış ancak temizlenmesi mümkün olamamış donatıların yeni donatılarla potansiyel farkı oluşturması ve bu nedenle korozyonu hızlandırması riskinin iyi değerlendirilmesi gerekmektedir. Yüzeyden yapıştırılan donatılar, bu riski yaratmadığı için korozyonlu yapıların onarımının ardından gerçekleştirilen güçlendirme uygulamalarında en büyük kozumuz haline gelmektedir.
Kompozit malzemelerden CRS ürün grubunuzda yer alan Çelik çekirdekli karbon kompozitler hakkında bilgi verebilir misiniz?
Betonarme kolonların güçlendirilmesi; yalnızca kesme, çekme ve basınç kuvvet dayanımlarının artırılması ile değil, aynı zamanda sistemin sünek davranabilmesi ve enerji sönümleyebilmesi için katlar arasındaki sürekliliğin sağlanmasıyla gerçekleştirilmelidir. Lifli polimer güçlendirme elemanları sarıldıkları kolonun kuşatılmışlık (confinement) etkisini korusalar da basınç ve kesme kuvvetleri için yeterli bir çözüm olamamaktadır.
Yapısal güçlendirmede sıklıkla kullanılan lifli polimer elemanlardan, sarma işlemiyle uygulanan karbon elyaf ve doğrusal alanlara uygulanan karbon plaka malzemeler için yapı davranışına önemli etkileri bulunan düğüm dediğimiz kiriş-kolon birleşim noktalarında imkansızlıklar ve engeller bulunmaktadır. Yeni nesil yapısal güçlendirme malzemesi Çelik çekirdekli karbon plakalar bu imkansızlıkları aşmak için geliştirilmiştir.
Çelik çekirdekli karbon kompozitler ile yapılan güçlendirmelerde kolonlara doğrudan bir basınç mukavemeti kazandırılırken, kuşatılmışlık etkisi de arttırılarak kolonların sünekliği çok daha yüksek bir noktaya taşınmaktadır.
Çelik çekirdekli karbon kompozitlerin montajının ardından karbon elyaf ile sarma işlemi yapılmakta, güçlendirme uygulaması tamamlanmaktadır. Bu uygulamada en önemli detay çözümlerinden birisi de döşemelerin delinerek katlar arasındaki sürekliliğin sağlanmasıdır. Bu sayede taşıyıcı sistemde moment kapasitesi ile birlikte kesme ve basınç mukavemeti artırılmakta, süreklilik ve süneklik sağlanarak depreme daha dayanıklı bir hale getirilmektedir. Öte yandan tüm bunlar elde edilirken yapı elemanları rijitleştirilmediğinden, binaların genel sistem çözümlerinde de bir değişiklik olmamaktadır. Bu da münferit yapı elemanlarına müdahale şansı vermektedir.
