Korozyonun etkileri genellikle yapının ömrü boyunca pahalı onarımlar ve sürekli bakım gerektiriyor. 

Bu harcamalar ülke ekonomilerine ağır yük getiriyor. Çeşitli yapıları inceleyen araştırmalar güçlendirme çeliğinin korozyonun beton yapılarda çatlama, dökülme ve lekelenme sorunlarına neden olan birinci ya da önemli bir faktör olduğunu gösteriyor.Galvanizli güçlendirme çeliği, korunmayan donatın yeterli dayanıklılığa sahip olmadığı yerlerde, etkin ve ekonomik olarak betonun içinde kullanılır. Klorürlerin saldırısı karşısında betonun zafiyeti, galvanizli çelik güçlendirmeyi kullanmak için birincil nedendir. Galvaniz, diğer kaplamaların aksine çeliğin paslanmasını önleyip, yerinde onarım gerektirmeyerek gözle görülür bir güvence sağlar. Donatının inşaat başlamadan önce hava koşullarına maruz kalması durumunda özellikle tercih edilir.İnşaat çeliğinin korozyonunu geciktirmek, bariyer oluşturmak ve fedakar koruma sağlamak için galvanizlenmelidir.Çinkonun paslanma hacmi çeliğinkinden çok daha az olduğundan,galvanizli inşaat demirlerinde çatlama, delaminasyon (katmanlara ayrılma) ve dökülme döngüsü büyük ölçüde azalır. Laboratuvar verileri ve saha testleri, agresif ortamlara maruz kalan beton yapılarda galvanizli inşaat demirlerinin kaplanmayan demirlerin aksine servis süresini önemli ölçüde uzattığını gösteriyor.

Betonarmede Çinko Reaksiyonu
Çelik ve çinko betonun yüksek alkali ortamında normalde pasiftir. Bununla beraber, klorür iyonlarının metale nüfuz etmesi bu pasifliği bozar ve çeliğin paslanmasını ya da çinkonun fedakar korozyonunu başlatır.Kürleme sürecinde, inşaat çeliğinin galvanizli yüzeyi alkali çimento hamuru(macunu) ile reaksiyona girerek hidrojen evrimi ile birlikte kararlı, çözünmeyen çinko tuzları oluşturur.Bu, hidrojen emilimine bağlı çelik kırılganlığı olasılığı ile ilgili kaygılara neden oldu.Laboratuar çalışmaları serbest hidrojenin galvaniz kaplamadan altta yatan çeliğe nüfuz etmediğini ve bu reaksiyonun sertleşen beton sertleşir sertleşmez sona erdiğini gösterir. Çoğu çimento çeşidi ve birçok mıcırlar az miktarlarda kromat içerirler. Bu kromatlar çinko yüzeyi etkisizleştirerek,çinko ve beton arasındaki reaksiyon süresince hidrojen evrimini en aza indirgerler. Çimento ve beton malzemeler,en azından 100 ppm verimli final beton karışımından daha az kromat içerirse, galvanizli çubuklar kromat çözeltisine daldırılabilir ya da beton hazırlanırken kullanılan suya kromat eklenebilir.Çinko, atmosferik doğası ve koruyucu reaksiyon ürün tabakalarının
oluşumuna bağlı olan pasifize yeteneğiyle nitelendirilir.Çinkonun taze çimentoyla reaksiyonu, çinko korozyon ürünlerinin difüzyon bariyer tabakası oluşturarak pasifize olmasına neden olur. Şekil 1’de verilen 2 çizginin kıyaslanması, klorürlere karşı korozyon koruması için pasivasyon tabakasının önemini vurgular. Klorürlere maruz
kalmadan önce pasifize edilmiş çinkonun korozyon potansiyeli pasifize edilmemiş çinkodan daha çok düşüktür.

Normal koşullar altında beton, içinde bulunan kalsiyum hidroksite bağlı olarak alkalidir (yaklaşık 12,5 Ph). Böyle
bir ortamda çeliğin üzerinde pasifleştirici bir demir-oksit filmi oluşarak, korozyona karşı neredeyse tam bir koruma
sağlar. Donatı çevreleyen betonun pH’ı tuzların saldırısıyla,çözündürme ya da karbonatlaştırmayla azalırken, sistem
aktif hale gelir ve korozyon ilerler.Klorür iyonlarının varlığı betonun koruyucu özelliklerini 2 yolla etkileyebilir. Klorür iyonları demir oksidi değiştirerek oyuklaştırıcı (çukurlaştırıcı) korozyona neden olur. Karbonatlaşma
pH değerini düşürür ve korozyon oranını yükseltir.pH’ı azaltacak herhangi bir ek düşürücü, yalın çeliğin korozyon
oranını hızlandıracaktır.

Betonun Korozyon Süreçleri
Çeliğin üzerinde oluşan demir korozyon ürünlerinin hacmi,korozyon reaksiyonunda tüketilenden metalinkinden daha
çok büyüktür. Yalın çelik çubuğun hacmindeki bu artış onu çevreleyen betonda büyük yıkıcı bir çekme gerilimi uygular.Ortaya çıkan çekme gerilimi, betonun çekme dayanımından büyük olduğunda beton çatlar Şekil 1’de görüldüğü gibi), yağmur ve klorürün doğrudan çelik çubuğa ulaşmasına izin vererek başka değişikliklerden sorumlu olur. Korozyon çatlakları genellikle güçlendirmeye paralel olur ve güçlendirmedeki yüklemeye bağlı gerginlikle oluşan enine çatlaklardan oldukça farklıdır. Korozyonun başlamasıyla boyuna çatlaklar genişler ve yapısal enine çatlaklarla beraber betonun dökülmesine neden olur.Yalın demirin korozyon evreleri Sıcak daldırma galvanizli çeliğin yaygın kullanılmasının nedeni kaplamanın 2 yönlü doğasıdır. Bariyer kaplama olarak galvaniz çeliğin yüzeyini tamamen kaplayan sert, metalürjik bir çinko kaplamayla, onu çevrenin/doğanın korozif işleminden izole eder. Üstelik çinkonun fedakar (katodik) hareketi sayesinde kaplamada darbe ya da küçük bir kesinti olsa bile çelik korunmaya devam eder.Galvanizli takviye çeliği, siyah çeliğin korozyonuna neden olan klorür seviyesinden birkaç kat (en az 4 – 5 kat) daha fazla klorür iyonu konsantrasyonuna dayanabilir. Betonun içindeki siyah çelik tipik olarak 11,5 pH’ın altında depassifize olurken, galvanizli inşaat demiri daha düşük pH’da passifize kalarak, betonun karbonasyonun etkilerine karşı önemli koruma sağlar.Bu 2 faktör ;klorür toleransı ve karbonasyon dayanımı, yaygın olarak galvanizli güçlendirmenin siyah çelik donata kıyasla üstün performansının temeli olarak kabul edilir. Beton içindeki galvanizli kaplamanın toplam ömrü; çinkonun depassifize olma süreci ( klorür iyonlarına yüksek tolerans ve karbonasyon dayanımı nedeniyle siyah çelikten daha uzun olan) ile çinko kaplamanın alaşım katmanlarının çözülme sürecinin toplamıdır. Sadece, çubuğun bölgesinde kaplama tamamen çözündüğünde çeliğin lokal korozyonu başlar.Galvanizli Çeliğin Betona Yapışma Performansı İnşaat demiri ile beton arasındaki bağın iyi olması betonarme yapıların güvenilir performansı için önemlidir. Çeliğin üzerinde koruyucu kaplamalar kullanılırken, bu kaplamaların bağlanma direncini düşürmemesi sağlanmalıdır. Galvanizli ve siyah çelik çubukların Portland Çimento betonuna yapışmasıyla ilgili araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar şu şekilde sonuçlanmıştır:

1. Çelik ve beton arasındaki bağın gelişmesi yaşına ve
ortama dayanır.
2. Galvanizli ve deforme olmuş siyah çubukların tam gelişmiş
bağ dayanımları aynıdır. Tablo 1’de görüleceği gibi
galvanizli çubukların bağ dayanımı benzer siyah çubuklardan
daha büyüktür.

Bağ Dayanım Testi
Sıcak daldırma galvanizli inşaat çubuğunun bağlanması ASTM A 944 uyarınca test edilebilir. Bağ gücü ağırlıklı
olarak çubuğun deformasyonuna dayanır ve çinko ile betonarme arasındaki gerçek bağ kadar değildir. Deforme
olmamış sade çubuklarda çinko ile betonarme arasındaki bağ büyük önem kazanır. Sıcak daldırma galvanizli güçlendirme çeliğinin çekme mukavemeti çok kez test edilmiştir ve yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi bağ dayanımı siyah çeliğin bağ dayanımına eşit veya ondan daha iyidir.Bağ dayanım testi

Formların kaldırılması
Doğal olarak düşük seviyelerde oluşan kromatlı çimentolar çinkoyla reaksiyona girdiğinden, formların ve desteklerin,beton kendini destekleyecek gücü geliştirmeden önce çıkarılmamasına dikkat edilmedir. Normal form kaldırma uygulamaları,çimentonun final beton karışımında en az 100 ppm kromat içerdiği ya da sıcak daldırma galvanizli çubuklar ASTM A 767’ye göre kromat-pasifize edildiğinde kullanılabilir.Çelik donatın esnekliği ve gücü, betonarmenin kırılganlık başarısızlığını önlemek için önemlidir. Galvanizin çelik güçlendirme çubuklarının mekanik özelliklerine etkisi inceleyen çalışmalar, uygun çelik seçimi, imalat uygulamaları ve galvanizleme işlemleri ile çelik donatın verim ve nihai dayanım,nihai uzama ve bükme ihtiyaçlarının sıcak daldırma galvanizden büyük ölçüde etkilenmediğini ortaya koymuştur.Çelik çubuk/boru çapanın ve eklerin farklı üretim prosedürlerine tabi tutulduktan sonra galvanizleme işleminin esnekliği üzerine de araştırmalar yapıldı. Sonuçlar, doğru çelik seçimi ve uygun galvanizlemeyle çeliğin sünekliğinde/esnekliğinde hiçbir azalma olmadığını açıkça ispatlar.

Haberin Kaynağı : Galvaniz Dünyası

29.01.2014