Betonarme Yapılarda Çatlak: Nedenleri ve Onarım Yöntemleri

Giriş: Betonarme Yapılarda Çatlak Oluşumu

Mühendisler, dikkatlice inceledikleri ve kullandıkları çeşitli yapılar ve tesislerden sorumludur. Ayrıca hayatı daha da kolaylaştıran köprüler ve benzer ortamları denetlerler. Bu ortamlarda bulunan her türlü yapıda güçlendirme çalışması yapılır. Bu çalışmalara özel uygulamalar da dahildir. Ancak en yaygın karşılaşılan sorun betonarme yapılardaki çatlak oluşumudur. Bazı durumlarda zararsız olabilirken bazı durumlarda da önemli yapısal sorunların habercisi olabilir. Bu yüzden çatlakların türleriyle ilgili bilgi sahibi olmak önem taşımaktadır. Ayrıca çatlakların sebeplerini ve onarım yöntemlerini de bilmenin büyük bir önemi vardır. Bu adımın önemi yapıların güvenliği ve uzun ömrü açısından kritiktir. Doğru teşhis her zaman doğru tedaviye giden ilk adımdır.

Betonarme Yapılarda Çatlak Neden Önemlidir?

Beton doğal olarak çatlama eğilimindedir. Mühendisler her çatlakta bir tehlike görmemektedir. Ancak bazı çatlaklar yapının taşıma sisteminde önemli zayıflıklar olduğunu belirtir. Özellikle taşıyan kolon ve kirişlerdeki belirli desenlerdeki çatlaklar uyarı işareti olarak kabul edilmelidir. Bu çatlaklar yapının taşıma kapasitesinin sınırlı olduğunu veya azaldığını göstermektedir. Ayrıca bu çatlaklar yapı dayanıklılığını da olumsuz etkiler. İçeri sızan su veya hava beton içindeki demiri paslandırabilmektedir (korozyon). Paslanan donatı zamanla zayıflar ve yapının ömrünü kısaltır. Bu yüzden mühendisler betonarme yapıların çatlaklarını takip etme ve analiz etme konusunu önemserler. Bu proaktif yaklaşımın amacı olası büyük hasarların önüne geçmektir.

Betonarme Yapılarda Çatlak Sınıflandırması

Mühendisler betonarme yapıların çatlaklarını farklı kriterlere göre analiz ederek sınıflandırıyorlar. Bu sayede sorunun kaynağını ve önemini anlayabiliyorlar. Çatlakları yapısal ve yapısal olmayan olarak ayırmak en temel farklarından biridir. Yapısal çatlaklar taşıyıcı sistemi doğrudan etkilerken, yapısal olmayan çatlaklar genellikle estetik veya yüzeysel sorunlar yaratır. Ek olarak çatlakların genişliği ve yönüne göre de sınıflandırma yapılıyor. Her sınıflandırma onarım yöntemini belirlemekte önemli bir rol oynar. Doğru sınıflandırma gereksiz ve maliyetli onarımların önüne geçebilmektedir.

Genişliklerine Göre Çatlaklar

Mühendisler çatlakları genişliklerine göre sınıflandırıyorlar. “Kılcal çatlak” adını verdikleri 0.1 mm ve altındaki çatlaklar genellikle yapısal bir tehlike oluşturmaz. 0.1 ile 1.0 mm arasındaki çatlakları ise “ince çatlak” olarak tanımlarlar. Bu tür çatlaklar donatı korozyon riskini başlatabilmektedir. Bu yüzden onarılmaları önemlidir. Daha geniş olan 1.0 mm ve üzerindeki çatlaklar ise “geniş çatlak” olarak kabul edilmektedir. Genellikle ciddi yapısal sorunların işaretidir. Acil müdahale gerektirebilirler. Bu sınıflandırma onarım yönteminin seçiminde önemli bir rol oynar. Küçük çatlaklar için genellikle yüzeyde kaplama yapmak yeterli olur. Büyük çatlakları onarmak için daha kapsamlı yöntemler gerekebilir. Örneğin epoksi enjeksiyonu gibi işlemler gerekebilmektedir.

Yapısal Çatlaklar ve Tehlikeleri

Bu tür çatlaklar genellikle yapının taşıması gereken zorunlu gerilmelerden kaynaklanır. Genellikle plansız projeler veya çözülmemiş zemin problemleriyle ilişkilendirilir. Uzmanlar bu çatlakları oldukça tehlikeli olarak değerlendirirler. Bunların betona döküm veya döküm koşulları ile doğrudan bir ilişiği olmadığını belirtirler. Sorun tamamen yapının tasarımı veya maruz kaldığı yükler ile ilgilidir. Bu tür durumlarda mülk sahiplerinin mutlaka yetkililere başvurması önerilir. Mühendislik firmaları veya üniversitedeki ilgili bölümlerin destek sağladığı bilinmektedir. Eğer mühendisler yapıyı doğru şekilde projelendiriyor ve aşırı yükleme yapılmıyorsa böyle bir sorun yaşanmayacaktır. Bu tarz çatlaklar, betonarme eleman içinde oluşan çekme gerilmelerine dik yönde meydana gelir. Basit bir kirişin açıklık ortasında oluşan çatlaklar da bu kategoridedir. Ayrıca bir mesnetin üstünde görülen çatlaklar da yapısal çatlaklar arasındadır.

Betonarme Yapılarda Taze Beton Çatlakları

Bu tip çatlaklar genellikle betonun kalıba dökülmesinden hemen sonra ortaya çıkar. Genellikle ilk 30 dakika ile 5 saat içinde gözlenir. Taze veya yaşlanmış beton yüzeylerde sıkça karşılaşılabilir. Özellikle geniş alanlar gibi büyük yüzeyli beton döşemelerde daha belirgin olabilirler. Bu çatlaklar bazı durumlarda 10 cm’ye kadar derinliğe ulaşır. Uzunluğu birkaç santimetreden başlayarak 2 metreye kadar uzanabilmektedir. Oluşan derin ve uzun çatlaklar betonun dayanıklılığına zarar vererek mukavemetini azaltabilmektedir. Taze beton çatlamalarının en yaygın iki sebebi vardır.

Betonarme Yapılarda Çatlak: Oturma Çatlakları

Yeni dökülmüş betonda çatlaklar belirli şartlar altında ortaya çıkabilmektedir. Ekiplerin pas payı bırakmaması veya doğru uygulanmayan kür gibi durumlarla karşılaşılabilir. Aşırı su içeren betonda da oturma çatlakları oluşabilir. Ayrıca boşluğun olduğu betonarme elemanlar veya sık donatılı bölgelerde de bu risk mevcuttur. Betonun düzgün yerine konulmadığı durumlarda da çatlaklar meydana gelebilmektedir. Genellikle çatlaklar üst yüzeye yakın donatıların hemen üzerinde ortaya çıkar. Taze betonda ağır agrega taneleri tabana doğru iner. Su içindeki çimento parçacıkları (kusma suyu) ise yüzeye doğru yükselme eğilimindedir. Kısa mesafedeki kiriş ve döşeme donatıları bu kayma hareketine karşı bir engel oluşturur. Bu yüzden taze betondaki yer değişimi tam olarak gerçekleşemez.

Plastik Rötre (Büzülme) Çatlakları

Bu çatlaklar genellikle sıcaklığın yüksek olduğu ve rüzgarlı günlerde dökülen beton yüzeylerinde ortaya çıkar. Saha betonu ile yol ve pist betonlarında sıkça karşılaşılmaktadır. Bu çatlaklar genellikle rastgele bir desende dağılmıştır. Farklı boyutlar ve genişliklerde olur. Çatlakların genişliği genellikle 1 milimetreden daha azdır ve sığdır. Bunun için yapı güvenliği açısından genellikle tehlike oluşturmazlar. Ancak estetik açıdan hoş bir görüntüye sahip değillerdir. Ayrıca yüzeyin dayanıklılığını ve direncini belirli özellikleriyle azaltabilirler. Çatlakların ortaya çıkmasının temel sebebi beton yüzeyindeki suyun içten gelen suya göre daha hızlı buharlaşmasıdır. Bu durum yüzeyde ani bir büzülme ve gerilme oluşturarak çatlamalara sebep olmaktadır.

Buharlaşma Hızını Etkileyen Faktörler

Beton yüzeyinde buharlaşma hızını etkileyen dört temel faktör bulunmaktadır. Bunlar; hava sıcaklığı, atmosferdeki nem oranı, rüzgar hızı ve güneş ışığıdır. Hava sıcaklığı arttıkça, buharlaşmanın da artış gösterdiği görülmektedir. Mühendisler, her 10 derecelik sıcaklık artışının buharlaşmayı yaklaşık iki katına çıkardığını tahmin ediyor. Havanın nem oranının düştüğü durumlarda yani havanın kuru olduğu durumlarda ise buharlaşma kolaylaşır ve hızlanır. Rüzgar hızı da oldukça önemli bir faktördür burada. Rüzgar, beton yüzeyindeki nemli hava tabakasını sürekli olarak uzaklaştırır. Buharlaşma hızını dört katına kadar çıkarabilmektedir. Sonuç olarak beton zemini doğrudan güneş ışığına maruz kaldığında zemin sıcaklığı artmaktadır. Bu durum buharlaşmayı hızlandırmaktadır. Bu faktörlerin bir araya gelmesi ise plastik rötre çatlakları için en riskli koşulu oluşturmaktadır.

Plastik Rötreyi Önleme Yöntemleri

Mühendisler ve uygulayıcılar plastik rötre çatlaklarını azaltmak için çeşitli önlemler alıyorlar. Öncelikli olarak kalıp elemanları ve donatı demirleri önceden nemlendiriliyor. Bu sayede betonun suyu emmesinin önüne geçiliyor. İlk olarak beton dökümüne olumsuz hava koşullarında dikkat ediliyor ve koruma sağlanıyor. Eğer hava çok sıcaksa beton dökümü akşam veya gece saatlerinde gerçekleştiriliyor. En etkin yöntem ise buharlaşmayı engellemektir. Bunun için yüzeye ıslak çuval veya naylon örtü serilir. Ya da kür maddelerinin kullanılmasıyla film tabakası oluşturulur. Yeterli işçinin bulunmasıyla beton hızla dökülmektedir. Derhal kür işlemine başlanır. Bu önlemler çatlak riskini en aza indirir.

Betonarme Yapılarda Yaşlanmış Beton Çatlakları

Bu tür çatlaklar genel olarak değişik yaş gruplarındaki beton yapıların üzerinde ortaya çıkabilmektedir. Birkaç haftadan başlayarak 30 yıl kadar süren bir sürecin sonucu olabilirler. Bu çatlaklar tipik olarak fiziksel veya kimyasal kökenlidir. Öncelikli olarak kılcal bir şekilde başlarlar. Ardından zamanla büyük hale gelirler ve daha belirgin hale gelirler. Çatlakların görülmesinden sonra beton yüzeyinde soyulma ve patlamalar gibi sorunlarla da karşılaşılır. Eğer uzmanlar erken önlem almazsa betonarme yapı elemanları tamamen harap olabilir. Çatlamaların kökenleri arasında donma-çözülme döngüsüne bağlı hasarlar da sayılabilmektedir. Her bir sebep ayrı hasara yol açabilmektedir.

Betonarme Yapılarda Donatı Korozyonu (Paslanma) Kaynaklı Çatlaklar

Beton normalde yüksek alkali içeriği sayesinde çelik donatıya karşı koruma sağlar. Paslanmaya karşı koruma sağlar. Fakat zamanla havadaki karbondioksit betonun gözeneklerine nüfuz eder. Koruyucu alkali özelliklerinin azalmasına neden olan “karbonatlaşma” sürecini başlatır. Bu durumda donatıya temas ederek paslanmaya başlar. Pas oluşumu orijinal çelikten 6-7 kat daha çok hacim kaplar. Bu genleşme beton içinde büyük bir iç basınç oluşmasına yol açar. Bu basınç betonun dışarıya doğru çatlamasına neden olur. Oluşan çatlaklar genellikle donatı boyunca uzanan düz hatlar şeklinde meydana gelir. Çatlaklar zamanla genişleyerek beton parçalarının kopmasına neden olur. Donatının açığa çıkmasına neden olur. Bu durum yapının taşıma kapasitesini önemli ölçüde azaltır ve son derece tehlikelidir.

Betonarme Yapılarda Çatlak Onarım Yöntemleri

Mühendisler betonarme yapıların çatlaklarını düzeltmek için çeşitli yöntemler kullanır. Çatlakları onarmadan önce çatlağın nedenini ve özelliklerini detaylı bir şekilde analiz ederler. İlk olarak çatlağın hala aktif olup olmadığını belirlemek için dikkatlice incelerler. Yani hareket ettiği anlamına gelip gelmediğini saptamaya çalışırlar. Eğer çatlak durmuşsa yani genişlemiyorsa onarımı daha kolay olur. Çatlak tamiri tek başına bir iş değildir. Bu durum genellikle etkiyen bir kuvvetin ya da dayanım eksikliğinin sonucudur. Bu sebeple mühendisler öncelikli olarak soruna yol açan ana etkeni giderirler. Ardından fiziksel olarak çatlağı tamir ederler.

Onarımda Kullanılan Malzemeler: Epoksi ve Harçlar

Onarımda kullanılan tek bir tip epoksi reçinesinin bulunmadığı belirtiliyor. Çünkü farklı uygulamalar için özel olarak geliştirilen çeşitli epoksiler mevcut olabilmektedir. Örneğin ‘düşük viskoziteli’ epoksiler su gibi akışkan özelliktedir. Bu sayede en ince kılcal çatlakları bile doldurabilirler. Diğer yandan ‘orta viskoziteli’ olan epoksiler biraz daha yoğun bir yapıya sahiptir. Ayrıca ‘jel’ veya ‘macun’ kıvamındaki epoksiler genellikle baş üstü uygulamalar için tercih edilebilir. Veya büyük boş alanları doldurmak için tercih edilebilir. Farklı epoksilerin kürlenme süreleri ve esneklikleri de uygulama alanına göre değişebilmektedir. Mühendisler genellikle çatlağın tipine göre uygun olan epoksiyi seçerler. Çimento tabanlı onarım malzemelerinin maliyet açısından epoksilere göre daha uygun olduğu bilinmektedir. Bu malzemeler genellikle geniş çatlakların ve betonda meydana gelen kusurların tamirinde tercih edilmektedir.

Epoksi Enjeksiyonu ile Onarım

Epoksi enjeksiyonu genellikle yapısal çatlakların onarımında kullanılmaktadır. 0.2 mm’den daha geniş çatlakları kapatmak için kullanılır. Bu teknikte düşük viskoziteli epoksi reçinesinin basınçla çatlağa enjekte edilmesi içerilmektedir. Bu işlem ince ve kılcal eğilme çatlaklarını kapatırken çok güçlü bir bağ oluşturan enjekte edilen epoksi sağlar. Bu sayede beton yüzeyindeki tekrar çekme kuvvetinin aktarımı sağlanır. Kısacası, epoksi reçinesi çatlakları doldurarak betonun bütünlüğünü sağlar; bazı durumlarda donatıya da yapışma sağlar. Donatı ile beton arasındaki yapışmayı yeniden sağlar. Bu teknik çatlak bir malzemenin yapısal bütünlüğünü ve dayanıklılığını gerçek anlamda geri kazandırır. Bu, oldukça etkili bir yöntemdir. Ekipler bu işlem için özel enjeksiyon pompaları ve pakerler kullanarak çalışıyorlar.

Çimento Enjeksiyonu ile Onarım

Çimento enjeksiyonu genellikle daha büyük çatlakların ve boşlukların doldurulması amacıyla kullanılmaktadır. Özellikle taşıma kapasitesi zayıf olan moloz taş duvarlar için düşük basınç altında bu teknik uygulanmaktadır. Bu prosedürde çimento, su ve özel kimyasal katkılar içeren akışkan bir harç (grout) hazırlanır. Bazen karışıma genişleyici çimento da ilave edilebilir. Genişleyici çimento harcın içindeki çatlakları doldurur. Yeterli şekilde genişlemeye yardım eder. Uygulama sırasında duvara uzanan borular yerleştirilmektedir. Duvarın iç ve dış yüzeyleri 2-3 cm kalınlığında sıvalanmaktadır. Sonrasında alt kısımlardaki boşluğa çimento şerbetinin enjekte edilmesine başlanır. Düşük basınç uygulayarak bu işlem yapılmaktadır. Bu teknik çok zayıf ve düşük dirence sahip duvarların dayanıklılığını önemli ölçüde artırıyor.

Eski ve Yeni Betonun Kaynaştırılması

Betonarme yapı elemanlarının onarım veya güçlendirilmesinde bazen beton kesiti genişletme ihtiyacı ortaya çıkabilmektedir. Bu durumda daha önce dökülmüş eski beton ile yeni dökülen betonun uyumlu olması gerekmektedir. Bu sayede her iki malzeme de tek parça gibi hareket ederek monolitik bir yapı oluşturur. Eski ve yeni beton arasında tam bir süreklilik ve kuvvet aktarımı sağlanır. Bu uyumun başarıyla gerçekleşmesi onarımın verimini etkileyen önemli bir faktördür. Aktarımın tam olarak sağlanabilmesi için eski betonun yüzeyine pürüzlü bir dokunuş yapılmaktadır. Yeniden dökülen betonun eski betona sağlamca yapışabilmesini sağlamak için özel bağlayıcılar tercih ediliyor. Böylelikle püskürtme beton veya özel tamir harçları kullanarak neredeyse kesintisiz bir kaplama oluşturulabilmektedir.

Youtube videolarımızı izlemek için buraya tıklayabilirsiniz.