Korozyona Maruz Kalmış Betonarme Kolonların Yapısal Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Betonarme elemanlarda oluşan donatı korozyonu sebebiyle, yapıların hedeflenen performans seviyeleri olumsuz yönde etkilenmektedir. Donatı kesit alanında azalma, korozyon ürünlerinin hacimsel genişlemesi ile betonun çatlaması, beton ve donatı arasındaki aderans kuvvetinin azalması korozyonun betonarme elemanlarda neden olduğu başlıca olumsuz etkilerdendir. Paslanmış betonarme kolonların yapısal performanslarının doğru bir şekilde değerlendirilebilmesi için yapılan araştırmalar bu bağlamda halen önemini korumaktadır. Gerçekleştirilen bu tez çalışması kapsamında yüksek seviyelerde donatı korozyonunun, betonarme kolonların yapısal davranışları üzerine etkisini incelemek üzere 5 adet betonarme kolonu deneye tabi tutulmuştur. Bir adet betonarme kolon, referans numunesi olarak korozyona maruz bırakılmamış olup diğer numunelere paslandırma havuzunda farklı seviyelerde hızlandırılmış korozyon süreci uygulanmıştır. Paslandırma sürecinin ardından numuneler üzerinde korozyon sebebiyle meydana gelen birincil çatlak genişlikleri mikroskop yardımıyla ölçülerek çatlak haritaları oluşturulmuştur. Elde edilen çatlak genişlik değerleri ile literatürde birincil çatlak genişliklerinden korozyon oranını tahmin eden ampirik modellerin doğrulaması yapılmıştır. Betonarme kolon numuneleri sabit eksenel yük altında, artırımsal tersinir tekrarlanır yanal yük uygulanarak teste tabi tutulmuştur. Yükleme deneylerinden sonra numuneler kırılarak boyuna donatılar ve sargı donatıları çıkarılmış ve mekanik olarak korozyon artıklarından temizlenmiştir. Donatıların son kütleleri hassas terazi ile kayıt altına alınarak numunelerin gerçek korozyon oranları hesaplanmıştır. Elde edilen tüm deneysel verilerin ışığında korozyona maruz kalmış betonarme kolonların sismik performans seviyelerinin belirlenmesi için enerji bazlı ampirik modeller önerilmiştir.

Due to the reinforcement corrosion that occurs in reinforced concrete elements, the targeted performance levels of the structures are negatively affected. The main negative effects of corrosion on reinforced concrete elements are the decrease in the area of the reinforcement, the volumetric expansion of the corrosion products and the cracking of the concrete, the decrease in the adherence force between the concrete and the reinforcement. In this context, the researches conducted to evaluate the structural performance of rusted reinforced concrete columns are still important. Within the scope of this thesis study, 5 reinforced concrete columns were tested in order to examine the effect of high levels of reinforcement corrosion on the structural behavior of reinforced concrete columns. One reinforced concrete column was not exposed to corrosion as a reference sample, and accelerated corrosion processes were applied to other specimens at different levels in the corrosion pool. After the rusting process, the width of primary cracks caused by corrosion on the specimens was measured with the help of a microscope and crack maps were created. With the obtained crack width values, empirical models predicting the corrosion rate from primary crack widths in the literature were verified. Reinforced concrete column specimens were tested under constant axial load by applying incremental reversible repetitive lateral load. After the loading tests, the samples were broken, the longitudinal reinforcements and winding fittings were removed and mechanically cleaned of corrosion residues. Final weights of the rebars were recorded with precision scales and the actual corrosion rates of the samples were calculated. In the light of all experimental data obtained, energy-based empirical models have been proposed to determine the seismic performance levels of reinforced concrete columns exposed to corrosion.