Korozyona maruz kalmış betonarme kolonların monotonik yükleme etkisi altında yapısal davranışlarının incelenmesi

Abstract

Donatıda oluĢan korozyon sonucu ortaya çıkan negatif etkiler korozyonun betonarme yapılarda araĢtırılmasının ne denli önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Paslanma ile birlikte betonarme yapı elemanları tasarım aĢamasında öngörülen performans seviyelerinden uzaklaĢmaktadır. Korozyon seviyesinin yapıda yüksek oranlara çıkmasıyla yapının servis ömrü kısalmakta ve ekonomik anlamda büyük zararlar oluĢmaktadır. Korozyona uğrayan yapı elemanında sadece donatı kesit alanında azalma olmamakla birlikte oluĢan pas ürününün birikmesi ile donatı çevresinde radyal basınçlar oluĢturarak betonu çatlatmakta ve donatıbeton arasında aderans kuvveti azalmaktadır. Bu tez çalıĢması TÜBĠTAK 3501 (116M162) projesi kapsamında üretilen C30 beton basınç dayanımına sahip 5 adet betonarme kolonu kullanılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. Betonarme kolonları tam ölçekli bakır kaplı paslandırma havuzunda hızlandırılmıĢ korozyon yöntemi kullanılarak %0.00, %1.99, %2.79, %5.65 ve %8.52 oranlarında paslandırılmıĢtır. Tüm betonarme kolonları aynı yükleme ve ölçüm düzeyine tabi tutularak %20 oranında eksenel yük ve yanal yük uygulanarak deneylerigerçekleĢmiĢtir. Betonarme kolonlarının gerçek korozyon oranlarının belirlenmesi amacıyla yükleme deneylerinden sonra betonarme kolonları kırılmıĢ ve çıkartılan donatılara önce mekanik temizleme ardından kimyasal temizleme iĢlemleri uygulanmıĢtır. Tüm donatılar 0.05 gr hassasiyete sahip terazide tartılarak son kütleleri kayıt altına alınmıĢ paslanma sürecinden önce kayıt altına alınan ilk kütleler de kullanılarak gerçek kütle kayıplarıhesaplanmıĢtır. Elde edilen deneysel veriler ile birlikte betonarme kolona ait süneklik oranları, enerji emme kapasiteleri ve nihai yük değerleri korozyon oranları ile iliĢkilendirilerek iki ampirik model geliĢtirilmiĢtir. GeliĢtirilen ampirik model yardımıyla korozyona uğramıĢ betonarme kolonlarının süneklik oranları ve enerji yutma kapasitelerinin hesaplanmasına olanak sağlayacaktır.Anahtar Kelimeler: Betonarme, Çelik donatı, Korozyon, Kolon, Monotonik yükleme

The negative effects caused by the corrosion of the reinforcement show how important it is to investigate corrosion in RC structures. With the corrosion, the RC structural elements move away from the performance levels predicted during the design stage. Corrosion level increases to high levels in the structure, shortening the service life of the structure and causing great economic losses. Although there is not only a decrease in the cross-sectional area of the reinforcing structural element, with the accumulation of the rust product, it creates radial pressures around the reinforcement and fractures the concrete and the adherence strength between the RC decreases. This thesis was carried out by using Five RC columns with C30 concrete compressive strength produced within the scope of TUBITAK 3501 (116M162) project. RC columns were corroded in full-scale copper clad rusting pool using accelerated corrosion method at 0.00%, 1.99%, 2.79%, 5.65% and 8.52%. All RC columns were subjected to the same loading and measurement level and their experiments were carried out by applying 20% axial load and lateral load. In order to determine the actual corrosion rates of the RC columns, the RC columns were broken after the loading tests and the mechanical and then chemical cleaning processes were applied to the removed reinforcements. The actual mass losses were calculated by using the first masses recorded before the final rusting process by weighing all rebars on the balance with a sensitivity of 0.05 gr. Two empirical models have been developed by correlating the ductility ratios, energyabsorption capacities and final load values of the RC columns with the corrosion rates. With the help of the developed empirical model, it will be possible to calculate ductility ratios and energy absorption capacities of corroded RC columns.Keywords: Corrosion, Column, Monotonic loading, Reinforced Concrete, Steel Bar