Geri Dön

Beton yapılarda donatı korozyonunun önlenmesine yönelik tedbirlerin araştırılması

Investigation of measures for the prevention of corrosion of steel in concrete structures

PDF İndir

  1. Tez No: 322619
  2. Yazar: ÖZLEM AYDIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Betonarme, korozyon, yarı hücre potansiyel ölçümleri, basma dayanımı, korozyon akım yoğunluğu ölçümleri, mikro yapı, inhibitör, silis dumanı, aderans, sıcak daldırma çinko kaplama, epoksi reçine, Reinforced concrete, corrosion, half-cell potential measurements, compressive strength, corrosion current density measurements, micro-structure, inhibitor, silica fume, adherence, hot dipped zinc coating, epoxy resin
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Üretim Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 267

Özet

Korozyona karşı daha dayanımlı betonarme ürünler geliştirmek amacı ile yaptığımız bu çalışmada, çeşitli katkı malzemeleri içeren betonarme numuneler üretilerek, kullanılan katkı malzemelerinin betonarme numunelerde donatı korozyonunu engellemedeki etkinlikleri değerlendirilmiştir ve eski yapılardan çıkarılmış kısmen korozyonlu çelik donatılar kullanılarak betonarme numuneler üretilip bu numunelere dış akım kaynaklı ve galvanik anotlu katodik koruma prosesleri uygulanarak katodik koruma proseslerinin yapılardaki korozyonu engellemedeki etkinlikleri değerlendirilmiştir.Katkı malzemelerinin etkinliklerini değerlendirmede kullanılan betonarme numuneler, beton içine çelik donatılar dikilerek, silindir lolipop şeklinde 70x140 mm ölçülerinde dökülmüştür. Her bir korozyon önlem katkı malzemesi için toplam yedi farklı numune grubu ve bunlara ait kontrol numune grupları her bir gruptan üçer tane olacak şekilde üretilmiştir. Birinci grup numunelerde Tecno Silica ticari isimli silis dumanı, beton harç karışımına katılmıştır. İkinci grup numunelerde Sika Ferrogard-901 ticari isimli nitrojen içeren organik ve inorganik esaslı karışım inhibitörü beton harç karışımına katılmıştır.Üçüncü grup numunelerde Sika Gard -703 W ticari isimli silan ve siloksan bileşimli emülsiyon betonun dış yüzeyine sürülmüştür.Dördüncü grup numunelerde Sika Ferro Gard -903 ticari isimli özel amino alkol esaslı organik ve inorganik karışım inhibitörü betonun dış yüzeyine sürülmüştür.Beşinci grup numunelerde Tecno bond 650 ticari isimli epoksi reçine esaslı, iki bileşenli solventli epoksi kaplama malzemesi çelik donatının dış yüzeyine sürülmüştür.Altıncı grup numunelerde çelik donatılar sıcak daldırma galvaniz yöntemi ile çinko kaplanmıştır.Yedinci grup numunelerde Sika Monotop 610 ticari isimli çimento esaslı, silis dumanı ve korozyon inhibitörü içeren, polimer modifiyeli kaplama malzemesi çelik donatının dış yüzeyine sürülmüştür.Geri kalan gruplar ise önlemsiz yani katkı malzemesi içermeyen kontrol numuneleri olarak üretilmişlerdir.Numuneler 50 gr Cl- / litre konsantrasyondaki tuzlu su çözeltisi içinde üç ay süre ile bekletilerek hızlandırılmış korozyona uğratılmıştır. Üç ay süresince düzenli olarak yarı hücre potansiyel ölçümleri, korozyon akım yoğunluğu ölçümleri yapılmıştır. Korozyon akım yoğunluğu ölçümlerinde Gecor 8 cihazı kullanılmıştır. Üç aylık hızlandırılmış korozyona tabi tutulan lolipop numuneler, deneyin sonunda kırılarak, donatıları çıkarılmış ve yüzeyleri temizlendikten sonra Olympus optik mikroskobunda 200 büyütmede mikro yapıları incelenmiştir.Katkı malzemelerinden beton harç karışımı içine katılanların betonun basma dayanımlarına ve yarmada çekme dayanımlarına olan etkileri 28 günlük kür süresi sonunda değerlendirilmiştir. Çelik donatıların yüzeyine yapılan kaplamaların betonarme numunelerin aderans dayanımlarına olan etkileri 28 günlük kür sonunda ve 90 günlük hızlandırılmış korozyon deneyleri sonunda belirlenmiştir.Sika Ferro Gard-901 ve Tecno Silica silis dumanı katkılı numunelerin basınç dayanımları sırası ile 33,5 Mpa ve olarak 30,6 Mpa tespit edilmiştir. Bu numunelere ait kontrol numunelerinin basınç dayanımları sırası ile 28,5 Mpa ve 27 Mpa olarak tespit edilmiştir. Sika Ferro Gard-901 ve Tecno Silica silis dumanı katkılı numunelerin yarmada çekme dayanımları sırası ile 3,85 Mpa ve 4 Mpa olarak tespit edilmiştir. Bu numunelere ait kontrol numunelerinin yarmada çekme dayanımları sırası ile 2,9 Mpa ve 2,9 Mpa olarak tespit edilmiştir. Basınç dayanımı ve yarmada çekme dayanımı deneyleri sonucunda, Sika Ferro Gard-901 ve Tecno Silica beton katkısının kontrol numuneleri ile karşılaştırma yapıldığı zaman, betonun basma dayanımını ve yarmada çekme dayanımını arttırdığı tespit edilmiştir.Kür süresi tamamlandıktan sonra yapılan aderans dayanımı deneyleri sonucunda, Sika Ferro Gard-901'in, çinko kaplamanın, Tecno Silica silis dumanının, betonarme numunelerin aderans dayanımını arttırdığı, Tecno Bond 650 epoksi esaslı kaplamanın ve Sika Monotop 610 kaplamanın betonarme numunelerin aderans dayanımını düşürdüğü, Sika Ferro Gard-903 inhibitörünün ve Sika Gard -703 W emülsiyonunun betonarme numunelerin aderans dayanımını pek değiştirmediği tespit edilmiştir. Hızlandırılmış korozyon süresi sonunda, Sika Ferro Gard-901, çinko kaplama, Tecno Silica silis dumanı, Tecno Bond 650 epoksi kaplama, Sika Monotop 610 kaplama, Sika Ferro Gard-903 ve Sika Gard -703 W içeren numunelerin aderans dayanımları sırası ile 5,27 Mpa; 5,44 Mpa; 4,88 Mpa; 4,16 Mpa; 4,18 Mpa; 5,22 Mpa; 5,29 Mpa olarak tespit edilmiştir. Bu numunelere ait kontrol numunelerinin aderans dayanımları sırası ile 3,88 Mpa; 3,8 Mpa; 4,17 Mpa; 3,83 Mpa; 3,74 Mpa; 3,91 Mpa; 4,03 Mpa olarak tespit edilmiştir.Hızlandırılmış korozyon süresi sonunda, Sika Monotop 610,çinko kaplama, Tecno Bond 650 epoksi kaplama, Sika Ferro Gard-901, Sika Ferro Gard-903, Sika Gard -703 W, Tecno Silica silis dumanı içeren numunelerin korozyon akım yoğunlukları sırası ile 0,14 µA/cm2; 0,36 µA/cm2; 0,19 µA/cm2; 0,29 µA/cm2; 0,42 µA/cm2; 0,20 µA/cm2; 0,31 µA/cm2 olarak tespit edilmiştir. Bu numunelere ait kontrol numunelerinin korozyon akım yoğunlukları sırası ile 0,56 µA/cm2; 0,57 µA/cm2; 0,60 µA/cm2; 0,56 µA/cm2; 0,76 µA/cm2; 0,52 µA/cm2; 0,68 µA/cm2 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca hızlandırılmış korozyon süresi sonunda, Sika Monotop 610,çinko kaplama, Tecno Bond 650 epoksi kaplama, Sika Ferro Gard-901, Sika Ferro Gard-903, Sika Gard -703 W, Tecno Silica silis dumanı içeren numunelerin yarı hücre potansiyel değerleri sırası ile- 411 mV,-666 mV,-192 mV,-542 mV,-575 mV,-315 mV,-433 mV olarak tespit edilmiştir. Bu numunelere ait kontrol numunelerinin yarı hücre potansiyel değerleri sırası ile -619 mV, -502 mV,-543 mV,-611 mV,-605 mV, -631 mV, -543 mV olarak tespit edilmiştir.Elde edilen verilere göre, çelik donatıları, Sika Monotop 610 kaplamalı, sıcak daldırma çinko kaplamalı ve Tecno Bond 650 ticari isimli epoksi kaplamalı betonarme numunelerde korozyon tespit edilmemiştir. Sika Ferro Gard 901 inhibitörü katkılı betonarme numunelerde çok ince (0 - 4 µm arası) oksit tabakasına rastlanmıştır ancak ölçülen korozyon akım değerlerinin betonun dayanıklılığı açısından risk oluşturmayan bölgede kaldığı tespit edildiğinden, Sika Ferro Gard 901 katkının betonarme yapıları uzun süre yüksek klorür içerikli çevre koşullarına maruz kalındığında bile oldukça etkili bir şekilde koruyabildiği ve betonarmenin dayanıklılığı açısından bir tehlike oluşmasına engel olabildiği görülmüştür. Tecno Silica silis dumanı katkılı ve Sika Ferro Gard 903 inhibitör katkılı, betonarme numunelerde ince (sırasıyla, 5 - 10 µm arası ve 5-15 µm arası) oksit tabakasına rastlanmıştır. Fakat kontrol numuneleri için yapılan mikro yapı incelemelerinde bu numuneler üzerinde 20-30 µm arası korozyon tabakasına rastlanması Tecno Silica silis dumanı ve Sika Ferro Gard 903 katkılarının betonarme numuneleri beton yapının dış çevresinden gelebilecek agresif klor iyonlarına ve oksijene karşı kontrol numunelerine göre oldukça etkin bir şekilde koruduğunu göstermiştir. Sikagard-703 W ile kaplamalı betonarme numunelerde genel olarak korozyona rastlanmamıştır. Sadece ufak bir bölgede lokal olarak ve çok ince (0-3 µm arası) oksit tabakasına rastlanmıştır. Ayrıca Sikagard-703 W içeren betonarme numunelerde ölçülen korozyon akım değerlerinin betonun dayanıklılığı açısından risk oluşturmayan bölgede kaldığı tespit edilmiştir. Kontrol numunelerinde ise 20-30 mikron aralığında oksit tabakasına rastlanmış ve donatıların bazı bölgelerinde lokal korozyon oluşumu görülmüştür.Katodik koruma prosesleri için eski betonarme yapıları temsilen kullanılmış durumda olan Ø14'lük nervürlü donatı çelikleri kullanılarak 200x200x200 mm ölçülerinde küp şeklinde betonarme numuneler üretilmiştir. Dış akım kaynaklı katodik koruma için üretilen betonarme numunenin henüz akım verilmeden önce Cu-CuSO4 referans elektrodu ile ölçülen yarı hücre potansiyel değeri -475 mV olarak tespit edilmiştir. Bu değer numunede kullanılan çelik donatıların kullanılmış olması sebebi ile korozyona uğradığını göstermektedir. Numuneye dış akım verildikten sonra betonarme numunenin yarı hücre potansiyel değeri -851 mV olarak ölçülmüştür. Elde edilen değer, betonarme demirleri için potansiyel kriteri olarak kabul edilen -770 mV potansiyelinden daha negatif ve aşırı koruma başlangıç sınırı olan -950 mV potansiyelinden pozitif olduğu için katodik korumanın tam olarak gerçekleştiğini ve korozyonun tamamen durdurulduğunu da doğrulamıştır. Galvanik anotlu betonarme numunedeki çelik donatıların çinko anot ile metalik bağlantıları henüz yapılmadan önce Cu-CuSO4 referans elektrodu ile ölçülen yarı hücre potansiyel değeri -235 mV olarak tespit edilmiştir. Bu değer numunelerde kullanılan çelik donatıların kullanılmış olması sebebi ile korozyonla ilgili belirsizlik bölgesinde olduğunu göstermektedir. Numuneye galvanik anotlu katodik koruma uygulandıktan sonra betonarme numunenin yarı hücre potansiyel değeri -363 mV olarak ölçülmüştür. Elde edilen değerin, numuneye galvanik anotlu katodik koruma yapılmadan önce ölçülen -235 mV'luk yarı hücre potansiyelinden daha negatif olması, çinkonun galvanik anot olarak çözündüğünü ve çelik donatıları katodik olarak koruyabilmek için donatılara elektron sağladığını göstermiştir. Ancak kullanılan çinko anodun gücünün kullanılan donatı sayısına karşı tam yeterli gelmemesi sebebi ile elde edilen değer -770 mV' un altına inememiştir. Fakat yapılan çalışma çelik donatılar için yeterli büyüklük ve güçte çinko anot kullanılması durumunda katodik korumanın tam olarak gerçekleşeceğini ve her ne kadar çelik donatılar korozyona uğramış ve uğramaya devam ediyor olursa olsun galvanik anotlu katodik koruma uygulanarak betonarme demirlerinin devam eden korozyonunun tam olarak önlenebileceğini göstermektedir.Betonarme numunelerde kullanılan korozyon önleyici malzemelerin ve uygulanan katodik koruma proseslerinin ekonomik değerlendirmeleri yapılmıştır. Betonarme yapıları korozyona karşı koruma amacı ile çelik donatı kaplama malzemelerinin kullanılması %0,06 (70 TL) ? %0,33 (367 TL) aralığında çok az bir ek maliyet getirirken kullanım ömrü boyunca yıllık maliyette %33 (747 TL) - %41 (920 TL) aralığında tasarruf sağlanabileceği öngörülmüştür. Yine betonarme yapıları korozyona karşı koruma amacı ile beton harç katkı malzemelerinin kullanılması %0,1 (123 TL) ? %0,6 (671 TL) aralığında çok az bir ek maliyet getirirken kullanım ömrü boyunca yıllık maliyette % 33 (747 TL) - %37 (834 TL) aralığında tasarruf sağlanabileceği ve sürme esaslı kaplama malzemelerinin kullanılması %0,019 (21 TL) ? %0,022 (24 TL) aralığında çok az bir ek maliyet getirirken kullanım ömrü boyunca yıllık maliyette %33 (747 TL) - %37 (834 TL) aralığında bir tasarruf sağlanabileceği öngörülmüştür. Betonarme yapıları korozyona karşı koruma amacı ile katodik koruma proseslerinin uygulanması %0,6 (625 TL) ? %0,6 (653 TL) aralığında çok az bir ek maliyet getirirken kullanım ömrü boyunca yıllık maliyette %36,7 (834 TL) - %36,9 (834 TL) aralığında oldukça iyi bir tasarruf sağlanabileceği öngörülmüştür. Gerek ekonomiklik gerekse uygulanma şartları bakımından dış akım kaynaklı katodik koruma sisteminin yeni yapılacak yapılarda ve galvanik anotlu katodik koruma sisteminin ise eski yapılarda kurulması uygun görülmüştür.Beton içine katkı olarak ilave edilen Tecno Silica silis dumanının diğer katkı malzemesi ile yapılan karşılaştırmasına göre yapılarda kullanımının daha uygun olduğu görülmüştür. Donatı kaplamaları arasında yapılan karşılaştırmada yapının kullanım ömrü süresince ekonomiklik açısından epoksi kaplama ile sıcak daldırma galvaniz kaplama ön plana çıkmıştır. Diğer değerler birbirine yakın olmakla birlikte aderans dayanımı olarak sıcak daldırma galvaniz kaplama üstünlük göstermiştir.Bu nedenle aderansın çok önemli olduğu uygulamalarda çinko kaplamanın daha uygun olduğu düşünülmektedir. Betonarmenin dış yüzeyinde kullanılan kaplamalar arasında karşılaştırma yapıldığında ise Sika Gard 703 W kaplamasının kullanımının korozyondan korunma ve maliyet açısından daha uygun olduğu görülmüştür.411,6 metrekarelik temel alanına sahip 20 katlı ve 80 daireli yeni yapılacak betonarme bir binada korozyon hasarlarından korunma amacı ile gerekli önlem malzeme ve prosesleri bir paket halinde uygulandığında ortalama 112.322 TL olan dairenin maliyeti 1164 TL yani sadece %1 değerinde artmakta fakat binanın kullanım ömrünün artmasına bağlı olarak bir dairenin yıllık maliyeti yüksek oranda düşebileceği öngörülebilir. Dolayısı ile binalarımızda korozyona karşı önlem paketi uygulandığı taktirde daire başına yapılan harcama birkaç yıl içerisinde geri kazanılabilecektir.

Özet (Çeviri)

In this study, which was done with the intention of developing reinforced concrete products that are resistant against corrosion, efficiencies of additives in the inhibition of reinforcement corrosion in reinforced concrete samples evaluated by producing reinforced concrete samples that contain various additives and partially corroded steel reinforcements from old buildings were used to build reinforced concrete samples. Cathodic protection processes with external current and galvanic anode were applied on these samples; and the efficiency of cathodic protection on preventing corrosion is evaluated.Reinforced concrete samples were poured in the form of a cylinder lollipop with measurement of 70x40 mm by planting steel reinforcements into the concrete. A total of seven different sample groups for each and every corrosion inhibiting additive were produced. Also, three control sample groups for each one these different sample groups were also produced. In the first group of samples, silica fume which has the trademark of Tecno Silica, was added to the concrete mortar mixture. In the second group of samples, organic and inorganic based mixture inhibitor which contained nitrogen and which has the trademark of Sika Ferrogard-901, was added into the concrete mortar mixture. In the third group of samples, emulsion which is of silane and siloxane composition and which has the trademark of Sika Gard-703 W was spread on the outer surface of the concrete. In the fourth group of samples, special amino alcohol based, organic or inorganic mixture inhibitor which has the trademark of Sika Ferro Gard-903 was spread on the outer surface of the concrete. In the fifth group of samples, epoxy resin based coating material which has a solvent with two components and which has the trademark of Tecno bond 650 was spread onto the outer surface of the steel reinforcement. In the sixth group of samples, steel reinforcements were covered with zinc by the use of hot dipped galvanize method. In the seventh group of samples, cement based, polymer modified coating material which has the trademark of Sika Monotop 610 and which contains silica fume and corrosion inhibitor was spread onto the outer surface of the steel reinforcement. Rest of the groups were produced as control samples that do not contain additives.Samples were put through accelerated corrosion by being kept in a salty water solution which had a concentration of 50 gr. Cl- /liter for three months. During this three month period, half-cell potential measurements and corrosion current density measurements were taken regularly. Gecor 8 apparatus was used when measuring the corrosion current density. Lolipop samples which were put through the three month long accelerated corrosion test were broken at the end of this test. Reinforcements were removed and the surfaces of these samples were cleaned. Then, the micro structure of these samples were studied under an Olympus optic microscope with 200 enlargement.The affects of those additives which had been added to the concrete mortar mixture on the compressive strength and splitting tensile strength of concrete were evaluated at the end of a 28 day curing time. The affects of the coating material that were spread on the surface of steel reinforcements on the adherence durabilities of reinforced concrete samples were determined at the end of both 28-day curing period and 90-day accelerated corrosion experiments.Pressure endurances of samples that have Sika Ferro Gard-901 and Tecno Silica trademarked silica fume additive were determined to be 33.5 Mpa and 30.6 Mpa respectively. Pressure endurances of control samples, that belong the samples mentioned above, were determined to be 28.5 Mpa and 27 Mpa respectively. Splitting tensile strengths of samples that have Sika Ferro Gard-901 and Tecno Silica trademarked silica fume additive were determined to be 3.85 Mpa and 4 Mpa, respectively. Splitting tensile strength of control samples that belong to the samples mentioned above were determined to be 2.9 Mpa and 2.9 Mpa, respectively. It has been determined at the end of pressure endurance and splitting tensile strength experiments that Sika Ferro Gard-901 and Tecno Silica concrete additive increased both the pressure endurance and splitting tensile strength of the concrete. This conclusion was reached when Sika Ferro Gard-901 and Tecno Silica additives were compared to the samples.At the end of the adherence strength experiments which were performed after the end of the curing period, it was determined that Sika Ferro Gard-901, Zinc coating and Tecno Silica silica fume increased the adherence strength of reinforced concrete samples, Tecno Bond 650 epoxy based coating and Sika Monotop 610 coating decreased the adherence strengths of reinforced concrete samples and Sika Ferro Gard-903 inhibitor and Gard-703 emulsion did not change adherence strengths of reinforced concrete samples very much. At the end of the accelerated corrosion period, adherence strengths of samples that contain Sika Ferro Gard-901, zinc coating, Tecno Silica silica fume, Tecno bond 650 epoxy coating, Sika Monotop 610 coating, Sika Ferro Gard-903 and Sika Gard-703 W were determined to be 5.27 Mpa; 5.44 Mpa; 4.88 Mpa; 4.16 Mpa; 4.18 Mpa; 5.22 Mpa; 5.29 Mpa respectively. The adherence strengths of control samples that belong to the samples mentioned above are determined to be 3.88 Mpa; 3.8 Mpa; 4.17 Mpa; 3.83 Mpa; 3.74 Mpa; 3.91 Mpa, 4.03 Mpa respectively.At the end of the accelerated corrosion period, corrosion current density of samples that contain Sika Monotop 610, Zinc coating, Tecno Bond 650 epoxy coating, Sika Ferro Gard-901, Sika Ferro Gard-903, Sika Gard-703 W and Tecno Silica silica fume were determined to be 0.14 µA/cm2; 0.36 µA/cm2; 0.19 µA/cm2; 0.29 µA/cm2; 0.42 µA/cm2; 0.20 µA/cm2; 0.31 µA/cm2, respectively. The corrosion current density measurements of control samples that belong to samples mentioned above were determined to be 0.56 µA/cm2; 0.57 µA/cm2; 0.60 µA/cm2; 0.56 µA/cm2; 0.76 µA/cm2; 0.52 µA/cm2, 0.68 µA/cm2 respectively.Additionally, at the end of accelerated corrosion period, half-cell potential values of samples that contain Sika Monotop 610, Zinc cladding, Tecno Bond 650 epoxy cladding, Sika Ferro Gard-901, Sika Ferro Gard-903, Sika Gard-703 W and Tecno Silica silica fume were determined to be -411 mV,-666 mV,-192 mV,-542 mV,-575 mV,-315 mV,-433 mV, respectively. The half-cell potential measurements of control samples that belong to samples mentioned above were determined to be -619 mV, -502 mV,-323 mV,-611 mV,-605 mV, -631 mV, -543 mV, respectively.According to the data that has been obtained, no corrosion has been observed on steel reinforcements and on reinforced concrete samples that are Sika Monotop 610 coated, hot dipped zinc coated and Tecno Bond 650 trademarked epoxy coated. A very thin layer (between 0 ?m and 4 ?m) of oxide was observed on reinforced concrete samples that have Sika Ferro Gard 901 inhibitor additive. However, it was observed that the corrosion current density values which were measured remained at a level that did not create a risk in terms of the endurance of the concrete. Because of this, it was also observed that Sika Ferro Gard 901 additive was able to protect reinforced concrete structures very effectively even when these structures are exposed to environments that contained high levels of chloride for extended periods of time and was also able to prevent any danger from arising in terms of the endurance of the reinforced concrete. A thin layer of oxide (between 5 ?m and 10 ?m, between 5 ?m and 15 ?m, respectively) was observed in reinforced concrete samples that have Tecno Silica silica fume and Sika Ferro Gard 903 inhibitor additives. However, in micro structure studies that were done on control samples, a thicker layer of corrosion (between 25 ?m and 30 ?m) was observed on these samples.This has proven that Tecno Silica silica fume and Sika Ferro Gard 903 additives is able to protect reinforced concrete samples from agressive chloride ions and oxygen that can come from the surrounding area of a concrete structure very effectively. Generally, no corrosion has been observed in reinforced concrete samples that are coated with Sikagard-703 W. A very thin layer of corrosion (between 0 ?m and 3 ?m) was observed in a very small area. Additionally, it was also observed that corrosion current density values that are measured in reinforced concrete samples that contain Sikagard-703 remained at a level that did not pose a risk in terms of the endurance of the concrete. Whereas, a relatively thick layer of corrosion (between 20 ?m and 30 ?m) was encountered in control samples and local corrosion formations were observed in some areas of reinforcements.?14 used rebars are used to produce 200x200x200 mm cubic reinforced concrete samples to represent old reinforced concrete structures.Manufactured reinforced concrete sample is tested before switching on the external current and the half cell potential is measured -475 mV with Cu-CuSO4 reference electrode. This value indicates that the steel reinforcements were corroded. After switching on the external current the halfcell potential is mV. This value indicates that cathodic protection is fully covered and corrosion is stopped completely, because it is lower than potential criteria for reinforcement steels, which is -770 mV, and higher than the over protection limit, which is -950 mV.Reinforced concrete sample is tested before connecting with zinc anode and the half cell potential is measured -235 mV with Cu-CuSO4 reference electrode. This value indicates that the steel reinforcements are in the corrosion uncertainty zone. After applying the galvanic anode protection the halfcell potential ise measured as -363 mV. This value indicates that anodic dissolution of zinc is taking place and providing electrons for cathodic protection of steel reinforcements. However the power of zinc anode is not sufficient for the amount of reinforcements and because of this, the value is not lower than -770 mV. But studies indicate that in case of using a zinc anode, which is big enough, a full cathodic protection can be attainable and on going corrosion of reinforcements can be prevented.Economic evaluation of anti corrosion agents and cathodic protection processes, that are applied to reinforced concrete samples, is done. Coating of steel reinforcements with anti corrosion agents brings a small incremental cost around 0.06% (70 TL) - 0.33% (367 TL), but during service life a high saving ratio around 33% (747 TL) - 41% (920 TL) can be obtained annually. Concrete grout additives cost around 0.10% (123 TL) ? 0.6% (671 TL), but during service life a high saving ratio around 33% (747 TL) - 37% (834 TL) can be obtained annually. Splash coating of steel reinforcements with anti corrosion agents brings a small incremental cost around 0.019% (21 TL) - 0.022% (24 TL), but during service life a high saving ratio around 33% (747 TL) - 37% (834 TL) can be obtained annually.Cathodic protection processes which are applied to protect constructions from reinforcement corrosion brings a small incremental cost around 0.6% (625 TL) ? 0.6% (653 TL), but during service life a high saving ratio around 36.7%(834 TL) - 36.9% (834 TL) can be obtained annually. External current source a cathodic protection system should be established in the new buildings and galvanic anode cathodic protection system should be established in the old buildings in terms of affordability and application requirements.Tecno Silica silica fume inhibitor which added in concrete as an additive were more appropriate according to the comparison of the other additives. During the life of comparisons made between the structure of reinforcement coatings epoxy coating and hot dip galvanizing in terms of affordability came to the fore. Other values are close to each other, although the hot-dip galvanized coating adhesion strength showed superiority. Therefore zinc plating is thought to be more suitable for applications where adherence is very important. Comparision was made between Coatings used on the outer surface of reinforced concrete, Sika Gard 703 W showed a more favorable in terms of cost and corrosion protection.When necessary prevention process and materials applied to the building which has 411,6 square meters floor area, eighty flat and twenty storey in order to protect it from reinforcement corrosion, the building cost that is 112.322 TL will be increased 1164 TL or 1% more but increasing the service life of building, annual cost of per flat may be desreases high amount. So, if prevention methods are applied to our buildings, cost for per building will be recovered within a few years.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    139630

    Betonarme yapılardaki çelik donatı korozyonu hasarının önlenmesinin araştırılması

    Investigation for prevention of steel rebar corrosion damage in concrete structures

    HASAN YASİN DEMİREL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU

  2. Tez No

    866171

    Çeşitli parametrelerin betonun mekanik özelliklerine ve korozyon davranışına etkisinin istatistiksel yöntemler kullanılarak araştırılması

    Investigation of the effects of various parameters on the mechanical properties and corrosion behavior of concrete using statistical methods

    KEMAL URAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİCRAN AÇIKEL

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KOÇER

  3. Tez No

    104201

    Donatılı betonda korozyon hasarı ve giderilme yolları

    The Corrosion defects in reinforced concrete and its preventive ways

    FUNDA DELİKANLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA E. KARAGÜLER

  4. Tez No

    301679

    Investigation of rebar corrosion in plain and steel fiber reinforced concrete under flexural loading

    Lifli ve lifsiz betonarme yapı elemanlarında eğilme yükü altında donatı korozyonunun incelenmesi

    AHMET ONUR PEHLİVAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. TURAN ÖZTURAN

    YRD. DOÇ. DR. NİLÜFER ÖZYURT ZİHNİOĞLU

  5. Tez No

    879340

    Kendiliğinden yerleşen betonların akustik emisyon yöntemi ile korozyon direnci ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of corrosion resistance and mechanical properties of self-compacting concretes with acoustic emission method

    EMRİYE ÇINAR RESULOĞULLARI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BEHCET DÜNDAR

Geri Dön