Farklı türde korozyon önleyici malzemelerin betonun kimyasal bozulmasına etkilerinin irdelenmesi
Investigation of the effects of different types of anti- corrosion materials on chemical deterioration of concrete
- Tez No: 955006
- Danışmanlar: PROF. DR. LÜTFULLAH GÜNDÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Yapı sektöründe yaygın olarak kullanılan ve farklı yapı tiplerinde kolaylıkla uygulanabilen beton; agrega, çimento, su ve gerektiğinde çeşitli katkı maddelerinin karıştırılmasıyla elde edilen, fiziksel ve kimyasal dış etkilere karşı uygun üretim ve kür koşulları sağlandığında yüksek dayanım sergileyen bir yapı malzemesidir. Ancak beton, özellikle yüzeyinden çeşitli aşındırıcı kimyasallara maruz kaldığında kimyasal bozulmalara uğrayabilmektedir. Bu bozulmalar; kükürt bileşikleri, asidik ya da tuzlu su, klorürler, nitratlar, florürler ve mikroorganizmalar gibi çeşitli dış etkenlerden kaynaklanabilir. Endüstriyel ortamlarda yaygın olarak bulunan kükürt, nem ile temas ettiğinde sülfürik asite dönüşerek betona zarar verebilir. Sülfürik asit, çimento matrisinde yer alan kalsiyum bileşiklerini çözerek betonun yumuşamasına, dayanımının azalmasına ve çökmesine neden olabilir. Gözenekli yapısı nedeniyle beton, bu tür kimyasalların iç yapıya nüfuzuna elverişlidir. Bu durum, bozulma sürecini hızlandırır. Ayrıca, betonarme yapılarda yer alan ve yapısal yükleri taşıyan donatılar da bu kimyasal etkilerden zarar görebilir. Asitli ortamlar donatı çeliğine ulaşarak korozyon başlatabilir ve bu da yapının taşıyıcı kapasitesini önemli ölçüde azaltabilir. Kimyasal bozulma hızı; agresif kimyasalın yoğunluğu, ortam nemi, akışkanlığın durumu ve betonun tasarım kalitesi gibi birçok etkene bağlıdır. Kimyasal bozulmalar, beton yüzeyinde oluşan renk değişimleri veya fiziksel hasar belirtileriyle görsel olarak tespit edilebilir. Bu tür bozulmaların önlenmesi amacıyla düşük kalsiyum içeren özel çimentolar kullanılabileceği gibi, yüzey koruma kaplamaları da uygulanabilir. Vernik, yağ ve lake bazlı boyalar ile yapılan yüzey kaplamaları, betonun kimyasal etkilere karşı dayanıklılığını artırmada etkili bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Beton yüzeylerdeki kimyasalların aşındırıcı etkisini azaltmak ve betonun mekanik özelliklerini korumak için çeşitli önleme yöntemleri kullanılabilir. Kimyasal ortam etkisine maruz kalan betonun kimyasal bozulmasının incelenmesine yönelik bir dizi deneysel çalışma programı bu tez çalışması kapsamında oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında, eşdeğer karışım oranlarına sahip olarak hazırlanan beton numunelerinin, dış katmanları yüzeyden uygulanabilen korozyona dayanıklı 3 farklı türde malzeme ile kaplanmasıyla test örnekleri hazırlanmıştır. Daha sonra bu test örnekleri, laboratuvar ortamında farklı orijinlerde kimyasal bozulma şartlarının oluşturulduğu ortamlara maruz bırakılarak, beton test örneklerinin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki değişimler deneysel olarak analiz edilmiştir. Analizlerden elde edilen bulgularda, beton test örnekleri yüzeylerine uygulanan farklı türlerdeki korozyon önleyici malzemelerin kimyasal bozulma etkileşimleri sonrası betonun teknik özelliklerine ne ölçütlerde etki ettiği ve beton örneklerini korozyona karşı dirençli hale getirmede ne kadar etken olduğu sayısal olarak analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında test örnekleri üzerinde basınç dayanımı, kütle kaybı, ultrases geçiş hızı ve yüzey elektriksel direnç testleri yapılmıştır. 150x150x150 mm3 boyutlarında tasarlanan kübik beton numuneler, hızlandırılmış kimyasal ortam koşullarında simüle edilerek, farklı karışım oranlarında Sülfürik Asit, Hidroklorik Asit ve Sodyum Hidroksit içeren deney havuzlarında kimyasal etkiye maruz bırakılmıştır. Seçilen korozyon önleyici malzemeler; çelik ve betonun agresif endüstriyel ortamlarda korunmasında etkili olmaları, yüksek aşınma direnci sergilemeleri ve kalın, kömür katranlı epoksi yapıda olmaları nedeniyle tercih edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonunda elde edilen veriler karşılaştırmalı olarak değerlendirilerek beton matrisine uygulanabilecek en uygun koruyucu malzemenin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Concrete, one of the most commonly used construction materials, can be easily applied in various types of structures. It is obtained by mixing aggregates, cement, water, and, when necessary, chemical admixtures. When produced and cured under appropriate conditions, concrete exhibits high resistance to physical and chemical external influences. However, due to exposure of its surface to certain aggressive substances, concrete may undergo chemical deterioration. Such deterioration can result from factors like sulfur compounds, saline or acidic water, microorganisms, chlorides, nitrates, or fluorides. Sulfur, commonly found in industrial processes, can form sulfuric acid when in contact with moisture. Sulfuric acid is highly corrosive and can degrade the calcium compounds in the cement matrix of concrete, leading to softening and structural collapse. Due to its porous structure, concrete is particularly vulnerable; interconnected micro-pores throughout the material allow aggressive chemicals to penetrate and cause degradation. Furthermore, reinforced concrete structures contain steel rebar designed to bear significant structural loads. If acids penetrate the concrete and reach the embedded steel, corrosion can occur, severely compromising the structural integrity. The rate of chemical deterioration depends on various factors such as the concentration of aggressive substances, humidity, flow conditions, and the quality of the concrete design. Chemical deterioration can be detected visually by color changes or physical damage signs on the concrete surface. In order to prevent such deterioration, special cements with low calcium content can be used and surface protection coatings can be applied. Surface coatings made with varnish, oil and lacquer-based paints are used as an effective method to increase the resistance of concrete to chemical effects. Various prevention methods can be used to reduce the corrosive effect of chemicals on concrete surfaces and to protect the mechanical properties of concrete. A series of experimental study programs were created within the scope of this thesis study to investigate the chemical deterioration of concrete exposed to chemical environment. Within the scope of the study, test samples were prepared by coating the concrete samples prepared with equivalent mixing ratios with 3 different types of corrosion-resistant materials that can be applied to the surface on their outer layers. Then, these test samples were exposed to environments where chemical deterioration conditions of different origins were created in the laboratory environment and the changes in the physical and mechanical properties of the concrete test samples were analyzed experimentally. In the findings obtained from the analyses, the extent to which different types of corrosion inhibitor materials applied to the surfaces of the concrete test samples affected the technical properties of the concrete after chemical deterioration interactions and how effective they were in making the concrete samples resistant to corrosion were numerically analyzed. Within the scope of the study, compressive strength, mass loss, ultrasound transmission speed and surface electrical resistance tests were performed on the test samples. Cubic concrete samples designed with dimensions of 150x150x150 mm3 were exposed to chemical effects in experimental pools containing Sulfuric Acid, Hydrochloric Acid and Sodium Hydroxide in different mixing ratios, simulating accelerated chemical environment conditions. The selected corrosion inhibitor materials were chosen because they are effective in protecting steel and concrete in aggressive industrial environments, exhibit high wear resistance and have a thick, coal tar epoxy structure. The data obtained as a result of the experimental studies were evaluated comparatively and it was aimed to determine the most suitable protective material that can be applied to the concrete matrix.
Benzer Tezler
- Kılavuz matkapların aşınmalarının incelenmesi
Wear investigation of drill taps
FIRAT KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Metal kaplamalarda oluşan yüzey hatalarının yapay zeka yöntemleri ile analizi
Analysis of surface defects on metal coatings by artificial intelligence methods
BİLAL TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN KATIRCI
- Elektrolitik sert krom kaplanmış 1010 ve 1040 çelik yüzeylerin nitrürlenmesi ve nitrokarbürlenmesi
Nitriding and carbonitriding of 1010 and 1040 steel surface with eloctroplated hard chromium
MUSTAFA KOCABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN CANSEVER
- Ti-6Al-4V sacların mikroyapı değişimi ve geri yaylanmadavranışının incelenmesi
Investigation springback behavior and microstructural evolution of Ti-6Al-4V sheets
GÜNER ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RUKİYE ERTAN
- Strengthening of low-strength short columns with sprayed up textile reinforced gfrc
Püskürtme bazalt tekstil takviyeli gfrc ile düşük dayanımlı kolonların güçlendirmesi
SOHEİL KHOSHKHOLGHİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ