İslam Çelik, İlker Ustabaş, Ali Paşa Hekimoğlu, Murat Hacıosmanoğlu

Farklı Gerilme Miktarlarının Donatı Çeliğinin Korozyonuna Etkisi

Introduction

Farklı gerilme miktarlarının donatı Çeliğinin korozyonuna etkisi . Donatı çeliğinin farklı gerilme seviyelerinde korozyon hızları elektrokimyasal yöntemlerle incelendi. Gerilmenin korozyonu artırdığı ve en yüksek hızın çekme bölgesinde olduğu bulundu.

Abstract

Beton ve çeliğin birlikte kullanılmasıyla üretilen betonarme yapı elemanları geniş bir kullanım alanına sahiptir. Donatı çeliği malzemesinin özellikleri ve yapı elemanlarının servis gördüğü çevrenin şartları donatıları korozyona uğratabilmektedir. Donatı korozyonu yapıların servis ömrünü kısaltan, önemli ekonomik kayıplara yol açan bir bozulma mekanizmasıdır. Beton, pas payının yetersizliği, karbonatlaşma ile pH değerinin düşüklüğü, klor gibi agresif iyonların varlığı, imalat hataları gibi durumlardan dolayı donatıyı koruyabilme özelliğini kaybedebilmektedir. Korozyona maruz donatı çeliği kesitini kaybetmekte ve taşıyıcı elemanlardaki asıl görevi olan çekme kuvvetlerini karşılayamamaktadır. Bu çalışmada saf suya maruz B420C sınıfı donatı çeliğinde ön gerilme uygulamaksızın ve belirlenen seviyelerde ön gerilme uygulandıktan sonra donatı çeliğinin korozyon hızları ölçülmüştür. Uygulanan ön gerilme seviyeleri elastik, akma, çekme ve kopma bölgelerinde olacak şekilde belirlenmiştir. Donatının korozyon hızları elektrokimyasal yöntem ile deneysel olarak ölçülmüştür. Çalışma sonucunda donatı çeliğine ön gerilme yüklemesinin donatı çeliğinin korozyon hızını artırdığı tespit edilmiştir. En yüksek donatı korozyon hızı çekme bölgesinde gerilme uygulanan donatıda görülmüştür. Çekme gerilmesi ve kopma gerilmesi uygulanan numuneler karşılaştırıldığında çekme mukavemeti değerinde gerilme uygulanan numunede daha az korozyon hızı ortaya çıktığı gözlenmiştir. Bu durum donatı çeliğinin yapısında gerilmeler nedeniyle ortaya çıkan değişimlere dayandırılarak irdelenmiştir. Çalışma sonucunda laboratuvarda ölçülen donatı korozyon hızlarıyla yapının servis gördüğü çevre şartlarındaki donatı çeliğinin korozyon hızlarının tahmin edilebileceği anlaşılmıştır.

Review

This study presents an investigation into a critical issue affecting the durability of reinforced concrete structures: the corrosion of reinforcement steel under varying stress levels. The authors explore how different magnitudes of pre-stressing, ranging from elastic to fracture regions, influence the corrosion rate of B420C rebar exposed to pure water. Using electrochemical methods, the research identifies a clear trend: applied stress generally accelerates the corrosion process. A key finding is that the highest corrosion rates were observed in rebar stressed to the tensile region, an observation which contributes to understanding the mechanical-chemical interactions at play. The paper also highlights an intriguing, albeit less explained, detail where samples stressed to tensile strength exhibited a lower corrosion rate compared to those stressed to fracture, attributing this to structural changes within the steel. The research addresses a highly relevant problem in civil engineering, as rebar corrosion is a primary cause of premature deterioration and significant economic losses in infrastructure. The methodology, employing electrochemical techniques to quantify corrosion rates, is well-established and appropriate for such studies. The systematic application of stress across distinct regions of the material's stress-strain curve provides valuable insights into how mechanical loading can influence corrosion susceptibility. Furthermore, the ambition to extrapolate laboratory findings to predict field performance, although needing further validation, underscores the practical relevance and potential impact of this work for asset management and structural design. The finding that stress accelerates corrosion is crucial for engineers designing and maintaining structures, especially those in stressed conditions. While offering valuable contributions, the study's scope and the abstract's level of detail suggest certain limitations. The use of "pure water" as the exposure environment, although useful for isolating the effect of stress, significantly simplifies the complex conditions found in real-world concrete, which typically involves aggressive ions like chlorides, carbonation, and varying pH. This simplification limits the direct applicability of the predictive conclusion to actual service environments without further experimentation in more realistic, aggressive solutions. Additionally, the abstract's explanation for the unexpected observation regarding tensile vs. fracture stress ("changes in the rebar's structure due to stresses") is somewhat vague and would benefit from a deeper mechanistic elucidation in the full paper, possibly through microstructural analysis. Future research should ideally expand these investigations to include more aggressive environments and delve deeper into the specific microstructural alterations responsible for the observed corrosion behavior.

Full Text

Comments

You need to be logged in to post a comment.