ÇÇEVRE ve KULLANIM EVRE ve KULLANIM KOKOŞŞULLARIULLARI

YAPI MALZEMESYAPI MALZEMESİİ I DERSI DERSİİ

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

2 KASIM 2010

Malzemenin mekanik Malzemenin mekanik öözellikleri; 20 zellikleri; 20 ooCC civarcivarıında, nda, yavayavaşş uygulanan bir yuygulanan bir yüük altk altıında (statik ynda (statik yüükleme), kleme), temiz, kuru ve dtemiz, kuru ve düüzgzgüün kesitli malzeme n kesitli malzeme öörnekleri rnekleri üüzerinde saptanmaktadzerinde saptanmaktadıır. Kullanr. Kullanıım esnasm esnasıında bu nda bu deney kodeney koşşullarullarıınnıın bulunamayacan bulunamayacağığı gayet agayet aççııktktıır. r. Bu nedenle malzeme, beklenenden farklBu nedenle malzeme, beklenenden farklıı davrandavranışışggöösterebilir. sterebilir. ÖÖrnerneğğin, normal in, normal laboratuvarlaboratuvarkokoşşullarullarıında nda ddüüktilktil varsayvarsayıılan bir metal kullanlan bir metal kullanıım m ssıırasrasıında knda kıırrıılgan hale dlgan hale döönnüüşşebilir.ebilir.

ÇEVRE ve KULLANIM KOŞULLARI

SıcaklıkYapı koşullarıYükleme hızıDalgalanan gerilmelerKorozyonBozulma

SICAKLIKSICAKLIKMalzemeler genellikle Malzemeler genellikle ççok dok düüşşüük ve k ve ççok yok yüüksek sksek sııcaklcaklıık k derecelerinde, normal sderecelerinde, normal sııcaklcaklııklar altklar altıında beklenenden nda beklenenden ççok ok farklfarklıı davrandavranışışlar glar göösterebilir. sterebilir.

ÖÖrnerneğğin, din, düüşşüük sk sııcaklcaklııklarda hacim merkezli kklarda hacim merkezli küübik bik alaalaşışımlarmlarıın n ddüüktilitesiktilitesi ve enerji yutma kapasitesi dve enerji yutma kapasitesi düüşşer. er. ÖÖnemli yapnemli yapıı malzemelerinden malzemelerinden ççelik bu yapelik bu yapııda olup, 0 da olup, 0 ooCCcivarcivarıında knda kıırrıılganlalganlaşşma gma göösterirsterir

Tersine, sTersine, sııcaklcaklıık arttk arttııkkçça a ççelieliğğin akma sin akma sıınnıırrıı ddüüşşer ve 300 er ve 300 ooC'denC'den sonra bu ssonra bu sıınnıır ortadan kalkar. r ortadan kalkar. ÇÇelieliğğin in ççekme ekme dayandayanıımmıı da sda sııcaklcaklıık derecesi arttk derecesi arttııkkçça azala azalıır (r (ÇÇelieliğğin 500 in 500 ooC'dekiC'deki ççekme dayanekme dayanıımmıı 20 20 ooC'dekiC'deki dayandayanıımmıınnıın % 60'n % 60'ııkadardkadardıır). r).

AyrAyrııca, yca, yüüksek sksek sııcaklcaklııklar (yaklaklar (yaklaşışık 300 k 300 ooCC), ), ççelikte normal selikte normal sııcaklcaklııkta kta ggöörrüülmeyen slmeyen süünme olaynme olayıınnıı babaşşlatlatıır. Yeterince yr. Yeterince yüüksek sksek sııcaklcaklııklarda, klarda, ççok ok ddüüşşüük k şşekil deekil değğiişşimlerinde bile bazimlerinde bile bazıı metal ve alametal ve alaşışımlar kmlar kıırrıılgan davranlgan davranışışggöösterebilir.sterebilir.

SSııcaklcaklığıığın artmasn artmasıı ile atomlarile atomlarıın daha hn daha hıızlzlıı titretitreşşmelerinden dolaymelerinden dolayıımalzemenin boyutlarmalzemenin boyutlarıında bir artnda bir artışış (genle(genleşşme), tersi durumda sme), tersi durumda sııcaklcaklığıığın n azalmasazalmasıı ile de boyutlarda bir azalma (bile de boyutlarda bir azalma (büüzzüülme) oldulme) olduğğu bilinen bir u bilinen bir gergerççektir. Malzeme yapektir. Malzeme yapııda kullanda kullanıımmıı esnasesnasıında bu tnda bu tüür yr yüüksek sksek sııcaklcaklıık k dedeğğiişşimlerine maruz kalacaksa simlerine maruz kalacaksa söözzüü edilen boy deedilen boy değğiişşimlerinin izin imlerinin izin verilebilen sverilebilen sıınnıırlarrlarıı aaşşmamasmamasıı gerekmektedir.gerekmektedir.

SICAKLIK

YAPI KOYAPI KOŞŞULLARIULLARILaboratuvarLaboratuvar deneylerinde deneylerinde öörnekler serbestrnekler serbestççe ye yüüklenir, klenir, babaşşka bir deyika bir deyişşle, yle, yüükleme skleme sıırasrasıında nda öörnerneğğin yapacain yapacağığıdeformasyonlar engellenmemideformasyonlar engellenmemişştir. tir. Ancak, yapAncak, yapıı iiççinde ayninde aynıı malzemeden yapmalzemeden yapıılmlmışış elemanlarelemanlarıın n davrandavranışışlarlarıı kkııssııtltlııddıır. Dolayr. Dolayııssııyla malzeme iki veya yla malzeme iki veya üçüçeksenli gerilme etkisi alteksenli gerilme etkisi altıındadndadıır. r. OluOluşşan asal gerilmeler nedeniyle malzemeler uygulamada an asal gerilmeler nedeniyle malzemeler uygulamada deneylerden farkldeneylerden farklıı davrandavranışışlar glar göösterir. sterir. ÖÖrnerneğğin, in, malzemenin gerilmemalzemenin gerilme--birim birim şşekil deekil değğiişştirme davrantirme davranışıışı, , kkıırrıılma ylma yüükküü dedeğğiişşebilir.ebilir.

YYÜÜKLEME HIZIKLEME HIZI

Malzemelerin kalite kontrol deneyleri belirli bir yMalzemelerin kalite kontrol deneyleri belirli bir yüükleme kleme hhıızzıı veya deformasyon hveya deformasyon hıızzıı esas alesas alıınarak gernarak gerççekleekleşştirilir. tirilir. DDüüşşüük birim k birim şşekil deekil değğiişştirme ya da ytirme ya da yüükleme hkleme hıızlarzlarıında nda bbüüttüün eleman esner ve kopmadan n eleman esner ve kopmadan öönce daha nce daha ççok enerji ok enerji yutar. yutar. YYüükleme hkleme hıızzıınnıın belirli bir den belirli bir değğeri aeri aşşmasmasıı halinde esneme, halinde esneme, kkıırrıılma blma böölgesinde yolgesinde yoğğunlaunlaşışır. Br. Bööylece elemanylece elemanıın tn tüümmüüenerji yutmaz, gevrek bir kenerji yutmaz, gevrek bir kıırrıılma gerlma gerççekleekleşşeceeceğğinden inden enerji yutma kapasitesi ve toplam uzama azalenerji yutma kapasitesi ve toplam uzama azalıır. r. Tersine yTersine yüükleme skleme süüresinin uzamasresinin uzamasıı da malzemenin da malzemenin dayandayanıımmıınnıı bbüüyyüük k ööllçüçüde olumsuz olarak etkiler. de olumsuz olarak etkiler. Bu nedenle deneyler, ilgili standartlarda belirtilen yBu nedenle deneyler, ilgili standartlarda belirtilen yüükleme kleme hhıızlarzlarııyla yapyla yapııllıır. r.

DALGALANAN GERDALGALANAN GERİİLMELERLMELERGerilmelerin aralGerilmelerin aralııklklıı olarak tekrarlolarak tekrarlıı bir bir şşekilde uygulanmasekilde uygulanmasıımalzemenin malzemenin öözelliklerini olumsuz yzelliklerini olumsuz yöönde etkileyip, nde etkileyip, malzemenin kmalzemenin kıırrıılganlalganlaşşmasmasıına neden olur. na neden olur. Bu konuya Bu konuya ““Periyodik YPeriyodik Yüükleme ve Yorulmakleme ve Yorulma”” bbööllüümmüünde nde ayrayrııntntııllıı olarak deolarak değğinilecektir. inilecektir.

KOROZYONKOROZYONMalzemelerin bulunduMalzemelerin bulunduğğu ortam (u ortam (ççevresel koevresel koşşullar) ullar) taraftarafıından kimyasal saldndan kimyasal saldıırrııya uya uğğrayarak bozulmasrayarak bozulmasııkorozyonkorozyon olarak tanolarak tanıımlanabilir. mlanabilir. Korozyon kimyasal reaksiyon sonucu oluKorozyon kimyasal reaksiyon sonucu oluşştutuğğundan, undan, korozyonun meydana gelme hkorozyonun meydana gelme hıızzıı bir dereceye kadar bir dereceye kadar ssııcaklcaklığığa ve tepkimeye girenler ile a ve tepkimeye girenler ile üürrüünlerin nlerin konsantrasyonuna bakonsantrasyonuna bağğllıı olacaktolacaktıır. r. DoDoğğada yaygada yaygıın olarak bulunan demir oksitler, ancak n olarak bulunan demir oksitler, ancak ııssııenerjisi verilerek daha yenerjisi verilerek daha yüüksek enerji durumundaki demir ksek enerji durumundaki demir alaalaşışımmıı olan olan ççelieliğğe de döönnüüşşttüürrüüllüür. Daha sonra demir, r. Daha sonra demir, ççevre koevre koşşullarullarıınnıın etkisi ile paslanarak daha dn etkisi ile paslanarak daha düüşşüük k enerjili durumdaki demir oksit haline dienerjili durumdaki demir oksit haline diğğer bir deyier bir deyişşle le aslaslıına geri dna geri dööner.ner.

Metallerin korozyonu, yarattMetallerin korozyonu, yarattığıığı dolayldolaylıı rahatsrahatsıızlzlııklarklarıın yann yanııssııra, her zaman malzeme israfra, her zaman malzeme israfıına ve ekonomik kayna ve ekonomik kayııplara plara neden olmaktadneden olmaktadıır. Yaklar. Yaklaşışık olarak her yk olarak her yııl l üüretilen demir retilen demir miktarmiktarıınnıın % 25'i kadar demirin korozyon nedeniyle n % 25'i kadar demirin korozyon nedeniyle kullankullanıılamaz hale geldilamaz hale geldiğği belirtilmektedir.i belirtilmektedir.

KOROZYONKOROZYON

İİki tip kimyasal etkilenme vardki tip kimyasal etkilenme vardıır:r:1) Do1) Doğğrudan kimyasal etkilenme,rudan kimyasal etkilenme,2) Elektro2) Elektro--kimyasal etkilenme.kimyasal etkilenme.

DoDoğğrudan kimyasal etkilenmederudan kimyasal etkilenmede bir elektron akbir elektron akıımmıı(cereyan) yoktur. Bu tip etkilenmede metallerin y(cereyan) yoktur. Bu tip etkilenmede metallerin yüüzeyinde zeyinde eeşş dadağığıllıımlmlıı oksijen reaksiyonu oluoksijen reaksiyonu oluşşur. Dour. Doğğrudan korozyon rudan korozyon sonucu metal sonucu metal üüzerinde oluzerinde oluşşan yapan yapışıışık korozyon k korozyon tabakastabakasıınnıın kaln kalıınlnlığıığı, yakla, yaklaşışık olarak, oluk olarak, oluşşma zamanma zamanıınnıın n kare kkare köökküü ile orantile orantııllııddıır.r.Bu tip etkilenmeye en iyi Bu tip etkilenmeye en iyi öörnek, bakrnek, bakıır r ççatatıı kaplamalarkaplamalarıında nda ggöörrüülen korozyon olaylen korozyon olayııddıır. r. ÖÖzellikle endzellikle endüüstriyel bstriyel böölgelerin lgelerin atmosferlerinde bulunan oksijen, nem, satmosferlerinde bulunan oksijen, nem, süülflfüür oksitleri, r oksitleri, ççatatııkaplamaskaplamasıı üüzerinde yezerinde yeşşil renkli, erimeyen bakil renkli, erimeyen bakıır sr süülfat lfat öörtrtüüssüü oluoluşşturur.turur.

KOROZYONKOROZYON

Elektrokimyasal etkilenmedeElektrokimyasal etkilenmede ise belirgin anot ise belirgin anot bböölgelerinden katot blgelerinden katot böölgelerine lgelerine öönemli bir elektron aknemli bir elektron akıımmııvardvardıır. r. İİyon hareketi ile bir elektrik akyon hareketi ile bir elektrik akıımmıı dodoğğar ve ar ve korozyon yerel olarak olukorozyon yerel olarak oluşşur. Pillerin oluur. Pillerin oluşşmasmasıı ile metal ile metal zamanla harap olur.zamanla harap olur.

KOROZYONKOROZYON

METALLERİN ELKTRO-KİMYASAL KOROZYONU

OKSİDASYON (ANOT)

ELEKTRON KAYBEDEN ÇELİĞİN İYONA DÖNÜŞMESİ

KÜTLE KAYBI

BİRİBİRİNİ TAMAMLAYAN ve EŞZAMANLI GELİŞEN İKİELEKTRO-KİMYASAL REAKSİYON

REDÜKSİYON (KATOT)

ELEKTRONLARIN BAŞKA BİR ORTAMDA HARCANMASI, HİDROKSİT İYONLARININ OLUŞMASI

KORUNUR

ELEKTRONLARIN KATODA, HİDROKSİT(OH)- İYONLARININ ANOTA TAŞINMASI ŞART

AYNI ÇELİK ÜZERİNDE;

ANOT ve KATOT BİRBİRİNE ÇOK YAKIN (MİKRO ELEMAN) BİRBİRİNDEN UZAKTA (MAKRO ELEMAN) OLABİLİR

METALLERİN ELEKTRO-KİMYASAL KOROZYONU

BETON BOŞLUK SUYU: ELEKTRON ve İYON İLETEN ORTAM

ÇELİK ELEKTRON İLETEN ORTAM

ANOT ve KATOT BAĞLANTISI KURULUR

GALVANİ PİLİ OLUŞUMU

NEM,

O2 KONSANTRASYONU,

TUZ KONSANTRASYONU,

PAS PAYI TABAKASI ve GEÇİRİMLİLİĞİ

BETON İÇİNDE BÖLGE BÖLGE DEĞİŞKEN

AYNI ÇELİĞİN FARKLI BÖLGELERİ ANOT ve KATOT REAKSİYONU GÖSTEREBİLİR

Daha katodik (korozyonaeğilim daha az)

Daha anodik (korozyonaeğilim daha fazla)

Yükseltgenme tepkimesi

Elektrot gerilimi E°, volt(25 °C’de standart

hidrojen elektrodunagöre)

Au Au3+ + 3e- +1,498

Pt Pt2+ + 2e- +1,200

Ag Ag+ + e- +0,799

2Hg Hg22+ + 2e- +0,788

Fe+2 Fe3+ + e- +0,771

Cu Cu2+ + 2e- +0,337

Sn+2 Sn4+ + 2e- +0,150

H2 2H+ + 2e- 0,000

Pb Pb2+ + 2e- -0,126

Sn Sn2+ + 2e- -0,136

Ni Ni2+ + 2e- -0,250

Co Co2+ + 2e- -0,277

Cd Cd2+ + 2e- -0,403

Fe Fe2+ + 2e- -0,440

Cr Cr3+ + 3e- -0,744

Zn Zn2+ + 2e- -0,763

Al Al3+ + 3e- -1,662

Mg Mg2+ + 2e- -2,363

Na Na+ + e- -2,714

Her metalin hidrojen elektrotuna göre ölçülen bir elektrot potansiyeli vardır. Bunlar sıralanacak olursa Tablo da bazı metal iyonlarıiçin görülen elektromotifkuvvet serisi elde edilir.

KOROZYONVoltaj sırası listesi iki temiz metal yüzeyinden hangisinin anot olacağını gösterir. Bu seride anot tarafındaki metal, katot tarafındakine kıyasla anot reaksiyonuna uğrar, katot tarafındaki ise korunur. Kimyasal bileşik şeklindeki korozyon ürünükütleden ayrılır ve yenisi oluşursa tahribat sürekli olur. Demir'in korozyonu bu türdür.

ÇELİK DONATININ KOROZYONU

Fe + ½O2 +H2O Fe(OH)2

ASLINA DÖNME OLAYI- ATMOSFERİK KOROZYON- ELEKTROLİTİK KOROZYON- KLORÜR KOROZYONU- TEMAS KOROZYONU

ATMOSFERİK KOROZYON

Fe (OH)2 FeO + H2OPAS

- HİDROJEN KIRILGANLAŞMASI

KOROZYON HIZI (HAVA NEMİNE BAĞLI)

Temiz atmosfer koşullarında 4-6 µm/yılZararlı Kirli Atmosferik Koşullarda 100-1000 µm/yıl

PAS TABAKASI TEL FIRÇA İLE SÖKÜLEMİYORSA ZARARSIZ

PUL PUL DÖKÜLME; ÇAP ÖLÇÜMÜ, ÇEKME DENEYİ ve TEMİZLEME ŞART

ÇELİK DONATININ KOROZYONUPaspayından oksijen

difüzyonu

H2O

O2

½O22(OH)-Fe+2

2e-

Anodik işlem Katodik işlem

Çelik

Beton boşluk suyu (elektrolit)

ANOT REAKSİYONUFe Fe+2 + 2e-

KATOT REAKSİYONU

H2O +1/2O2 + 2e- 2(OH)-

Fe+2 + 2(OH)- Fe(OH)2

Fe(OH)2 + H2O+ 1/2O2 Fe(OH)3

Korozyona neden olan galvani pili türleri farklıdır. Bileşim pilleri, gerilme pilleri ve konsantrasyon pilleri olmak üzere üç pil türü vardır. Bunların oluşumunu engelleyecek önlemler alınarak korozyon olayıönlenebilir.

Bileşim pilleri : İki farklı türde metal arasında bir galvani elemanı oluşabilir. İki metalden hangisinin katot hangisinin anot olacağı voltaj sırası listesinden bulunabilir

KOROZYON

ÖÖrnerneğğin in ŞŞekil 'de gekil 'de göörrüülen galvanizli salen galvanizli saççtaki taki ççinko demire inko demire kkııyasla anot tarafyasla anot tarafıındadndadıır. Galvaniz tabakasr. Galvaniz tabakasıı ççizilerek demir izilerek demir aaççığığa a ççııksa bile ksa bile ççinko tarafinko tarafıından bir sndan bir süüre korunur. Ancak re korunur. Ancak ççinko zamanla korozyona uinko zamanla korozyona uğğrayarak demir sarayarak demir saçç paslanmaya paslanmaya babaşşlar. lar.

Zn (Anot)

Fe (Katot)

Zn

Sn (Katot)

Fe (Anot)

Sn

ŞŞekil 'de gekil 'de göörrüülen kalayllen kalaylıı sasaççta kalay demiri tamamen ta kalay demiri tamamen öörttrttüüğğüü ssüürece korozyondan korur. Korozyona dayanrece korozyondan korur. Korozyona dayanııklklııolan kalay tabakasolan kalay tabakasıı ççizildiizildiğği takdirde, demir kalaya ki takdirde, demir kalaya kııyasla yasla anot tarafanot tarafıında oldunda olduğğundan kundan kıısa ssa süürede paslanrede paslanıır.r.

Zn (Anot)

Fe (Katot)

Zn

Sn (Katot)

Fe (Anot)

Sn

Elektrokimyasal korozyon olayına yapı malzemelerinde sık sık rastlanabilir. Örneğin, çatılarda alüminyum ve bakır levhalar birbirleriyle temas edecek şekilde konursa, çukurlarda birikebilecek suyun iletkenliği ile bir pil oluşur ve daha az asal olan alüminyum levhalar delinir. Bu olaya temas korozyonu denir.

KOROZYON

B) Gerilme Pilleri : Gerilme etkisindeki atomlar en düşük enerjili denge konumundan ayrıldıklarından gerilmesiz bölgelere göre daha yüksek enerjiye sahiptirler. Bu nedenle gerilme etkisindeki atomların elektrolit potansiyelleri daha büyüktür ve anot reaksiyonu gösterirler. Eğilmiş veya burulmuş metallerde plastik şekil değişimi bölgeleri anot reaksiyonu gösterirler. Şekil 5.2’de görülen çubuğun eğilme bölgesinde korozyon daha şiddetli oluşur. Benzer şekilde soğuk burulmuş donatı çelikleri, sıcak haddelenmiş çelik çubuklara kıyasla daha hızlı paslanır.

KOROZYON

Katot

Anot

Anot

Katot

C) C) Konsantrasyon PilleriKonsantrasyon Pilleri : : Elektrolitin konsantrasyonu elektrot potansiyelini etkiler. Elektrolitin konsantrasyonu elektrot potansiyelini etkiler. Konsantrasyonun yKonsantrasyonun yüüksek olduksek olduğğu bu böölgeler katot, dlgeler katot, düüşşüük olduk olduğğu u bböölgeler anot reaksiyonu glgeler anot reaksiyonu göösterir. sterir. KapalKapalıı yerlerde oksijen azdyerlerde oksijen azdıır. Bu br. Bu böölgeler oksijeni fazla olan algeler oksijeni fazla olan aççıık k bböölgelere klgelere kııyasla daha yasla daha şşiddetli paslaniddetli paslanıırlar. rlar.

Anot

Katot

Anot

Katot

Korozyondan Korunma YKorozyondan Korunma Yööntemlerintemleri

Ortam şartlarını düzeltme:•Sıcaklığı düşürmek

•Ortamdaki sıvının hızını azaltmak•Oksijeni ortamdan uzaklaştırmak•Çözeltinin konsantrasyonunu düşürmek•Korozyon önleyiciler kullanmak

Elektriksel koruma:•Katodik koruma

•Anodik koruma

Tasarım:•Aşırı gerilmelerden kaçınmak

•Farklı metallerin temasından kaçınmak•Girintilerden kaçınmak•Havayı uzaklaştırmak

Kaplama:•Metalik kaplamalar

•İnorganik kaplamalar•Organik kaplamalar

Malzeme seçimi:•Metalik malzemeler

•Metalik olmayan malzemeler

KOROZYON DENETİMİVE ÖNLENMESİ

Malzeme SeMalzeme SeççimiimiÇÇevre koevre koşşullarullarıına uygun malzeme sena uygun malzeme seççilirken, daha ilirken, daha öönceki nceki deneyimler gdeneyimler gööz z öönnüüne alne alıınmalnmalııddıır. Korozyona karr. Korozyona karşışıdayandayanııklklıı bir malzeme, daha uzun sbir malzeme, daha uzun süüreli olarak ve daha az reli olarak ve daha az bakbakıım gerektirerek kullanm gerektirerek kullanıılacalacağığından, satndan, satışış fiyatfiyatıı fazla fazla olmasolmasıına karna karşışın, sonun, sonuççta ucuz bir malzemeye kta ucuz bir malzemeye kııyasla yasla daha ekonomik bir malzeme olabilir.daha ekonomik bir malzeme olabilir.

Korozyondan Korunma YKorozyondan Korunma Yööntemlerintemleri

Malzeme SeMalzeme SeççimiimiMetalik MalzemelerMetalik Malzemeler

Saf metaller yerine alaSaf metaller yerine alaşışımlarmlarıınnıın kullann kullanıılmaslmasıı bir bir ççok ok halde korozyona karhalde korozyona karşışı dayandayanııklklııllığıığı arttarttıırmaktadrmaktadıır. Benzer r. Benzer şşekilde bir alaekilde bir alaşışım olan m olan ççelieliğğe az miktarlarda krom, nikel, e az miktarlarda krom, nikel, bakbakıır, fosfor gibi elementlerin katr, fosfor gibi elementlerin katıılmaslmasıı korozyona karkorozyona karşışıdayandayanııklklııllığıığı bbüüyyüük k ööllçüçüde yde yüükseltmektedir. kseltmektedir.

Metalik Olmayan MalzemelerPolimer malzemelerin, metal ve alaPolimer malzemelerin, metal ve alaşışımlara kmlara kııyasla daha yasla daha ddüüşşüük dayank dayanıımda olduklarmda olduklarıı, korozyona dayan, korozyona dayanııklklııllıık k nedeniyle tercih edildikleri yerler snedeniyle tercih edildikleri yerler sıınnıırlrlııddıır.r.

Korozyondan Korunma YKorozyondan Korunma Yööntemlerintemleri

KaplamalarKaplamalarOrganik KaplamalarOrganik Kaplamalar

En En ççok kullanok kullanıılan korozyona karlan korozyona karşışı korunma korunma yyööntemidir. En ntemidir. En öönemli organik kaplamalar; boyalar, nemli organik kaplamalar; boyalar, cilalar, zift, yacilalar, zift, yağğ ve plastik kve plastik köökenli malzemelerdir. kenli malzemelerdir. BazBazıılarlarıında (boya gibi) inorganik maddeler nda (boya gibi) inorganik maddeler bulunmasbulunmasıına karna karşışın, organik kn, organik köökenli bilekenli bileşşenleri enleri daha fazla oldudaha fazla olduğğundan organik kaplama olarak undan organik kaplama olarak ssıınnııflandflandıırrııllıırlar. Organik kaplamalar yrlar. Organik kaplamalar yüüksek ksek ssııcaklcaklııklarda eriyebilmeleri nedeniyle dikkatle klarda eriyebilmeleri nedeniyle dikkatle kullankullanıılmallmalııddıır.r.

Korozyondan Korunma YKorozyondan Korunma Yööntemlerintemleri

KaplamalarOrganik Kaplamalarİnorganik Kaplamalar

Genellikle seramik, çinko (galvanize etmek), kalay, emaye ve çimento gibi maddeler ile kaplanan malzemelerin korozyona dayanıklılıkları büyük ölçüde artar. Isıya ve aşınmaya karşı organik kaplamalardan çok daha fazla dayanıklıdır. Ancak sert olmalarına karşın darbeye dayanıklıolmadıklarından kırılgandırlar.

Korozyondan Korunma Yöntemleri

BETONUN ÇELİĞİKOROZYONDAN KORUMASI

FİZİKSEL KORUMAZARARLI MADDELERİN, SUYUN KOLAYCA ÇELİĞE ULAŞMASININ ENGELLENMESİ (BETONUN GEÇİRİMSİZLİĞİNE ve PAS PAYI TABAKASI KALINLIĞINA BAĞLI)

KİMYASAL KORUMABETONUN ÇELİĞE YÜKSEK DERECEDEN ALKALİ BİR ORTAM SUNMASI (pH ≅ 12.6 - 13.5) (PASSİVİZASYON)

Beton yüzeyi DonatıÇubuğu

pH ≥ 12.5 MİKROSKOBİK OKSİT TABAKASI(PASİF TABAKA)

DONATININ PASLANMASI MÜMKÜN DEĞİL (PASİF TABAKANIN STABİL

KALMASI DURUMUNDA)

BETONUN ÇELİĞİKOROZYONDAN KORUMASI

Beton yüzeyi KARBONATLAŞMApH < 9.5 –11.5

PASİF TABAKANIN ÇÖZÜLMESİ

KLORÜRLERCl- > KRİTİK DEĞER

KİMYASAL KORUMANIN SONU

ÇELİK DONATI

ASİDİK SIVILAR

DONATININ KOROZYONU MÜMKÜN(oksijen ve nem varlığında)

GEÇİRİMLİ, YETERSİZ KALINLIKTA PAS PAYI TABAKASI

FİZİKSEL ve KİMYASAL KORUMA YETERSİZKOROZYONUN KISA SÜREDE GÖRÜLMESİ MUHTEMEL

DENİZ SUYU ETKİSİ

TUZLATUZLAİİSKELESSKELESİİ

ÇÇELELİİK DONATININ KOROZYONUK DONATININ KOROZYONU

İzmir’de korozyon hasarına uğramış elektrik direkleri

ÇÇELELİİK DONATININ KOROZYONUK DONATININ KOROZYONU

ÇEŞMEALTI’NDAYAZLIK KONUTDENİZE ∼15m

15 YILDA

φ16 DONATI

φ11-12

ÇÇELELİİK DONATININ KOROZYONUK DONATININ KOROZYONU

KaplamalarKaplamalarOrganik KaplamalarOrganik Kaplamalarİİnorganik Kaplamalarnorganik KaplamalarMetalik KaplamalarMetalik Kaplamalar

Bu tip kaplamalar, korozyona karBu tip kaplamalar, korozyona karşışı dayandayanııklklııllığıığıarttarttıırmak irmak iççin ve/veya gin ve/veya güüzel gzel göörrüünnüüm sam sağğlamak lamak amacamacııyla kullanyla kullanııllıır. Kaplamalar r. Kaplamalar ııssıısal, mekanik ve sal, mekanik ve elektrokimyasal yelektrokimyasal yööntemlerle korunmasntemlerle korunmasıı istenen istenen yyüüzeyin zeyin üüzerine uygulanzerine uygulanıır. r. Kaplama malzemesi korunmasKaplama malzemesi korunmasıı istenen yistenen yüüzeye zeye kkııyasla yasla anodikanodik olmalolmalııddıır. r. ÖÖrnerneğğin, demire kalay in, demire kalay kaplama yapkaplama yapıılmak istenirse, kalay demire klmak istenirse, kalay demire kııyasla yasla daha asal oldudaha asal olduğğundan, kaplama tabakasundan, kaplama tabakasıınnıın n ggöözeneksiz olmaszeneksiz olmasıı gerekir. Aksi takdirde igerekir. Aksi takdirde iğğne deline deliğği i gibi bir ggibi bir göözenekten korozyon hzenekten korozyon hıızla gelizla gelişşebilir. ebilir.

Korozyondan Korunma YKorozyondan Korunma Yööntemlerintemleri

• Kaplamalar– Organik Kaplamalar– İnorganik Kaplamalar– Metalik Kaplamalar

• Bu nedenle açılan konserve kutuları hava ile temas edince hızla kararır ve paslanır. Ancak, demirden daha az asal olan, 1 mm kalınlığında çinko ile kaplanan çeliğin endüstri bölgesi olmayan yerlerde 250 yıl dayandığı görülmüştür.

• Yapılarda en çok kullanılan metalik kaplama türleri, çelik üzerinde çinko, alüminyum, nikel ve krom kaplamalardır. Metalik kaplama genellikle sıcak daldırma veya püskürtme yöntemleriyle yapılır. Kaplama, yöntem ne olursa olsun, yeterince kalın, üniform ve gözeneksiz olmalıdır ve alt tabakaya yeterince yapışmalıdır.

Korozyondan Korunma Yöntemleri

Elektriksel Koruma

1. Katodik KorumaNormal olarak korozyona uğrayacak metale ters akım verilerek katodik hale dönüştürülebilir. Örneğin yeraltıçelik kablolarına bir bataryanın eksi kutbu bağlanacak olursa elektron kaybı önlenir, katoda dönüşen çelik hat en alt düzeyde paslanır.

Korozyondan Korunma Yöntemleri

Elektriksel Koruma1. Katodik Koruma

Malzeme kendisinden daha az asal olan bir metale bağlanarak da korunabilir. Örneğin, yeraltı kablo boruları paralel çinko çubuk veya tele bağlanarak korunabilir. Gemi gövdelerine, su tankerlerine korozyondan korumak için çinko veya magnezyum çubukları bağlanır. Çubuklar daha az asal olduğundan anot, gövde ise katot olur. Böylece gövde yerine çubuklar korozyona uğrarlar. Bu çubuklar belirli sürelerde değiştirilerek korunması istenen yüzeyin sağlam kalması temin edilir.

Korozyondan Korunma Yöntemleri

Elektriksel Koruma

1. Katodik Koruma2. Anodik Koruma

Nispeten yeni bir yöntem olup dıştan verilen bir anodik akımın etkisiyle metal veya alaşımın yüzeyinde koruyucu bir film oluşturarak korozyon ortamındaki reaksiyon hızını düşürme esasına dayanır. Ancak bu koruma için karmaşık bir donanıma ve yüksek donanım maliyetine ihtiyaç vardır.

Korozyondan Korunma Yöntemleri

Ortam şartlarını düzeltme

Korozyonun şiddetini azaltmak için:Sıcaklığı düşürmekSıvının hızını azaltmakSıvıdan oksijeni uzaklaştırmakİyon konsantrasyonunu azaltmakElektrolite korozyon önleyici katkılar katmak

Korozyondan Korunma Yöntemleri

ÇÇEVRE ve KULLANIM EVRE ve KULLANIM KOKOŞŞULLARIULLARI

YAPI MALZEMESYAPI MALZEMESİİ I DERSI DERSİİ

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü