18
sayı 138/2016
SÜRDÜRÜLEBİLİR GELİŞME İÇİN BETONARME
YAPILARIN DÜRABİLİTEYE GÖRE TASARIMI
...................................................
GİRİŞ
Hem miktar olarak, hem de maddi bakımdan
incelendiğinde, inşaat sektörü günümüzde en çok
malzeme tüketen sektörlerin başında gelmektedir.
Üretim açısından bakıldığında da bu durumun
önemli etkileri vardır. Beton günümüzde en çok
kullanılan yapı malzemesidir. Ermco verilerine
göre 2013 yılında Türkiye’de kullanılan hazır beton
miktarı yaklaşık 102 milyon m
3
civarında olup
Avrupa’da ilk sıradadır (Ermco, 2014). Ayrıca,
ülkemizdeki inşaatların tamamında hazır betonun
kullanılmadığı dikkate alınırsa beton tüketiminin
aslında çok daha fazla olduğu da söylenebilir. Aynı
durum dünya ölçeğinde de geçerlidir. Cembureau
verilerine göre 2014 yılında dünya toplam çimento
üretimi yaklaşık 4 milyar ton olarak tahmin
edilmektedir. Yaklaşık bir hesapla, 1m
3
betonda
300 kg çimento kullanıldığı kabul edilirse, dünyada
beton ve sıva gibi çimento esaslı malzemelerin
tüketiminin yaklaşık 13 milyar m
3
olduğu
söylenebilr.
Betonun temel bağlayıcı malzemesi olan çimento
üretimi fazla miktarda enerji gerektiren bir süreçtir.
Bir ton çimento üretimi için yaklaşık 5,5 GJ enerji
harcanır. Bu bakımdan çimento, üretimi için en çok
enerji gerektiren malzemelerden biri olup, beton
ana bileşenlerinden olan çimentonun maliyeti
beton maliyetinde önemli bir yer tutar. Bunun
yanında, çimento üretiminin önemli çevresel
etkileri bulunmaktadır. Bir ton Portland çimentosu
üretimi sonucunda yaklaşık bir ton CO
2
gazı açığa
çıkar, bunun yanında zararlı diğer bazı gazlar da
atmosfere verilmektedir. Çimento üretimine bağlı
olarak dünya ölçeğinde yıllık yaklaşık 1,4 milyar
ton CO
2
üretilmektedir ve bu miktar dünyadaki yıllık
CO
2
üretiminin yaklaşık % 7’sini oluşturmaktadır.
Bu sera gazı emisyonunun yaklaşık yarısı çimento
üretimi sırasında kalkerin pişirilmesi sonucu açığa
çıkarken diğer yarısı da üretim enerjisi için fosil
yakıtların yakılması sonucu oluşur. Çevreye verilen
zararların azaltılması ve çimento maliyetlerinin
düşürülmesi amacıyla daha verimli üretim
teknolojileri araştırılmakta ve uygulanmaktadır.
Daha çevre dostu ve düşük enerji gerektiren
çimentoların gelişmesi, üretim süreçlerinde
tasarrufların yapılması, malzemelerin daha verimli
kullanımı, yapıların ve kentsel altyapının servis
ömürlerinin uzatılması, geri kazanım ve çeşitli
atık malzemelerin kullanımıyla birlikte çimento
ve betonun çevreye verdiği zararların azalacağı
beklenmektedir. Geçmiş yıllarla karşılaştırıldığında
beton üretimindeki enerji verimliliğinin günümüzde
çok daha yüksek olduğu söylenebilir.
Oldukça yüksek yatırımlar gerektiren yapıların
istenilen servis ömürleri süresince belirli bir
güvenlik içerisinde işlevlerini yerine getirmeleri
beklenir, ancak betonun dürabilitesine bağlı
sorunlar sonucu yapı performansı zamanla
azalabilir. Yapılar servis ömürleri boyunca çeşitli
çevresel etkiler altındadır. Bunlar fiziksel, kimyasal
veya fiziko – kimyasal yada mekanik etkiler olabilir.
Yapı tasarımında bu etkilerin de gözönüne alınması
şarttır. Yurdumuzda yaşanan Marmara Depremi
yapılarımızdaki dürabilite sorunlarını açıkca ortaya
koymuştur. Depremle birlikte betonarme yapılardaki
korozyon çatlakları belirginleşmiştir (Taşdemir ve
diğ., 1999). Donatı korozyonu betonarme yapılarda
karşılaşılan en önemli dürabilite sorunlarından
biridir. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı’nın 125000
konut üzerinde yürüttüğü bir inceleme sonucunda
bunların %64’ünde korozyon sorunun bulunduğu,
%90’ında ise kullanılan malzemelerin standartlara
uygun olmadığının belirlendiği ifade edilmektedir
(İMO, 2010). Korozyon sonucu donatı çaplarında
azalma olurken, oluşan korozyon ürünleri beton
paspaylarında çatlamaya yol açarak zararlı
maddelerin beton içine girişini ve taşınımını
arttırır (Broomfield, 1997). Bunların sonucu olarak
yapı elemanlarının taşıma kapasitesinde azalma
meydana gelir, bu nedenle yapı güvenliği azalır ve
yapıdan beklenen servis ömrü sağlanamaz.
Yapının yetersiz dürabilitesi, yapı güvenliğindeki
azalmanın yanında oldukça büyük ekonomik
kayıplara neden olmaktadır. Amerikan İnşaat
Mühendisleri Birliği (ASCE) tarafından yapılan
araştırmada ülkedeki her dokuz köprüden bir
tanesinin yapısal olarak yetersiz olduğu, bunların
onarımı veya yenilenmesi için ise her yıl 20 milyar
Doç. Dr. Özkan ŞENGÜL
İTÜ İnşaat Fakültesi
18
makale