Yangın ve Beton

Beton Mukavemeti

Betonarme yapıların yangına karsı direnç kabiliyeti, beton ve donatının ısınma ve soğuması sırasında oluşan birbiriyle bağıntılı kompleks değişikliklere bağlıdır. Bu ısınmanın neticesi, gevrek moddaki yıkılmadır ki bu, bina göçmeden önce büyük deformasyonların görülmemesidir. Beton normal sıcaklıklarda süner; fakat yüksek sıcaklıklarda sünme oranı çok artar. Young modülünün azalması hızlanarak artan sünme ve çatlak oluşumu yüksek ısı ve yük altında mukavemetteki azalma soğuma döneminde gevrek betonun yapısını değiştirir. Betonun mukameveti çok azalmasına rağmen yüksek sıcaklıklarda sünek hale gelir. Bir yangında betonun içindeki suyun kuruyarak çekilmesi betonda büzülmelere, kristal yapısını bağlayan kuvvetlerin ve elastikiyetinin değişmesine, mukavemet düşmesine, renkte ve kimyasal yapıda değişimlere neden olur.

Beton mukavemeti üzerinde yangının etkisi

a)        Beton kirişler bir ısıya maruz kaldığında betondaki serbest rutubet buharlaşmasına sebep olur.

b)        Yangının devam etmesiyle kirişin yangına maruz yüzeyinde sıcaklık artar ve betonun mukavemeti azalır.

c)         Bazı durumlarda, rutubetin kirişlerde oluşturduğu basınç, beton paspayının direnç gösterebilmesinden çok fazladır ve paspayı beton basma bir azalmaya sebep olarak parçalanır.

Betonda Yangın Sonrası

Yangın öncesi harçlar ve betonlarda yangın mukavemeti elyaf donatılarla ve donatı ağlarıyla oldukça yükseltilebilir. Sıvaların yangına dayanıklılıkları ise büyük ölçüde üzerinde bulundukları yüzeye bağlıdır. Ayrıca yangından ziyadesiyle etkilenen malzemelere korumasız olarak taşıyıcı strüktür içinde yer verilmemeli, termoplastik ve alüminyum gibi malzemeler ayrı bir taşıyıcı sistem içinde kullanılmalıdır.

Yangın öncesi alınacak önlemlerden sonra son olarak yangın görmüş bir yapının yeniden kullanım olanaklarının aranması ve bu konuda yapılması gerekli onarımlara değinmek yararlı olacaktır.

Betonarmede, yeniden kullanım için karar vermek ve taşıyıcılık değerini tam olarak tespit edebilmek oldukça güçtür. Taşıyıcılık için betonun çeşitli derinliklerinden örnekler alınarak renklerine ve tahribat sonuçlarına göre karar vermek mümkündür. Betondaki hasar başlıca dört grupta toplanabilir.

a)        Sıva ve kaplamada kabarma: özel bir onarıma ihtiyaç göstermez.

b)        Sıva kaplamanın yer yer dökülmesi, beton yüzeyinde pembe ve sarı renklenme, ince çatlak             oluşumu. Bu durumda çatlakları şerbet seklindeki tamir harçları ile kapatıp gerekli onarımlar             yapılarak kullanılabilir.

c)         Sıva kaplamanın tamamen , betonda sarı renklenme, derin çatlaklar, bölgesel teçhizatın ortaya çıkması ve dökülmeler görülmesi halinde onarım ve teçhizat için gerekli takviyeler yapıldıktan sonra kullanılabilir.

d)        Teçhizatın tamamen açığa çıkması ve betonda şekil deformasyonunun mevcudiyeti halinde yeniden kullanma mahzurludur. Bu konuda sıhhatli netice alabilmek için onarım öncesi ve sonrası yükleme deneyi (BS476 Fire Tests on Building Materials and Structures ve DIN 4102) yapmak faydalıdır.

Parçalanma

Parçalanma, yangınlarda görünen doğal bir olaydır. Betonarme döşeme kolon, kiriş gibi elemanların aleve bakan yüzeyinden beton veya agreganın ana elemandan ayrılarak kopmasıdır. Parçalanmalar, kolonların basınç bölgelerinde; kiriş ve döşemelerin gerilme bölgelerinde gerçekleşir. Parçalanmanın sebepleri:

a)        Hidrokarbon yangınları

b)        Betondaki rutubetin % 3'ten fazla olması

c)         Donatısız beton

d)        Paspayının 40 mm'den az olması

e)        Kalkerli yerine silisli agrega kullanımı

f)          Birden fazla yüzünden alevle karşılaşması

g)        Kesit eninin 200 mm'den küçük olması. Isısal genleşmenin 10x10E-6'dan büyük olması.

Parçalanma üçe ayrılır:

a)        Agrega parçalanması

b)        Köşe parçalanması

c)         Patlayan parçalanma.

            Yüksek mukavemetli betonlarda yangından dolayı parçalanmayı engellemek için şunlar yapılabilir.

1-        40 mm paspayı

2-        Koruyucu yalıtım tabakaları

3-        Metal donatılı yangına dirençli sıvalar, betona monofilament polipropilen elyaf katılması

4-        Yangına direnci test edilmiş özel beton kullanılması. İngiliz standardı BS8110'da                      kolonlardaki genişliklere göre paspayı kalınlıklarıyla ilgili bir tablo vardır. Ayrıca kolonun kaç yüzü yangına maruz kaldığı gibi faktörlere göre paspayı kalınlıkları değişebilir.

Kaynaklar

1.         Binaların Yangından Hakkında Yönetmelik

2.         Yangın Kurultayı / Yapılarda Yangının Malzemeye Etkisi, Prof. Dr. Murat Eriç

3.         Fire Resistance of Concrete Structures Instutıon of Structural Engineers

4.         Yangından Korunma ve Bina Yangın Güvenliği, Prof. Dr. Şevket Sunar

Faruk Bilal / Himerpa A.Ş.