Yapı yeraltı kabuğunda su ve nem sorunlarının geçirimsiz beton malzeme ile giderilmesinin araştırılması

Abstract

Su, insan yaşamının sürekliliği açısından zorunlu gereksinim duyulan bir maddedir. İnsan hayatında biyolojik eylemlerin yanı sıra yapısal etkinliklerinde gerçekleştirilmesinde etkin rol üstlenir ve bu rolü ile de vazgeçilmez bir olgu durumundadır. Yaşamın devamı olgusunun dışında su, insan eylemlerine yanıt veren ve yapay ortamları oluşturan yapı açısından da önem taşır. Mimari tasarımların yapıya dönüşmesinde, mühendisler tarafından hayata geçirilmesinde yatay kuvvetler yanı sıra önlem alınması gereken tek madde olması nedeni ile su ve etkileri, her yönü ile ayrıntılı araştırılmaktadır. Yapıların hizmet ömrü boyunca sudan etkilenmemeleri doğrultusunda çalışan insan, yapı üzerindeki her noktanın su etkisine direnç gösterecek ayrıntılar ve malzemeler üretmeye çalışmaktadır. Günümüzde bu çalışmaların yalnız yapı üzerinde yeterli olmadığı, zeminin de yapı kadar etkili olduğu ve özellikle, yapı – zemin etkileşimde su etmeninin ön plana çıkarak yapıyı kullanılmaz duruma getirdiği görülmüştür. Su, yeryüzü ve yeraltı olmak üzere her ortamda bulunan bir maddedir. Çalışmada, özellikle yeraltı yapı kabuğu üzerindeki etkileri araştırıldığından zemin suyu- yapı arasında inceleme ve değerlendirme söz konusu edilmiş ve kapsam sınırları çizilmiştir. Su, zemini sıvılaştırarak deprem karşısında taşıma gücü açısından yapıyı zayıflatmakta ve yapıyı olumsuz etkilemektedir. Deprem olgusu dışında su yapıyı oluşturan tüm malzeme ve bileşenlere etki ve nüfuz ederek yapı taşıyıcılığını, sağlığını, ömrünü azaltmaktadır. Yapı evrimi sürecinde insan sağlığı, hijyeni açısından her türlü olumsuz etmenin yapı içinde barınmasına, rahatsız edici, konfor bozucu etkileri ile de suya karşı bir dizi önlemler alınması gündemde tutulmuştur. Drenaj gibi yapı dışında ön çözüler ile su, yapıdan uzaklaştırılmaya çalışılmış ve sırası ile her türlü yapısal yalıtımlar ile çözümler aranmıştır. Tüm bu önlemlere karşı gelişen ve karmaşıklaşan yapı ve taşıyıcı öğelerinin kesişen ara kesitlerinde yalıtım malzemeleri ile istenilen performans ortaya koyulamamıştır. Bu arada, her türlü yalıtımın bünyelerinde taşıdıkları zayıf noktaları ile bu yalıtımların yapı-su geçirimsizliği açısından ömürleri sorgulanmaya başlanmıştır. Özellikle yapı yüklerini karşılayarak zemine ileten bölümlerinin sürekli zemin suyu ile teması göz önüne alınarak yapılan değerlendirmede gerekli önlemlerin alınmaması nedeni ile oluşan su sorunu yüzünden çok fazla yapıda hasar oluştuğu gözlemlenmiş, saptanmıştır. 1999 Marmara depremi sonrasında yaklaşık 60000 konutu üzerinde yapılan inceleme bu görüşü desteklemektedir. Çalışma, suya kaşı her türlü önlemin yapıda oluşturduğu olumlu, olumsuz etkilerini değerlendirmiş ve sonuçta günümüz geleneksel yapı malzemesi olan beton ile dış etmenlere karşı dirençli, suya karşı ise geçirimsiz bir konumda üretilmesi yöntemini araştırmıştır. Bu kapsamda, tüm etkilere karşı alınabilecek önlemlerin betonarme yapı yeraltı kabuklarında ana malzeme beton ile sağlanması konunun önemini destekleyen bir çözüm önerisi olarak getirilmeye çalışılmıştır. İstenilen performans olan dirençli ve geçirimsizliği sağlanmış beton malzeme oluşturmayı hedefleyen çözüm; Laboratuar ortamında, farklı oranlarda mineral katkılar ile oluşturulan çok sayıda numune üzerinde deneler yaparak sağlanmıştır.

Water is a substance vitally needed for continuity of the human living. In addition to biologic activities of the human life water plays an active role in structural activities and, playing such a great role, is an indispensable element. Apart from being an element of survival, water is important for its interaction with human activities and structures constituting artificial media. Being the only substance taken into account apart from horizontal forces in implementation of an architectural design by engineers and its eventually becoming a building, water, as well as its effects, is being thoroughly researched. Trying to produce structures that will be unaffected by water throughout their service life, human s are trying to work out details and devices that will ensure that each point on a structure is resistant to the effects of water. Nowadays it has been understood that it is insufficient to conduct such works on structures only, ground being as important as the structure itself, and especially that the water is dominant in the interaction between the structure and the ground, rendering the structure unusab1e. Water is an ever-present substance found both under and above ground. Especially when its effects on the underground structure shell have been researched in the study, observation and estimation of the interaction between ground water and the structure have become relevant and framework scope was determined. By liquefying the ground, water renders the structure weaker by decreasing its bearing capacity in case of a possible earthquake, which negatively affects the structure. Apart from the risk of a possible earthquake, water affects and penetrates all materials and components constituting a structure, decreasing the bearing capacity, healthiness and life of that structure. All through the structure evolution process adoption of series of means has been on the agenda to prevent inclusion in structures of all kinds of negative factors in terms of human health and hygiene as well as means against water with its disturbing and discomforting effects. Efforts to keep the water away from structures using extra-structural means such as draining have been tried, solutions also being sought in various types of structural insulation. Despite all these measures, structures that have been developing and becoming more complex, and insulation devices on intersections of bearing elements have not yielded the desired performance. In the meanwhile, lives of insulation types have come into question in the sense of structural water resistance and weak points such insulation structures have. Especially the evaluation with consideration of continuous water contact of parts that transmit the weight of a structure to the ground led to the observation and conclusion that a lot of structures suffer great damage from water accumulated as a result of failure to take necessary measures. Examination of around 60000 homes after the Marmara earthquake in 1999 supports this suggestion. Positive and negative effects on structures of all kinds of measures taken against water penetration have been evaluated in the study, researching methods to produce concrete, which has nowadays become a traditional building material, in a way to make it more resistant to external impacts and less permeable to water. In this framework, using concrete in underground shells under structures of reinforced concrete has been suggested as a solution that would support the importance of the issue from among measures available against all impacts. Solution aiming to work out a type of concrete that would be resistant and non-permeable, which is the desired performance, has been obtained in laboratory conditions by testing numerous samples composed with various mineral additions.