Evinin altında fırın olanlar dikkat! Beton ve çelik yüksek sıcaklığı sevmiyor

Ekmek, pide ve pizza gibi ürünlerin piştiği yerler olan fırınlar, özellikle sahip oldukları taş fırınlarda ulaşılan yüksek sıcaklık nedeniyle bulundukları binaya zarar verebiliyor. Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı’nın 2013’te aldığı nüfusu 100 binin üzerinde olan yerlerde bina altlarına fırın yapılmamasına ilişkin kararı olmasına karşın, karardan daha önce apartman altlarında yapılmış fırınlar faaliyetlerine devam etmektedir. Yüksek sıcaklığın betonarme yapı üzerindeki olumsuz etkisinin usulünce yapılmış izolasyon ile rahatlıkla önlenebileceğini belirten İnşaat Mühendisleri Odası (İMO) İzmir Şubesi 49. Dönem Yapı Malzemeleri Kurulu Başkanı Prof.Dr. Kambiz Ramyar yeterli izolasyon olmaması durumunda ise betonarme yapının zarar görebileceğini belirtti. Fırın ateşi veya yangın gibi durumlarda yüksek sıcaklığa maruz kalan betonun ve çeliğin uğrayacağı dayanım kayıplarından bahseden Ramyar, 300 derece üzerindeki sıcaklıklarda çelik ile beton arasındaki aderansın büyük ölçüde ortadan kalkacağını söyledi.

RİSK 250 DERECEDE BAŞLIYOR

Betonarme binaları oluşturan temel malzemelerden biri olan çeliklerin yüksek sıcaklıkta özellik kaybına uğradığını dile getiren Ramyar, çelikteki çekme dayanım kaybının yüzde 80’e kadar varabileceğini söyledi. Sıcaklığa bağlı olarak çeliğin burulup betonu da patlatabileceği bilgisini aktaran Ramyar, “Beton donatıları genel olarak düşük karbonlu çelikler olup bu çeliklerin yüksek sıcaklık etkisinde mekanik özeliklerinde önemli kayıplar oluşmaktadır. Genel olarak yapı çelikleri 200 derece civarındaki sıcaklıklarda çekme dayanımında az bir artış olmasına karşın, sıcaklık 250-300 dereceden sonra bu etki ortadan kalkmakta mekanik özellik kaybına uğramaya başlamaktadır. Karşılaşılan sıcaklık 600 dereceye yaklaşınca çekme dayanımı çelik tipine bağlı olarak yüzde 50 ile yüzde 80’e varan oranda azalmaktadır. Sıcaklık 800 derece civarına geldiğinde tüm yapı çeliklerinin dayanımlarının hemen hemen tamamı ortadan kalkmaktadır. Betonarme de yeterli izolasyon sağlayamaz ise yüksek sıcaklığın etkisiyle beton içindeki çelik donatı deformasyonuna bağlı olarak burkulmakta ve beton örtü tabakasının patlamasına sebep olmaktadır. Tabaka patladığı zaman ise çelik doğrudan ısıya maruz kalmaya başlar. Kısa süreli yüksek sıcaklık kalıcı bir etki yaratamasa da 4-6 saatlik bir periyotta çeliğin mekanik özelliklerinde düşme yaşanır” şeklinde paylaşımlarda bulundu.

BETON İÇİNDEKİ SU BUHARLAŞIYOR

Yüksek sıcaklığa maruz kalan betonun içindeki suyun buharlaştığından bahseden Ramyar, bu suyun 100 derecede çok rahat buharlaştığını dile getirdi. Suyun buharlaşmasıyla betonun büzüldüğü bilgisi paylaşan Ramyar, “Betona yüksek sıcaklıkların etkisi çimento hamuru ve agrega fazında olmak üzere iki ana başlıkta incelenebilmektedir. Çimento hamuru içerisindeki kılcal boşluklarda serbest su bulunur. Bu boşluklarda bulunan serbest su 100 derece sıcaklıkta rahatlıkla buharlaşır. Yüksek sıcaklığa maruz kalan betonda ilk olarak bünyede bulunan yüzde 4 civarındaki serbest su buharlaşarak betonun büzülmesine neden olur. 300 dereceden sonraki sıcaklıklarda ise çimentonun su ile yaptığı tepkime sonucunda oluşan jel yapı bozulmaya başlar. Sıcaklık seviyesi 500 derece civarına geldiğinde ise çimento hamuru içerisinde yaşanan kimyasal dönüşüm nedeniyle yüzde 33’e varan bir büzülme gerçekleşir ve bu olay sonucunda betonda ciddi boyutlarda dayanım kaybı olur” şeklinde konuştu.

BETON VE ÇELİK İLİŞKİSİ BOZULABİLİR

Betonarme yapıda sağlamlığı belirleyen en önemli şeyin beton ile donatının birbirine yapışması ve beraber çalışması olduğunu söyleyen Ramyar, yüksek sıcaklığın bu ikisi arasındaki ilişkiyi bozduğunu dile getirdi. Yeterli izolasyon ile olası sorunların önüne geçilebileceğini aktaran Ramyar, açıklamalarını şu sözler ile bitirdi: “Betonarme yapıda esas olan beton ile donatı arsındaki aderanstır. Yüksek sıcaklığa maruz kalan betonarme elemanda betonun ve çelik donatının farklı termik genleşme katsayılarına sahip olmaları ikisinin de farklı deformasyonlar yapmalarına sebep olmaktadır. Birbirinden farkı deformasyon yapan beton ile çelik arasındaki aderans yüzeyinde ayrılmalara ve çatlak oluşumlarına neden olmaktadır. Bu konuda yapılmış çalışmalarda 300 dereceyi aşan sıcaklıklarda yeterli izolasyon yapılmadığında ise donatı ile beton arasındaki aderansın tamamen kaybolacağını göstermektedir. Fırının ve bacanın konumu, yapının taşıyıcı elemanlarıyla teması fırınların iç yüzeyinde ateş tuğlası kullanılıp kullanılmadığı dikkate alınmalıdır. Betonarme elemanların anılan sıcaklıklara kadar çıkması durumundaki durumlar, ateş tuğlası ve benzeri izolasyon varlığı ve uygulama işçiliği ve teknik yeterliliği durumunda sıcaklıkların taşıyıcı elemanda hasar oluşturması beklenmez. Şüphe durumunda veya yangın halinde betonarme elemanların uzman ekip tarafından incelemesi ve gerektiğinde beton ve çelikten örnek alınarak deneye tabi tutulmasında fayda bulunmaktadır.”