BETONDA B İ YOLOJ İ K ETK İ LENMELER ve Ç İ ÇEKLENME

Biyolojik Oluşumlar ve Etkileri 1)KANAL İ ZASYON S İ STEM İ NDE H İ DROJEN SÜLFÜR OLUŞUMU Evsel atık su içinde sülfat konsantrasyonu mg/lt arasında de ğ işir. Atık su içinde bulunan sülfat (SO 4 -2 ) anaerobik (havasız ortamda) şartlarda (oksijen ve nitrat yoklu ğ unda) sülfat indirgeyici bakteriler tarafından biyokimyasal reaksiyon için oksijen kayna ğ ı olarak sülfattaki oksijeni kullanarak sülfür dönüşür. Sülfür iyonu ortamdaki hidrojen iyonu ile reaksiyona girerek hidrojen sülfür gazı oluşur. An aerobik Mikroorganizmalar SO Organik Maddeler S -2 + CO 2 + H 2 O (Havasız Ortamda) S H + H 2 S(Hidrojen sülfür)

Bu reaksiyonlar yaz aylarında daha hızlı olarak gerçekleşir. Atık sularda biyokimyasal reaksiyonlar sıcaklık arttıkça artmaktadır. Özellikle atık suların derelere ve açık kanallara verildi ğ i yerler ile kanalizasyonlarda türbülans artışından ve yaz aylarında hidrojen sülfürün sudaki çözünürlü ğ ü azaldı ğ ından dolayı ciddi koku problemi oluşur.

Oluşan Hidrojen Sülfürün özellikleri 1)Renksiz 2)Çok zehirli 3)Uçucu 4)Yanıcı 5)Havadan a ğ ır oldu ğ undan kapalı ortamlarda çukur vb. yerlerde birikir. (Ortamdaki konsantrasyonu %43-46 civarına ulaştı ğ ında patlama oluşturabilmektedir.) 6)20 C derecede sıcaklıkta hidrojen sülfürün saf sudaki çözünürlü ğ ü 2.7 litre H 2 S/lt dir. Su sıcaklı ğ ının bir derece artışı ile hidrojen sülfürün sudaki çözünürlü ğ ü %2.5 azalır.

Oluşan Hidrojen Sülfürün Kanalizasyon Sistemine Olumsuz Etkileri Taze betonun pH’ı kullanılan malzemeye ba ğ lı olarak arasında de ğ işir. Bu yüksek pH, betonda kullanılan kireçten ileri gelir. Kanalizasyon yüzeyinde bu kadar yüksek pH’ın olması bakterilerin üremesine müsaade etmez. Beton yüzeyindeki pH de ğ eri zamanla atık sudan salınan karbon dioksit ve hidrojen sülfürden dolayı düşer. Her iki gazda asidik gaz olarak bilinir. Bu gazlar nemli yüzeyde çözünürler. Kanal üzerindeki nemli yüzeyde hem hidrojen sülfür hem de açık havadan kanala sızan havadaki oksijen çözünür. Hidrojen sülfür ve oksijen, nemli ortamda bakteriler yardımı ile reaksiyona girerek çok kuvvetli asit olan sülfürik asit oluşur. Bakteri H 2 S + 2O 2 H 2 SO 4 (Sülfürik Asit)

pH düşmeye başlayınca (9-9.5) yüzeyde bakteri oluşmaya başlar. pH’ın düşmesi bakteri oluşmasına katkıda bulunur. Atık suda karbon dioksit ve hidrojen sülfür oluşumu arttıkça pH daha da aşa ğ ı düşer. Beton içinde bulunan kalsiyum hidroksit, sülfürik asitle reaksiyona girer ve sülfürik asidi nötralize eder. Beton malzemeler tahrip olur. Kanalizasyon yüzeyinde kalsiyum sülfat (CaSO 4 2H 2 O) ve kalsiyum sülfat alüminyum hidrat (3CaO Al 2 O 3CaSO 4 32H 2 O) oluşur. Oluşan kalsiyum sülfat yüzeyden ayrılır. Yüksek hidrojen sülfür etkisinden dolayı kanalizasyon beton yüzeyindeki aşınma yıllık olarak yaklaşık 6-20 mm dır. Korozyona u ğ rayan beton malzemenin mekanik mukavemeti düşer. Zamanla kanalizasyon sistemi üzerinde delikler oluşur. Aşınan bölgelerden yeraltına atık su sızıntısı olur. Kanalizasyon sisteminin tahrip oldu ğ u bölgelerde yeraltı ve yüzeysel sular tehdit altındadır.

235 mm Çaplı Bitümlü Bir Beton Borunun 14 Yıl Sonraki Aşınma Sonucu Durumu

Hidrojen Sülfür Sonucu Oluşan Korozyonu Önleme Yolları 1) Kanalizasyon sisteminde askıdaki katı maddelerin çökelmesi minimize edilmesi. 2) Kanalizasyon sisteminin iyi bir şekilde havalandırılması. 3) Kanalizasyon sistemlerinde yüksek mukavemetli ve düşük geçirimli betonların kullanılması. 4) Atık suyun pH’ı yaklaşık olarak 7.5 ve üzerinde tutulması. 5) 2/3 kısmı PVC, cam elyaflı fiber ve HDPE gibi özel malzemelerle kaplanmış beton borular veya HDPE borular, kanalizasyon sistemlerinde kullanılması halinde hidrojen sülfür sonucu oluşan korozyon etkileri azaltılabilir. Bunların yanında A.B. ülkelerinde kanalizasyon sistemlerinde hidrojen sülfür oluşumunun önlenmesi için bazı kimyasallar kanala enjekte edilmektedir.

2)Deniz Yapılarında Biyolojik Etkilenme Gözle görülen organizmalar: Betona zarar verebilecek bazı organizmalar örne ğ in deniz yumuşakçaları kireçtaşını delerek 50 mm. Kadar betonun içine girebilirler, midyeler ve çürüyen yosunlar ise ortamı asitleştirerek betona zarar vermektedir. Mikroorganizmalar: Mikroorganizmaların yol açtı ğ ı korozyon di ğ erine oranla daha belirgindir. Bunların yol açtı ğ ı korozyon üç aşamalı olarak meydana gelir: 1)Amonyak üretenler 2)Amonya ğ ı nitrüre çevirenler 3)Nitrürü nitrata çevirenler

Ç İ ÇEKLENME Beton boşlukları içinde bulunan suyun kapiler boşluklar arasından hareket ederek beton yüzeyine ulaşması ve orada buharlaşarak içinde bulunan tuzların kristal halinde yüzeye toplanmasıdır. Çiçeklenme daha çok estetik açıdan önemli olmakla birlikte, suyun beton içinde hareketi sonucu taşıdı ğ ı kalsiyum potasyum ve sodyum sülfatlar ve karbonatların yüzeye çıkmasıyla bunların daha önce betonda işgal ettikleri yerlerin boşluk olarak kalmasından dolayı dayanım açısından da önem arz eder.

Çiçeklenme Örnekleri

Çiçeklenmenin Nedenleri 1)Yıkanmamış malzeme kullanılması. 2)Standarda uygun olmayan su kullanılması. 3)Betonun fazla geçirgen yapıda olması. Uygulanabilecek Çözümler 1)Beton üretiminde su-çimento oranı düşük tutulmalı. 2) İ yi sıkıştırma yapılarak betonun geçirimlili ğ i azaltılmalı. 3)Kullanılan karışım ve kür suyunda ve agregalarda zararlı tuzların bulunmamasına dikkat edilmeli. 4)Düşük alkali miktarı içeren çimento kullanılmalı. 5)Betonun geçirimsizli ğ ini ve dayanıklılı ğ ını arttırıcı özellikte olan puzolonik katkılar kullanılmalıdır. Onarım 1)Basınçlı su %5 oranında tuzruhu katılmış su ile betonun yıkanması. 2)Beton yüzeyinin sert fırça ile fırçalanması.