17 AĞUSTOS 2001
17 Ağustos 1999 tarihinde, saat 03.02’de Marmara’nın doğusunda olan depremin büyüklüğü 7.4 olarak kaydedildi. Bu deprem, ülkemizin yaşadığı en büyük felaketlerden biri olarak nitelenebilir. Nedeni ise 1200 km uzunluğunda olduğu bilinen Kuzey Anadolu Fay Hattı’nın, Düzce’den Çınarcık’a kadar uzanan yaklaşık 120 km’lik bir bölümünün kırılmasıdır. 45 saniye süren bu depremin izleri çok uzun bir süre ülkemiz insanlarının hafızalarından silinmeyecek kadar derindir. Merkez üssü Gölcük olan Marmara Depremi, sadece çok sayıda yaralı ve can kaybıyla sınırlı kalmadı, ülkemizin can damarı olan sanayi tesislerinde de büyük tahribata neden oldu. Bu deprem nedeniyle birçok kişi işini kaybetti ya da evsiz kaldı. Çok sayıda bina ve konutun kullanılamaz hale geldiği bu depremin Türkiye ekonomisinde yarattığı kaybın büyüklüğü ortadadır.
Bu deprem ve daha sonra yaşanan Düzce depremi sonrasında en çok konuşulan konu bölgenin jeolojik yapısı oldu. Bundan sonraki büyük şokun ne zaman olabileceği üzerine senaryolar üretildi. Ülke insanı konuşulanları ve tartışmaları televizyondan ve basından ilgiyle izledi; çoğu insan adını ilk kez duyduğu jeofizik ve sismoloji konularıyla ilgilenmeye başladı.
Ancak, göçen yapılardaki hasarların nelerden kaynaklandığı konusunda maalesef çok az bilgi edinildi. Çok yaygın kullanımı olan ve göçen göçmeyen bütün binalarda kullanılan betonların kalitesi konusunda kamuoyu yeteri kadar aydınlatılamadı. Uzun bir geçmişe sahip olan Yapı Mühendisliği ülkemizde de gelişmiş olmasına ve sadece ülkemizde değil, ülke sınırlar dışında da önemli yapıları başarıyla inşa etmesine karşın, Marmara Depremi’nde yaşananlıların sorgulanması ve gerekli önlemlerin zaman kaybına neden olmadan alınması ihmal edildi.
Gerek nüfus yoğunluğunun, gerek sanayisinin büyük bir bölümü deprem kuşağında olan Türkiye, bu bölgeleri terk etmeyeceğine göre, Bilgi ve Bilim ile yaşamanın öğrenilmesi, geçmiş depremlerden çıkarılmayan derslerin, en azından bu depremlerden çıkarılması gerekir.
Bir yapıdan beklenen, dayanım, dürabilite (dayanıklılık), fonksiyon, ekonomi ve estetiği sağlamasıdır. Yapıyla ilgili mimar ve mühendisler bu unsurları birleştirmek durumundadır. Bir yapı üretilirken şu aşamalardan geçilmelidir.
a) Yapı Tasarımı
i) Yer Seçimi
ii) Zemin Etüdü
iii) Sistem Seçimi
iv) Projelendirme
v) Projenin Ayrıntılandırılması
b) Malzeme Seçimi ve Malzemenini Denetimi
i) Kullanılan Malzemelerin Davranışı
ii) Seçilen Malzemelerin Amaca Uygunluğu
iii) Kullanılan Malzemelerde Kalite Denetimi
c) İnşaat Süreci
i) Tasarımla Uyumlu Bir Yapı Üretim Teknolojisi
ii) Montaj ve İşçilik
Bu arada, genellikle üzerinde durulmayan, ancak yaşamsal önemde olan bir nokta yapının dürabilitesidir (dayanıklılığı – kalıcılığı). Betonarme yapılar, donma – çözülme, sülfat etkisi başta olmak üzere çeşitli asit ve tuzların ve özellikle donatı korozyonunun etkisi altındadır.
Bu etkiler sonucu zamanla beton hasar görmekte, gittikçe taşıyıcı özelliğini yitirmektedir. Donatı korozyonu durumunda ise hem donatıda önemli kesit kayıpları oluşmakta, hem de donatı – beton aderansı yok olmaktadır. Böylece, birlikte çalışması gereken donatı çubukları ile beton birbirinden ayrılabilmektedir.
Yaşadığımız Ağustos – Kasım depremleri sonrasında bir çok yapının özellikle bodrum – zemin katlarındaki betonarme elemanlarında paspaylarının çatladığı ya da betondan ayrıldığı gözlenmiştir. Bunun nedeni, donatı korozyonu sonrası oluşan hacim artışı nedeniyle kapak atmasıdır. Gerçekten de, korozyon sonunda oluşan pas demirin hacmini en az 2 kat artırmakta, bu ise donatı etrafındaki betonu tahrip etmektedir. Birçok yapının göçmesinde, taşıyıcı elemanlarda donatı korozyonu sonucu oluşan aderans düşüklüklerinin de önemli payı vardır. Ancak, yıkılan yapıların çoğunlukla bodrum katları altta kaldığı için durumun tam farkına varılamamıştır.
Betonarme yapılarda donatı korozyonu iki şekilde başlayabilmektedir. Birinci durum normal olarak, bazik özellikte olan paspayı betonunun yeterli geçirimsizliğe sahip olmaması nedeniyle karbonatlaşarak bazikliğini yitirmesi, böylece donatının korozyona açık hale gelmesi şeklidir. İkinci durumda ise korozyon klor iyonlarının etkisi ile ortaya çıkmaktadır. Özellikle deniz kenarındaki yapılarda klor iyonları paspayını geçerek, donatıya ulaşabilmektedir. Her iki durumda da korozyonun başlayabilmesi paspayı betonunun geçirimliliğine bağlıdır. Bir şekilde korozyona açık hale gelen donatıda, bu olayın sürebilmesi için gerekli olan iki etken oksijen ve nem de yine paspayı betonunu aşarak donatıya ulaşmaktadır. Bu durumda korozyon açısından betonun geçirimsizliğinin önemi ortaya çıkmaktadır.
Geçirimli bir betonla üretilmiş taşıyıcı betonarme elemanlarındaki donatının korozyona uğraması, bunun sonucu olarak donatı ve betonun birlikte çalışmasının sona ermesi kaçınılmazdır. Bu ise deprem gibi bir afette betonarme yapılar için önemli bir zaaf oluşturmaktadır. Beton, yapının projesinde öngörülen sınıfı sağlamış ve yeterli miktarda donatı doğru olarak yerleştirilmiş olsa bile donatı - beton aderansı, korozyon nedeniyle zayıflayınca taşıma gücü önemli ölçüde azalmaktadır.
Yeni deprem yönetmeliğinin deprem bölgelerinde kullanılacak, asgari beton sınıflarını C 16 ve C 20’ye çıkarması olumlu değişikliklerdir. Ancak, dürabilite açısından, özellikle donatı korozyonu açısından değerlendirildiğinde bu beton sınıflarının geçirimsizlik açısından yeterli olmadığı gözlenmektedir. Karbonatlaşma ya da klor difüzyonu yolu ile oluşan korozyonun önlenebilmesi için uluslararası standardlarda su/çimento oranını 0.55 ‘in altında kalması ve minumum çimento dozajının 280 kg’ın üzerinde olması zorunluluğu vardır.
Benzer sınıflandırma, TS 11222 Hazır Beton Standardı’nda da ek bilgi olarak verilmiştir. Ancak, bu koşullar ne betonarme projelerinde aranmakta, ne de bu projelerin denetiminde gözönüne alınmaktadır.
Bir betonda söz konusu su /çimento oranı ve dozaj sınırlamasının sağlanması durumunda beton sınıfı kendiliğinden C 25-30 düzeyine çıkmaktadır. Bir betonda su/çimento oranının ve çimento dozajını denetlemek kolay değildir. Oysa betonun basınç dayanımı kolayca denetlenebilmekte ve toplumda da bu konuda genel bir alışkanlık oluşmaya başlamaktadır. Bu nedenle özellikle deprem bölgelerinde kullanılacak betonlarda, donatı korozyonu yolu ile donatı – beton aderansının zayıflamasını önlemeye yönelik olarak beton sınıfı sınırlamasının düzeyi yükseltilmelidir.
Yurdumuzda özellikle hazır beton sektöründe yüksek dayanımlı çimentoların yaygın olarak kullanıldığı da düşünülerek, söz konusu su / çimento oranı ve minimum çimento dozajı sınırlandırmalarının sağlanabilmesi için asgari beton sınıflarının C 30 düzeyine çıkarılması ve bu sınıftan daha düşük betonların deprem bölgelerinde kullanılmasına izin verilmemesi gereklidir.
595 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında KHK’nin iptalinin ardından çıkartılan 4708 Sayılı Yapı Denetimi Yasası ve Uygulama Yönetmeliği ile görevlendirilen yapı denetimi kurumlarının, yapıları bu açıdan da denetlenmelerinde yarar vardır.
Bizler, aşağıda isimleri bulunan ve üniversitelerimizde İnşaat Fakültesi Yapı Malzemesi Anabilim Dallarında görev yapan öğretim üyeleri olarak, afet bölgelerinde kullanılacak betonlarla ilgili görüşlerimizi, özellikle yeni yapılacak yapılarımızın olası bir depreme karşı dayanıklı olabilmesi için gerekli asgari koşulları bu yazımız ile bilgilerinize sunuyoruz.
Saygılarımızla.
Prof. Dr. Saim AKYÜZ – İTÜ İnşaat Fakültesi
Prof. Dr. Bülent BARADAN – Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Fakültesi
Prof. Dr. Turhan ERDOĞAN – ODTÜ Mühendislik Fakültesi
Prof. Dr. Abdurrahman GÜNER – Trakya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Prof. Dr. Hulusi ÖZKUL – İTÜ İnşaat Fakültesi
Prof. Dr. Erbil Öztekin
Prof. Dr. Turan ÖZTURAN – B.Ü Mühendislik Fakültesi
Prof. Dr. M. Ali TAŞDEMİR – İTÜ İnşaat Fakültesi
Prof. Dr. Mustafa TOKYAY – ODTÜ Mühendislik Fakültesi
Prof. Dr. Fikret TÜRKER – Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Prof. Dr. Mehmet UYAN – İTÜ İnşaat Fakültesi