Aderans Nedir? Aderans Kuvveti Nedir?

Aderans

Betonla çelik çubuk arasında kenetlenmeyi sağlayan kayma gerilmelerine aderans adı verilmektedir. Aderans, betonarmenin varlığını borçlu olduğu en önemli özeliğidir. Aderans olmadığında, betonarmeden söz etmek mümkün olmamaktadır.

Betonarme elemanların en önemli özelliği beton ve çeliğin beraber çalışacak, yani yük taşıyacak şekilde bir araya gelmesidir. Donatı ile onu saran beton arasında herhangi bir rölatif yer değiştirmenin kaymanın olmaması gerekir. Donatının betondan sıyrılması veya ayrılması karma bir malzeme olan betonarmede beraber çalışmayı önlediği gibi, bazı durumlarda da elemanın göçmesine sebep olabilir. Bu nedenle donatının tam kapasitesinin kullanılabilmesi için, gözönüne alınan kesite gelinceye kadar  donatının betona tam olarak kenetlenmesinin yani tam aderansın sağlanması gerekir.

Beton ile donatı meydana gelen etkiler nedeniye şekil değiştirirler, bu sırada iki malzeme arasında gerilmelerin geçişi meydana gelir. Arada sıyrılma olmadan bu tür gerilme geçişinin ortaya çıkmasına aderans denir. Aderans olayı betonarmenin en önemli ve faydalı özelliklerinden biridir. Bu suretle iki malzemenin beraberce kullanılması ve birbirini tamamlaması mümkün olur.

Donatıda meydana gelen gerilme azalması ve çoğalması komşu beton bölgelerine gerilme geçişi ile meydana gelir. Bu durum düz yüzeyli çelik çubuklarda kayma gerilmelerinin doğrudan oluşmasıyla açıklanabilir. Nervürlü çubuklarda ise geçişin nervür etrafında oluşan karmaşık bir gerilme durumunun bileşkesi olarak ortaya çıkan kayma gerilmeleri tarafından sağlandığı kabul edilebilir. Her iki durumda da ortaya çıkan gerilmeler eşdeğer bir kayma gerilmesine dönüştürülerek aderans gerilmesi olarak da isimlendirilir.

Aderans gerilmeleri, donatı ve betonun özelliklerine, betonarme kesit ve elemanlarının türü gibi bir çok etkene bağlı olarak değişmektedir.

Donatının paslanmaya (korozyona) başlamasıyla pürüzlülük dolayısyla aderans artar. Ancak pasın donatı yüzeyinde bir tabaka oluşturması durumunda, donatının bu tabakadan sıyrılmasını kolaylaştırarak aderansın kolayca çözülmesine neden olur. Bu nedenle betonarme elemanlarda düz yüzeyli donatıların kullanılmasına izin verilmez. Bunun yerine üretim aşamasında, yüzeyinde dişler açılmış nervürlü donatılar kullanmak gerekir. Bu donatılarda aderans, sürtünme ve yapışma yanında mekanik diş etkileri nedeniyle daha fazladır.

Genellikle aderansın çubuk düz yüzü ile çimento harcı arasındaki kimyasal yapışma sonucu ortaya çıktığı düşünülürse de, düşük zorlamalar bile bu yapışmayı çözer ve çubuk sıyrılır. Bu tür  sıyrılmanın başlamasıyla sürtünme ve kama etkisi ile oluşan aderans başlar. Sürtünmeden ortaya çıkan aderans, donatı çubuğunun pürüzsüzlüğüne bağlıdır. Donatının korozyonunda sıyrılabilir bir tabaka oluşturması betonun içindeki donatının bu tabakadan sıyrılmasını kolaylaştırarak aderansın kolayca çözülmesine sebep olur. Bu nedenle korozyon, aderansı olumsuz yönde etkiler ve ileri durumlarda aderansın kaybolmasına neden olur. Bunun yanında donatının ekseni doğrultusunda sürtünme kuvvetinin dolayısıyla aderansın artmasına yanal gerilmelerin bulunması ve betonun büzülmesi de olumlu katkıda bulunur.

Betona gömülen çubuk boyuna “kenetlenme boyu”, bu tür aderansa da “kenetlenme aderansı” adı verilmektedir.

(Kolonlarda Donatı Bindirme-Ekleme Boyları ve Koşulları TBDY-2018)

Ayrıca betonarme kesitlerde korozyonun neden olduğu hacim artışları, donatı çevresindeki betonda meydana gelen gerilmeler, betonun çekme dayanımı aşması ile kesitte çatlaklar meydana getirmektedir. Olusan çatlaklar sonucunda donatı ve beton arasındaki aderans oldukça zayıflamaktadır.

Aderans Nasıl Artırılır?

• Beton sınıfının yükselmesi aderansı artırmaktadır. Yapılan deneyler göstermiştir ki, C16 ile C25 betonları arasında %40’a varan büyüklükte aderans artışı oluşmuştur.
• Ayrıca kesitlerde bulunan enine donatı, aderans ve aderans direncini artırmaktadır.
• Betonarme eleman içerisndeki çubuğun kenetlenme boyu büyük oranda aderans ile alakalıdır. Bu kenetlenme boyu bilindiği üzere donatı çapı ve akma gerilmesi ile artmakta, aderans gerilmesinin arttığı oranda da küçülmektedir. (Lb= 0,12 x ø x (fyd/fctd) )
• Nervürlü donatıların aderans dayanımları düz donatılara göre daha yüksektir.
• Kalıpların daha rahat sökülmesi için kullanılan yağların donatılara bulaşması, aderansı olmusuz yönde etkilemektedir. Yine aynı yağlar, beton yüzeylere sıvaların tutunmasını yani aderansını da engelleyebilmektedir. Dolayısıyla bu tür yağları kullanmaktan kaçınmak, kullanılıyorsa da kesinlikle donatılarla temasının engellenmesi gerekmektedir.