Beton, dışarıdan bakıldığında sert ve değişmez görünse de mikroskobik düzeyde “yaşayan” bir malzemedir. Üzerine binen sabit yükler (kalıcı yükler) altında, betonun zamanla gösterdiği plastik deformasyona sünme diyoruz.
Özellikle betonarme ve öngermeli yapılarda sünmeyi anlamamak, yıllar sonra sarkan kirişler, çatlayan döşemeler veya taşıma kapasitesini yitiren kolonlar demektir. İşte inşaat mühendisliği odağında sünmenin teknik anatomisi.
1. Mekanizma: Beton Neden Süner?
Betonda sünmenin temel nedeni, çimento şerbetinin içindeki C-S-H (Kalsiyum-Silikat-Hidrat) yapısıdır. Betonda süreç şu şekilde işler:
- Su Göçü: Yük altındaki jel gözeneklerindeki su, daha az basınçlı bölgelere veya dış ortama doğru hareket eder.
- Mikro Boşlukların Daralması: Suyun boşalttığı yerlere jel parçacıkları yerleşir, yapı yoğunlaşır ama eleman kısalır.
- Kristal Kaymalar: C-S-H levhaları arasında atomik ölçekte kaymalar meydana gelir.
2. Sünmeyi Etkileyen Faktörler
Betonun ne kadar süneceği, tasarım masasında belirlenen birçok değişkene bağlıdır.
| Faktör | Etki Mekanizması |
| Yükleme Yaşı (t0) | Beton ne kadar erken yüklenirse, sünme o kadar fazla olur. |
| Su/Çimento Oranı | Yüksek s/ç oranı, daha fazla boşluklu yapı ve daha yüksek sünme demektir. |
| Bağıl Nem | Kuru ortamlarda su kaybı hızlandığı için sünme artar. |
| Agrega Kalitesi | Sert ve rijit agregalar, çimento şerbetinin hareketini kısıtlayarak sünmeyi azaltır. |
| Eleman Kalınlığı | İnce elemanlar daha hızlı kurur, bu da sünmeyi tetikleyebilir. |
3. Matematiksel Modelleme ve Formülasyon
Yapısal analiz programlarında (SAP2000, ETABS vb.) sünme, genellikle bir Sünme Katsayısı (ϕ) ile ifade edilir. Toplam birim şekil değiştirme (ϵtotal), elastik ve sünme bileşenlerinin toplamıdır:
\epsilon(t, t_0) = \frac{\sigma(t_0)}{E_c(t_0)} [1 + \phi(t, t_0)]Burada:
- Ec(t0): Yükleme anındaki elastisite modülü.
- ϕ(t,t0): t0 anında yüklenen betonun t anındaki sünme katsayısı.
Eurocode 2 veya ACI 209 gibi yönetmelikler, bu katsayıyı hesaplamak için karmaşık ampirik formüller sunar. Mühendis olarak bizim görevimiz, 50 yıllık bir köprünün orta açıklığındaki sehimin, bu katsayı nedeniyle zamanla iki katına çıkabileceğini öngörmektir.
4. Kritik Uygulama Alanları
A. Öngermeli Beton
Sünmenin en “tehlikeli” olduğu alandır. Beton sünme yaptıkça boyu kısalır; bu kısalma, içindeki çelik halatların gevşemesine neden olur. Buna öngerme kaybı denir. Eğer sünme doğru hesaplanmazsa, halatların betona verdiği basınç azalır ve yapı beklenmedik şekilde çatlar.
B. Çok Katlı Binalar
Gökdelenlerde kolonlar üzerindeki devasa yükler nedeniyle yıllar içinde santimetrelerce kısalma meydana gelir. Eğer dış cephe kaplamaları veya asansör rayları bu kısalmaya göre tasarlanmazsa, camlar patlayabilir veya asansörler sıkışabilir.
C. Köprü Mühendisliği
Ardgermeli kutu kesitli köprülerde sünme, zamanla “bel verme” sorununa yol açar. Bu durum sadece estetik değil, sürüş konforu ve statik güvenlik sorunudur.
5. Sünme ile Nasıl Baş Çıkılır?
- Yükleme Süresini Ertelemek: Betonun mukavemetini alması için beklemek (örn. kalıpları geç sökmek).
- Düşük S/Ç Oranı ve Kimyasal Katkılar: Daha yoğun bir matris oluşturmak.
- Kür Koşulları: Betonun nemini koruyarak kuruma büzülmesini ve buna bağlı sünmeyi azaltmak.
- Tasarım Payı: Kesitleri sünme tahmini kadar büyük tutmak veya ters sehim vermek.
