Betonun yangına karşı dayanımı yüksektir. Aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında bile beton yanmaz, duman veya zehirli gaz yaymaz. Aksine beton yangının yayılmasını önler. Yangın esnasında betonun sıcaklığı ısıl iletkenliğinin yüksek olmaması nedeniyle yavaş bir şekilde artar. Bu nedenle beton, yangının yayılmasına karşı oldukça iyi bir koruma sağlar. Ancak uzun süre ve yoğun bir şekilde yangına maruz kaldıktan sonra betonda kademli olarak hasarlar oluşmaya başlar.

Donatılı veya donatısız beton, 300°C’ye kadar sıcaklıklara önemli bir hasar görmeden dayanabilmektedir. Beton yangın esnasında bu kritik sıcaklığa çok yavaş ulaşılır. Bazı çalışmalar, beton yüzeyinin 1000°C sıcaklığa maruz kalması durumunda 300°C kritik sıcaklığın betona 2 cm kadar nüfuz etmesinin bir saat sürdüğünü göstermektedir. Bu sıcaklık kabaca yanan bir odun ateşinin veya gaz alevinin sıcaklığına karşılık gelmektedir.

Beton, yangına ve yüksek sıcaklıklara karşı mükemmel içsel koruma sağlar. Çoğu binada yangına karşı dayanıklılık için herhangi bir ek önlem veya kaplamaya gerek yoktur. Belirli durumlarda, pas payının arttırılmasıyla koruma artırılabilir. Yüksek dayanımlı betonlarda aşırı dökülmeyi önlemek amacıyla polipropilen fiberlerin eklenmesi oldukça faydalıdır. Bunun ana nedeni su/çimento oranı ve dolayısıyla geçirimliliği düşük olan betonlar, özellikle tüneller gibi kapalı mekanlarda, yangın nedeniyle oluşan yüksek sıcaklığa maruz kaldığında bünyesindeki suyun gaz fazına geçebileceği yeterli boşluk yapısına sahip değildir. Bu nedenle hareket edecek yeterli boşluk bulamayan su, yüksek bir enerji seviyesine ulaşarak genleşmeye uğrar ve betonun bir nevi içerinden patlamasına neden olur. Sentetik fiber içeren betonda ise fiberler yaklaşık 160^oC’de eridiği için suyun hareket edebileceği kanalların oluşmasını sağlar.

Şekil 1. Yüksek sıcaklıkta test edilen betonarme elemanda meydana gelen dökülme

Mesken amaçlı binaların ve kamu tesislerinin tasarımında insan güvenliği en önemli hususlardan biridir. Genel olarak betonun yangın güvenliği açısından iyi özelliklere sahip olduğu kabul edilir. Ahşabın aksine beton yanıcı değildir ve yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında zehirli duman çıkarmaz. Uygulamada, yapısal bileşenlerin belirli bir süre boyunca bütünlüklerini korumaları gerekir. Çeliğin aksine beton, 700 ila 800^oC arasındaki sıcaklıklarda birkaç saat boyunca yeterli dayanımı koruyabilir. Bu güvenlik açısından önemlidir çünkü yüksek yangın direncine sahip malzemeler, kurtarma operasyonlarının yapısal çökme riskini azaltarak ilerlemesine olanak tanır.

Yangın, yüksek sıcaklık değişimleri yaratır ve bu nedenle sıcak yüzey katmanı çatlama eğilimi gösterir ve ardından beton elemanın daha soğuk olan iç kısmından dağılır.

Hasarın boyutu; ulaşılan sıcaklığa, yangın sırasındaki yükleme koşullarına ve betonun kalitesi ve kullanılan agrega türü de dahil olmak üzere betonun özelliklerine bağlıdır. Genel olarak yük altında ısıtılan beton, yüksüz betona kıyasla orijinal dayanımını daha yüksek bir oranda korur. Düşük geçirgenliğe sahip beton ciddi dökülmelere maruz kalabilir. Bu; betonun içindeki buhar basıncının, buharın atmosfere salınmasıyla oluşan basınç tahliyesinden daha hızlı artması durumunda meydana gelir.

Agrega seçimi, betonarme yapıda yangın esnasında oluşan ısıl gerilmeleri büyük ölçüde etkilemektedir. Kireçtaşı ve dolomit gibi karbonat tipi agregalar, ısıtıldıklarında kalsine olup CO₂ açığa çıkardıkları için yangında daha iyi performans gösterme eğilimindedir. Kalsinasyon işlemi ısı gerektirdiği için reaksiyon yangının ekzotermik enerjisinin bir kısmını emer. Isı performansı betonun ısıl iletkenliği ile ilişkili olduğundan, hafif agregaların kullanımı belirli koşullar altında betonun yangın performansını artırabilmektedir.

Yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında, kireçtaşı veya hafif agregalarla yapılan beton, silisli agregalarla yapılan betondan daha iyi performans gösterir. Bunun nedeni, silisli agregalara kıyasla çimento hamuru ile bu agregalar arasındaki termal genleşme katsayısı farkının daha az olması ve bunun sonucunda daha güçlü bir geçiş bölgesi oluşmasıdır. Yaklaşık 570^oC’de kuvars içeren silisli agregalar, faz dönüşümü nedeniyle hasar verici genleşmeye maruz kalır.

Silisli veya kireçtaşı agregalarından yapılan beton, sıcaklıkla renk değişimi gösterir. Bu, bir yangında ulaşılan maksimum sıcaklığın tahmin edilmesinde faydalı bilgiler sağlayabilmektedir. Betonun rengi yaklaşık 300^oC’ye kadar değişmeden kalır. 300 ile 600^oC arasında pembeden kırmızıya, 600^oC ile 900^oC arasında griye döner. 900^oC’nin üzerinde ise açık sarı-kahverengi (devetüyü) olur.

Çimento hamurunda ise sıcaklık yaklaşık 300^oC’ye ulaştığında, ara katman suyu ve çimento hidratlarından kimyasal olarak bağlı suyun bir kısmı kaybolur. Yaklaşık 500^oC’de kalsiyum hidroksitin ayrışması başlar. C-S-H’nin tamamen ayrışması 900^oC civarındaki sıcaklıklarda meydana gelir. Pratik amaçlar için, yaklaşık 600^oC, yapısal beton için sınırlayıcı sıcaklık olarak kabul edilebilir.

YANGIN ÖZET BİLGİ
Yangının betona zararları	Donatılı veya donatısız betonda 300°C üzerindeki sıcaklıklarda beton özellikleri olumsuz etkilenmeye başlar, 600oC üzerinde ise önemli yapısal hasarlar oluşmaya başlar. Betonun yapısal bütünlüğünün bozulmasıyla birlikte betonun çelik donatıyı yangından koruması da olumsuz etkilenir.
Beton tasarımında dikkat edilmesi gerekenler	Maksimum yangın direncinin elde edilmesi, kullanılan agregaların bileşimine bağlıdır. Özel agregaları ve sentetik fiber donatıların kullanılması yangın direncini önemli ölçüde artırır. Beton elemanların kalın olması yangına direnci arttırır.
Uygulama esnasında dikkat edilmesi gerekenler	Uygulama esnasında betonun yerleştirilmesi, sıkıştırılması ve kürüne son derece dikkat edilmelidir. Yangına direnç kapsamında yeterli kalınlıkta beton örtüsü (pas payı) hesaplanmalı ve doğru bir şekilde uygulanmalıdır.
Fiber donatıların etkisi	Sentetik fiber içeren betonda fiberler yaklaşık 160oC’de eridiği için düşük geçirimli (özellikle tünel segmentleri) betonlarda dökülme/patlama riskini azaltır.