Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ II DERSĐ BETON TEKNOLOJĐSĐ ÖZEL BETONLAR

2 ÖZEL BETON NEDİR? HEM TASARIM HEM DE UYGULAMA TEKNİKLERİ AÇISINDAN NORMAL BETONLARDAN FARKLI ÖZELLİKLERİ OLAN BETONLARDIR: HAFİF BETON HAVALI BETON AĞIR BETON KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON SU ALTI BETONU KONTROLLÜ DÜŞÜK DAYANIMLI BETON LİFLİ BETON PÜSKÜRTME BETON SİFCON, SİMCON REAKTİF PUDRA BETONU SİLİNDİRLE SIKIŞTIRILMIŞ BETON POLİMER BETONU 2

3 1. HAFİF BETON

4 HAFİF BETON HAFİF BETON SINIFLARI 4

5 - Düşük Yoğunluklu Beton Bu tür betonlar genelde yalıtım amaçlı olarak kullanılır. Hava kurusu birim hacim ağırlıkları nadiren 800 kg/m 3 ü aşar. Termal iletkenlik katsayıları oldukça düşüktür. Basınç dayanımları MPa arasında değişir. - Orta Dayanımlı Beton Bu tür betonların basınç dayanımları yapısal olarak kabul edilebilecek seviyededir. Yalıtım performansı da iyi sayılabilecek düzeyde olan bu tür betonların basınç dayanımları 7-17 MPa arasında değişir. - Yapısal hafif beton Bu tür betonların üretildiği agregalar genel olarak genleştirilmiş kil, şeyl, cüruf, pomza ve scoria gibi dayanımları nispeten daha yüksek olan agregalardır. ACI 213R-03, yapısal hafif betonları, 28 günlük minimum basınç dayanımı 17 MPa, yoğunluğu kg/m 3 arasında olan tamimiyle hafif agrega veya hafif agrega-normal agrega kombinasyonuyla üretilen betonlar olarak tanımlamaktadır. 5

6 Hafif beton için basınç dayanımı sınıfları Basınç dayanımı sınıfı En düşük karakteristik silindir dayanımı, MPa En düşük karakteristik küp dayanımı, MPa LC 8/9 8 9 LC 12/ LC 16/ LC 20/ LC 25/ LC 30/ LC 35/ LC 40/ LC 45/ LC 50/ LC 55/ LC 60/ LC 70/ LC 80/

7 HAFİF AGREGA İLE HAFİF BETON ÜRETİMİ 7

8 8

9 HAVA SÜRÜKLEME İLE HAFİF BETON ÜRETİMİ 9

10 HAFİF BETONUN KULLANIM ALANLARI - HAFİF PANEL ELEMAN ÜRETİMİ - HAFİF MERDİVEN BASAMAĞI ÜRETİMİ - DÖŞEMELERDE 10

11 -Hafif Betonların Normal Betonlara Göre Avantajları Normal ağırlıktaki beton elemanların zati ağırlıkları yüksek olup, yapıya gelen yüklerin büyük bir oranını teşkil etmektedir. Daha düşük yoğunluklu beton kullanımı yük taşıyan elemanların kesit alanında, temel boyutlarında ve donatı miktarında azalma sağlar. Bazen düşük yoğunluklu beton kullanımı, düşük yük taşıma kapasiteli yapıların doğrudan zemine yapılmasına izin vermektedir. Düşük birim hacim ağırlığı nedeni ile yapı ağırlığının azalması sonucunda, yapıya gelen deprem yüklerinin ve yapıdaki düşey yüklerin azalması, Birim hacimdeki toplam malzeme ağırlığının azalması nedeni ile beton kalıbına daha az basınç uygulanması sonucunda kalıp kesitindeki azalma nedeniyle, kalıp ve iskele maliyetlerini düşmesi, Isı iletkenlik katsayılarının daha düşük olması dolayısıyla ısı ve ses izolasyonunun sağlanması, Yangına karşı dayanıklı olması, Hafifliği nedeniyle taşınmasının ve yerleştirilmesinin kolay olması, genellikle fabrikasyon üretime yönelik olması, Genelde özel işlemler ve yöntemlerle fabrikasyon üretimle üretildiklerinden homojen özellikte olmaları 11

12 -Hafif Betonların Normal Betonlara Göre Dezavantajları Boşluk miktarının fazla olması sebebiyle dayanımları düşüktür. Bu nedenle yüksek mukavemetli beton uygulamalarında pek tercih edilmezler, Aşınmaya karşı dirençleri zayıftır, Rutubete ve suya karşı mutlaka yalıtılmalıdırlar, Hafif agregalar daha zor temin edilirler, her yerde kolay bulunmazlar ve üretilemezler. Bundan dolayı maliyetleri yüksektir, Normal betona kıyasla daha yüksek çimento içeriğine sahiptir. Bu durum daha pahalı hafif agreganın yaptığı gibi maliyette artışa sebep olur. Ancak daha anlamlı bir maliyet karşılaştırması, sadece malzeme maliyetleri açısından değil, hafif beton kullanılarak yapılan yapının tasarımı açısından yapılmalıdır. Elastisite modülleri normal betonlara kıyasla daha düşüktür, Hafif betonların ayrışma özellikleri daha yüksektir, üretiminde, taşınmasında, yerleştirilmesinde ve küründe daha nitelikli işçilik gerektirirler, Sünme ve rötre değerleri daha yüksektir. 12

13 2. AĞIR BETON

14 Doğal ya da yapay ağır agrega kullanmak suretiyle üretilen ağır betonlar, genellikle birim hacim ağırlıkları 3200 kg/m 3 den fazla olan betonlar olarak tanımlanmaktadır. Genel olarak ağır betonların kullanım alanları aşağıdaki şekilde sıralanabilir: Nükleer enerji santrallerinin koruyucu perdeleri Radyoaktif maddelerin saklandığı öngerilmeli beton reaktör siloları Hastanelerin ışın tedavi ve radyografi tesisleri Atom araştırmaları kurumları Elektron depolama devreleri Askeri mühimmat depo duvarları Sığınak yapıları Köprü ayakları Beton ağırlık baraj gövdeleri İstinat duvarları Su altı petrol boru hatları Petrol sondaj kuyusu çeperleri 14

15 AĞIR BETON Nükleer santral atıklarının depolanması Yucca dağı, Nevada 5 km derinlikte 15

16 AĞIR BETON Kütle betonları ve istinat duvarlarında 16

17 3. KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON

18 KYB 1- KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON (SELF LEVELLING CONCRETE-SLC) Yüzeylenen 2- KENDİLİĞİNDEN SIKIŞAN BETON (SELF COMPACTING CONCRETE-SCC) 3- KENDİLİĞİNDEN ÇÖKEN (OTURAN) BETON (SELF CONSOLIDATING CONCRETE-SCC) TANIM HERHANGİ BİR DIŞ ETKİYE GEREK DUYULMADAN KENDİ AĞIRLIĞI İLE SIK DONATILI, DAR VE DERİN KESİTLERE, SIKIŞARAK YERLEŞEBİLEN VE BU ESNADA AYRIŞMAYA DİRENÇ GÖSTEREN BETONDUR. 18

19 19

20 KYB 20

21 21

22 KULLANIM ALANLARI *PREFABRĐKE BETON VE BETONARME ELEMAN ÜRETEN FABRĐKALARDA 22

23 AVANTAJ VE DEZAVANTAJLAR AVANTAJLAR *ĐNŞAAT SÜRESĐNDE KISALMA SAĞLAR. *ĐŞÇĐLĐK MALĐYETĐNĐ AZALTIR. * BETON KALĐTESĐNDE (DAYANIM VE DAYANIKLILIK) ARTIŞ * Tamir, onarım, güçlendirme uygulamalarında kolaylık * Problemli kalıp sistemlerinde çözüm * Estetik görünüm, sıva gerektirmez. * Gürültüsüz ortam, white finger sendrome DEZAVANTAJLAR * KALIPTA HĐDROSTATĐK BASINÇ ETKĐSĐ (SAĞLAM KALIP) * KATKI MALĐYETĐ * FARKLI BETON TĐPLERĐYLE UYUMUNUN BELĐRSĐZLĐĞĐ 23

24 24

25 25

26 Estetik görünüm Kalıp yüzeyi 26

27 27

28 DEZAVANTAJLAR * KALIPTA HĐDROSTATĐK BASINÇ ETKĐSĐ (SAĞLAM KALIP) 28

29 29

30 30

31 KYB OPTĐMĐZASYONU BAŞARILI DENEMELER NORMAL BETON VĐSKOZĐTE ARTTIRICI KATKI ĐLAVESĐ MĐNERAL KATKI VEYA TAŞ TOZU ĐLAVESĐ KENDĐLĐĞĐNDEN YERLEŞEN BETON Sıkıştırma enerjisi ihtiyacı min. HĐPERAKIŞKANLAŞTIRICI ĐLAVESĐ (POLĐKARBOKSĐLĐK ASĐT BAZLI) Yeterli akıcılıkta ve ayrışmaya dirençli 31

32 KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON Karışım Dizaynı 1.Đri agrega hacmi toplam hacmin %50 sinden fazla olmayacak. 2. Kum (ince agrega) hacmi harç hacminin %40 ından fazla olmayacak. 3. Polimer bazlı bir kimyasal katkı kullanılmalıdır. 4. Viskoziteyi ayarlamak amacıyla ya viskozite arttırıcı kimyasal katkı ya da filler (uçucu kül, silis dumanı, kireçtaşı veya granit tozu, yüksek fırın curufu) tipi malzeme kullanılmalıdır. 32

33 ÇĐMENTO HAMURU Kimyasal katkısız %0,4 Lignosülfonat bazlı kimyasal katkı %0,8 Naftalin sülfonaformaldehit bazlı kimyasal katkı %0,8Polimer bazlı kimyasal katkı I.nesil II.nesil III.nesil 33

34 Katkısız S/Ç= 0,37 S/T= 0,22 %2 katkı ilavesi (toz ağırlığı) HS

35 Prefabrike elemanlarda en çok rastlanan sıkıştırma problemi: bal peteği görünümlü sıkışık hava boşlukları Yüzey görünümü standart C30 a göre çok üstün yukarıda görülen küpün 7 günlük basınç dayanımı 50 MPa olup çimento dozajı 330 kg/m 3 tür. 35

36 TAZE BETON ĐŞLENEBĐLĐRLĐK DENEYLERĐ TEK PARAMETRE ÖLÇEN DENEYLER DENEY ÖLÇÜLEN SĐMGELEDĐĞĐ PARAMETRE DIŞ ETKĐ Çökme-yayılma Yayılma çapı Eşik kayma direnci Kendi ağırlığı 36

37 TAZE BETON ĐŞLENEBĐLĐRLĐK DENEYLERĐ TEK PARAMETRE ÖLÇEN DENEYLER DENEY ÖLÇÜLEN SĐMGELEDĐĞĐ PARAMETRE DIŞ ETKĐ Akma hunisi V tipi Harcın kabı boşaltma süresi Plastik viskozite Kendi ağırlığı 37

38 38

39 DOLDURMA KABĐLĐYETĐ ÖLÇEN DENEYLER DENEY ÖLÇÜLEN DIŞ ETKĐ L tipi Yükseklik farkı Kendi ağırlığı 39

40 4. SUALTINDA BETON DÖKÜMÜ

41 SU ALTINDA BETON DÖKÜMÜ 41

42 VĐSKOZĐTE ARTTIRICI KATKILAR SENTETĐK POLĐMERLER Poliakrilat YARI SENTETĐK POLĐMER TÜREVLERĐ DOĞAL POLĐMER BAZLILAR Selüloz ve nişasta türevleri Reçine ve sakızlar... 42

43 5. KONTROLLÜ DÜŞÜK DAYANIMLI BETON

44 *KONTROLLÜ DÜŞÜK DAYANIMLI BETON ÜRETĐMĐNDE 44

45 6. LİFLİ BETON

46 AMAÇ: Betonda DAYANIM DAYANIKLILIK SÜNEKLĐK ÇATLAK KONTROLÜ ne yönelik olarak kullanılır 46

47 LİFLİ BETON (LİF DONATILI BETON, LİFLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETON) Agrega Çimento Su Katkı Rasgele dağılmış süreksiz lifler Lif Lif Lif Amaç: Çatlak gelişiminin kontrol altına alınması ve böylelikle tokluğun arttırılması Çatlak Çatlak Çatlak Matris Matris Matris 47

48 LĐFLĐ BETON ÇEŞĐTLERĐ KARBON LĐFLĐ CAM LĐFLĐ ÇELĐK LĐFLĐ POLĐPROPĐLEN LĐFLĐ 48

49 LĐFLĐ BETON (FIBER REINFORCED CONCRETE)

50 LĐFLĐ BETONUN GELĐŞĐMĐ KERPĐÇ, TUĞLA VE HARÇTA; SAMAN ÇÖPÜ KEÇĐ KILI, AT YELESĐ ĐNSAN SAÇI BETONDA; ÇELĐK POLĐPROPĐLEN POLĐOLEFĐN CAM DOĞAL LĐFLER MÖ AT YELESĐ, KEÇĐ KILI 1900 ASBEST 1950 KOMPOZĐT MALZEMELER 1960 LĐFLĐ BETON 1970 ÇELĐK, CAM, POLĐPROPĐLEN LĐFLĐ BETONLAR 1990 YENĐ LĐF ÜRETĐM TEKNĐKLERĐ YAPISAL UYGULAMALAR, YENĐ ÜRÜNLER 50

51 BETON TEKNOLOJİSİNDEKİ SON GELİŞMELERDEN SONRA NORMAL DAYANIMLI BETONLAR İÇİN KULLANILAN MALZEMELER ÇOK BÜYÜK ORANDA FAZLA DEĞİŞMEDEN BASINÇ DAYANIMI 100 MPa ı AŞAN YÜKSEK DAYANIMLI BETONLAR ÜRETİLEBİLİR YALIN BETON GEVREK BİR MALZEMEDİR! ÇEKME DAYANIMI YAPISAL DİZAYNDA İHMAL EDİLECEK DERECEDE DÜŞÜKTÜR! YÜKSEK TOKLUK VE SÜNEKLİKTEN YOKSUNDUR! ÇELİK VEYA SENTETİK LİFLERİN BETONA KATILMASI SÜNEKLİĞİ ARTTIRIR! 51

52 BETON İÇERİSİNDE HOMOJEN OLARAK DAĞILI BULUNAN, KISA KESİLMİŞ LİFLER BETONDA; ÇATLAK OLUŞMASINI GECİKTİRİR ÇATLAK YAYILIMINI VE İLERLEMESİNİ ÖNLER / GECİKTİRİR AŞAMALI OLARAK MATRİSTEN SIYRILMA VE KOPMA MEKANİZMASI İLE BETONUN ENERJİ YUTMA KAPASİTESİNİ ÖNEMLİ ORANDA GELİŞTİRİRLER 52

53 ENERJİ YUTMA KAPASİTESİ (SÜNEKLİK) DARBE DAYANIMI İLK ÇATLAK DAYANIMI ÇEKME DAYANIMI EĞİLME DAYANIMI BASINÇ DAYANIMI ELASTİSİTE MODÜLÜ 53

54 Değişik lif tipleri (Lofgren 2005) 54

55 LİFLİ BETON Enerji yutma kapasitesinde artış 55

56 ÇELİK LİFLİ PÜSKÜRTME BETON (STEEL FIBROUS SHOTCRETE) DEMİRYOLU TÜNEL TAMİRİ/UŞAK 56

57 LĐFLĐ BETONUN AVANTAJLARI MEKANĐK ÖZELLĐK ARTIŞ (%) TOKLUK-ENERJĐ YUTABĐLME DARBE DAYANIMI ĐLK ÇATLAK DAYANIMI ÇEKME DAYANIMI EĞĐLME DAYANIMI YORULMA DAYANIMI DEFORMASYON KAPASĐTESĐ BASINÇ DAYANIMI ±25 ELASTĐSĐTE MODÜLÜ ±25 KAVĐTASYON-EROZYON DAYANIMI

58 LĐFLĐ BETONUN KULLANIM ALANLARI ENDÜSTRĐYEL YAPILARDA döşemelerde dinamik yüklemeler ve termal etkilere karşı SU YAPILARINDA kavitasyon hasarları ve dinamik yüklemeler için PÜSKÜRTME BETON UYGULAMALARINDA hasır çelik kullanılmaması, esneklik ve zaman tasarrufu için ŞEV VE TÜNEL KAPLAMALARINDA stabilite sağlanması için HAVAALANI, LĐMAN VE KARAYOLU DÖŞEMELERĐNDE tekrarlı yükler ve yorulma durumuna karşı KABUK YAPILARDA mimari nedenler ve ince kesitler için DEPREME DAYANIKLI YAPILARDA sünekliği arttırmak için PATLAMAYA DAYANIKLI YAPILARDA enerji sönümlemesi için YANGINA DAYANIKLI YAPILARDA termal ve mekanik şok etkilerine karşı ÖNYAPIMLI BETONARME ELEMANLARDA çatlak oluşumunun engellenmesi için 58

59 59

60 60

61 61

62 LĐFLĐ BETONLARIN ÖZELLĐKLERĐ 62

63 KĐMYASAL KATKILAR Betonda lif içeriğinin artışıyla birlikte azalan işlenebilirlik ciddi bir problem olmaktadır. Bu sorun ancak akışkanlaştırıcı katkıların kullanımı ile çözülebilmektedir. 63

64 LĐFLER BETONDA HANGĐ AMAÇ ĐÇĐN KULLANILACAKSA O YÖNDE LĐF ÇEŞĐDĐNĐN SEÇĐLMESĐ GEREKĐR. Taze beton çatlaklarının önlenmesi Cam, sentetik (polipropilen, poliefin, naylon) Sertleşmiş betonda eğilme ve çekme dayanımının arttırılması Çelik, karbon Enerji yutabilme kapasitesinin arttırılması Polipropilen, çelik Aşınma dayanımının arttırılması Çelik 64

65 LĐFLER BETONDA HANGĐ ORANDA KULLANILACAĞI ŞU DEĞĐŞKENLERE BAĞLIDIR: Kullanılacak lif çeşidi Liflerin boyutları Liflerin geometrikşekilleri Lif ile beton arasındaki kenetlenme özellikleri 65

66 ÇELĐK LĐFLER ĐÇĐN ; Düz veya uçları çengelli Görünüm oranı l/d=60-100, lif boyu l=30-60 mm Hacimce % oranında KOROZYONA DĐKKAT!!! GEREKĐRSE GALVANĐZ KAPLI LĐF. 66

67 KARIŞIM ESASLARI Normal beton üretimi ile benzeşimler gösterse de lifli beton üretiminde lif kullanımı sonucu bir takım farklılıklar vardır. Çelik lifli betonlar için matris özelliklerini geliştirmek amacıyla bir dizi öneri getirilmiştir. Portland ya da katkılı Portland Çimentosu kullanılmalı, Maksimum S/Ç oranı 0.55 alınmalı, Minimum çimento dozajı 320 kg/m 3 olmalı, Kum miktarı toplam agrega kütlesinin en az %40-55 i ( kg/m 3 ) olmalı, Karışımlarda doğal kum kullanılmalı, Matrisi güçlendirmek için puzolan (uçucu kül, silika dumanı) kullanılmalı, Korozyona dayanıklılık için kaplanmış lifler kullanılmalı, Dmax doğal agrega için 28 mm, kırma taş için 32 mm olmalı, 16 mm den büyük agrega oranı %15-20 ile sınırlandırılmalı, Betonun karakteristik basınç mukavemeti en az 20 MPa olmalı, Đşlenebilirlik sağlaması için akışkanlaştırıcı kullanılmalı, 67

68 ĐŞLENEBĐLĐRLĐK Lifli betonların işlenebilirliğini etkileyen faktörler: - Maksimum tane çapı - Tane dağılımı, - Lif hacmi, - Lif tipi, - Lif görünüm oranı, - Su/çimento oranı, - Sıkışık hava miktarı. Lifli betonlarda işlenebilirliği azaltan en önemli iki parametre: - Karışımdaki lif hacmi, - Lif görünüm oranı (uzunluk/çap). 68

69 ĐŞLENEBĐLĐRLĐK DENEYLERĐ SLUMP DENEYĐ SAĞLIKLI SONUÇLAR VERMĐYOR! GÖRECELĐ OLARAK KULLANILABĐLĐR. VE-BE DENEYĐ LĐFLĐ BETONLAR ĐÇĐN EN UYGUN ĐŞLENEBĐLĐRLĐK DENEYĐ. 69

70 BASINÇ DAYANIMI Nihai yükte belirgin bir artış olmamasına karşın lifli beton tek eksenli yükleme altında daha sünek davranabilmektedir. Yükleme düzlemine dik olan lifler basınç gerilmesinde herhangi bir işlev üstlenmez. Yükleme düzlemine paralel lifler basınç gerilmesinin artışına duyarlıdır, sünekliği arttırılar. 70

71 7. PÜSKÜRTME BETON

72 PÜSKÜRTME BETON (GUNITE, SHOTCRETE) Agrega Çimento Su Priz hızlandırıcı Aderans arttırıcı Boru hattında basınçlı hava ile taşınma Püskürtülerek yerine yerleştirme YAŞ KARIŞIM KURU KARIŞIM 72

73 Betonun taşınması, yerleştirilmesi ve sıkıştırılması bir arada Kalıp gerektirmez, işçilik tasarrufu Yüksek uygulama hızı Özel ekip ve ekipman Geri sıçrama ile malzeme kaybı 73

74 PÜSKÜRTME BETON 74

75 ÇELİK LİFLİ PÜSKÜRTME BETON (STEEL FIBROUS SHOTCRETE) DEMİRYOLU TÜNEL TAMİRİ/UŞAK 75

76 8. SİFCON

77 SIFCON UN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Yüksek tokluk, Yüksek çekme dayanımı, Yüksek eğilme dayanımı, Yüksek basınç dayanımı, Yüksek kesme dayanımı KULLANIM ALANLARI Patlama ve darbe etkisine maruz kalabilecek elemanlarda, Enerji yutma kapasitesi yüksek özel yapıların inşaasında, Hasarlı yapıların tamiri, güçlendirilmesinde vb. 77

78 SIFCON (SLURRY INFILTRATED CONCRETE) ÇİMENTO SU SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI SİLİKA DUMANI ÇOK İNCE KUM HACİMCE % 4-20 ÇELİK LİF (YÜKSEK DONATI İÇERİĞİ) YÜKSEK DEFORMASYON KAPASİTESİ, % BASINÇ DAYANIMI MPa EĞİLME DAYANIMI MPa 78

79 79

80 LĐF Yüksek çekme dayanımı, yüksek tokluk LĐFLĐ BETON lif hacmi %1-3 SIFCON lif hacmi %5-30 (SLURRY INFILTRATED FIBER CONCRETE) 80

81 KULLANILAN MALZEMELER BAĞLAYICI Çimento (CEM I 42,5 N) Silika Dumanı (YKS) Uçucu Kül (Soma) AGREGA Bazalt (Dmax=1 mm) Kuvars (Dmax=1 mm) Kuvars (Dmax=0.1 mm) KİMYASAL KATKI KİMYASAL KATKI Polikarboksilat esaslı yeni nesil hiper akışkanlaştırıcı 81

82 ÇELĐK LĐF l/d=55 Çap d=0,55mm Uzunluk l=30mm Akma gerilmesi (MPa) 719,1 Akma birim def. (%) 1,4 Maks. gerilme (MPa) 1146,5 Maks. birim def. (%) 4,5 Kopma gerilmesi (MPa) 1048,1 Kopma birim def. (%) 4,7 82

83 UK60 HARCI ĐÇĐN LĐF HACMĐNE BAĞLI OLARAK YÜK-SEHĐM ĐLĐŞKĐSĐ Yük, N Yük, N ,1 0,2 0,3 0,4 Orta nokta dep., mm 0% lif 2% lif 6% lif 10% lif Orta nokta dep., mm 83

84 84

85 SIFCON ile onarım ve güçlendirme a Yük (P/2) 25 SIFCON ceket d= onarılmış onarılmış Kirişin kaymaya karşı dayanımının arttırılması için SIFCON ceket uygulanması (boyutlar: mm) 85

86 9. REAKTİF PUDRA BETONU

87 REAKTİF PUDRA BETONU (REACTIVE POWDER CONCRETE) AGREGA VE KUM YERİNE REAKTİF KUVARS, 300 µm SİLİKA DUMANI BUHAR KÜRÜ VEYA YÜKSEK BASINÇLI BUHAR KÜRÜ TOKLUK İÇİN ÇELİK MİKROLİFLER YÜKSEK KOMPASİTE, GRADASYON ÖNEMLİ BASINÇ DAYANIMI MPa ELASTİSİTE MODÜLÜ MPa 87

88 Betonun gelişim sürecinde basınç dayanımı-su/çimento ilişkisi 88

89 REAKTĐF PUDRA BETONLARININ MEKANĐK ÖZELLĐKLERĐ Mekanik Özelikler NDB YDB RPB Basınç dayanımı (MPa) Elastisite modülü (GPa) Eğilme dayanımı (MPa) Kırılma enerjisi (J/m 2 )

90 90

91 Aynı Moment Taşıma Kapasitesine Sahip (675 KN.m) RPB, Çelik Profil, Öngerneli Betonarme I Kiriş ve Öngermeli Betonarme T Kiriş (Dauriach, 1997). 91

92 92

93 ĐTÜ VE ĐSTON FĐRMASININ ORTAK ÇALIŞMASI 93

94 B.A KĐRĐŞ RPC Yanal rijitliği yetersiz yapılarda RPB, sahip olduğu yüksek enerji yutabilme kapasitesi ve eğilme dayanımındaki yüksek değerleri bu betonlardan üretilecek olan özel paneller ile yapıların güçlendirilmesinde geleceğe dair yeni çözümler sunabilir 94

95 Kür Koşullarının Đncelenmesi Yüksek Basınçlı Buhar Kürü (otoklav kürü) Süresinin Đncelenmesi kg dm3 Çimento 830,0 266,0 Silika tozu ( MS ) 249,0 113,2 Kuvars Tip 1 513,0 197,3 Kuvars Tip 2 256,0 100,4 Kuvars Tip 3 256,0 100,4 Su 151,0 151,0 katkı 53,0 48,2 S/B 0,17 0,47 katkı % 4,9 12,7 Lif 234,0 30,0 Toplam 2308,0 976,5 lifli toplam 2542,0 1006,5 Yayılma tablası 115 mm Otoklav kürü uygulanan örneklerini harç dizaynları ve kullanılan otoklav makineleri 95

96 Eğilme deneyi sonrası kırılan örnekteki lif dağılımı 96

97 RPC ÜRETİMİ-DEÜ YAPI MALZEMESİ LABORATUVARI Malzeme (kg/m 3 ) KONTROL UK40 YFC60 Çimento Silika tozu YFC UK mm Boksit ,4 886,5 0-1 mm Boksit ,9 Su Kim. Katkı (Glenium ACE 30) Lif Toplam ,4 2515,4 Lifli toplam ,4 2749,4 S/B 0,13 0,14 0,13 Kim. katkı (%, bağlayıcı) 4,5 5,5 4,5 97

98 Hidratasyonun ilk Aşamalarında Sıkıştırma Uygulama Sistemi Priz sırasında (8 saat süre ile) özel kalıplar içerisinde basınç altında tutulmuş (30 MPa) ve ardından otoklavda (8 saat 2.0 MPa) kür Sıkıştırma aparatı Yüksek kaliteli çelik kalıp 30 ton kapasiteli hidrolik pompa 98

99 RPC DE BASINÇ DAYANIMI 450 Sıkıştırma yok Sıkıştırma var MPa Basınç dayanımı, KONTROL UK 40 YFC 60 Karışım 99

100 OTOKLAV KÜRÜ GEÇİRMİŞ KONTROL NUMUNELERİNİN (BASINÇ DAYANIMI=285 MPa) İÇ YAPISI 100

101 BASINÇ ALTINDA SIKIŞTIRILMIŞ VE OTOKLAV KÜRÜ GEÇİRMİŞ KONTROL NUMUNELERİNİN (BASINÇ DAYANIMI=400 MPa) İÇ YAPISI 101

102 10. SİLİNDİRLE SIKIŞTIRILMIŞ BETON

103 Silindirle sıkıştırılmış beton (RCC) ile baraj yapımı 103

104 Silindirle sıkıştırılmış beton (RCC) ile yol yapımı 104

105 11. POLİMER BETONLAR

106 Polimer Beton (PC) SINIFLANDIRMA Betonun zayıf olan çekme dayanımı, düktil ve betona kıyasla çekmede daha güçlü olan polimerik malzemelerin kullanımıyla iyileştirmektir. Polimer ile Modifiye Edilmiş Beton (PMC) Polimer Emdirilmiş Beton (PIC) 106

107 POLİMER BETON (PC) (Sentetik reçine betonu, plastik reçine betonu, reçine betonu ) Bağlayıcı olarak sadece polimerlerin kullanıldığı, polimer ve agrega karışımlarıdır. Monomer ve agrega karışımının polimerizasyonu ile elde edilir. Portland çimentosu ve su içermezler. Polimer içeriği genellikle, çimento ağırlığının%5-15 idir. Priz süreleri ve maksimum dayanım için gerekli süre, katalizör sistem ve sıcaklığın ayarlanması ile, birkaç dakikadan birkaç saate kadar kolaylıkla değiştirilebilmektedir. 107

108 PC KULLANIM ALANLARI Birkaç saat içinde yüksek basınç dayanımları elde edilebilmektedir. Betonlama işlerinin acilen yapılmasının gerektiği; madencilik işlerinde, tünellerde ve otoyollarda kullanımı uygun olmaktadır. Kimyasal etkilere karşı dayanıklılığının iyi, Erken dayanımının ve elastisite modülünün yüksek Endüstriyel işlerde Kaplamalarda Tamir işlerinde Malzemenin termal ve sünme özellikleri, yapısal PC uygulamaları için genellikle uygun değildir. 108

109 POLİMER İLE MODİFİYE EDİLMİŞ BETONLAR (PMC) Polimer Lateksleri Sıvı Reçineler Toz Halindeki Emülsiyonlar Suda Çözünebilen Polimerler Monomerler En yaygın olarak kullanılanı lateks modifiye betonlar (LMC) olup, karışım suyunun bir kısmı yerine lateks adı verilen polimer emülsiyonlar kullanılır. Sadece birkaç polimerin betona ilave edilmesi uygun olmaktadır. Çoğu polimer kötü kalitede LMC üretimine yol açmaktadır. 109

110 BAĞLAYICI FAZDA ÇİMENTONUN HİDRATASYONU VE POLİMER FİLM OLUŞUMU 110

111 LATEX MODİFİYE BETON-LMC Eski betona çok iyi aderans ve agresif çözeltilere yüksek dayanıklılık. Endüstriyel zeminlerin kaplanması ve hasarlı köprü döşemelerinin onarımı. LMM, tamir, kaplama veya döşeme yüzeylerinin seviyelendirilmesinde, LMB döşemelerin üzerine kaplama üretilmesinde. SBR döşeme ve köprü kaplamalarında. Betona mükemmel aderans dayanımı, daha yüksek eğilme dayanımı ve daha düşük geçirimlilik. Akrilik lateksler, renklerini kaybetmeme (solmama). Mimari işlerde ve seramik yapıştırıcısı. 111

112 POLİMER EMDİRİLMİŞ BETON Sıvı monomerlerin beton içerisine emdirilmesi ve daha sonra monomerin polimerizasyonu ile boşlukların içinde katı polimerin oluşturulması. Monomerin beton içerisine girişi, atmosferik veya basınçlı daldırma işlemi ile sağlanmaktadır. Tamamıyla emdirme, boşlukların %85 ini polimer ile doldurmayı ifade eder. Kısmi emdirme, yüzeysel emdirmeyi içermektedir. Daha gözenekli beton daha fazla monomer gerektirir. Bununla birlikte, bu betonlara monomer emdirme daha kolay ve daha hızlı yapılabilmektedir. Tam emdirme işlemi başarılabilirse, nihai betonun dayanımı büyük ölçüde başlangıçtaki betonun dayanımından bağımsızdır. Kısmi emdirme uygulandığında bu durum geçerli değildir. Çünkü bu durumda, polimer emdirilmeden kalan betonun kalitesi önem taşımaktadır. PIC un dayanımı, sonuçta oluşan malzemenin porozitesine bağlıdır 112

113 PIC ÜRETİM TEKNOLOJİSİ H 2 O çıkışı (a) Isıtma ve kurutma ila 150 C (b) monomer emdirme -yaklaşık olarak, 70 kpa basınç altında 1 saatte (c) Polimerizasyon - gama ışınları kullanılarak (radyasyon) - bir katalizör ve ısı kaynağının kullanımıyla (termal katalitik polimerizasyon). (d) Son ürün 113

114 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ II DERSĐ BETON TEKNOLOJĐSĐ ÖZEL BETONLAR