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, denge 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