9-3. betonun bakımı (kür) sıcak havalarda beton yapımı. Paki Turgut

Transkript

1 betnun bakımı (kür) sıcak havalarda betn yapımı 9-3 Paki Turgut Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdğan, Betn 2) İlker Bekir Tpçu, Betn Teknljisi, ) Hewlett PC, Cement Admixture: uses and applicatins, Cement Admixture Assciatin 4) Dmne P, Illstn J, Cnstructin Materials, 4th Editin 5) Mindess S et al., Cncrete, 2nd Editin 6) Hewlett P, Lea's Chemistry f Cement and Cncrete, 5th Editin 7) Mehta PK, Mnteir PJM, Cncrete: Micrstructures, prperties, and materials 8) Prtland Cement Assciatin

2 Sıcak havalarda betn yapımıyla ilgili larak bilinmesi gereken önemli knu, sıcak hava kşullarının ne lduğunu tanımlamaktır. ACI Betn Kmitesi sıcak hava kşullarını şöyle tanımlamaktadır: Aşırı yüksek sıcaklık, Düşük bağıl nem, Yüksek rüzgar hızı kmbineznları. Sıcak hava kşulları taze ve sertleşmiş betnun özelliklerini etkilemektedir. Sıcak hava kşullarının lumsuz etkileri; İşlebilirlik (çökme) kaybı, Platik rötre çatlağı, Priz sürelerinin kısalması, Nihai betn dayanımında azalma

3 Sıcak havalarda betn yapımı Kuru ve sıcak hava kşulları taze betna zarar verir. Aşırı derecede plastik büzülmeye müsade edilmemelidir. Taze betn, kuru şartlar, direkt güneş ışığı ve rüzgardan krunmalıdır. Perdahlama işleminden snra, ıslak kür uygulanmadan önce yüzey geçiçi larak örtü ile kapatılmalıdır. Güneşi yansıtacak ve böylece betn sıcaklığını yükseltmeyecek kür malzemeleri tercih edilmelidir. Betnda parazit gerilmeler luşturan ıslanmakuruma tekrarlarının luşmaması için sürekli ıslak tutulmalıdır. Sıcak lan betn yüzeyine sğuk su ile kür yapılmamalıdır.

4 Sıcak havalarda betn yapımı Betn imalatının yapıldığı şantiye kşullarındaki hava kşulları, betn karışımının tasarlandığı, saklandığı ve test edildiği labratuar kşullarından farklıdır. Sıcak havalar betnun hidratasyn ve nem kaybı hızını artırarak betnun kalitesini lumsuz yönde etkiler. Olumsuz sıcak hava kşulları şunlardır ; Çevre sıcaklığının yüksek lması, Betn sıcaklığının yüksek lması, Bağıl nemin düşük lması, Rüzgar hızının yüksek lması, Güneş ışınımı.

5 Sıcak hava kşulları taze betnda şu lumsuzluklar luşturur; Karışım suyu ihtiyacı artar, Betn dökümünün yapıldığı yerde, betna su katılmasına neden lan çökme kaybında artış, Priz süresinde kısalma: yerleştirme ve perdahlamayı zrlaştırır, Plastik rötre çatlakları luşması, Kürün erken başlamasına neden lur, Hava sürükleyici katkı miktarı ayarı kntrlü zrlaşır, Taze betn sıcaklığının artması, nihai dayanımı azaltır, Ptansiyel ısıl genleşme çatlakları luşması.

6 Betn dökümünün yapıldığı yerde, betna su katılması, sertleşmiş betnun özelliklerini lumsuz yönde etkiler. Bu lumsuzluklar; W/C ranı artırılırsa, dayanım azalır, Yüzeyde kusulmuş su Çatlamalardan dlayı, dayanıklılık azalır, Betnun geçirgenliği (permabilitesi) artar, Ünifrm lmayan bir yüzey luşur, Kuruma büzülmesi artar, Taze betn su kusar ve yüzeydeki betnun W/C ranı artar, bu kısımdaki betnun aşınma direnci azalır.

7 Sıcak hava kşullarında yapılmış taze betnun sıcaklığının C lması en uygun durumdur, fakat pratikte bu mümkün değildir. Yönetmeliklerde, yerine yerleştirilmiş taze betnun sıcaklığının C den daha az lması gerektiği belirtilmektedir. Hazır betnlarda sıcaklığın 32 C ulaşması durumunda birçk güçlük rtaya çıktığı belirtilmektedir. Sıcak havalarda betn yapımında alınacak önlemler şunlardır; Taze betnu sğutmak ya da betnu luşturan bileşenleri birini veya birkaç tanesini sğutmak, Hızlı bir şekilde yerleştirme ve sıkıştırmaya sağlayan taze betn kıvamı seçmek, lanak Taşıma, yerleştirme ve perdahlama süresini mümkün lduğu kadar hızlı yapmak,

8 En uygun hava kşullarını seçmek (gece veya uygun hava), Yerleştirme ve perdahlama esnasında su kaybını önlemek için gölgelik, rüzgar bariyerleri, su püskürtme yöntemleri kullanmak, Mastarlama işleminden snra, buharlaşmayı engellemek için geçici örtü uygulamak,

9 Betn sıcaklığının artmasıyla meydana gelen çökme (işlenebilirlik) kaybını önlemek için, taze betna şantiyede su katılması yluna gidilmektedir. Yüksek sıcaklıklarda çökme miktarını sabit tutmak için daha fazla suya ihtiyaç duyulmaktadır. Taze betna çiment eklenmeden su eklenmesi, W/C ranını artırır. Bu durumda, sertleşmiş betnun dayanımı azalır. W/C ranının değişmemesi için karışıma çiment eklenmesi dğru bir davranış değildir. Çünkü ilave çimet eklenmesi takrar vetn sıcaklığını artıracak ve yine su ihtiyacını artıracaktır. Şekilde görüldüğü gibi, taze betnun sıcaklığı 10 C den 38 C ye yükseldiğinde 75 mm lik çökmeyi sağlamak için (aynı 3 işlenebilirliği sağlamak için) 20 kg/m ilave suya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ilave su miktarı betn dayanımında %12-15 arasında bir dayanım kaybı luşturur. 3 Su ihtiyacı kg/m Çökme: 75 mm En büyük agrega çapı: 37.5 mm Betn sıcaklığı C

10 Her 25 mm çökme değişimi için gerekli lan su miktarındaki değişim % Su ihtiyacı Çökme Çökme, mm Betn sıcaklığı C Tip I ve Tip II çiment Çiment miktarı 300 kg/m3 Agreganın en büyük tane byutu 38 mm Hava miktarı (hacim) % 4.5 Diğer önemli bir knu da, süperakışkanlaştırıcı kullanılan betnların sıcaklığı arttığında, çökme kaybı fazla lmaktadır. Ancak süperakışkanlaştırıcılar başlangıçtaki çökme değerini artırdığından bu prblem lmayacaktır.

11 Taze betnun karışım sıcaklığının çk yüksek lması, priz süresini kısaltır böylece taşıma, yerleştirme ve mastarlama yapılabilmesi için gerekli lan süreyi de kısaltır. sğuk derz Betnda süreksizlikler ve sğuk derzlerin luşmaması için, taze betnun uzun süre plastik kalması gerekir. Priz geciktirici katkıların kullanılması, yüksek sıcaklıktan kaynaklanan erken priz alma prblemlerini rtadan kaldırır. Betn dökümünden snra ilk 24 saatlik kür 38 C sıcaklıkta yapılırsa, C sıcaklıkta kür edilen betna kıyasla 28 günlük basınç dayanımda %10-15 azalma meydana gelir.

12 Sıcak hava kşullarında, betnda taze veya sertleşmiş durumdayken çatlaklar luşabilir. Taze betn karışımı içerisindeki suyun çk hızlı buharlaşması snucunda plastik büzülme çatlakları luşur. W/C ranı yüksek betnlarda, kuruma büzülmesinin aşırı lması nedeniyle sertleşmiş betnda da çatlaklar luşur. Betnun sğuması esnasında da ısıl genleşme çatlakları meydana gelir. Taze betnun çk sıcak lması, daha fazla hava sürükleyici katkı miktarı gerektirir.

13 Betnu luşturan malzemelerin sğutulması Taze betn sıcaklığını düşürmenin yöntemi, karıştırma işleminden önce malzemeleri sğutmaktır. Sıcak havalarda, agregalar ve karışım suyu mümkün lduğu kadar serin rtamda tutulmalıdır. Karışım suyu sğuk bir kaynaktan alınmalı, Su tankları direkt güneş ışığına maruz kalmamalı, Su tankları ve brular tprağa gömülmelidir, Su tankları ve brular gölgelik altında lmalı veya beyaza byanmalıdır, Mümkünse su buzdlabında sğutulmalı, sıvı azt veya buz kullanılabilir, Pratik larak suyun sıcaklığını 2 C düşürmek, betn sıcaklığını 0.5 C düşürür, Sadece suyu sğutarak betn sıcaklığı en fazla 4.5 C düşürülebilir. Karışım suyunda kullanılan buz miktarı, karışım suyuna dahil edilmelidir ve karışım tamamlandığında tamamen eritilmelidir.

14 Betn karışımı için gerekli malzemeler kamyn mikseri içerisine dldurulmadan önce buz dldurulmalıdır. Betn döküm işlemi yapılmadan önce, buzun tamamı erimiş lmalıdır ve bu nedenle betnu karıştırma süresi yeterli lmalıdır. En fazla 11 C sıcaklık düşümüne müsade edilmelidir. Sıvı azt gazı kullanılıyrsa, bu gaz dğrudan betn mikseri içine ya da kamyn mikserine verilmelidir. Agrega sıcaklığını C azaltmak, betn sıcaklığını 0.5 C kadar azaltır. Agrega sıcaklığının azaltılması, agreganın sürekli ıslatılması veya sundurma altına bulundurulmasıyla sağlanabilir. Suyun tuzlu lmamasına dikkat edilmelidir. Sğuk su tankları içine yerleştirilerek te sğutulabilir. Çiment sıcaklığının taze betn sıcaklığına etkisi azdır. Çünkü diğer malzemelere kıyasla miktarı azdır. Çiment sıcaklığında 5 C lik bir değişim taze betn sıcaklığını sadece 0.5 C değiştirir.

15 Çimentnun sıcak lmasının nedeni, üretim esnasındaki öğütmeden kaynaklanır. Çiment sıcaklığı taze betn sıcaklığını çk fazla etkilememesine rağmen, bazı yönetmelikler betnda kullanılacağı esnada çiment sıcaklığını sınırlamaktadır. Bu sınır değeri 66 C ile 82 C arasındadır (ACI Kmitesi 305). Mineral Katkıların Kullanılması Birçk betn üreticisi sıcak havalarda betn üretiminde bağlayıcı özellikte mineral katkı kullanımı knusunda hemfikirdir. Uçucu kül ve diğer puzlanlardan başka granüle curuf kullanımı da önerilmektedir. Bu malzemeler hem priz süresini uzatır hem de çökme kaybı hızını azaltır. Ancak kullanımlarında bazı önlemler alınması gerekir. Çünkü taze betnda su kusma hızı buharlaşma hızından düşüktür. Bu durumda plastik rötre çatlakları ya da mzaik görünümlü çatlaklar luşur.

16 Taze betn başlangıç sıcaklığı Taze betnun başlangıç sıcaklığının bileşen sıcaklıklarına bağlı larak hesaplanması T = 0. 22( T M + T M ) + T M + T M a a c c w w wa wa 0. 22( M + M ) + M + M a c w wa Malzeme Çiment Su Agrega Ağırlık (M), kg Özgül ısı Sıcaklığı 1 C Malzemenin Malzemenin kj/kg.k değiştirmek için başlangıç sıcaklığı tplam ısısı, gerekli ısı, kj (T), C kj (1) (2) (3) (4) (5) (1x2) (3x4) ,328 13,905 45,684 79,917 Taze betnun başlangıç sıcaklığı= 79,917/2515=31.8 C Taze betnun başlangıçta sıcaklığını 1 C düşürmek için; Çimentnun sıcaklığı= 2515/308= 8.2 C düşürülmeli ya da Suyun sıcaklığı= 2515/515= 4.9 C düşürülmeli ya da Agreganın sıcaklığı= 2515/1692= 1.5 C düşürülmelidir.

17 Buz kullanılması durumunda Füzyn ısısı nedir? Katı bir maddenin sıcaklığı değişmeden, katı durumdaki bir birimlik kütleyi sıvı hale dönüştürmek için gereken ısı miktarıdır. Taze betnun başlangıç sıcaklığının bileşen sıcaklıklarına bağlı larak rtamda buz lması durumunda hesaplanması T 0. 22( TaMa + Tc M c) + Tw Mw + Twa M wa - 80Mi = 0. 22( M + M ) + M + M + M a c w wa i Malzeme Çiment 335 Su 79 Agrega 1839 Buz 44 =44x335(füzyn ısısı)= Ağırlık (M), kg Özgül ısı Sıcaklığı 1 C Malzemenin Malzemenin kj/kg.k değiştirmek için başlangıç sıcaklığı tplam ısısı, gerekli ısı, kj (T), C kj (1) (2) (3) (4) (5) (1x2) (3x4) ,328 8,937 45, ,740 60,209 Taze betnun başlangıç sıcaklığı= 60,209/2515= 23.9 C

18 Betn Dökümünden Önceki Hazırlıklar Betn yerine yerleştirilmeden önce bazı önlemler alınmalıdır. Bu önlemler sıcak havalarda taze betnun sıcaklığını sabit tutmak ya da betn sıcaklığını düşürmek için gereklidir. Güneş ışığı kaynaklı ısı etkisini azaltmak için mikserler, kızaklar, taşıyıcı bantlar, sillar, pmpa bruları ve diğer ekipmanlara mutlaka gölgelik yapılmalı, beyaza byanmalı ve ıslak çuval bezi ile sarılmalıdır. Kalıplar, dnatılar ve zemin betn dökümünden önce su ile sğutulmalıdır. Betnun döküleceği muhitin su ile sislenmesi sadece temas yüzeylerini sğutmakla kalmayıp ayrıca bağıl nemi de artırır. Böylece betnun sıcaklığında meydana gelecek yükselme ve betndan suyun buharlaşması betnun yerleştirimesi esnasında en aza indirilmiş lur. Zemin üzerine betn dküleceği zaman sulama yapılması gerekir. Ancak döküm esnasında kalıp veya zeminde su birikintileri lmamalıdır. Çk sıcak havalarda, sabahın erken saatlerinde ya da geceleri betn dökümü önerilmektedir. Böylece plastik rötre çatlakları azaltılmış lur.

19 Betnun su ile sislendirilmesi Betnun su ile sislendirilmesi

20 Taşıma, Yerleştirme, Perdahlama Sıcak havalarda betnun taşınması ve yerine yerleştirilmesi mümkün lan en kısa sürede yapılmalıdır. Gecikme lması durumunda hem çökme kaybı hem de taze betn sıcaklığında yükselme meydana gelir. Bu nedenle, yeterli sayıda işçi ve ekipman bulunması işleri hızlandırır. Karıştırma süresi fazla lmalalıdır. Şayet gecikme lursa, mikser durdurulmalıdır böylece karıştırmadan kaynaklanan betn sıcaklığındaki artış engellenmiş lur. ASTM C 94 göre 1.5 saat içinde betnun mikserden alınması gerekir. Çk sıcak havalarda bu süre 1 saat ya da 45 dakika ile sınırlandırılmıştır. Örnek numune üzerinde karışım süresi ve betn sıcaklığı test edilmelidir. Sıcak havalarda betn çk hızlı priz aldığından, sğuk derz luşumunu önlemeye yönelik önlemler alınmalıdır. Özellikle perdelerde üstteki betnun alttaki betn ile birlikte sıkıştırılması için yeterli süre sağlanmalıdır (tabakalı betn dökümü). Geçici gölgelik ve rüzgar bariyerleri önlem için kullanılabilir. Betn yüzeyindeki ıslaklık kayblmadan perdahlama işlemi yapılmalıdır. Kuru ve rüzgarlı havalarda perdahlama yapılıyrsa, mutlaka önem alınmalıdır. Betn yüzeyinde meydana gelmesi muhtemel hızlı kuruma plastik rötre çatlaklarının luşmasına neden labilir.

21 Plastik Rötre Çatlakları Taze betn yerine yerleştirildikten snra plastik rötre (büzülme) çatlakları hemen luşabilir. Yatay yüzeylerde luşan bu çatlakların luşumu, önlem alınırsa azaltılabilir. Genellikle sıcak havalarda betn yapımı esnasında luşur, ancak kötü çevre kşullarında da hızlı buharlaşmadan dlayı luşması muhtemeldir. Bu durumda taze betn yüzeyinde kurumadan kaynaklanan çekme gerilmeleri meydana gelir. Düzensiz çatlaklar luşur. Aşağıdaki nedenler taze betn yüzeyindeki nemin hızlı bir şekilde buharlaşmasına neden lur; Düşük rtam (hava) sıcaklığı Yüksek betn sıcaklığı Ortam neminin düşük lması Rüzgar hızının yüksek lması Plastik rötre çatlaklarınının luşmasının nedeni, taze betn yüzeyindeki suyun hızlı buharlaşmasıdır. Yani su kusma layının buharlaşmaya kıyasla daha yavaş lmasıdır. Plastik rötre çatlaklarının uzunluğu 5 cm ile 100cm arasında değişebilir. Bu çatlakların aralarındaki mesafe 5 cm ile 70 cm arasındadır. Plastik rötre çatlağının luşup luşmayacağını belirleyen gerhangi bir yöntem bulunmamaktadır.

22 Ortam sıcaklığı, taze betn sıcaklığı, bağıl nem ve rüzgar hızını esas alan grafik buharlaşma hızının bulunmasında fayda sağlar ve plastik rötre luşumu hakkında yaklaşık bir bir fikir verebilir. 2 Buharlaşma hızı saatte 1 kg/m yi aştığında önlemler alınmalıdır. Rüzgar bariyerlerinin kullanılması zrunlu lur. 2 Buharlaşma hızı saatte 0.5 kg/m yi aşarsa, puzlanlı betn karışımlarında çatlamalar meydana gelebilir. Silis dumanlı betnlarda su kusma hızı yaklaşık larak saatte kg/m dir. Dlayısıyla daha düşük buharlaşma hızlarında erken kruma gerekmektedir. Betn prizini aldıktan snra, su kusma hızı sıfıra düşer. Bu 2 durumda, buharlaşma hızının 1 kg/m den daha düşük lması durumunda dahi yüzey kurumaya başlar. Önlem alınması gerekir.

23 Bağıl nem % Betn sıcaklığı C Hava sıcaklığı, betn sıcaklığı, bağıl nem ve rüzgar hızına bağlı larak betn yüzeyindeki nemin buharlaşma hızı Rüzgar hızı buharlaşma lan yüzeyde ölçülmüştür. Hava sıcaklığı C Rüzgar hızı km/saat Hava sıcaklığı ve bağıl nem değerleri, buharlaşmanın ölçüleceği yüzeyden m yüksekten ölçülmelidir. Buharlaşma hızı 2 kg (m /saat)

24 Plastik rötre çatlaklarının en aza indirilmesi için alınması gereken önlemler sıcak havalarda betn yapımından önce planlamaya alınmalıdır. Bu önlemler; Kuru ve su emme ihtiyacı lan agregaları suya dygun hale getirmek. Agrega ve karışım suyunu sğutarak, betnun sıcaklığını düşürmek, Dökümnden önce kalıpları ya da temelde tprağı nemlendirme, Rüzgar hızını azaltmak için geçici rüzgar bariyerleri kullanmak, Buharlaşmasını azaltmak için betn üzerinde gölgelikler yapmak, Betnun yüzünü geçiçi örtülerle krumak, Betnu yerleştirdikten snra yüzeyinde su sisi luşturmak, Plastik lifler kullanımı plastik rötre çatlaklarının luşumunu azaltır.

25 Betn dökümü ve malalama işleminden snra betn yüzeyini su sisi luşturmak buharlaşmayı azaltır ve plastik rötre çatlağı luşma riskini azaltır. Su sisi luşturulması çevrenin bağıl nemini yükseltir, böylece betndan suyun buharlaşmasını azaltır. Bu sistem bahçe sulamalarında kullanılanlardan farklıdır ve suyu atmize eden bir sistemdir. Bu işlem betnun yüzü ıslak bir örtü malzemesi ile örtülünceye kadar devam edilmelidir. Betndaki nemin buharlaşmasının azaltılmasının başka ylları da vardır. Betn yüzeyinde nemin buharlaşmasını önlemek için bir film tabakası kullanılabilir. Ayrıca betn dökümü ile kürün başlaması arasındaki sürenin kısaltılması da bir çözümdür. Şayet çatlak luşmuşsa, yüzey tekrar malalanmalı ancak bu asıl çatlama nedenini rtadan kaldırmaz.

26 Betnun Bakımı ve Krunması Sıcak havalarda betnun bakımı ve krunması kritik bir öneme sahiptir. Betn elemanları çevreleyen kalıplar betna zarar vermeden biraz gevşetilmelidir ki, bu kısımlar su ile temas etsin. Özellikle betnun açıkta kalan üst kısmının su ile teması kesilmemelidir, böylece üst kısımdan verilen su kalıp içindeki betnun yüzeyi ile temasa geçer, buharlaşmayı azaltır. Betnun sıcaklığı ile kür için kullanılan suyun sıcaklığı arasındaki fark 11 C den fazla lmamalıdır. Betn dökümünden snraki birkaç saatlik nem kürü ldukça önemlidir. Nem kürü ilk 24 saat devam etmelidir. Sıcak havalarda bu işlem kesintisiz larak devam etmelidir. Şayet yapılamıyrsa ve betn yüzeyi de ıslaksa, betn yüzeyi ısıyı yansıtan plastik ya da kağıt örtülerle kapatılmalıdır. Sıcak havalarda betnun yüzeyine kür malzemesi sürülmeden önce betnun yüzeyi 24 saat byunca sürekli ıslatılmalıdır. Eğer bu yapılamıyrsa, malalama işleminden hemen snra kür malzemesi yüzeye uygulanmalıdır. Sıcak havalarda betnun yüzeyinde kümes teli yapısına benzer şekilde çk ince çatlaklar luşabilir.

27 Kimyasal Katkıların Kullanımı Priz geciktirici katkıların kullanımı priz süresini uzatır. Ancak bu tür katkıların kullanımı çökme kaybını artırabilir. Hidratasynu kntrl edebilen bir kimyasal katkının kullanımı, çimentnun hidratasynunu ve priz almayı durdurmak için kullanılabilir. Hidratasynu tekrar başlatmak için ise aktivatör kullanılabilir. Bu tür kimyasal katkılar gerçek uygulamada kullanılmadan önce mutlaka test karışımında kullanılmalıdır. Bu tür kimyasal katkıların kullanılan çiment veya akışkanlatırıcılar ile uyumu mutlaka kntrl edildikten snra uygun ise kullanılmalıdır..

28 Hidratasyn Isısı Çimentnun hidratasyn ısısından dlayı taze betnun sıcaklığı, çevre sıcaklığı ve kullanılan çiment miktarına bağlı larak artar. Pratik larak, her 45 kg Prtland Çimentsu artımı, betn sıcaklığında 5 ile 9 C sıcaklık artışına neden lur. Özellikle sıcak havalarda kütle betnu yapımında bu durum dikkate alınmalıdır.