YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR -1-2-

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR Doç. Dr. Halit YAZICI Yüksek Performanslı betonlar GİRİ

2 BETONUN ÖZELLİKLERİ 4.)KOMPASĐTE - fcđlđşkđsđ: YÜKSEK KOMPASĐTE YÜKSEK DAYANIM 5.) DIŞ ETKĐLER - KÜR KOŞULLARI: YÜKSEK SICAKLIK DERECELERĐ YÜKSEK NEM ORANLARI DAYANIM KAZANMA HIZINDA ARTIŞ

3 Kür koşulları Sürekli suda kür 7 günden sonra havada 3 günden sonra havada Sürekli havada Beton yaşı, gün Basınç dayanımı, %, 28 gün ıslak kür edilmiş beton dayanımına göre

4 Sıcaklık etkisi Döküm ve kür aynı sıcaklıkta Farklı bir sıcaklıkta döküm sabit bir sıcaklıkta döküm Normal sıcaklıkta döküm farklı sıcaklıklarda kür 4

5 Sıcaklık etkisi S/Ç: 0.50 Tip II çimento Örnekler gösterilen sıcaklıkta dökülmüş, korunmuş ve bekletilmiştir. Zaman, gün 5 21 C de sürekli ıslak kür edilen örneğe göre bağıl dayanım %

6 S/Ç: 0.53 Basınç dayanımı, MPa Tip II çimento Örnekler belirtilen sıcaklıklarda dökülmüş ve 2 saat bekletilmiştir..daha sonra tüm örnekler 21 C de bekletilmiştir Zaman, gün 6

7 21 C de 28 Gün bekletilen numuneler kıyasla Bağıl basınç dayanımı, % S/Ç: 0.53 Örmekler 21 C de dökülmüş ve 6 saat bu sıcaklıkta bekletilmiştir.. Daha sonra örnekler belirtilen sıcaklıklarda test gününe kadar bekletilmişlerdir. Zaman, gün 7

8 BETONUN ÖZELLİKLERİ 6.)DENEY KOŞULLARI - ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI YÜKLEME HIZI: kg/cm 2 /s

9 BETONUN ÖZELLİKLERİ 6.)DENEY KOŞULLARI - ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI YÜKLEME HIZI: kg/cm 2 /s PRES TABLASI-ÖRNEK YÜZEYĐ ARASI SÜRTÜNME ÖRNEKLERĐN NEM DURUMU ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI

10 BETONUN ÖZELLİKLERİ 6.)DENEY KOŞULLARI - ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI STANDART SĐLĐNDĐR 15X30 cm h/d ORANI=2.0 KAROTLARDA FARKLI h/d ORANLARI VARSA TS de h/d =1.0 DÜZELTME YAPILMALIDIR. ASTM ve BS DE h/d < 0.95 ĐSE DENEY YAPILAMAZ!

11 BETONUN ÖZELLİKLERİ 6.)DENEY KOŞULLARI - ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI 15 veya 20 cm AYRITLI KÜP BOYUT ETKĐSĐ : ÖRNEK : 10 cm 15 cm 20 cm BAĞIL DAYANIM (%) :

12 BETONUN ÖZELLİKLERİ 6.)DENEY KOŞULLARI - ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI 15 veya 20 cm AYRITLI KÜP ŞEKĐL L ETKĐSĐ : ŞEKĐL L : NARĐNL NLĐK K (h/a) : PLAK 0.5 BAĞIL DAYANIM (%) : KÜP PRĐZMA

13 BASINÇ DAYANIMINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER ÖRNEK EKLİ, BOYUTLARI ve NARİNLİĞİ d h h/d ORANI PRES TABLASI İLE SÜRTÜNME 13

14 Düzgün kırılma 14

15 Düzgün olmayan kırılma 15

16 Düzgün kırılma 16

17 Düzgün olmayan kırılma 17

18 Boyut Etkisi Silindir yüksekliği: 2 x Çap Bağıl Dayanım, % Silindir çapı, cm 18

19 gerilme dayanım YÜKLEME HIZI 1.00 Birim deformasyon hızı günlük örnekler fc = 21 MPa / 100 gün / 1 gün / 1 saat 0.001/ 1 dakika Birim deformasyon 19

20 Beton dayanımı ÖRNEK Boyutu Narinliği Nem durumu MATRĐS POROZĐTESĐ Su/Çimento Oranı Mineral Katkı Çimento Miktarı Hidratasyon derecesi (kür süresi, sıcaklığı, nem) Hava Đçeriği (Hapsolmuş, Sürüklenmiş BĐLEŞENLERĐN DAYANIMI AGREGA POROZĐTESĐ YÜKLEME ŞARTLARI Gerilme türü Uygulama hızı ARAYÜZEY POROZĐTESĐ Su/Çimento Oranı Mineral Katkı Terleme özellikleri (agrega maks. tane boyutu, tane dağılımı, geometri) Sıkışma derecesi, hidratasyon derecesi,(kür süresi, nem, sıcaklık) Agrega ile çimento hamuru arasındaki reaksiyon

21 BETONUN ÖZELLİKLERİ ÇEKME DAYANIMI EKSENEL ÇEKME ( f ct ) f ct = ( f ct ) 1.5 SİLİNDİR YARMA ( f ct ) = ( f ct ) 2.0 EĞİLME ( f ct ) ÇEKME DAYANIMI BASINÇ DAYANIMI İLE TABLOLAR f = 1.1 f ctk ck (TS500)

22 Direkt çekme 22

23 Eğilmede çekme dayanımı 23

24 BETONUN ÖZELLİKLERİ KESME DAYANIMI A INMA DAYANIMI DARBEYE DAYANIKLILIK f-ε BETONUN DAVRANI I ve ELASTİSİTE MODÜLÜ

25 BETONUN ÖZELLİKLERİ BETONUN f-ε DAVRANI I f ε

26 BETONUN ÖZELLİKLERİ BETONUN f-ε DAVRANI I f f c f c 3 ε 0 ε bm ε

27 basınç dayanımı gerilme yükün boşaltılması kalıcı deformasyon Birim deformasyon 27

28 80 C80 60 Dayanım (MPa) 40 C40 20 C Birim ekil Değiştirme (10-6 ) 28

29 BETONUN ÖZELLİKLERİ ELASTİSİTE MODÜLÜ f f c Teğet Modülü 0.4 f c ε

30 BETONUN ÖZELLİKLERİ ELASTİSİTE MODÜLÜ f f c Başlangıç Modülü ε

31 BETONUN ÖZELLİKLERİ ELASTİSİTE MODÜLÜ f f c Sekant Modülü ε

32 Test parametreleri Çimento matrisi Arayüzey(ITZ) Agrega Örneğin nem durumu Yükleme ile ilgili faktörler Porozite Porozite ve Arayüzeyin kompozisyonu Elastisite modülü Betondaki hacim oranı Matrisin elastisite modülü BETONUN ELASTĐSĐTE MODÜLÜ 32

33 Farklı dayanım sınıflarındaki betonların elastisite modüllerinin zamanla değişimi (1 yıla kadar) Elastisite modülü ileriki yaşlarda basınç dayanımından daha hızlı gelişiyor 33

34 BETONUN ÖZELLİKLERİ BETONUN ZAMANA BAĞLI DAVRANIŞI SÜNME f ε t t

35 BETONUN ÖZELLİKLERİ BETONUN ZAMANA BAĞLI DAVRANIŞI SÜNME RÖTRE-BÜZÜLME YORULMA

36 Büzülme ve sünme 36

37 YORULMA Betonun tekrarlı yüklemeler sonucu gerilme-şekil değiştirme ilişkisi değişmekte ve eğri gerilme eksenine göre iç bükey haline gelmektedir Eğrinin bu şekli alması kırılmaya yaklaşıldığının göstergesidir Alt gerilmenin sıfır olduğu durumda 10 6 yükleme sonunda betonun yorulma dayanımı statik dayanımının %50 si mertebesindedir 37

38 ÖZEL BETONLAR HAVALI BETONLAR PLASTĐK KATKILI BETONLAR (PCC, PC, PIC) HAFĐF BETONLAR (GAZBETON, CURUFLU BETONLAR, KÖPÜKLÜ BETONLAR) KONTROLLÜ DÜŞÜK DAYANIMLI BETONLAR AĞIR BETONLAR HARÇLAR

39 ÖZEL ÜRETİM TEKNİKLİ BETONLAR HAZIR BETON (POMPA BETONLARI) SHOTCRETE (PÜSKÜRTME BETONLARI) ROLLCRETE ENJEKSĐYON HARÇLARI PREPAKT BETON (PREPACKED) PREFABRĐKASYON BETONLARI VAKUM BETONLARI

40 YENİ MALZEMELER BÜZÜLME YAPMAYAN HARÇ (GROUT) EPOKSİ veya POLYESTER ESASLI TAMİR HARÇLARI ÇİMENTO ESASLI TAMİR HARÇLARI LİF TAKVİYELİ POLİMERLER (FRP) KENDİLİĞİNDEN YERLE EN BETON (KYB) PÜSKÜRTME BETON (shotcrete) LİFLİ BETON (ÇELİK, POLİPROPİLEN, CAM vb.) KENDİLİĞİNDEN YERLE EN LİFLİ BETON SIFCON (Slurry Infiltrated Concrete) RPC (Reactive Powder Concrete Reaktif Pudra Betonu) 40

41 ÇATLAKLAR makro mikro Sistematik Rastgele Tipik (harita) ÇATLAKLAR Taze Beton Plastik büzülme Plastik oturma Kalıp, zemin hareketleri Donma-çözülme vb. Sertleşmiş Beton Yapısal nedenler Deprem, aşırı yükleme, Mesnet çökmesi vb. Büzülme (rötre), Sünme Termal etkiler Kimyasal, fiziksel ve biyolojik yıpratıcı etkilerle betonun bozulması 41 Donatı koroyonu (paslanma)

42 YÜKLEME ÇATLAKLARI SAF EĞİLME SAF ÇEKME 42

43 YÜKLEME ÇATLAKLARI BURULMA KONSANTRE YÜK Eğilme Donatı Boyunca Aderans Çatlağı KESME 43

44 YÜKLEME ÇATLAKLARI MESNET ÇÖKMESİ Mesnet Çökmesi Çatlaklar 44

45 KAYMA ÇATLAĞI X EKLİNDE veya ÇOK SAYIDA İNCE KAYMA ÇATLAĞI ORTA HASAR 45 DÜZEYİ

46 BETONDA EZİLME ve/veya DONATIDA BURKULMA veya DÜĞÜM NOKTASINDA KAYMA ÇATLAKLARI KİRİ TE DÖKÜLME AĞIR HASAR 46

47 Kısa kolon hasarı Betonda ezilme, donatıda burkulma 47

48 TAZE BETON Donatı OTURMA ÇATLAKLARI Çatlaklar Su ve Çimento Harcı İri Agrega OTURMADAN ÖNCE OTURMADAN SONRA SUYU FAZLA, GRANÜLOMETRĐSĐ BOZUK VE ĐYĐ SIKIŞTIRILMAMIŞ TAZE BETONLARDA DAHA BELĐRGĐN BĐR ŞEKĐLDE ORTAYA ÇIKAR

49 TAZE BETON A PLASTİK K OTURMA Yeri : Donatı üstü ve derin kesitlerde Nedeni: Aşırı terleme, Erken yaşlarda hızlı kuruma Önlem : Terlemeyi azalt (hava katkısı), yeniden vibrasyon

50 TAZE BETON PLASTİK K OTURMA A B B Yeri : Üst bölgeler (kemer), Kolon üstleri Nedeni: Aşırı terleme, Erken yaşlarda hızlı kuruma Önlem : Terlemeyi azalt (hava katkısı), yeniden vibrasyon

51 TAZE BETON A B PLASTİK K OTURMA C B Yeri : Farklı derinlikteki kesit, Asmolen mantar döşeme Nedeni: Aşırı terleme, Erken yaşlarda hızlı kuruma Önlem : Terlemeyi azalt (hava katkısı), yeniden vibrasyon

52 TAZE BETON 52

53 TAZE BETON PLASTİK K BÜZÜLME B ÇATLAĞI Buharlaşma Terleme HAZIR BETONDA PLASTĐK K RÖTRE R ÇATLAKLARI DAHA FAZLA! NEDENĐ- DAHA ĐYĐ GRANÜLOMETRĐ, DAHA YÜKSEK ÇĐMENTO DOZAJI, ĐYĐ SIKIŞTIRMA, TERLEMEYĐ ZORLAŞTIRIYOR. BUHARLAŞMA HIZINA TERLEME YETĐŞEMĐYOR.

54 PLASTĐK RÖTRE ÇATLAKLARI BETON YÜZEYĐNDEKĐ SUYUN BUHARLAŞMA HIZI, BETON ĐÇĐNDEKĐ SUYUN YÜKSELME HIZINDAN FAZLA ĐSE BETON YÜZEYĐNDE KURUMA ÜST YÜZEYLERDE BÜZÜLME ĐÇ TABAKALARDA HENÜZ BÜZÜLMEYE UYUM YOK YÜZEYDE ÇEKME GERĐLMELERĐ ÇEKME DAYANIMI YETERSĐZLĐĞĐ ÇATLAKLAR 54

55 BUHARLAŞMA HIZINI ARTTIRAN ETKENLER Bağıl nem, % Beton sıcaklığı, C Rüzgar hızı, km/saat Sıcaklık, ºC 40 Kullanım: 1Hava sıcaklığını girip, bağıl nem eğrisine ulaşın, 2Sağa doğru ilerleyip betonun sıcaklığına ulaşın, 3Aşağı yönde ilerleyip rüzgar hızına ulaşın 4Sola doğru ilerleyip yaklaşık buharlaşma hızını tahmin edin Buharl aşma hızı, kg/m 2 / s

56 HAVA SICAKLIĞI ARTIMI BUHARLAŞMA ARTIMI (5 o C ARTIM BUHARLAŞMADA %100 ARTIŞ) BETON HAVADAN SICAKSA BUHARLAŞMA ARTIMI DAHA FAZLA BUHARLAŞAN SU MĐKTARI SAATTE 0.5 kg/m 2 AŞARSA ÖRNEK: PLASTĐK RÖTRE ÇATLAKLARI HAVA SICAKLIĞI 20 o C, BAĞIL NEM %60, BETON SICAKLIĞI 24.5 o C, RÜZGAR HIZI 25 km/h BUHARLAŞMA MĐKTARI 1 kg/m 2.saat HAVA SICAKLIĞI 25 o C, BAĞIL NEM %30, BETON SICAKLIĞI 30 o C, RÜZGAR HIZI 25 km/h BUHARLAŞMA MĐKTARI 2 kg/m 2.saat 56

57 Plastik büzülme çatlakların oluşmasına neden olabilecek kritik beton sıcaklıkları ve bağıl nem değerleri Beton sıcaklığı ( C) Bağıl nem (%)

58 PLASTİK K BÜZÜLMEB DÖ EMEDE PLASTİK BÜZÜLME ÇATLAKLARI 58

59 PLASTİK K RÖTRE R ÇATLAĞI 59

60 PLASTİK K RÖTRE R ÇATLAĞI 60

61 YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR Doç.. Dr. Halit YAZICI Yüksek Performanslı betonlar

62 Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR Doç. Dr. Halit YAZICI Yüksek Performanslı betonlar GİRİ