beton karışım hesabı

Transkript

1 9 beton karışım hesabı Paki Turgut Kaynaklar 1) TS 802 Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları 2) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th Edition 3) Mindess S et al., Concrete, 2nd Edition 4) Portland Cement Association

2 Beton karışım hesabı iki aşamadan oluşur. Betonu oluşturan malzemelerin uygun bir şekilde seçimi. Ekonomiklik, işlenebilirlik, dayanım ve dayanıklılık kavramlarını dikkate alarak bu malzemelerin uygun miktarlarını tespit etmek. Ayrıca sünme, büzülme ve kötü çevre koşulları da dikkate alınmalıdır. Beton maliyetinin bağlı olduğu unsurlar

3 Az ya da çok çimento kullanımının beton özelliklerine etkisi Beton karışım hesaplarında işlenebilirliğin önemi Dayanım ve dayanıklılığın önemi

4 Betonda kullanılan malzemelerin mutlak hacimce % miktarları 1 ve 3 de ince agrega fazla karışım çimento olarak zengin 2 ve 4 iri agrega fazla karışım çimento olarak fakir BETONU OLUŞTURAN MALZEMELERİN SEÇİMİNDE Yapı hangi amaçla kullanılacağı Çimento Su Hava İnce agrega İri agrega %15 %18 %8 %28 %31 Karışım 1 Karışım 2 Karışım 3 Karışım 4 %7 %14 %4 %28 %31 %15 %21 %3 %30 %31 %7 %16 %1 %25 %51 Hava sürüklenmiş beton Hava sürüklenmemiş beton Yapının bulunduğu çevrenin şartları, Yapı elemanlarının boyutu ve şeklinin bilinmesi GEREKİR

5 Beton karışım hesabında gerekli bilgiler Çimento ve mineral katkıların özgül ağırlığı İnce ve iri agrega elek analizleri Agreganın en büyük tane boyutu İnce agreganın incelik modülü İnce ve iri agregaların özgül ağırlıkları İri agreganın birim ağırlığı Agregaların su emme kapasitesi ve mevcut nem durumu Kimyasal katkıların özellikleri

6 Betonda çökme değerinin seçilmesi,cm çökme

7 En büyük agrega tane boyutunun seçilmesi D max < (1/5) x kalıp kesitinin en dar boyutu < (1/3) x döşeme kalınlığı < (3/4) x iki donatı arası uzaklık < net beton örtü kalınlığı (paspayı) < (1/3) x pompa borusunun iç çapı

8 Agreganın tane dağılımı, Dmax= 8 mm, 3. veya 4. bölge uygun

9 Agreganın tane dağılımı, Dmax= 16 mm, 3. veya 4. bölge uygun

10 Agreganın tane dağılımı, Dmax= 32 mm, 3. veya 4. bölge uygun

11 Agreganın tane dağılımı, Dmax= 63 mm, 3. veya 4. bölge uygun

12 Pompa betonu için ince agreganın tane dağılımı

13 Pompa betonu için agrega tane dağılımı Dmax=22,4 mm

14 Pompa betonu için agrega tane dağılımı Dmax=31,5 mm

15 Beton üretiminde kullanılacak karışım suyu miktarı, Çimento miktarına Mineral katkı miktarına Akışkanlaştırıcı ve hava sürükleyicilere Agreganın en büyük tane çapına Agrega tane şekline Agreganın nem durumuna Agrega gradasyonuna Beton sıcaklığına bağlıdır.

16 Doğal agrega-kimyasal katkısız beton

17 Doğal agrega-akışkanlaştırıcı katkısız-hava sürüklenmiş beton

18 Kırmataş agrega-kimyasal katkısız beton

19 Kırmataş agrega-akışkanlaştırıcı katkısız-hava sürüklenmiş beton

20 Hava içeriği (hacimce), %

21 Karışım suyu miktarı (toplam su ihtiyacı), S S = a ( 10 -k ) k: incelik modulü a: değerleri

22 Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranını belirleyen unsurlar DAYANIM ve DAYANIKLILIK tır. Değişik agrega, çimento ve bağlayıcı maddeler ile yapılan betonların dayanımları farklı olur ancak yine de su/çimento ( ya da su/bağlayıcı) oranı ile dayanım arasında bir ilişkinin olması karışım hesaplarını kolaylaştırır. Bu dayanım değerleri betonun labaratuvar şartlarında hazırlanmış, kür edilmiş ve 28. gündeki basınç testinden elde edilmiştir.

23 Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı tespiti

24 TS EN sınır değerleri

25 Hedeflenen basınç dayanımının belirlenmesi

26 Agrega miktarının bulunması r a = 1 X1 X2 X r r r a1 a 2 an n X= Agrega karışım oranları Agreganın ortalama yoğunluğu Agrega miktarı Ma = Va ra Beton karışım hesaplarında agrega suya doygun-yüzey kurusu olarak alınır. Gerçek haldeki agregaların nem durumu dikkate alınarak karışım suyu miktarı düzeltilir.

27 Deneme karışımı oluşturularak, Çökme Birim ağırlık Hava muhtevası deneysel olarak bulunur. Segregasyon, Perdahlanabilirlik gözlemsel olarak belirlenir.

28 Beton karışım hesabı örneği Projedeki değerler Yapı ve eleman tipleri: Betonarme, kolon, kiriş Yapıda donma-çözülmeye maruz değil, bu nedenle hava sürükleyici katkı kullanılmayacaktır. Betonun sınıfı C30/37 Elemanın en dar boyutu 30 cm Donatılar arası mesafenin en küçüğü 4,5 cm Zararlı çevre etkisine maruz değil ancak TS EN 206 da Xc2 kabul edilecek Çimento Tipi CEM I 42,5 İki tip kırma taş ve doğal kum kullanılacak % 1 akışkanlaştırıcı kullanıldığında, karışım suyu % 16 azaltılabilir.

29 Agregarın ve çimentonun özellikleri

30 Agregarın elek analizleri Ön çalışmalar sonucunda, I. kırmataştan % 25 II kırmataştan % 35 % 40 da kum kullanılarak uygun granülometri elde edilmiştir.

31 KARIŞIM HESABI Çökme değerinin seçimi Açıklama: İşçiliğin zayıf ve sıkıştırmanın iyi yapılamayacağı tahmin ediliyor. Bu nedenle çökme değeri 10 cm seçildi. Böyle bir durumda, karışım suyu miktarı 5 cm çökmeye kıyasla daha fazladır. cm

32 En büyük agrega tane boyutunun seçilmesi D max < (3/4) x 45 (iki donatı arası uzaklık)=33 mm < net beton örtü kalınlığı (paspayı)=35 mm SEÇİLEN 32 mm

33 Karışımın granülometrisinin bulunması

34 Karışımın granülometri eğrisi ve sınır değerler

35 Hedeflenen basınç dayanımı Önceden yeterli sayıda test yapılmamış ve bu nedenle standart sapma bilinmiyor. Hedef basınç dayanımı fca=36 MPa

36 Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı tespiti 0,46 36 XC2 çevresel etkisinin de dikkate alınması isteniyordu. Bu iki değerden en küçük olan S/Ç değeri alınacaktır. Birincisi 0,46; İkincisi 0,60 dır. Seçilen değer 0,46

37 Su miktarının tespiti Kırmataş agrega-kimyasal katkısız beton

38 Çimento ağırlığının % 1'i kadar süperakışkanlaştırıcı kullanıldığında, karışım suyu miktarı % 16 kadar azaltılabilir. S= 204x(1-0,16)= 171 litre (kg) Hava içeriği (hacimce), % 1, m beton için 0,015 m 3 (15 dm ) olmaktadır 3

39 Çimento miktarının hesabı 3 Ç = 171/0,46=372 kg/m Normal betonarme yapılarda çimento dozajı 3 en az 300 kg/m olmalıdır. 372 kg > 370 kg, yeterli. Akışkanlaştırıcı miktarı Çimento ağırlığının % 1'i kadar alınacaktı. 372x0.01= 3,72 kg/ m 3 XC2 çevresel etki nedeniyle en az çimento kriteri de dikkate alınmalıdır. Su azaltıcı kimyasal katkı çimento miktarını nasıl etkiledi?

40 Agrega miktarının hesabı 3 3 çimento + su + hava + agrega= 1 m = 1000 dm Akışkanlaştırıcının hacmi ihmal edilecek kadar küçüktür. 3 Çimento hacmi= 372/3.15 = dm 3 Su hacmi= 171/1 = 171 dm 3 Hava hacmi= 1000x0.015 = 15 dm dm Agrega hacmi= = dm 3 1 r a = = Ma = = 1866kg 3 1 m taze betonun toplam ağırlığı: 2409 kg

41 Agrega miktarının hesabı ( douygun-yüzey kuru) x 0.25 = 467 kg I. Kırmataş 1866 x 0.35 = 653 kg II. Kırmataş x 0.40 = 746 kg Kum Agreganın şantiyedeki nem durumları ve bazı özellikleri Nem düzeltmeleri I. kırmataş 467x( )= kg (suyu azaltır) II. kırmataş 653x( )= kg (suyu azaltır) Kum 746x( )= kg (suyu artırır)

42 Düzeltmelerden sonra Çimento =372 kg Su = 156 kg I. kırmataş = 465 kg II. kırmataş = 651 kg Kum = 765 kg 3 Üretilecek 1 m taze betonun ağırlığı kg Yeterli miktarda numune hazırlanır. Taze betonun; Birim ağırlığı Çökme miktarı (su muhtevası) Hava miktarları bulunur. Sağlıyorsa, Sertleşmiş betonların 7 ve 28 günlük dayanım testleri yapılır. Sonuçlar kabul edilemez durumda ise, gerekli düzeltmeler yapılarak yeni bir karışım hazırlanır.