Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU 1

2 İNCELİK K MODÜLÜ Tipik bir elek analizi AGREGA Elek No (mm) Elek üstünde kalan ağırlık (g) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (g) Elek üstünde kalan yığışımlı q (%) Elekten geçen yığışımlı p (%) Elek altı

3 İNCELİK K MODÜLÜ AGREGA Elekten geçen yığışımlı p (%) Elek üstünde kalan yığışımlı q (%) İncelik modülü= 494.5/100= 4.9 Birbirini izleyen standart elek serisi üzerinde kalan kümülatif malzeme yüzdelerinin toplamının n yüze y bölümü o malzemenin incelik modülü diye adlandırılan karakteristiğini ini oluşturur. 3

4 İNCELİK K MODÜLÜ Elekten geçen yığışımlı p (%) AGREGA Elek üstünde kalan yığışımlı q (%) İncelik modülü= 494.5/100= 4.9 Agregaların n bileşimini imini granülometri eğrilerinden başka gösteren g diğer bir karakteristik de incelik modülüdür. İncelik modülü,, agreganın n inceliği veya kabalığı hakkında genel bir fikir vermesine rağmen, agreganın tane dağı ğılımı hakkında bir bilgi vermemektedir. Farklı gradasyona sahip agregalar aynı incelik modülü değerine erine sahip olabilir. 4

5 İNCELİK K MODÜLÜ AGREGA Taneler inceleştik tikçe e ve boyutları küçük k olan tanelerin miktarı arttıkça a bu karakteristik küçük üçük k değerler erler almaktadır. Malzemede iri tanelerin miktarının n artması ise incelik modülünün büyük k değerler erler almasına neden olur. Karışı ışım m oranlarını deneme sınama s yolu ile ararken incelik modülü değerlerinden erlerinden yararlanılabilir. labilir. İncelik modülü,, aynı kaynaktan sağlanan agregadaki küçük üçük değişkenlikleri tespit için i in kullanılabilir. labilir. Ancak, farklı iki kaynaktan sağlanan agregaların n tane dağı ğılımlarını karşı şılaştırmakta kullanılamaz. lamaz. 5

6 İNCELİK K MODÜLÜ AGREGA Bazı standartlar, betonun karışı ışım m tasarımında incelik modülü ile ilgili bazı kısıtlamalar getirilmiştir. tir. Örneğin, ASTM C33, ince agreganın n incelik modülünde 0.2 den daha fazla oranda değişkenlik olmamasını ister. Daha büyük b k değişkenlikler, işlenebilirlikte i kabul edilemez değişkenliklere neden olduğu u ve bileşenlerin enlerin oranlanmasında nda yeni bir ayarlanma yapılmas lmasını gerektirir. Bir diğer sınırlamada s ASTM de belirtilen, ince agreganın n incelik modülünün n 2.3 den yüksek y ve 3.1 den düşük d k olmasıdır. Türk standartlarında agreganın n incelik modülünün n hangi sınırlar s arasında olması gerektiğine ine dair bir bilgi yoktur. 6

7 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Betonun teknik özelliklerini etkileyen en önemli birleşim im parametresi su/çimento oranıdır. r. Su miktarını etkileyen faktör r ise betonun işlenebilir i niteliğe sahip olması gereğidir. Bu nedenle agreganın n mevcut su içerii eriği ve granülometrisi önemlidir. S/Ç= = 0,40 7

8 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Agreganın ıslatma suyunu belirleyen özellikler ise; agregaların mevcut su içerii eriği i ve granülometrisidir lometrisidir. Değişik nem koşullarındaki granit agregası (a) Fırın kurusu (b) Hava kurusu (c) Kuru yüzey doygun (d) Islak Emme kapasitesi Etkili emme Yüzey nemi 8

9 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Tamamen Kuru Taneler Bu durumda agrega tanelerinde hiç su bulunmamaktadır. Böyle B bir durum, agrega örneklerini etüvde C C 'de tutarak elde edilir 9

10 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Kuru Yüzeyli Y Taneler tanelerin yüzeyi y kurudur ancak tanelerin içindeki i indeki boşluklar lukların n bir kısmı su ile doludur 10

11 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Kuru Yüzeyli Y Doygun Taneler Bu durumdaki agregaların n yüzeyleri y kuru, içi boşluklar lukları tamamen su ile doludur. 11

12 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Islak Taneler Bu halde, tanelerin tüm t m boşluklar lukları ve yüzeyi su ile kaplıdır r. 12

13 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Kuru Yüzeyli Y Doygun Taneler Beton üretiminde kullanılacak lacak agrega kuru yüzeyy zey-doygun durumda olmalıdır Eğer taneler kuru veya yarı kuru halde ise kullanılan lan suyun bir kısmk smı taneler tarafından emilecek, betonda gereğinden az miktarda su kalacaktır. Bu sakıncal ncalı durumu ortadan kaldırmak için, i in, agreganın n emebileceği i su miktarını hesaplayıp, p, agregaların n kuru yüzeyy zey-doygun duruma getirilinceye kadar ıslatılması gerekir. 13

14 Granülometri Bileşimi imi - Islatma Suyu İlişkisi Kuru Yüzeyli Y Doygun Taneler Malzeme ıslak ise, beton karışı ışım m suyu da betona eklenince gereğinden fazla su kullanılm lmış olacaktır. Bu durum da daha sonra açıklanacaa klanacağı gibi betonun dayanımını büyük ölçüde düşürmektedir. d Bağı ğıl l nemi % 50'nin üzerindeki kapalı ortamlarda saklanan agregalar kuru yüzeyy zey-doygun konumda varsayılabilir. 14

15 Bolomey formülü AGREGA Agrega taneleri üzerinde yeterli kalınl nlıkta bir su tabakası oluşturmak için i in önerilen teorik formüller vardır. r. Bunlardan en önemlisi "Bolomey" Bolomey" " formülüdür. r. e = 3 N.q d 1.d 2 Burada (e) kg cinsinden, d 1 ve d 2 elekleri arasında bulunan, (q) kg agrega için i in gerekli su miktarını vermektedir. Formülde N bir katsayıdır. 15

16 Bolomey formülü AGREGA N değerleri çizelgesi e = 3 N.q d 1.d 2 Beton kıvamı Yuvarlak taneler Köşeli taneler Kuru kıvam Plastik kıvam (Betonarme için) Akıcı kıvam

17 Bolomey formülü e = 3 N.q d 1.d 2 Yukarıdaki formülde d 1 ve d 2 elek çapları olup, mm cinsinden yerine konulur. Bolomey formülü boyutları 0.2 mm'den küçük k taneler için i in uygulanamaz. Bu grup taneler için i in ağıa ğırlığının n % 23'ü kadar su kullanılmas lması gerekir. Çimento için i in gerekli su miktarı için in de 0.23 değeri eri alınır. 17

18 Bolomey formülü e = 3 N.q d 1.d 2 Bu formül l yalnızca agrega yüzeylerini y ıslatmak için in gerekli su miktarını vermektedir. Taneler içindeki i indeki boşluklar lukları dolduracak su, bu miktarın n içinde i inde değildir. 18

19 Bolomey formülü e = 3 N.q d 1.d 2 Bolomey formülünden şu u sonuçlar çıkarılabilir: 1) İnce malzeme yüzdesine y bağlı olarak, ıslatma suyu miktarı artmaktadır. r. 2) Köşeli taneleri (kırmata( rmataşları) ) içeren i karışı ışımların, yuvarlak malzemeli karışı ışımlara kıyasla k daha fazla su gereksinimleri vardır. r. Pratik olarak iri agregada ıslatma suyu ağıa ğırlığın n % 1-2'si 1 ince agregalarda % 5-9'u 5 arasında bir değer er alınabilir 19

20 incelik modülü-su formülü Islatma suyunun hesaplanmasında nda yararlanılan bir diğer bağı ğıntı incelik modülü-su formülüdür. r. TS 706 elek takımına göre g agreganın n incelik modülü "k" hesaplanır. Agrega yığıy ığınını ıslatmak için i in gerekli su miktarı S = α(10 ile bulunur. k) 20

21 incelik modülü-su formülü S = α(10 k) α katsayısının n değerleri erleri aşağıa ğıda görüldg ldüğü şekilde alınır. Beton Kıvamı Dere Kumu ve Çakıl Dere Kumu ve Mıcır Deniz Kumu ve Mıcır Kuru Plastik Akıcı Bu formül çimento dahil betonun toplam su gereksinimini verir. 21

22 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi Agreganın n rutubeti denilince ıslak tanelerin, kuru yüzey-doygun durumundaki tanelere göre, g yüzde y cinsinden ağıa ğırlığındaki artışı anlaşı şılır. P 2 ağırlığındaki ıslak taneler, kuru yüzeyy zey-doygun hale getirilince ağıa ğırlığı P 1 oluyorsa, agreganın n rutubeti aşağıdaki bağı ğıntı ile hesaplanır: m = P P P 1 22

23 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi Agreganın n rutubetli olması beton üretiminde iki bakımdan göz g önünde nde tutulmalıdır. Birincisi; betona konulacak su miktarı agregada bulunan su miktarı kadar azaltılmal lmalıdır. Örneğin; 1 m 3 beton yapımında 158 lt su kullanılmas lması gerekiyorsa ve bu betonda kuru yüzey y doygun konumdan % 3 fazla rutubet içeren i 650 kg ince agrega varsa, kullanılacak lacak suyu x 650 =138.5 lt' ' ye düşürmek d gerekir. Aksi halde betonun dayanımı artan su/çimento oranından ndan ötürü azalır. 23

24 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi İkinci önemli faktör, rutubetin hacim kabarmasına neden olmasıdır. KURU NEMLİ Agrega tanelerinin rutubetli olması halinde, taneleri kaplayan su filmi, taneciklerin birbirine yaklaşmas masına engel olarak hacim kabarmasına neden olur. Hacim, rutubet miktarının n kritik bir değeri eri (% 5-8) 5 için, i in, en fazla değere ere ulaştıktan sonra ince agregadaki su miktarının artması ile azalmaya başlar. ISLAK Su miktarı fazlalaşı şınca su filmleri birbiri ile birleşir, ir, su taneler arasındaki boşluklarda hareket ederek, hacmin azalmasına neden olur. 24

25 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi İkinci önemli faktör, rutubetin hacim kabarmasına neden olmasıdır. KURU Agrega taneleri tamamen doygun duruma geldiklerinde ise, hacimleri yaklaşı şık k olarak kuru durumdaki ile aynıdır. NEMLİ ISLAK 40 Kumda nem ile hacim artışı (%) ince iri Ağı ğırlıkça yüzey nemi (%) 25

26 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi 40 Kumda nem ile hacim artışı (%) ince iri Ağı ğırlıkça yüzey nemi (%) İnce agrega uygulamada kamyon hacmi üzerinden satın n alınır. Eğer alınan ince agregada % 5 oranında nda rutubet mevcut ise, ince agreganın görünen hacmi gerçek ek hacminden yaklaşı şık k % 30 fazladır. Bu durumda, % 30 fazla para ödenmiş olacaktır. Ayrıca, beton malzemesi görünen g hacim cinsinden ölçülerek kullanılıyorsa, katılan ince agrega gereğinden az olacak ve betonda çimento dozajı artacaktır 26

27 Agregada Rutubet-Hacim İlişkisi 40 Kumda nem ile hacim artışı (%) ince iri Ağı ğırlıkça yüzey nemi (%) İri agregalarda, serbest sudan kaynaklanan hacim artışı önemsiz mertebelerdedir. Çünk nkü yüzeydeki su filmi tabakasının kalınl nlığı agrega tanesi ile kıyaslandığında çok küçük üçüktür. Beton üretiminde kullanılan lan agregaların n miktarları,, hacim yerine ağıa ğırlık cinsinden saptanıp, p, beton üretilirse bu sakınca ortadan kalkar. Bu nedenle, beton üretiminde malzemelerin ölçüm m işlemi i ağıa ğırlıkça a yapılmal lmalıdır. 27

28 Agregaların Porozitesi AGREGA Agrega tanelerinde bulunan boşluklar lukların n oranının ve kuru yüzeyy zey-doygun konuma gelinceye kadar emdiği i su miktarının n bilinmesinde yarar vardır. r. Bu amaçla agrega taneleri üzerinde su emme deneyi yapılır. Agreganın porozitesi, permeabilitesi ve su emmesi, agrega ve çimento arasındaki aderansı, betonun donma-çö çözülme dayanıkl klılığını, agreganın n kimyasal stabilitesini ve aşıa şınma dayanıkl klılığını etkilediği i için i in önemlidir. 28

29 İri Agregaların n Su emmesi ve Porozitesi İri agrega tanelerinden bir miktar malzeme alınarak 24 saat su içinde i inde bırakb rakılır. r. Sudan çıkarılan tanelerin içindeki i indeki boşluklar su ile dolduğu u gibi aynı zamanda yüzeylerinde y de bir su filmi bulunur. Bir havlu ile iri agrega tanelerinin yüzeyindeki y su kurulanır r ve malzeme kuru yüzeyy zey-doygun hale getirilir. Bu durumdaki tanelerden P 1 ağırlığında malzeme alınarak etüvde kurutulur. Kurutulan malzemenin P 0 ağırlığı bulunur. 29

30 İri Agregaların n Su emmesi ve Porozitesi Buna göre g agreganın n su emme oranı; (P1 P P 0 0 ) Agreganın n porozitesi P ise şu şekilde hesaplanır: p = P P 0 P 1 0 δ Burada δ tamamen kuru agreganın özgül ağırlığıdır. 30

31 İri Agregaların n Su emmesi ve Porozitesi İri agrega tanelerinin porozitesinin küçük olması bu tanelerin dayanımlar mlarının n yüksek y değerler erler almasına neden olabilir. Bu yüzden y beton üretiminde kullanılacak lacak olan agregalarda porozitenin belirli bir değerden erden büyük b k olmaması (örneğin % 5 - % 10) istenir. 31

32 İri Agregaların n Su emmesi ve Porozitesi Bazı kayaçlar ların porozitesi Kaya grubu Porozite(%) Kuvarsit Kireçtaşı Granit

33 İnce Agregaların n Su emmesi Kum: 4 mm ile 63 µm İnce agrega veya kumlarda, 24 saat su içinde inde tutulan tanelerin çok küçük üçük olması nedeniyle, kuru yüzeyy zey-doygun hale getirilmeleri havlu ile kurutma yoluyla yapılamaz. 33

34 İnce Agregaların n Su emmesi Kurutma işlemi i malzemeyi bir küvet k içinde inde ısıtmak ve sıcak s hava sevkedip, karış ıştırmak suretiyle yapılır. 34

35 İnce Agregaların n Su emmesi Tanelerin kuru yüzey y doygun durumda olup olmadıklar klarını anlamak için, i in, 73 mm yüksekliğinde inde ve 38 ve 89 mm çaplarında üst ve alt tabanlı bir kesik koni kullanılır. 35

36 İnce Agregaların n Su emmesi Kurutma işlemi i sırass rasında zaman zaman bu koni ince agrega ile doldurulur. 36

37 İnce Agregaların n Su emmesi Doldurulan koni yukarıya ya doğru kaldırılır. r. Koni kaldırılınca, ince agrega koni şeklinden belirli derecede ayrış ışmaya başlad ladığı zaman, ince agreganın n kuru yüzeyy zey-doygun hale dönüştüğüd kabul edilir. 37

38 İnce Agregaların n Su emmesi İnce agreganın n su emme ve porozite değerlerinin erlerinin hesabı aynen iri agregada olduğu u gibi yapılır. 38

39 İnce Agregaların n Su emmesi Malzemeyi kuru yüzeyy zey-doygun konuma getirmek için i in farklı yöntemler vardır. r. Bunlardan biri merkezkaç kuvveti etkisi ile yüzeydeki suyu atan, bir eksen etrafında hızla dönen d silindir bir kaba sahip cihazı kullanmaktadır. Su emme kapasitesi iri agregalar için i in % 0.2 ile % 4, ince agrega için i in %0.2 ile % 2 arasında değişir ir 39

40 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Yapı mühendisliğinde inde özellikle taş bünyeli elemanlar aşıa şınma olayının etkisinde kalırlar. Bu nedenle beton yol, hava meydanı,, merdiven basamakları,, döşemeler d gibi yerlerde kullanılan lan malzeme aşıa şınmaya dayanıkl klı olmalıdır.

41 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Bu tür t r malzemenin deneyi, bir düşey d eksen etrafında ve yatay düzlem d içinde i inde dönen d 60 cm çaplı madensel bir tabladan oluşan Dorry aygıtı ile yapılır. Tablanın üzerine dönüşd sırasında belirli özelliklere sahip aşıa şındırıcı toz akıtılmaktad lmaktadır. Bu şekilde pürüzlp zlü yüzeyde, malzeme dönen d ağıa ğırlıkların n altında aşınır.

42 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Tabla dakikada devirlik hızla döner. d 500 devir sonra malzeme tartılarak veya hacmi ölçülerek aşınma miktarı saptanır. Bu deneyin ıslak yapıld ldığı cihazlarda vardır. r. Bu tip deneyler daha çok karo plak gibi yüzeysel y elemanlar üzerinde yapılır.

43 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Ahşap, linolyum, plastik gibi döşeme kaplamalarının n aşıa şınma miktarı Taber aleti ile bulunur. Bu deneyde, dönen d yatay bir tabla üzerine tespit edilen deney numunesi üzerine malzeme türüne t göre g seçilen bir çift aşıa şındırıcı disk belirli bir yükle y bastırılır. r. Yatay tabla döndd ndürülerek belirli bir süre s sonunda ağıa ğırlık k kaybı ölçülür. Birim mesafede aşıa şınan miktar aşıa şınma direnci olarak tanımlan mlanır.

44 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Agregaların Aşınmaya Karşı Dayanımı Doğal veya kırma taş iri agregaların aşınmaya karşı direnci, TS EN standardında tanımlanan Mikro-Deval yöntemi ile belirlenmektedir. Deney, TS EN standardında belirtilen aşındırma cihazı ile yapılmaktadır. Söz konusu cihaz, paslanmaz çelikten imal edilmiş 200 mm çaplı 154 mm derinliğindeki tambur ve her bir tambur ile birlikte kullanılan 5 kg ağırlığındaki çelik bilyalardan oluşmaktadır

45 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Agregaların Aşınmaya Karşı Dayanımı Deney, tambur içerisinde bulunan agregalar ile aşındırıcı malzeme arasındaki sürtünmenin neden olduğu aşınmanın ölçülmesinden ibarettir. Agreganın aşınma dayanıklılığı ile aynı agrega ile üretilmiş betonun aşınma dayanıklılığı arasında genellikle net bir ilişki yoktur. Betonun aşınma dayanıklılığının, beton üzerinde yapılan deneylerle belirlenmesi daha sağlıklıdır Dönme işlemi tamamlandığında, orijinal numunenin 1.6 mm den daha küçük tane büyüklüğüne indirilen kısmının yüzdesini ifade eden Mikro-Deval katsayısı tayin edilir.

46 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Agregaların Parçalanmaya Karşı Dayanımı Yollarda kullanılan lan beton veya asfalt gibi kaplama malzemelerinin iskeletini oluşturan çakıl l veya kırmataşların aşınma deneyleri için i in ise Los Angeles deneyi uygulanır. İçerisinde bir raf bulunan standart boyutlardaki bir silindirik tamburun içine ine belirli ağıa ğırlıkta (P) ve tane dağı ğılımında deney örneği i konulur. Tamburun içine i ine ayrıca deney örneği i tipine bağlı olarak belirli sayıda çelik küre yerleştirilip, silindir kapatılır.

47 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş Agregaların yapılı cisimlerde Parçalanmaya aşıa şınma Karşı Dayanımı olayı ve deneyi Los Angeles deney karışımları ve koşulları Elek Göz Boyutları A B C D mm arası mm arası mm arası mm arası 10-8 mm arası 8-5 mm arası mm arası % 25 % 25 % 25 % % 50 % % 50 % % 100 Agrega miktarı : P (kg) Font küre sayısı

48 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş Agregaların yapılı cisimlerde Parçalanmaya aşıa şınma Karşı Dayanımı olayı ve deneyi Tambur dakikada devirlik hızla 500 devir döndd ndürülür. r. Kürelerin ağıa ğırlığı ve dinamik etkisi ile parçalanan alanan malzeme TS EN :2000 2:2000 e e göre g 1.4 mm göz g açıklıkl elekten elenir. Bu eleğin üstünde kalan malzeme P u ağırlığında ise, aşıa şınma yüzdesi U şöyle bulunur: U = P P P u 100

49 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş Agregaların yapılı cisimlerde Parçalanmaya aşıa şınma Karşı Dayanımı olayı ve deneyi Hesaplanan aşıa şınma yüzdesi y (U) ne kadar küçük üçük k ise, agreganın n aşıa şınma dayanımı o kadar yüksektir. y ASTM standartlarına na göre g bu kayıp p yüzdesinin y beton agregasında 100 devir için i in % 10 u, 500 devir için i in % 50 yi, yol agregası için in 500 devirde % 30 u u geçmemesi istenir.

50 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları BİRİM M AĞIRLIK: A Agregada birim ağıa ğırlık, belirli bir hacmi dolduran agreganın n ağıa ğırlığıdır. Tanımdan da anlaşı şılacağı gibi, bu hacim, hem agrega tanelerinin hacmini hem de taneler arasındaki boşluklar lukları içermektedir. 50

51 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Agregaların n birim ağıa ğırlıkları değişik ik faktörlere bağlıdır. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz: s a) Agreganın granülometrisi lometrisi, b) Agrega tane şekli (tanelerin yuvarlak ya da köşeli k olması), c) Kusurlu malzeme yüzdesi, y d) Yerleştirme şekli, e) Agreganın özgül l ağıa ğırlığı, f) Agreganın n (özellikle( ince agreganın) n) su içerii eriği 51

52 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Granülometrisi düzgün n (en az boşluklu) kuru, kusurlu malzemesi az, sıkışs ıştırılmış ve özgül l ağıa ğırlığı fazla olan agregaların n birim ağıa ğırlıkları da fazla olur. Daha önce belirtildiği i gibi, agreganın n nem durumu birim hacim ağıa ğırlığı etkilemektedir. Bu nedenle birim hacim ağıa ğırlığı tespit edilecek numune 110 ± 5 ºC de değişmez ağırlığa a gelinceye kadar kurutulması gerekir. 52

53 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Birim hacim ağıa ğırlık, hacmi bilenen bir kap içerisine i agreganın n yerleştirmesi ile bulunur. Yerleştirme şekline bağlı olarak, sıkışık veya gevşek ek olarak saptanır. 53

54 Gevşek ek Birim Hacim AğıA ğırlık Gevşek ek birim hacim ağıa ğırlığın n bulunmasında, nda, ölçek dikkatli bir şekilde agreganın n ayrışı ışım yapmasına engel olunarak malzeme ile doldurulur. Gevşek ek birim hacim ağıa ğırlık k her hangi bir sıkışs ıştırma işlemi i yapılmadan saptanır. Çubuk ile malzemenin üst yüzüy ölçeğin kenarı esas alınarak düzeltilir. d Bir gramı gösteren duyarlıkta bir terazide, ölçek içindeki i indeki malzeme ile birlikte tartılır. r. 54

55 Gevşek ek Birim Hacim AğıA ğırlık Bulunan değerden erden kabın n ağıa ğırlığı çıkartılarak, agrega ağıa ğırlığı (P) bulunur. Kap su ile doldurulup kabın n hacmi (V) ölçüldükten sonra, agreganın n birim hacim ağırlığı (U) aşağıa ğıdaki formül l kullanılarak larak bulunur. U = P V 55

56 Sıkışık k Birim Hacim AğıA ğırlık Sıkışık k birim hacim ağıa ğırlık, hacmi belirli bir ölçeğe konulan agreganın, n, standart işlemlerle i yerleştirilmesi ile elde edilir. Bu amaçla agrega silindir şeklindeki bir kap içerisine, her seferinde hacminin 1/3'ünü dolduracak şekilde üç aşamada, amada, her tabaka demir bir çubukla 25 kez eşe dağı ğılımlı vuruş yapmak suretiyle şişlenir. 56

57 Sıkışık k Birim Hacim AğıA ğırlık En son tabakanın şişleme işlemi i sona erdikten sonra, çubuk ile malzemenin üst yüzüy ölçeğin kenarı esas alınarak düzeltilir. d Bir gramı gösteren duyarlıkta bir terazide, ölçek içindeki i indeki malzeme ile birlikte tartılır. r. Bulunan değerden erden kabın n ağıa ğırlığı çıkartılarak, agrega ağırlığı (P) bulunur. Kap su ile doldurulup kabın n hacmi (V) ölçüldükten sonra, agreganın n birim hacim ağıa ğırlığı (U) aşağıa ğıdaki formül l kullanılarak larak bulunur. U = P V 57

58 BİRİM HACİM AĞIRLIK: Yığın halindeki agreganın taneler arasındaki ve içindeki boşluklar dahil birim hacminin ağırlığıdır. YOĞUNLUK: Agrega ağırlığının boşluksuz hacme oranı (kg/m 3 ) ÖZGÜL AĞIRLIK: Yoğunluk / suyun +4 0 C deki yoğunluğu (boyutsuz) Agreganın kökenine bağlı (beton dizaynı için şart) 58

59 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Beton bileşiminin iminin saptanmasında nda ve beton üretiminde malzemenin ölçülmesinde, agreganın birim ağıa ğırlığının n bilinmesi gerekir. Bu değer er tüvenan malzeme için i in genellikle kg/lt arasında değişebilir. ebilir. Kırmataşlarda bu değer er kg/lt mertebesine kadar inebilir. 59

60 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Agreganın n birim hacim ağıa ğırlığı kullanılarak, larak, harç ile doldurulması gereken boşluk hacmi bulunabilir. Agrega hacmi V a ve boşluk hacmi V b olmak üzere, Toplam hacim = V a + V b = 1 m 3 Diğer yandan V b = 1 - V a m 3 P V a = P = d ρ d A(KURU) A(KURU) ρ A(KURU) : Agreganın n kuru hacim özgül l ağıa ğırlığı w d w : Suyun yoğunlu unluğu 60

61 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları V b = 1 - V a (m 3 ) V b = 1 V ρ a = A(KURU) P P = d ρ d P A(KURU) d w A(KURU) 1 m 3 lük k bir hacim için i in agreganın n birim hacim ağıa ğırlığı (U), agrega ağırlığına (P) eşit e olacaktır P P U = = = P Bo V 1 ρ A( KURU ). dw U Boşluk (%) = 100. d ρ A( KURU ) w w 61

62 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Özgül l ağıa ğırlığının n saptanmasındaki ndaki zorluk, gerçek ek boşluksuz katı hacminin bulunmasıdır. Agreganın n kökeni k keni hakkında da fikir veren bu karakteristik, genel olarak arasında değerler erler almaktadır Örneğin; kireçta taşının özgül l ağıa ğırlığı 2.66, Bazalt ın n 2.80, Granit in in 2.69, kuvars ın n 2.62 dolaylarındad ndadır. Özgül l ağıa ğırlığı 2.4 ten düşük d k agregalar hafif agrega olarak adlandırılır. r. 62

63 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları İri Agreganın özgül l ağıa ğırlığı bulunmak istendiğinde inde malzeme önce kuru yüzey y doygun hale getirilerek tartılır. r. (W KYD ) Malzeme Özgül l sepetine konulan su içinde i inde tartılır. r. (W SUDA ) 63

64 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Etüve konulan malzeme kurutulduktan sonra tartılır. r. (W KURU ) İri Agreganın Özgül l AğıA ğırlıkları hesaplanır (W KYD ) (W SUDA ) (W KURU ) Malzeme boşluksuz hacmi = (W KYD ) - (W (W SUDA ) 64

65 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Kuru Yüzey Y Doygun Özgül l AğıA ğırlık k = Kuru Özgül l AğıA ğırlık k = Görünür Özgül l AğıA ğırlık k = W W W W KYD W KURU W KURU W W W KYD KURU W SUDA W KYD SUDA KYD KURU Su Emme (%) = 100 KURU W SUDA 65

66 İnce Agreganın özgül l ağıa ğırlığı bulunmak istendiğinde inde malzeme önce kuru yüzey y doygun hale getirilerek tartılır. r. (W KYD ) Deneyde kullanılacak lacak piknometre işaretli i seviyeye kadar su doldurulup tartılır. r. (W P+SU ) 66

67 Deneyde kullanılacak lacak piknometreye kum katılarak işaretli seviyeye kadar su doldurulup tartılır. r. (W P+SU+K ) Kum ve su karışı ışımı sallanarak hava kabarcıklar klarının n su ve kum karışı ışımından uzaklaşmas ması sağlan lanır. İstenirse vakum uygulanarak havanın n tamamının çıkması sağlan lanır. Etüve konulan malzeme kurutulduktan sonra tartılır. r. (W KURU ) 67

68 İnceAgreganın Özgül l AğıA ğırlıkları hesaplanır (W KYD ) (W P+SU ) (W P+SU+K ) Malzeme boşluksuz hacmi = (W KYD ) + (W P+SU )- (W (W P+SU+K ) 68

69 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Kuru Yüzey Y Doygun Özgül l AğıA ğırlık k = Kuru Özgül l AğıA ğırlık k = Görünür Özgül l AğıA ğırlık k = (W (W KYD (W ) KURU KYD ) (W + (W KYD ) ) P+ SU (WKURU ) + (WP + SU ) (W (W ) + (W KURU ) ) P+ SU (W (W P+ SU+ K P+ SU+ K ) P+ SU+ K ) ) W W W KYD KURU Su Emme (%) = 100 KURU 69

70 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Özgül l ağıa ğırlıklar arasında her zaman şu u ilişki vardır. r. Kuru Özgül l AğıA ğırlık KYD Özgül l AğıA ğırlık Görünür Özgül l AğıA ğırlık 70

71 Agregaların n Tane Şekli AGREGA İDEAL TANE (KÜP, KÜRE) KUSURLU TANE (TORPİL, PARA) MAX %15 YÜZEY DURUMU - PÜRÜZLÜ 71

72 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Agreganın n donma etkisine dayanıkl klılığı; - porozitesi, - permeabilitesi, - su emme kapasitesi ve - boşluk yapısı ile ilişkilidir. TS 706 EN Beton agregaları standardına na göre; g Kırmataş agregaların n su emme oranı % 0.5'den az ve basınç dayanımı 150 MPa' ' dan büyük b k ise söz z konusu agregaların n dona dayanıkl klı olacağı ğına karar verilebilir. 72

73 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Agregaların n dona dayanıkl klılığını belirlemek için i in çok sayıda deney yöntemi y vardır. r. Bunlar içerisinde i en yaygın n olarak kullanılan lanı, agregayı kristalleşince ince hacmi artan, sodyum sülfat s veya magnezyum sülfat eriyiği i içerisinde i 18 saat süreyle s bekletip, daha sonra etüvde kurutulmasıdır. r. Bu işlem i 5 defa tekrarlanır. r. Deney sonunda agrega tanelerinden, eleme sonucu parçalan alanıp ayrılan tane yüzdeleri y belirlenir. 73

74 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Dona dayanıklılık deneylerinde agregada ortaya çıkabilecek en yüksek ağırlık kayıpları(%) (Türk Standartları(TS EN ) ve parantez içinde de ASTM C88 tarafından izin verilen en yüksek ağırlık kayıpları verilmiştir.) Agrega sınıfı Sodyum sülfat çözeltisi (Na 2 SO 4 ) TS ASTM Magnezyum sülfat çözeltisi (MgSO 4 ) TS ASTM İnce Agrega 15.0 (10.0) 22.0 (15.0) İri Agrega 18.0 (12.0) 27.0 (18.0) 74

75 Agregaların n Basınç Dayanımı Taşbloklarından gereği gibi çıkarılan 50 cm 2 kesit alanlıküp veya 5 cm çap ve 10 cm yükseklikli silindir şeklindeki karotlarüzerinde deneyler yapılarak saptanır. Ege Bölgesinde çok kullanılan kireçtaşının ortalama basınç dayanımı 160 MPadolayındadır. Ancak 250 MPa dakırılan örnekler de vardır. Bazalt, kuvars, gabro, flint, granit, hornfels, porfir ve felsiten yüksek basınç dayanımlarına sahip kayalardır. 75

76 Agregaların n Basınç Dayanımı Betonda çok kullanılan agregaların basınçdayanımıortalama MPadolayındadır. Bazı kayaların basınç dayanımları: Granit 200 MPa Kalker 160 MPa Çakmaktaşı 210 MPa Kuvars 330 MPa Kumtaşı 130 MPa 76

77 Agregaların n Elastik Özelliği i ve Poisson Oranı Agregaların elastisitemodülüve Poissonoranıdeğerleri betonun deformasyon özelliklerini etkilemektedir: Volkanik kaya orijinli agregalar: GPa Tortul kaya orijinli agregalar: GPa Hafif agregalar: GPa Normal ağırlıklı agregalarda Poisson oranı:

78 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Agrega yığıy ığını içerisinde çok küçük üçük k parçac acıklar halinde dağı ğılmış olan çürümüş bitki köklerindeki, k klerindeki, humuslu topraklardaki ve diğer organik maddelerdeki tannik asit ve türevleri t beton yapımında çimentonun prizini ve sertleşmesini yavaşlatmaktad latmaktadır. Bu zararlı etki, organik maddelerin hidrofob (suyu iten) olması ve bunların çimentoda hidrate kristallerin oluşmas masına engel olması ile meydana gelir. Ayrıca, betonun renk değişimine imine neden olabilir. Kömür K r ve benzerlerinde olduğu u gibi bazılar ları şişerek beton yüzeyinde y patlamalar oluşturabilir. 78

79 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Daha çok ince agregalarda bulunabilen organik madde varlığı renklendirme deneyi ile anlaşı şılır. 1 lt suya 30 g NaOH konulmak suretiyle hazırlanan sodyum hidroksit eriyiği, i, bir cam eprüvetin 100'ünc ncü taksimatına kadar doldurulan agreganın üzerine dökülür. d Eprüvet 160 'ınc' ncı taksimatına kadar doldurulur ve içindekiler i indekiler dökülmeyecek şekilde çalkalanır. 79

80 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Bundan sonra 24 saat hareket ettirilmeden beklenir. Bu süre s sonunda eriyiğin in aldığı renge göre şu u sonuçlar çıkartılır: r: Eriyik Rengi Organik Madde Agreganın Kullanımı Renksiz veya çok hafif sarı Safran sarısı Belirgin kırmızı Belirgin kahverengi Hiç yok veya çok az var Az miktarda var Var Çok var Kaliteli beton üretiminde kullanılabilir Normal işler için uygun Önemsiz işlerde kullanılabilir Kullanılmaz 80

81 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron ELEK ANALİZİ (MAX. %4) OLUMSUZ OLUMLU ADERANSI ZAYIFLATIR SU GEREKSİNİMİNİ ARTTIRIR İŞLENEBİLİRLİĞİ ARTTIRIR KILCAL BOŞLUKLARI TIKAR DÜŞÜK DAYANIM 81

82 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Betonun dayanımını azaltan bu tanelerin oranını saptamak için i in laboratuarlarda ve şantiyelerde yapılabilecek değişik ik deneyler vardır. r. Belirli miktar malzeme alınarak, kurutulur ve tartılır. r. (P 0 ) İnce agrega belirli hacimdeki bir kaba konur ve üzerini kaplayacak şekilde su dökülür. d Kap 15 saniye bu şekilde sarsılır. r. Sonra ince agrega tabakasının üstündeki su boşalt altılır. Bu su içinde i inde kolloidal taneler bulunduğundan undan bulanıkt ktır. Kaba tekrar su koyularak deney tekrarlanır. r. Bu işleme, i boşalt altılan lan su berrak oluncaya kadar devam edilir. Bu durum elde edilince kaptaki ince agrega 110 C C de kurutulup, tartılır. r. (P 1 ) bulunan ağıa ğırlık k ise kil ve silt oranı aşağıdaki şekilde hesaplanır: P P 0 P

83 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Ayrıca, ince agrega içinde i inde bulunabilecek silt ve kil miktarı malzemeyi özel şekilde su altında 63 µm m kare gözlg zlü elekten eleyerek de saptanabilir. TS 706 EN 12620, bu elekten geçen en tane miktarının n mm,1-4 4 mm, mm 4-63 mm tane sınıflars fları için, in, sırass rasıyla ağıa ğırlıkça a en fazla % 4, %3, %2 ve % 0.5 olabileceğini ini belirtir. 83

84 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron Islak Elek Analizi 84

85 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron Islak Elek Analizi 63 Mikron eleğin üstünde kalan malzeme P u ağırlığında, Toplam malzeme P ağıa ğırlığında ise, İnce madde miktarı U yüzde y olarak Yandaki formül l ile hesaplanır: U = P P P u

86 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Agregalar bazen demir oksit ve demir sülfit s taneleri içerebilir. i Bu taneler, beton yüzeylerinde y hoş olmayan lekelenmelere neden olabilir. Agregadaki betonda lekelenme problemi yaratan tanelerin varlığı ığı,, agregaları kireçli su içerisine i sokup, renk değişimini imini inceleyerek de anlaşı şılabilir. Agrega içinde i inde lekelenme problemine yol açan a an taneler var ise, 5 ila 10 dakika içinde i inde mavi-ye yeşil jelatin gibi bir çökelti oluşmakta ve hava etkisine maruz kaldığı ığında hızla h kahverengiye dönüşmektedir. d 86

87 Agregalarda Sağlam Olmayan Elemanların n Bulunması Agregalar içine i ine karış ışabilen, kömür k r ve linyit taneleri, fosil ve deniz hayvanları kabukları,, değişik ik yumuşak taneler, ayrış ışmışşist taneleri gibi hafif maddeler bu gruba girer. SAĞLAM OLMAYAN ELEMAN KUM İRİ AGREGA KİL TOPAKLARI KÖMÜR VE LİNYİT YUMUŞAK TANELER YENİ AYRIŞMIŞ ÇAKMAK TAŞI

88 Betonarme ye zarar veren Maddeler KLOR İYONU VARLIĞI ( % 0.2 ) SÜLFAT İÇERİĞİ ( % 1 ) (BARİT DIŞINDA) 88

89 Alkali agrega reaksiyonu ASR damage to the Dinas Dam as of 2010

90 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması Beton üretimi için i in uygun olan veya özellikleri ıslah edilmiş agreganın; n; ocaklarda, beton santrallerinde ve şantiyelerde yığıy ığınlar halinde depolanmasında nda iki konuya dikkat etmek gerekir: 1. Agrega grupları karış ışmamalı ve kirlenmemelidir. 2. Agrega, stoklar oluşturulurken ayrış ışmamalıdır. 90

91 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 91

92 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 92

93 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 93

94 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 94

95 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 95

96 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 96

97 97

98 5 YAPI MALZEMESİ SU KARIŞIM SUYU KÜR SUYU YIKAMA SUYU 98

99 b) SUYUN KALİTESİ SU a) MİKTARI SU MİKTARININ TEORİK EN UYGUN FORMÜLLER DEĞERİ (BOLOMEY, VB.) TABLOLAR MÜHENDİSLİK ÖNSEZİSİ, DENEYİM DENEME - YANILMA TEMİZ, İÇİLEBİLİR, BERRAK, KOKUSUZ. KUYU SULARI VB. KUŞKULU SULAR KİMYASAL DENEYLER FİZİKSEL, MEKANİK DENEYE! 99

100 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA- SU DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU 100