Çimento hamurunun zamanla kuruyarak büzülmesi ve çatlaması agrega tarafından belirli bir ölçüde sınırlanır.

Transkript

1

2 Çimento ve suyun yanında betonu oluşturan en temel maddedir. Mineral kökenli daneli mazleme olan agrega doğal olarak bulunabildiği gibi doğal taşların öğütülmesinden de elde dilebilir. Çimentoya göre maliyeti oldukça düşük olan agrega beton hacminin yaklaşık %70-75 ini oluşturur. Betonda agrega kullanılması, betonun aşınmaya karşı dayanımını ve durabilitesini ve yüklere karşı dayanımını artırmaktadır. 2

3 Çimento hamurunun zamanla kuruyarak büzülmesi ve çatlaması agrega tarafından belirli bir ölçüde sınırlanır. Agrega çimento ile genellikle kimyasal etkileşime girmez. Çimento hamuru ile agrega arasındaki bağlantı fiziksel ve mekanik karakterlidir (aderans). Malzeme karışım oranlarını, gradasyon, granülometri elek analizi işlenebilme, pompalanabilme, beton içerisindeki hava miktarını, terlemesini (kanama veya su salma, kusma) beton yüzeyinin mastarlanıp düzeltilebilmesini durabilite büzülme, rötre taşunu, filler kırma taş Röte çatlağı 3

4 Malzeme karışım oranları Agrega özellikleri taze beton karışımdaki malzeme oranlarını, taze betonun işlenebilmesini, pompalanabilmesini, beton içerisindeki hava miktarını, terlemesini (kanama veya su salma, kusma) ve beton yüzeyinin mastarlanıp düzeltilebilmesini (perdahlanma) önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Çimento, su, agrega ve gerektiğinde katkı maddelerinin karışımından oluşan betonun birim hacminde (1 m 3 betonda), bu malzemelerin herbirinin ağırlıkça veya hacim olarak yer aldıkları miktarlar, malzeme karışım oranları olarak anılmaktadır. 4

5 Beton yapımında kullanılan agreganın, başta gradasyon (agrega tanelerinin büyüklüklerine göre dağılım oranı), tane şekli, yüzey pürüzlülüğü, özgül ağırlığı, birim ağırlığı, su emme kapasitesi ve agregadaki mevcut su durumu (gözenekler içerisinde ve tane yüzeyinde su bulunup bulunmadığı) gibi özellikleri olmak üzere, birçok agrega özellikleri, beton karışım oranlarını önemli ölçüde etkilemektedir. 5

6 İşlenebilme Taze betonun kolayca ve homojenliğini yitirmeden karılabilme, taşınabilme, kalıplardaki yerine yerleştirilebilme ve sıkıştırılabilme özelliğine, işlenebilme özelliği denilmektedir. Agreganın gradasyonu, en büyük tane boyutu, tane şekli ve tanelerin yüzey pürüzlülüğü, taze betonda işlenebilmeyi etkileyen önemli özelliklerdir. Beton üretimi için çimento, su ve agrega karıştırılması sırasında beton içerisinde bir miktar hava boşluğu oluşmakta veya karışımın içerisinde bir miktar su sıkışık durumda kalarak, zamanla bu suyun buharlaşması ile hava boşluğu oluşmaktadır. Beton içerisinde bu şekilde kazara oluşan havaya hapsolmuş hava denilmektedir. 6

7 Hava boşluğu Beton içerisindeki miktarı genellikle %0 ile %2 arasında değişen ve gelişigüzel bir dağılım gösteren bu tür hava boşluklarının çokluğu, betonun dayanımını, dayanıklılığını ve su geçirmezliğini önemli ölçüde azaltır. Kullanılan agreganın en büyük tane boyutu ve gradasyonu beton içerisindeki hava miktarını önemli ölçüde etkiler. Betonda oluşması istenen hava boşlukları düzenli dağılım gösteren ve çok küçük boyutlarda ( mm çapında) olan hava boşluklarıdır. Bu tür boşlukların oluşabilmesi, beton yapımında bazı hava sürükleyici katkı maddelerinin yardımı ile sağlanmaktadır. İçerisinde bu tür hava boşlukları bulunan betonlara hava sürüklenmiş beton ismi verilmektedir. 7

8 Hava sürüklenmiş beton, terleme Düzenli dağılım gösteren çok küçük boyutlardaki hava boşlukları sertleşmiş betonun donmaya karşı dayanıklılığını artırmaktadır ve bu nedenle bu tür boşluklar istenerek oluşturulur. Hava sürüklenmiş betonlardaki hava miktarı genellikle %4-%8 kadardır. Taze beton, kalıplardaki yerine yerleştirildikten sonra, betonun içerisindeki suyun bir miktarının beton yüzeyine çıkma eğilimine terleme adı verilmektedir. Terleme olayı beton içerisinde kimyasal reaksiyonlar için gerekli olan su miktarını azaltır, sonuç olarak, daha düşük dayanımlı bir beton elde edilmesine yol açmaktadır. Ayrıca, betonun yüzeyinde zayıflama olmaktadır. 8

9 Agrega Özelliklerinin Sertleşmiş Beton Özelliklerine Etkisi Agrega özellikleri sertleşmiş betonun dayanıklılığı (durabilite), dayanımı, büzülmesi (rötre), birim ağırlığı, termik özellikleri ve ekonomisi gibi başlıca özelliklerini etkiler. Durabilite özelliği, sertleşmiş betonun hava koşullarına, kimyasal etkenlere, aşınmaya ve betonun servis (hizmet) sırasında karşılaşacağı diğer yıpratıcı etkenlere karşı dayanıklılık gösterme kabiliyetidir. 9

10 Agrega Özelliklerinin Sertleşmiş Beton Özelliklerine Etkisi Durabilite kapsamında betonda aranan dayanıklılık şu şekilde sıralanabilir : Donma-çözülmeye; Islanma-kurumaya; Isınma-soğumaya; Aşınmaya; Yangına; Asitlere ve Hacim değişikliği yaratabilecek kimyasal reaksiyonlara (alkali-agrega reaksiyonu gibi) karşı dayanıklılık Agreganın dayanıklılığı, gözenekliliği, su geçirgenliği, mineral yapısı, tane şekli, gradasyonu, tanelerin yüzey pürüzlülüğü, en büyük tane boyutu, elastiklik modülü, termik genleşme katsayısı, agregada kil olup olmadığı ve agreganın temizliği gibi birçok bir çok etken beton durabilitesini etkiler. 10

11 Dayanım Betonun üzerine uygulanan çeşitli yükler karşısında, o yükleri taşıyabilmek üzere gösterdiği dirence, beton dayanımı (beton mukavemeti) denilmektedir (basınç, çekme, eğilme ve kayma). Beton dayanımları arasında en çok kullanılan basınç dayanımıdır. Beton basınç dayanımının en çok kullanılan dayanım türü olmasının nedenleri kısaca şu şekilde belirtilebilir : Beton dayanımları arasında en kolay saptanan basınç dayanımıdır. Birçok yapıda beton daha çok basınç gerilmelerine maruz kalmaktadır; Çekme ve kayma gerilmelerine maruz kaldığı hallerde, basınç dayanımı bilindiği takdirde çekme ve kayma dayanımları hakkında da bir ölçü teşkil eder. Örneğin, betonun çekme dayanımı, basınç dayanımının yaklaşık %10 u kadardır. Basınç dayanımı ile betonun diğer özellikleri arasında belirli bir paralellik vardır. Basınç dayanımı bilindiği takdirde betonun dayanıklılığı, su geçirmezliği, dolu veya boşluklu olması gibi diğer özellikleri hakkında da fikir elde edilebilir. 11

12 Dayanımı etkileyen faktörler Betonun dayanımı, beton yapımında kullanılan çimento, su ve agreganın özellikleri ve kullanılmış oldukları oranlar, taze betonun yerine yerleştirilmesi, sıkıştırılması ve bakım gibi birçok faktör tarafından etkilenmektedir. Agreganın dayanımı, tanelerin yüzey pürüzlülüğü, temizliği, tane şekli, gradasyonu ve en büyük tane boyutu gibi özellikleri beton dayanımına önemli ölçüde etkiyen özelliklerdir. Yerine yerleştirilen taze beton zamanla sertleşirken, betondaki kurumadan dolayı veya beton içerisindeki kimyasal olaylar nedeniyle sertleşmiş betonun hacmindeki küçülmeye büzülme veya rötre denilmektedir. Betondaki kuruma olayı sonucunda yer alan büzülme kuruma büzülmesi olarak adlandırılmaktadır. Büzülme etkisi ile beton boyutlarındaki hareketin bir kısmı daimi deformasyon şeklindedir. Betonda büyük bir büzülme potansiyeli olan malzeme çimento ve su karışımının oluşturduğu çimento hamuru dur. Agrega çimento hamurunun yapacağı büzülmeye engel oluşturur ve büzülmeyi sınırlı tutar. Betondaki kuruma büzülmesine en önemli etken beton içerisindeki su miktarıdır. O nedenle beton içerisindeki su miktarını etkileyen agrega özellikleri aynı zamanda büzülmeyi de etkilemektedir. Agreganın gradasyonu, tane şekli, tane yüzeyinin pürüzlü olup olmaması, temizliği, içerisinde kil olup olmaması, elastiklik modülü gibi özellikleri büzülmeyi etkileyen faktörler arasında yer alır. 12

13 Betonun birim ağırlığı Betonun birim ağırlığı, karışım malzemelerinin oranına, beton içerisindeki hava miktarına ve kullanılan agreganın özelliklerine bağlıdır. Kullanılan agreganın özgül ağırlığının yanısıra, gradasyonu, tane şekli, ve en büyük tane boyutu betonun birim ağırlığını etkileyen önemli özelliklerdir. Betonun sahip olduğu genleşme katsayısı, özgül ısı ve ısı geçirgenlik özellikleri, betonun termik özellikleri olarak anılmaktadır. Betonun sahip olduğu genleşme katsayısı, özgül ısı ve ısı geçirgenlik özellikleri, betonun termik özellikleri olarak anılmaktadır. İstenilen amaca uygun olarak hazırlanan betonlarda, beton dayanımının, önceden hesaplanmış (dizayn edilmiş) dayanımından daha düşük olmaması ve betonun, yıllarca çevre etkilerine karşı gerekli durabiliteyi göstermesi beklenmektedir. Mühendislikte başlıca hedef, betonun yeterli dayanım ve duralabiteyi sağlayabilmesi ve ekonomik olmasıdır. Kullanılan agreganın gradasyonu, en büyük tane boyutu, tane şekli, tane yüzeyinin pürüzlü olup olmaması, su emme kapasitesi, temizliği gibi özellikleri beton karışıma girecek su miktarını, beton yapımındaki çimento ve agreganın miktarlarını, beton dayanımını ve durabiliteyi etkileyen önemli faktörlerdir. 13

14 Kaynağına göre : Doğal Yapay Özgül ağırlık veya birim ağırlıklarına göre Normal ağırlıklı Hafif Ağır Tane büyüklüğüne göre İri İnce Tane şekline göre Yuvarlak Köşeli Yassı Uzun Yüzey dokusuna göre Düzgün Granüler Pürüzlü Kristalli Petekli Üretime (elde edilişlerine) göre Doğal : (örn : kum, çakıl, kırmataş) Yan ürün : (örn : yüksek fırın cürufu) Isıl işleme tabi tutulmuş : (örn : genleştirilmiş perlit) Jeolojik orijinlerine göre Volkanik Tortul Metamorfik Mineralojik yapılarına göre Silis mineralli Karbonat mineralli Mikalı, vb. Reaktif özelliklerine göre (agregaların yapılarında, çimento içerisinde bulunabilecek alkalilerle reaksiyona girerek genleşme yaratabilecek reaktif silis içerip içermediklerine göre) : Reaktif Reaktif olmayan 14

15 Agregaların sınıflandırılması agregayı daha iyi tanımak, tarif etmek ve doğru kullanımını sağlamak için yapılır. Sınıflandırma işlemi belirli bir sınıf içerisinde yer alan agreganın beton için uygunluğunu göstermez. Herhangi bir agreganın beton yapımı için uygunluğuna karar verebilmek için o agreganın deneysel olarak özelliklerinin saptanmasına ve Agrega Standardlarında belirtilen değerlere uygun olup olmadığının araştırılmasına gerek vardır. Doğal Agregalar : Nehir yatakları, teraslar, eski buzul yatakları, deniz ve göl kenarları, taş ocakları gibi doğadaki agrega yataklarından alınarak gerektiğinde konkasörde (kırıcılarda) kırılma, elenerek değişik boylarda sınıflara ayrılma ve yıkanma işlemlerinin dışında, doğadaki yapısında değişiklik yaratacak hiçbir işlem uygulanmadan kullanılan agregalardır. Kum, çakıl ve kırmataş en tipik ve en çok kullanılan doğal agregalardır. Hafif beton yapımında kullanılan pomza taşı ve bims gibi hafif agregalar ile ağır beton yapımında kullanılan hematit, barit, magnetit gibi demir cevherinin kırılmasıyla elde edilen ağır agregalar da doğal agregalar sınıfına girmektedir. 15

16 Yapay Agregalar : Beton üretimi ile doğrudan ilgisi bulunmayan bir endüstri kolunda yan ürün olarak ortaya çıkan malzemeden üretilen agregalar veya bir malzemeye ısıl işlem uygulayarak beton yapımı için uygun duruma getirilen agregalardır. Yapay agrega sınıfı içerisinde, beton yapımında kullanılabilen ve en çok tanınan agregalar şunlardır : Yüksek fırın cürufu agregası Uçucu kül agregası Genleştirilmiş perlit Genleştirilmiş kil agregası Demir cevheri, içerisindeki demiroksitten demir elde edebilmek için, cevher yüksek fırın adı verilen fırınlarda kok kömürü (karbon) ve arıtma işleminde yardımcı madde olarak kullanılan kalker taşı ile birlikte yüksek sıcaklığa tabi tutulurlar; redükleme sonucunda, demiroksitteki oksijen, kok kömürünün karbonuyla birleşerek karbonmonoksit ve karbondioksit olarak cevheri terkederken, geride, eriyik durumda, demir ile birlikte, kireç, kok kömürünün külü, silis, alümin ve diğer yabancı maddelerden oluşan ve cüruf adı verilen yabancı maddeler topluluğunu bırakır. Eriğin üst kısmında yer alan cüruf, buradan yarı ürün olarak dışarı çıkartılarak geride sadece demirin kalması sağlanır. 16

17 Cüruf Sıcaklığı yaklaşık o C sıcaklıkta ve eriyik durumda bulunan cürufun soğutulması için değişik yöntemler kullanılır ve bu yöntemler soğutulmuş cürufun iç yapısını önemli derecede etkiler. Sıcak ve eriyik durumdaki cürufun soğutulmasında en çok kullanılan yöntem, sıcak cürufu ani olarak bol suda soğutup, granüle (taneli) duruma getirmektir. Amorf bir yapının oluştuğu granüle yüksek fırın cürufları, daha çok çimento ve beton üretiminde kullanılmaktadır. Cürufun soğutulması havada ve yavaş olarak yer alıyor ise havada soğutulmuş cüruf adını alır; yavaş soğumadan dolayı taş gibi sert, kristalli bir yapıya sahip olur. Bu tür cüruflar konkasörlerde kırılarak istenilen boyutlara getirildiklerinde beton agregası olarak kullanılabilmektedir. Bu tür agregalar, çok fazla kükürt içerdikleri takdirde, beton dayanıklılığında bazı sorunlar yaratabilmektedir. Kontrollü miktarda su ile soğutulan cüruf, bu işlem esnasında içerisinde buhar hapsolması olduğundan genleştirilmiş ve köpürtülmüş duruma gelir. Bu tür cürufa köpürtülmüş cüruf adı verilmektedir. Gözenekli yapıya sahip köpürtülmüş cüruflar kırılarak hafif agrega elde edilmekte ve hafif beton yapımında kullanılmaktadır. 17

18 Uçucu Kül Elektrik enerjisi elde etmek için termik santrallarda yakıt olarak kullanılan pulverize (öğütülmüş) kömür değişik karakterde atık küllerin ve cürufun çıkmasına neden olmaktadır. Modern termik santrallarda en önemli atık malzeme, yanma nedeniyle baca tarafından çekilen gazlarla birlikte yukarıya sürüklenen (uçan) çok ince kül parçacıklarıdır. Bu ince kül parçacıkları elektrofiltrelerde ve siklonlarda yakalanmakta, baca gazları ile atmosfere çıkışları önlenmektedir. Bu şekilde atık olarak elde edilen çok ince küle uçucu kül (fly ash) adı verilmektedir. Tipik olarak küresel şekle sahip olan uçucu kül parçacıklarının çapları mm arasındadır ve kimyasal kompozisyon olarak küllerin çok büyük bir bölümü silis, alümin ve demiroksitten oluşmaktadır. Uçucu küller o C de pişirildiklerinde bir miktar ergime gösterirler ve uygulanan sertleşme yöntemine bağlı olarak yuvarlak veya silindirik taneli agregalar oluşmaktadır. Doğal çakıl veya kırmataş agregaya göre daha hafif bu agregaların kullanılması ile hafif beton bloklar ve yapıda hafif beton elde edilmektedir. 18

19 Perlit Perlit, bünyesinde %2-6 oranında su bulunduran camsı bir kayaçtır; gri, koyu gri veya siyah renktedir. Perlitin kimyasal yapısının yaklaşık %75 ini silis (SiO 2 ) ve %15 ini alümin (Al 2 O 3 ) oluşturmaktadır. Perlit, o C arasında ısıtıldığında genleşerek, misli bir hacim büyümesi göstermektedir. Hacmin artması ile, adeta patlamış mısır gibi, hafif bir malzeme elde edilmektedir. Isıl işleme tabi tutularak elde edilen düşük yoğunluktaki bu malzemeye genleştirilmiş perlit denilmektedir. Genleştirilmiş perlit beyaz renktedir. Perlitin çok geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Beton yapımında, kum-çakıl yerine genleştirilmiş perlit kullanıldığı takdirde, hafif ve ısı yalıtımı yüksek olan perlit betonu elde edilebilmektedir. Bu tür betonlar, genellikle taşıyıcı olmayan bina birimlerinde kullanılmaktadır. 19

20 Genleştirilmiş kil agregaları Uygun vasıflara sahip kil, döner fırınlarda o C de ısıl işleme tabi tutulduğunda, sıcaklık nedeniyle açığa çıkan gazların bir miktarının malzeme içerisine hapsolmuş olmalarından dolayı genleşme olmaktadır. Böylece yoğunluğu t/m 3 olan hafif bir malzeme elde edilmektedir. Isıl işleme tabi tutularak oldukça yuvarlak şekilli taneler halinde elde edilen genleştirilmiş kil agregaları, hafif beton yapımında kullanılmaktadır. 20

21 Özgül ağırlıklarına göre Normal ağırlıklı agrega Özgül ağırlığı arasında olan agregalardır. Beton yapımında kullanılan agregaların özgül ağırlıkları genellikle arasında yer almaktadır. Normal ağırlıklı agregalardan söz edilirken, her seferinde normal ağırlıklı denilmemekte, sadece agrega denilmektedir. Hafif agrega Özgül ağırlıkları 2.4 ten daha küçük olan agregalardır. Ağır agrega Özgül ağırlıkları 2.8 den daha büyük olan agregalardır. Beton agrega, çimento ve suyun uygun oranlarda karışımı ile yapıldığından, kullanılan agreganın ağırlığı, doğal olarak, elde edilen betonun ağırlığını etkilemektedir. O nedenle, hafif agregalarla hafif beton yapılmaktadır. Ağır agregalarla da yoğunluğu ağır betonlar elde edilmektedir. Ağır betonlar nükleer santrallarda olduğu gibi radyasyonun geçişini önlemek amacıyla yapılan özel betonlarda kullanılmaktadır. 21

22 Tane büyüklüğüne göre TS 706/Aralık 1980 Beton Agregaları isimli Standarda göre 4.00 mm göz açıklıklı kare delikli elek üzerinde kalan agregaya iri agrega, bu elekten geçebilen agregaya ince agrega ve 0.25 mm göz açıklıklı kare delikli elekten geçen ince malzemeye taşunu veya filler denilmektedir. Çakıl, kırılmamış tanelerden oluşan iri agregadır. Kırmataş, betonda kullanılamayacak kadar büyük taşların veya büyük çakılların konkasörde kırılması ile elde edilen iri agregadır. Kum, kırılmamış tanelerden oluşan ince agregadır. Büyük taşların veya iri agreganın konkasörde kırılması ile elde edilen ince agregaya ise kırma kum denilmektedir. Nehir yatakları gibi doğal kaynaklardan sağlanabilecek kumun bulunmadığı veya şantiyeye uzaklığı nedeniyle elde edilmesinin ekonomik olmadığı durumlarda, ince agrega olarak kırma kum kullanılmaktadır. Uygulamada beton yapımı için, genellikle kırılmamış doğal kum kullanılmaktadır. Ancak, bu kumu ifade etmek için her seferinde kırılmamış sözcüğü kullanılmamaktadır. 22

23 Beton Agregaları Beton agregası, beton veya harç yapımında çimento ve su karışımından oluşan bağlayıcı malzeme yardımıyla biraraya getirilen, organik olmayan, doğal veya yapay malzemenin genellikle 100 mm yi (hatta yapı betonlarında çoğu zaman 63 mm yi) geçmeyen büyüklüklerdeki kırılmamış veya kırılmış tanelerin oluşturduğu bir yığındır. Beton yapımında kullanılan çeşitli agregalardan bazı örnekler şunlardır : kum, çakıl, kırmataş, yüksek fırın cürufu, pişmiş kil, bims, genleştirilmiş perlit ve uçucu külün pişirilmesiyle elde edilen uçucu kül agregası. Tanelerin boyutları beton agregalarının sınırlarını belirler. Bu boyutlar elekler vasıtası ile tanımlanır. Elekler kare şekilli, örgü telli olurlar, karelerin kenar uzunlukları elek No su, elek göz boyutu, elek açıklığı adları ile tanımlanır. Bir agrega tanesinin geçebildiği en küçük eleğin kenar uzunluğu o tanenin çapı olarak adlandırılır. 23

24 Beton Agregaları Kum, çakıl bulunmayan yörelerde büyük taşlar kırılarak köşeli agregalar elde edilir. Bunlara mıcır (veya kırma taş) adı verilir. Betonlarda silt veya filler bulunmasına (%5 den az olmak koşuluyla) bazı durumlarda müsaade edilir. Fakat kil bulunması kesinlikle kabul edilemez. Kil su ile şişen, ayrıca agrega çimento aderansını bozan bir malzemedir. 24

25 Standartlar 25

26 Deneysel çalışmalar Agregalar, gerek betonun hacminin yaklaşık dörtte üçünü oluşturduklarından ve gerekse, teknik yönden, beton özelliklerini çok büyük ölçüde etkilediklerinden, betonda kullanılacak agreganın tane dağılımının (gradasyonunun), fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin deneysel çalışmalara dayanarak bilinmesi büyük önem taşımaktadır. Deneysel çalışmaların yapılacağı agrega numunesi, betonda kullanılacak tüm agrega yığınını en iyi şekilde temsil edebilmelidir. TS 707/Aralık 1980 Beton Agregalarından Numune Alma ve Deney Numunesi Hazırlama Yöntemi isimli Standard, deney yapılacak numunenin ne şekilde ve ne miktarda alınacağını açıklamaktadır. Beton yapılarda kullanılan iri agreganın en büyük tane boyutunun 63 mm olduğu kabul edildiği takdirde, TS 707 ye göre, tüm agrega deneylerinde kullanılacak iri agrega numunesi en az 100 kg, ince agrega deneylerinde kullanılacak toplam ince agrega numunesinin miktarı, en az 20 kg olarak belirtilmektedir. Agrega yığının orta bölgesinin farklı yerlerinden örnekler alınır 26

27 Deneysel çalışmalar Numune olarak elde edilmiş olan büyük bir agrega yığınını, daha küçük bir numuneye dönüştürebilmek için aşağıda belirtilen iki yöntemden birisini kullanmak gerekir : Çeyrekleme Yöntemi : Çeyrekleme (dörde bölerek küçültme) yönteminde, sert, temiz ve düzgün bir yüzey üzerinde konik bir şekilde toplanmış olan agrega yığını, kürek yardımıyla dairesel bir alana, her tarafı yaklaşık eşit yükseklikte olacak şekilde yayılır. Daire şeklindeki alan, küreğin kenarı ile planda yaklaşık dört eşit kısma bölünür. Çeyrek parçalardan karşılıklı ikisi, yeni numuneyi oluşturmak üzere bir araya getirilir. Çeyrekleme yöntemi, istenilen numune büyüklüğünü elde edinceye kadar tekrar edilir. Bölgeç Aygıtı Kullanarak Küçültme Yöntemi : Bu yöntemde, bölgeç (numune ayırıcı) gibi bir aygıt kullanarak agrega numunesi yaklaşık iki eşit miktara bölünür. Bölgecin yanındaki kaplarda biriken ikiye bölünmüş agrega yığınından birisi küçültülmüş numune olarak kullanılır. Şayet bu numune yeterince küçük değilse, işlem tekrar edilir. 27

28 Gradasyon Bir agrega yığını içerisindeki tanelerin büyüklüklerine göre gösterdikleri tane dağılımı oranına gradasyon (granülometri) denilmektedir. Agrega gradasyonunun saptanmasında, agrega taneleri, büyüklüklerine göre, belirli gruplara ayrılırlar; Her boy grubundaki agrega tanelerinin toplam ağırlıkları bulunarak, tüm agrega yığınının toplam ağırlığı içerisinde ne oranda yer aldığı belirlenir. Granülometri, diğer bir deyişle elek analizi bir agrega yığınının tane büyüklüklerine göre dizilişini saptamak amacıyla yapılır. Deney sonunda agrega yığının % kaçının belirli bir elek altına geçebileceği saptanır. Deney, kumlarda en az 1 kg, iri agregalarda en az 3 kg numune üzerinde yapılır. Alınan numune sırasıyla mm, 16 mm, 8 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm ve 0.25 mm lik eleklerden elenir ve elek üstünde kalan malzeme yığışımlı olarak toplanır. 28

29 Elek Analizi Elek analizi; agrega numunesindeki tanelerin büyüklüklerine göre dağılım oranını, (gradasyon) belirlemeye yarayan deneysel bir yöntemdir. Elek analizi yönteminin uygulanmasında, önce değişik büyüklükteki göz açıklığına sahip kare delikli standard elekler kullanılarak, en büyük göz açıklıklı elek en üstte, daha küçük olan daha altta ve en küçük olan en altta olacak şekilde düzenlenir. En küçük elekten geçebilecek agregayı da yerlere dökülmeden birarada tutmak amacıyla, en küçük göz açıklıklı eleğin altına, standard eleklerin kasnakları ile aynı büyüklükte fakat delikleri olmayan bir kap yerleştirilir. Değişmez ağırlığa kadar etüvde kurutulmuş ( o C) agrega numunesi en büyük elek üzerine yerleştirilir ve sağa-sola, yukarıaşağı hareketle eleme işlemine başlanır. Eleme işlemi sonunda her elek üzerinde kalan agrega hassas olarak tartılarak her elek üzerinde ağırlıkça yüzde ne kadar agrega kaldığı (veya her elekten ne kadar agrega geçtiği) hesaplanır. Böylece değişik boy sınıflarındaki agrega miktarı, yani agreganın tane dağılımı belirlenir. 29

30 Elek Analizi TS 130/Nisan 1978 Agrega Karışımlarının Elek Analizi Deneyi İçin Metot isimli Standardda, beton agregaları için aşağıdaki göz açıklıklarına sahip kare delikli elekler belirtilmektedir. 125 mm, 90 mm, 63 mm, 31.5 mm, 16 mm, 8 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm, 0.25 mm En büyük tane boyutu; elek analizi yapılarak agrega numunesindeki tanelerin tümünün geçebildiği en küçük göz açıklıklı kare delikli elek o agreganın en büyük tane boyutunu gösterir. Yapı betonları için kullanılan agrega tane büyüklüğü genellikle 63 mm yi geçmemektedir. O nedenle, çoğu zaman kullanılan en büyük elek 63 mm göz açıklıklı elek olmaktadır. TS 706/Aralık 1980 Beton Agregaları isimli Standarda göre, iri agrega için gerekli kare delikli eleklerin göz açıklıkları şu şekilde belirtilmektedir : 63 mm, 31.5 mm, 16 mm, 8 mm ve 4 mm. İnce agrega için gerekli kare delikli standard eleklerin boyutu şu şekilde belirtilmektedir : 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm ve 0.25 mm. 30

31 Elek Analizi TS 130 a göre en büyük tane boyutu 4 mm olan ince agregaları temsil edebilecek numune miktarı en az 500 gram olmalıdır. En büyük tane büyüklüğü 63 mm olan iri agregaları temsil edebilecek ve sadece gradasyon (granülometri) tayini için gerekli olan numune miktarı 20 kg dan az olmamalıdır. Elek analizi sonucunda her elek üzerinde kalan agrega miktarı tartılarak, bulunan ağırlıklar numunenin toplam ağırlığı ile karşılaştırılarak her elek üzerinde kalan agrega miktarı yüzde (%) olarak hesaplanır. Bütün bu işlemler bir çizelge halinde gösterilir. Elek göz aralıkları (mm) Elek üstünde kalan ağırlık (gr) , , , ELEK ALTI gr ağırlığında bir agrega karışımı numunesine ait elek analizine tabi tutulmuş ve her bir elek göz aralığı üstünde kalan malzeme miktarları hassas tartı ile tartılarak yanda tablo şeklinde verilmiştir. Bu elek analizinin adım adım değerlendirilmesi ileride verilmiştir. 31

32 Elek Analizi Elek üstünde kalan agrega miktarları yığışımlı toplamlar aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır. Elek göz aralıkları (mm) Elek üstünde kalan ağırlık (gr) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (gr) :0+1030= : = : = : = : =3760 0,5 250 : =4010 0, : =4130 0, : =4235 ELEK ALTI 75 : =

33 Elek Analizi Elek üstünde kalan agrega miktarları yığışımlı toplamlar yüzde olarak aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır. Elek göz aralıkları (mm) Elek üstünde kalan ağırlık (gr) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (gr) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (%) : (0,0/4310)x100 = 0, :0+1030=1030 : (1030/4310)x100 = 23, : =1865 : (1865/4310)x100 = 43, : =2815 : (2815/4310)x100 = 65, : =3345 : (3345/4310)x100 = 77, : =3760 : (3760/4310)x100 = 87,2 0,5 250 : =4010 : (4010/4310)x100 = 93,0 0, : =4130 : (4130/4310)x100 = 95,8 0, : =4235 : (4235/4310)x100 = 98,3 ELEK ALTI 75 : =4310 : (4310/4310)x100 = 100,0 33

34 Elek Analizi Elekten geçen agrega miktarları yığışımlı toplamlar yüzde olarak aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır. Elek göz aralıkları (mm) Elek üstünde kalan ağırlık (gr) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (gr) Elek üstünde kalan yığışımlı ağırlık (%) Elekten geçen yığışımlı ağırlık (%) : (0,0/4310)x100 = 0,0 :100-0,0= :0+1030=1030 : (1030/4310)x100 = 23,9 :100-23,9=76, : =1865 : (1865/4310)x100 = 43,3 :100-43,3=56, : =2815 : (2815/4310)x100 = 65,3 :100-65,3=34, : =3345 : (3345/4310)x100 = 77,6 :100-77,6=22, : =3760 : (3760/4310)x100 = 87,2 :100-87,2=12,76 0,5 250 : =4010 : (4010/4310)x100 = 93,0 :100-93,0=7,00 0, : =4130 : (4130/4310)x100 = 95,8 :100-98,3=4,2 0, : =4235 : (4235/4310)x100 = 98,3 :100-98,3=1,7 ELEK ALTI 75 : =4310 : (4310/4310)x100 = 100,0 : =0 34

35 Gradasyon eğrisi Elekten göz aralığı (mm) ve elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) sütunları kullanılarak elek analizinden elde edilen granülometri eğrisi çizilir. Eğri üzerinde değerlendirmeyi kolaylaştırmak için grafiğin yatay ekseni logaritmik ölçekte gösterilir. Elek göz Elek üstünde kalan aralıkları yığışımlı Elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) (%) ,5 0,25 0,125 ELEK ALTI :100-0,0=100 :100-23,9=76,10 :100-43,3=56,73 :100-65,3=34,69 :100-77,6=22,39 :100-87,2=12,76 :100-93,0=7,00 :100-98,3=4,2 :100-98,3=1,7 : =0 Elekten geçen malzeme (%) İnce Agrega Karisim 1 22,39 12,76 34,69 56,73 100,00 76,10 İri Agrega 4,18 6,96 0 1, Elek göz aralığı (mm) 35

36 Gradasyon eğrisi referans eğriler ile karşılaştırma Elekten göz aralığı (mm) ve elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) sütunları kullanılarak elek analizinden elde edilen granülometri eğrisi çizilir. Elek göz Elek üstünde kalan aralıkları yığışımlı Elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) (%) ,5 0,25 0,125 ELEK ALTI :100-0,0=100 Elekten geçen malzeme (%) :100-23,9=76,10 60 :100-43,3=56,73 50 :100-65,3=34,69 40 :100-77,6=22,39 30 :100-87,2=12,76 :100-93,0=7,00 20 :100-98,3=4,2 :100-98,3=1,7 : = Karisim 1 A32 B32 C Elek göz aralığı (mm) 36

37 Gradasyon eğrisi referans eğriler ile karşılaştırma Karışımın uygun gradasyona sahip olup olmadığını hemen görmek için TS 706 da Dmax=32 mm için verilen uygun bölgelere düşüp düşmediğine bakılır. Elekten geçen malzeme (%) Dmax= 32 mm için İDEAL GRANÜLOMETRİ Elek göz aralığı (mm) 37

38 Gradasyon eğrisi referans eğriler TS 706 da Dmax=8, 16 ve 63 mm için verilen uygun gradasyon bölgeleri Betonda kullanılacak agreganın elek analizi yapılarak agreganın en büyük tane boyutu ve her elekten geçen agrega yüzdesi saptanarak gradasyon eğrisi çizilir. Türk Standardlarında belirtilmiş olan dört grafikten hangisinin kullanılacağı, en büyük tane boyutuna göre tayin edilir. Enbüyük tane boyutuna göre belirlenen agrega dağılım oranlarının yer alabileceği alt ve üst sınırlar verilmektedir. Alt ve üst sınır değerler gradasyon eğrileri ile gösterilmiştir (TS 802 deki Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4). 38

39 Gradasyon Eğrisi Elek analizi sonuçlarını daha kolayca görebilmek ve inceleyebilmek amacıyla, yüzde olarak ifade edilen bu değerler (elek analizi sonuçları), genellikle yarı-logaritmik bir grafik üzerinde yeralacak bir eğri şeklinde de gösterilir. Böyle bir grafikte, elek boyutları, logaritmik ölçekli yatay eksen üzerinde yer alır; agrega yüzdeleri normal ölçekli dikey eksen üzerinde gösterilir. Gradasyon betonun işlenebilirliğini ve karışım oranlarını önemli derecede etkiler. Ayrıca sertleşmiş betonun dayanım, durabilite, birim ağırlık, büzülme gibi önemli özellikleri ve ekonomisi üzerinde etkilidir. Betonda kullanılacak agreganın tane dağılım oranları şekillerdeki A ve B eğrileri içerisinde yer aldığı takdirde, agreganın gradasyonu çok iyi ve A ve C eğrileri arasında yer aldığı takdirde kullanılabilir olarak tanımlanır. 39

40 Uygun Gradasyon Sürekli Gradasyon (Granülometri) Eğrisi : Sıfırdan belirli büyüklüğe kadar bütün agrega tanelerini içeren eğridir. Şekillerde (TS 706 daki Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4) verilen A, B ve C eğrileri sürekli gradasyon eğrileridir. Kesikli Gradasyon Eğrisi : Orta büyüklükteki taneleri içermeyen eğridir. Şekillerde verilen U eğrileri kesikli gradasyon eğrileridir. Uygun Gradasyon: Agrega numunesini oluşturan değişik boy sınıflarındaki agrega oranları değiştirilerek, deneme-sınama yöntemi ile agreganın istenilen gradasyona sahip olmasına çalışılır. Uygun gradasyonun amacı ; gerçekleştirilebildiği oranda minimum boşluklu ve toplam yüzeyi minimum olan bir agrega karışımı elde etmektir. 40

41 Segregasyon Segregasyon = ayrışma Betonun karılma işleminde de çimento hamurunun içerisinde yer alacak iri ve ince agrega tanelerinin homojen bir şekilde yer almaları istenir. Bu homojen dağılımın, taze betonu taşırken veya yerleştirirken de kaybolmaması gerekir. Betonun karılma işleminde de çimento hamurunun içerisinde yer alacak iri ve ince agrega tanelerinin homojen bir şekilde yer almaları istenir. Bu homojen dağılımın, taze betonu taşırken veya yerleştirirken de kaybolmaması gerekir. 41

42 Agrega karışım oranları Üç veya daha fazla agrega malzemesinden uygun bir karışım elde etmenin en kolay yolu, denem-yanılma yöntemidir. Oranlar önceden seçilir ve bu oranlar kullanılarak karışım granülometrisi hesaplanır. Elde edilen karışımın gradasyonunun uygun olup olmadığı referans eğriler ile karşılaştırılarak belirlenir. Uygun bir gradasyon oluşuncaya kadar denemeler devam eder. Tabloda verilen A, B ve C agregalarından uygun bir karışım elde etmek amacı ile sırası ile %40, 38 ve 22 oranları tahmin edilmiştir. Karışım-1 Elek açıklıkları X Ekseni (A) No I Mıcır (B) Deniz Kumu No II Mıcır (C) Taştozu 0, , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % Karışım % A32 B32 C

43 Elek analizi - karışım oranları A, B ve C malzemeleri için belirlenen sırası ile %40, 38 ve 22 oranları kullanılarak karışımın granülometrisi aşağıdaki tablodaki gibi hesaplanır. Örneğin 4 mm elek göz aralığı için 0.4x2+0.38x x92=59 değeri elde edilir. Karışım-1 Elek açıklıkları X Ekseni (A) No I Mıcır (B) Deniz Kumu No II Mıcır (C) Taştozu Karışım % 0, , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % A32 B32 C

44 Elek analizi - karışım oranları Karışım granülometrisinin A ve B referans eğrileri arasında kalmasını sağlamak için deneyanılma yolu ile aşağıdaki 4 farklı agregaları farklı oranlarda kullanacağız. Bu oranlar ve her farklı agrega için verilen elek analizi sonuçlarını kullanarak karışım granülometrisini elde edeceğiz. Elde ettiğimiz karışımın granülometri eğrisini referans eğriler ile karşılaştıracağız. Deneme-1 AGREGA KARIŞIM ORANLARI REFERANS DEĞERLER Elek açıklıkları X Ekseni No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taştozu Karışım % A32 (A32+B32)/2 B32 C32 0, , , , , , , , , , , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % ÇOK İNCE Elekten geçen malzeme (%) Elek göz aralığı (mm)

45 Elek analizi - karışım oranları Karışım granülometrisinin A ve B referans eğrileri arasında kalmasını sağlamak için deneyanılma yolu ile aşağıdaki 4 farklı agregaları farklı oranlarda kullanacağız. Bu oranlar ve her farklı agrega için verilen elek analizi sonuçlarını kullanarak karışım granülometrisini elde edeceğiz. Elde ettiğimiz karışımın granülometri eğrisini referans eğriler ile karşılaştıracağız. Deneme-2 AGREGA KARIŞIM ORANLARI REFERANS DEĞERLER Elek açıklıkları X Ekseni No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taştozu Karışım % A32 (A32+B32)/2 B32 C32 0, , , , , , , , , , , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % ÇOK İRİ Elekten geçen malzeme (%) Elek göz aralığı (mm)

46 Elek analizi - karışım oranları Karışım granülometrisinin A ve B referans eğrileri arasında kalmasını sağlamak için deneyanılma yolu ile aşağıdaki 4 farklı agregaları farklı oranlarda kullanacağız. Bu oranlar ve her farklı agrega için verilen elek analizi sonuçlarını kullanarak karışım granülometrisini elde edeceğiz. Elde ettiğimiz karışımın granülometri eğrisini referans eğriler ile karşılaştıracağız. Deneme-3 AGREGA KARIŞIM ORANLARI REFERANS DEĞERLER Elek açıklıkları X Ekseni No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taştozu Karışım % A32 (A32+B32)/2 B32 C32 0, , , , , , , , , , , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % KESİKLİ GRANÜLOMETRİ Elekten geçen malzeme (%) Elek göz aralığı (mm)

47 Elek analizi - karışım oranları Karışım granülometrisinin A ve B referans eğrileri arasında kalmasını sağlamak için deneyanılma yolu ile aşağıdaki 4 farklı agregaları farklı oranlarda kullanacağız. Bu oranlar ve her farklı agrega için verilen elek analizi sonuçlarını kullanarak karışım granülometrisini elde edeceğiz. Elde ettiğimiz karışımın granülometri eğrisini referans eğriler ile karşılaştıracağız. Deneme-4 AGREGA KARIŞIM ORANLARI REFERANS DEĞERLER Elek açıklıkları X Ekseni No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taştozu Karışım % A32 (A32+B32)/2 B32 C32 0, , , , , , , , , , , , , ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69 KARIŞIM ORANLARI % UYGUN GRANÜLOMETRİ Elekten geçen malzeme (%) Elek göz aralığı (mm)

48 Uygun Gradasyonun Hesaplanması İki veya daha fazla agrega numunesinin elek analizleri yapılmış ve gradasyonları biliniyor ise, bu numunelerin hangi oranlarda bir araya getirilmeleri ile istenilen gradasyon özelliklerine sahip yeni bir agrega karışımının elde edilebileceği hususu hesap yöntemleri ile ortaya çıkabilir. Bu durum aşağıda bir örnek problem ile açıklanmaktadır: Üç değişik agrega numunesinin (A, B, ve C) tane dağılım oranları elek analizleri ile bulunmuş ve şekille gösterilmiştir. Bu üç ayrı numunenin belirli oranlarda karıştırılması ile elde edilmek istenen agreganın yeni karışımında, 0.5 mm ve 8.0 mm eleklerden geçen toplam agreganın, sırasıyla %40 ve %75 olması istenmektedir. Bu durumu sağlayabilmek için A, B ve C agregalarının yeni karışım içerisindeki oranları (X A, X B ve X C ) ne olmalıdır? Bu problemdeki X A, X B ve X C gibi üç bilinmeyeni bulabilmek için üç denkleme ihtiyaç vardır. İlgili şekildeki değerlerden, 0.5 mm ve 8.0 mm eleklerden geçen agrega miktarlarını alarak iki ayrı denklem yazmak mümkündür. Üçüncü denklem ise herhangi bir elekten geçen A, B ve C agregaları oranlarının toplam olarak %100 e eşit olmalarını düşünerek elde edilir. Böylece aşağıdaki denklemler yazılır : 48

49 Uygun Gradasyonun Hesaplanması 0.00X A X B X C = X A X B X C = 0.75 X A + X B + X C = 1.00 Yukarıdaki üç denklemin cebrik olarak çözülmesi ile X A = 0.397, X B = ve X C = 0.22 elde edilir. O halde A agregasından %40, B agregasından %38 ve C agregasından %22 oranında (ağırlıkça) karıştırmak suretiyle elde edilen yeni numunenin 0.5 mm ve 8.0 mm elekten geçen miktarları %40 ve %75 olarak bulunur. Yeni karışım için herhangi bir elekten geçen agrega miktarı (gradasyon eğrisinin ordinatı) aşağıdaki gibi gösterilebilir : Y Di = 0.397Y Ai Y Bi Y Ci Örneğin, 4.0 mm elekten geçen agreganın toplam miktarı ilgili şekilde A, B ve C agregaları için belirtilmiş olan %2, %100 ve %92 oranlarını alarak şöyle hesaplanır. Y Di = 0.40(2) (100) (92) = Yani, yeni karışımın %59.04 ü, 4.0 mm elekten geçmektedir. Bu hesaplar diğer elekler için de yapılarak ilgili şekilde nokta nokta olarak çizilen yeni gradasyon eğrisi (D eğrisi) elde edilebilir. 49

50 Uygun Gradasyonun Hesaplanması Agregalar piyasadan genellikle değişik boy sınıflarına ayrılmış şekilde temin edilmektedir. Değişik boy sınıflarına ayrılmamış durumda, yani, karışık agrega olarak temin edilseler dahi önemli yapıların betonlarında kullanılmak üzere eldeki agrega değişik boy sınıflarına ayırıp kümeler oluşturulur. Agregaların değişik boy sınıflarına ayrılması, ince agrega iri agrega gibi olabileceği gibi, Türkiye de halen piyasada kullanılan 0-3 mm, 3-7 mm (veya 0-7 mm), 7-15 mm ve mm gibi boy sınıfları da olabilmektedir. İstenildiğinde başka boy sınıfları da kullanılabilir. Uygun gradasyon = işlenebilme ve dayanım Karışık bir agrega gradasyonunda hem iri hem de ince agrega tanelerinin büyüklüklerine göre uygun bir dağılım göstermesi istenir. Ancak, ince agreganın (kumun) kendi arasındaki tane dağılımı oranının beton özelliklerine etkisi, iri agrega tane dağılımı oranının betonda yaratacağı etkiye göre, daha fazladır. 50

51 İncelik Modülü Kumdaki çok ince taneler çoğunlukta ise, betonun işlenebilmesi artar fakat su ihtiyacı nispeten çoğalır, taze betonda ayrışıma (segregasyona) ve terlemeye (kanamaya) yol açabilir. Kumdaki çok iri taneler çoğunlukta ise, işlenebilme azalır, yumuşak ve kolayca perdahlanabilir bir beton elde edilemez. Bu durumda da betonun ayrışım eğilimi artar. Agrega gradasyon özelliğini nümerik karakter olarak tek bir sayısal değerle ifade etmek mümkündür. Böyle bir sayısal değer, ya agrega tane dağılımındaki tanelerin ortalama büyüklüğünü, yani, tane büyüklüklerinin ortalamasını, ya da ampirik olarak belirlenen bir başka özelliğini (agrega özgül yüzeyi vb.) gösterebilmektedir. Agrega tanelerinin büyüklüklerine göre dağılımını sayısal karakter olarak belirtmek mümkündür. Bu amaçla kullanılan çeşitli değerler arasında en çok kullanılan ve bilineni agrega incelik modülü dür. İncelik modülü agrega gradasyonu özelliği hakkında bilgi sağlayan ampirik bir sayısal değerdir. Bu değer elek analizinde bulunan tane dağılımı oranlarından hesap yoluyla elde edilir. Elek analizinde göz açıklığı en küçük olan elek en altta olmak üzere küçükten büyüğe doğru dizilmiş olan kare delikli standard elekler üzerinde kalan agreganın yığışımlı yüzdelerinin toplamının 100 e bölünmesi ile elde edilen sayıya incelik modülü denilmektedir. Kısaca, İncelik Modülü = S Elek üzerinde kalan agreganın yığışımlı yüzdesi /

52 İncelik Modülü Daha önce örnek olarak sunulan agrega elek analizinde elekler üzerinde kalan yığışımlı yüzdelerin toplamı dir. Bu agreganın incelik modülü incelik modülü= /100=6.45 olarak ifade edilmektedir. Agrega inceliğinin yorumunu yapabilmek için elek analizinde kullanılan standard eleklere göz açıklıklarına göre küçükten büyüğe kadar bir numara verilir. Elek analizi sonucunda hesaplanan incelik modülü sayısı kadar en alttan yukarıya doğru elek numarası sayılarak, tanelerin ortalama büyüklüğünün hangi elek boyutuna denk geldiği, ya da ne mertebede olduğu görülür. Örneğin, incelik modülü 5.0 olarak hesaplanan bir agrega numunesinde, tanelerin ortalama büyüklüğü, (alttan yukarıya doğru elekler sayılarak gidildiğinde) 5. elek olan 4.0 mm göz açıklıklı eleğe tekabül ettiği görülür; yani, tanelerin ortalama büyüklüğü 4.0 mm mertebesindedir. Beton üretiminde, çimento miktarı sabit tutulduğu takdirde, en büyük agrega tane boyutunun kullanılması ile daha az suya ihtiyaç olması, betonun su-çimento oranının azalmasına ve betonun dayanımının daha yüksek olmasına yol açar. Beton üretiminde, su miktarı sabit tutulduğu takdirde ise en büyük agrega tane boyutunun kullanılması ile, betonun kıvamında artma görülür ve işlenebilme etkilenir. Ancak, en büyük agrega tane boyutunun ne olabileceği kalıp genişliğine, döşeme derinliğine ve yanyana iki donatı çubuğunun arasındaki uzaklığa bağlı olarak seçilmelidir. 52

53 İncelik Modülü - HESAP Yukarıda verdiğimiz 4 farklı malzemeler için incelik modüllerinin bulalım. Daha önce de belirttiğimiz gibi incelik modülü elekler üzerinde kalan yığışımlı yüzdelerin toplamının 100 e bölünmesi ile bulunur. Tablolarda verilen değerler elekten geçen yığışımlı toplamalar olduğundan bu değerlerin 100 den çıkarıp topladıktan sonra 100 e bölerek incelik modüllerini hesap edebiliriz. A (No I Mıcır) = [(100-0)*3+(100-1)+(100-1)+(100-2)+(100-37)]/100 = 6.59 B (Deniz Kumu) = [(100-0)+(100-35)+(100-96)]/100= 1.69 C (Taş Tozu) = [(100-2)+(100-6)+(100-17)+(100-31)+(100-57)+(100-92)]/100 = 3.95 No II Mıcır = [(100-0)*7+(100-59)]/100 = 7.41 Karışım oranları için bir denklem de incelik modüllerinden yazılabilir. Faklı agregalar için verilen karışım oranları mutlak hacim cinsindendir. Örneğin en elde ettiğimiz uygun karışım için 1 m3 beton, 0.6 m3 No I mıcır, 0.2 m3 deniz kumu, 0.15 m3 No II mıcır ve 0.05 m3 taş tozu içerecektir. 53

54 En Büyük Tane Boyutu TS 500/Şubat 2000 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları isimli Standarda göre, agrega granülometrisinin beton niteliği üzerindeki önemli etkisi nedeniyle, kullanılacak agrega ile önceden yapılacak deneylerle amaca en uygun granülometri belirlenmelidir. Betonda kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü, en dar kesitin kalıp genişliğinin 1/5 inden, döşeme kalınlığının 1/3 ünden, iki donatı çubuğu arasındaki uzaklığın ¾ ünden ve beton örtüsünden büyük olamaz. Ayrıca en büyük tane boyutu, beton deneyleri için kullanılan silindir kalıpların çapının en fazla 1/3 ü kadar olmalıdır. Her ne kadar kullanılma koşullarına uygun olarak mümkün olan en büyük agrega tane büyüklüğüne sahip agreganın seçilerek kullanılmasının, beton özellikleri üzerindeki yararları ifade edilmekte ise de, beton konusunda yapılan araştırmalar betonda aranan özelliklerin en iyi şekilde en büyük tane boyutu mm olan agrega ile elde edildiğini göstermektedir. En büyük agrega tane büyüklüğü 38 mm den daha büyük agregalar kullanıldığında, su-çimento oranı azalmakla birlikte, agrega tanelerinin toplam yüzeyinde de önemli ölçüde azalma olmaktadır ve agrega-çimento aderansında azalma olmaktadır; beton dayanımında olumsuz etkiler görülmektedir. O halde, yapı betonlarında, en büyük tane boyutu 38 mm den daha büyük agrega kullanmamak koşuluyla mümkün olan en büyük tane boyutlu agreganın kullanılmasını önermek yerinde bir öneri olacaktır. 54

55 Agrega Tanelerinin Şekli ve Kusurlu Agrega: Agrega tanelerinin şekli olabildiği kadar toparlak (küresel veya kübik) olmalıdır. TS 706 ya göre, agrega tanesinin en büyük boyutunun en küçük boyutuna oranı 3 ten büyük olduğu takdirde, agrega tanesi şekil kusurlu kabul edilmektedir. Bu tanıma uyan yassı veya uzun taneler şekilde kusurlu tanelerdir. TS 706 ya göre, tane büyüklüğü 8 mm ve daha büyük olan iri agregalarda şekilce kusurlu (yassı veya uzun) tanelerin oranı %50 den fazla olmamalıdır. Şekilce kusurlu tane oranının yüksek olması, taze betonun işlenebilmesini olumsuz yönde etkilemekte, taze betonda su ihtiyacını ve terlemeyi (kanamayı) artırmakta, betonun perdahlanarak düzgün yüzeye getirilebilmesini güçleştirmektedir. Kusurlu agregaları kullanmamk lazım. Öte yandan, bir başka agreganın temini çok zor ve pahalı olacak ise ve kusurlu agrega ile daha fazla çimento kullanarak istenilen betonun elde edilmesi yine de daha ucuza geliyor ise o zaman yassı ve uzun taneli agreganın kullanılabilmesini hesaba katmak gerekir. Tuvanen Agrega İri ve ince agregaların bir arada bulunduğu doğal karışık agregadır. 55

56 Agregaların fiziksel özellikleri Birim ağırlık ve boşluk oranı Özgül ağırlık Porozite (gözeneklik) Agregadaki mevcut rutubet durumu ve agreganın su emme kapasitesi Donma-çözülme ve diğer fiziksel etkenlere karşı dayanıklılık Beton karışım hesaplarında kullanılan agrega özellikleri şunlardır : Gradasyon ve en büyük tane boyutu Birim ağırlık Özgül ağırlık Agregadaki mevcut nem durumu ve agreganın su emme kapasitesi 56

57 Agregaların mevcut nem durumları Agrega taneleri içerisinde iki tip boşluk bulunabilir. Bunlardan birisi, tane yüzeyinde ince çatlaklar olarak oluşmuş olan veya tane içerisinde olup da yüzeydeki boşluklarla bağlantılı olan su geçirgen boşluklar dır. Bu tür boşlukların içerisine su girip çıkabilir. Diğeri ise, agrega yapısından gelen, agrega taneleri içerisinde oluşmuş olan su geçirmez boşluklar dır. Bunlara su giremez. Agrega tanelerinin boşluklarının içindeki su miktarları değişebilir. Agrega yığını, içerdiği su miktarına göre, tamamen kuru (agregalar fırında 100 o C de ısıtılarak), hava kurusu (agrega yüzeyi kuru fakat boşlukların içinde bir miktar su var), doygun kuru yüzey (boşluklar tamamen su ile dolu fakat yüzey kuru) ve ıslak durumlar (boşluklar su ile dolu ve tanelerin yüzeyinde bir miktar su filmi var) olmak üzere dört değişik durumdan birisine sahiptir. 57

58 Agrega Numunesini Doygun Kuru Yüzey Duruma Getirebilmek İçin Gerekli Yöntemler : TS 3526 Beton Agregalarında Özgül Ağırlık ve Su Emme Oranı Tayini isimli Standardda deneylerde kullanmak amacıyla ince ve iri agrega numunesini doygun kuru yüzey duruma getirebilmek için gerekli yöntemler belirtilmektedir. Agrega numunelerini doygun kuru yüzey duruma getirebilmek amacıyla numuneler önce su içerisinde 24 saat bekletilip doygun duruma getirilir. Doygun duruma getirilen numunelerin yüzey-kuru duruma getirilme işlemleri iri ve ince agrega numunelerinde farklı yöntemlerle yapılmaktadır. İri agrega taneleri doygun olarak sudan çıkartıldıklarında tanelerin üzerinde gözle görülebilen su tabakası (film) kalmayıncaya kadar kurutulur. İnce agrega taneleri, doygun olarak sudan çıkartıldıklarında tane yüzeylerinin kuru olmasını sağlayabilmek için numune bir tava içine yayılarak tablalı ısıtıcı üzerinde kurutulur. Doygun kuru yüzey hali ince agreganın koyu (ıslak) renkten açık (kuru) renge değişmeye başladığının hemen sonrasıdır. Doygun-kuru yüzey haline erişilip erişilmediğine gözle karar verilemiyor ise koni veya kesme yöntemlerinden birisi uygulanır. 58

59 İnce Agreganın Koni ve Kesme yöntemi: Koni yönteminde, ince agrega kesik koni biçimli metal kalıba (üst iç çapı 38 mm, alt iç çapı 89 mm, yüksekliği 73 mm olan bir kalıp) gevşek olarak yerleştirilir ve üst yüzü 25 mm çapında bir sıkıştırma çubuğu ile hafifçe tokmaklanır ve kalıp yukarı doğru düşey olarak hareket ettirilerek çıkartılır. Kalıp çıkartıldığında numune konikliğini devam ettiriyor ise serbest nem var demektir, kurutmaya devam edilir ve tekrar koni uygulamasına geçilir. Numunenin konikliğinin serbestçe bozulduğunun görülmesi halinde doygun kuru yüzey durumunun sağlandığına karar verilir. Kesme yönteminde, doygun kuru yüzey duruma geldiği sanılan ince agrega numunesi ile yaklaşık yarım küre biçiminde bir yığın yapılır. Yığın, mala ile düşey olarak ikiye bölündüğünde ortaya çıkan yüzey düzlemliğini koruyabiliyor ise kurutmaya devam edilir. Düşey yüzeyin kendini tutamayıp yıkıldığının saptandığı an doygun kuru yüzey durumdur. 59

60 Agreganın su emme kapasitesi : Agrega numunesi önce fırında (100 o C) ısıtılarak ağırlığının değişmediği, tamamen kuru duruma getirilir ve tartılarak ağırlığı bulunur. Sonra, TS 3526 Beton Agregalarında Özgül Ağırlık ve Su Emme Oranı Tayini isimli Standardda belirtilen yöntem kullanılarak suya doygun fakat tanelerin yüzeyleri kuru (dyk) durumuna getirilip tartılarak ağırlığı bulunur. Agrega numunesinin su emme kapasitesi şu şekilde hesaplanır : Su Emme Kapasitesi, W dyk = Agreganın doygun kuru yüzey ağırlığı W k = Agreganın tamamen kuru ağırlığı 60