ÇELİK TEL DONATILI YOL BETONLARI. Mehmet Yerlikaya / İnşaat Mühendisi Teknik Müdür- Beksa AŞ

Transkript

1 ÇELİK TEL DONATILI YOL BETONLARI Mehmet Yerlikaya / İnşaat Mühendisi Teknik Müdür- Beksa AŞ Özet : Çelik liflerle donatılmış beton,onun zayıf olan özeliklerini güçlendirerek,tokluk,darbe, kavitasyon ve ilk çatlak dayanımlarında önemli artışlar sağlamaktadır. Ekonomik oluşu,kolay işlenebilirliği ve teknik avantajlarından dolayı,günümüzde,yol ve köprü kaplamalarında da uygulama alanı bulmuştur. Bu yazıda,çelik tel donatılı betonların (ÇTDB) özelikleri,uygulama alanları ve dizayn kriterleri anlatılmaktadır. Giriş : Çelik liflerle homojen olarak donatılmış beton,yükler altında gösterdiği davranış açısından,geleneksel betondan farklı özelikler gösterir.beton içinde ortaya çıkan gerilmeler,malzeme içindeki mikro çatlaklar nedeni ile düzensizdir.betona ilave edilen çelik teller,harç fazı matrisini takviye ederek,üzerinden gerilmelerin aktarıldığı küçük köprüler olarak rol oynarlar.aşırı yükler altında çelik teller,matris içindeki çatlağın yayılmasına yol açan gerilmeleri alırlar ve çatlamamış bölgelere yayarlar.çatlak sonrası betonun kazanmış olduğu bu davranış,elastik zemine oturan beton yol döşemelerinde çatlak oluşumunu azaltmaktadır. Betonların statik hesaplamalarında çelik teller,sadece eğilme momentini karşılayan donatı olarak görülmemelidir. Tellerin en önemli özelliği,betona sağladığı süneklik, diğer bir değişle,enerji yutma kapasitesindeki büyük artıştır. Araç trafiğine açık yol betonlarında ve köprü kaplamalarında,betonun darbe tesirlerine,tekrarlı yüklere ve çevre koşullarına karşı yeterli dayanıma sahip olması istenir. Çelik tel donatılı betonun darbe mukavemeti,normal betona oranla kat artmaktadır. Betonun deformasyon yapma özeliği arttığından,ani kırılmalar meydana gelmemektedir. Sıcaklık farklarının yüksek olduğu yerlerde,betonun yüzeyi ve tabanı arasındaki sıcaklık farklarından dolayı,kısa sürede çatlaması ve tozuması önlenmektedir.

2 Çelik Tellerin Betona Karıştırılması Çelik teller,beton santralında beton hazırlanırken veya transmikserde hazır betona ilave edilebilir.santralda beton hazırlanırken dikkat edilmesi gereken husus,karışıma ilk olarak telleri ilave etmeyip,agrega veya agrega+çimento karışımına katılmasıdır. Transmikserde ilave etmek istersek,dakikada devir hızla dönen miksere, dakikada kg çelik tel karıştırabiliriz. Tutkal ile birleştirilmiş olan tel demetleri,karışım sırasında açılır ve betonda homojen bir tel dağılımı sağlanır.betonun her tarafına eşit olarak dağılan tellerin homojenlik testi, TS uyarınca,taze betondan numune alıp,her numunedeki tel miktarını tartarak yapılır. İstanbul otobüs terminali İSOT /Asfalt üzerine beton kaplama Elastik Zemine Oturan Çelik Tel Donatılı Beton Plakların Hesap Esasları Elastisite teorisi baz alınarak yapılan hesaplamalar,bu plakların taşıma ve deformasyon özelliklerini tam olarak göstermemektedir.

3 Daha sağlıklı bir yaklaşım,kırılma çizgileri (Akma çizgileri) teorisini uygulamakla elde edilebilir.(yield line theory) Altyapı reaksiyon modülünü (k) ve çelik tel donatılı betonun eşdeğer eğilme çekme dayanımını,ortam sıcaklıklarındaki değişmeleri dikkate alarak,elastik zemine oturan yol plaklarının deformasyon ve taşıma davranışını daha gerçekçi bir yaklaşımla hesaplayabiliriz. Yapılan deneysel çalışmalar da göstermiştir ki,çtd yol plaklarının taşıma gücü,donatısız plaklardan %50 fazla olmakta,deformasyon kapasitesi artmaktadır. Ülkemizde 1992 yılında yayınlanan TS standardında,çelik tel donatılı betonlarda,eşdeğer eğilme dayanımının hesap yöntemleri gösterilmektedir. Çelik Tel Donatılı Beton Uygulamaları 1- Beton Yollar ÇTD Betonların yüksek yorulma ve darbe dayanımına sahip olmaları,araç tekerleklerinden doğan tekrarlı yüklerin ve darbelerin kolayca karşılanmasını sağlar.dizayn kriterleri belirlenirken,bölgedeki sıcaklık değişimleri,zemin oturmalarından meydana gelebilecek deformasyonlar,derz açıklakları ve rötre tesirleri göz önüne alınır. Ülkemizde ağır dingil yüklerinden ve yoğun ağır vasıta trafiğinden kaynaklanan asfalt yol hasarları ciddi boyutlardadır. Sık aralarla yapılan onarım ve bakım giderleri,yüksek bir maliyet yaratmaktadır. Bakım giderleri çok az olan ve daha uzun süre hizmet veren beton yollar,günümüzde asfalt yollara oranla daha ekonomik bir çözüm getirmektedir. 2-Beton Kaplamalar Asfalt üzerine uygulanan ÇTD ince koruma kaplama,asfalt ile uyumlu olarak çalışır.asfalt ve beton arasında, homojen bir yapışma vardır.(1.4 Mpa) cm kalınlığında yapılan kaplamaların içinde bulunan çelik teller,yansıma çatlaklarının oluşmasını engeller kg/m3 dozajında betona karıştırılan teller,her bir beton m2 sinde 3-4 km uzunluğunda çelik bir ağ oluştururlar. Bugüne kadar, asfalt kaplamalar,yol kaplaması yapmanın tek çözümü olarak görüldü.1990 lı yıllarda ABD ve İskandinav ülkelerinde, ÇTDB kaplamalar uygulanmaya başlandı.uygulamadan önce,başlıca problemleri,hızlı aşınma ve donma-çözülme olayının yarattığı yıpranma idi.uygulamalar sonunda,aşınmanın asfalt tabakasına

4 göre,%50 azaldığı ve beton kaplamaların servis ömrünün 10 kat arttığı görüldü. ÇTD köprü kaplamaları da,yaygın uygulama alanlarından biridir.bu betonların üstün eğilme,durabilite ve çatlak kontrol özellikleri dolayısıyla,tuzun,prekast beton içerisine ve alt yapıya tesir etmesi,en aza indirilir.ayrıca, daha ince kaplama kalınlığından dolayı,ölü yükler azaltılır.beton dökme işlemi,transmikserden yapılarak,beton pompasına gerek kalmaz. 3- Köprü Derzleri Köprü derz betonlarının kırılması ve yıpranması,köprü üzerindeki trafiği olumsuz etkilemekte ve oldukça pahalı bir tamir gerektirmektedir.tamir sırasında bu betonlara ilave edilen çelik teller,beton darbe dayanımını ve betonun enerji yutma kapasitesini arttırmakta,böylelikle,yıllarca bakım istemeyen,çatlaksız köprü derzleri elde edilmektedir. Beton yol yapımı /Yunanistan

5 Sonuç Bugün,çelik tel donatılı betonlar,özellikle ağır trafiğin büyük sorunlara yol açtığı otoyollarda, geleneksel asfalt yollara gerçek bir alternatif kabul edilmektedir Ülkemizde ÇTDB ile tamir edilen köprü derzlerinden mükemmel sonuç alındı.uygulamalar yaparak,beton yol ve kaplamalarda da benzer sonuçları alabiliriz. Bakım masraflarını,araçlarda oluşan hasarları,ve trafik güvenliğini göz önünde bulundurduğumuzda,çtd betonların daha ekonomik olduğunu görmekteyiz. Yazışma adresi : mehmet.yerlikaya@bekaert.com Referanslar: 1- TS ÇELİK TEL TAKVİYELİ BETONLAR 2- ROADS AND TRAFFİC 2000 / INT. ROAD AND TRAFFIC CONFERENCE 3- FİBER REİNFORCED CONCRETE AND SHOTCRETE FOR REPAİR AND RESTORATION OF HIGHWAY BRIDGES IN ALBERTA / C. JOHNSTON,P.CARTER. TRANSPORTATION RESEARCH RECORD ÇELİK LİFLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETON. DSİ 5- USE OF CONVENTIONAL AND HIGH-PERFORMANCE STEEL-FİBER REINFORCED CONCRETE FOR BRIDGE DECK OVERLAY. ACI 92-M69 6- PAVEMENT IN SWEDEN AND NORWAY CEMENTA bygg produkter