YAPI MALZEMESĐ ÖRNEK KARIŞIM HESABI

Transkript

1 6 YAPI MALZEMESĐ ÖRNEK KARIŞIM IM HESABI

2 ÖRNEK 1: Veriler: Ilıman bir bölgede yapılacak bir betonarme yapıda betonyer ve vibratör kullanılarak C25/30 sınıfı beton üretilecektir. Beton aşağıda özellikleri yazılı iki cins mıcır ve kum kullanılacaktır. Malzemelerin aşağıda verilmeyen diğer tüm özellikleri (organik madde içeriği gibi) beton için uygundur. Agrega en büyük çapı 32 mm alınacaktır. Malzemelerin özellikleri: 92

3 Veriler:

4 1-Đlk aşamada agregaların karışım oranları saptanır. Agrega bölümünde verilen bilgilerle yapılan değerlendirmeler sonucu I. mıcırdan %35, II. mıcırdan %25, kumdan %40 alınarak aşağıda verilen granülometride bir karışım sağlanmaktadır. Elek No (mm) ,5 0,25 Đncelik Modülü %35 (I. MICIR) + 0,25 (II. MICIR) + 0,40 (KUM) k= 508,8/100=5,09 Elekten Geçen (%) 100(0,35)+100(0,25)+100(0,40)= 100 0(0,35)+85(0,25)+100(0,40)= 64,75 4(0,35)+20(0,25)+92(0,40)= 43,20 0+5(0,25)+81(0,40)= 33, (0,40)= 22, (0,40)= 12, (0,40)= 9, (0,40)= 4,8 Elekte Kalan (%) 0 35,25 56,80 66,35 77,60 87,20 90,40 95,20 Toplam= 508,8

5 2-Đkinci aşamada ise su ve çimento miktarlarının saptanması gerekir. Normal betonarme yapılarda çimento dozajı en az 300 kg/m 3 alınır. Su miktarlarının saptanması karışımın incelik modülüne bağlı olarak yapılsın. S=α(10-k) Tablo 2,5 ten α=37 alınır. S=α(10-k)= 37(10-5,09)=181,67 lt 182 lt alınır. Akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılması halinde katkı maddesinin işlenebilirliği arttırma derecesine bağlı olarak su miktarı azaltılabilir. Çimento miktarının saptanması herhangi bir basınç dayanımı bağıntısından bulunabilir. Bu örnekte Graf formülünden yararlanılsın. f c f C cc = KG S 2 Formüldeki fc, amaç dayanımı yerine 25+ alınması gerekir. istatistiksel bir büyüklüktür. Ancak henüz deneysel çalışma yapılmadığından ilgili standartlardan (TS802) =6, fc=31 N/mm 2 olarak alınmıştır. fcc çimentonun standart dayanımı olup 32,5 N/mm 2 olarak alınmalıdır. Bu değerler formülde yerine konulsun. 32,5 C 31 = K 182 G 2

6

7 (356/3.15)

8 0.40

9

10

11 ÖRNEK 2 Veriler: Ilıman iklim bölgesinde sülfatlı zemin üzerinde bir betonarme istinat duvarı inşa edilecektir. Kullanılacak betonun kalitesinin C25/30 sınıfında olması istenmektedir. Duvarın en dar kesiti 25 cm dir. Beton yapımında kullanılacak malzemelerin fiziksel özellikleri ve şantiye stok sahasındaki agregaların nem durumları deneylerle saptanmış ve aşağıda tablo halinde verilmiştir. Beton üretiminin standart sapması 3,2 MPa dır. Malzemelerin diğer özelliklerinin beton üretici için uygun olduğu bilindiğine göre, 1m 3 istenen kalitede beton üretebilmek için gereken malzeme miktarlarını hesaplayınız.

12 Veriler:

13 KULLANILAN TABLO Tablo 3.3 Tablo 3.5 Tablo 3.6 Dayanıklılık Tablo 3.7 Dayanım Karşılaştırma Tablo 3.9 Tablo 3.8 OKUNAN DEĞER En dar kesit=25 cm DMAX=32 mm fca=fcd+1,28σ=25+1,28*3,2=29 MPa S/Ç=0,44 Ancak SDÇ S/Ç+0,05=0,44+0,05=0,49=S/Ç fca=30 MPa S/Ç=0,55.enterpolasyon. fca=29 MPa S/Ç=0,56 fca=25 MPa S/Ç=0,62 Tablo 3.6 ve Tablo 3.7 den bulunan S/Ç oranlarından küçük olanı seçilir! Tablo 3.6 S/Ç=0,49 < Tablo 3.7 S/Ç=0,56 S/Ç= 0,49 Slump (çökme) seçilir. 7 cm çökme değeri seçilirse 7 cm çökme ve ideal granülometri S=160lt ve sıkışık hava=%1

14 BETON KARIŞIM IM HESABI 2. Maksimum agrega tane boyutunun (Dmax( Dmax) ) belirlenmesi Yapı Elemanı Kesitinin En Dar Boyutu (cm) Donatılı Perde, kiriş ve kolonlar TABLO 3.3. En Büyük Agrega Tane Büyüklüğü (mm) Sık donatılı Döşemeler Seyrek donatılı veya donatısız Döşemeler Donatısız Perdeler

15 BETON KARIŞIM IM HESABI 4. Su/çimento veya su/bağlay layıcı madde oranının n belirlenmesi Çeşitli yapı tipleri ve dış etkilere göre müsaade edilen en büyük suçimento oranı, S/Ç (ağırlık esasına göre) (TS802) TABLO 3.6

16 BETON KARIŞIM IM HESABI 1. Çökme değerinin erinin belirlenmesi (TS802) Yapı elemanları TABLO 3.9 Çökme değerleri Maksimum Minimum Betonarme temeller Donatısız beton temeller, kesonlar ve altyapı duvarları, kanal kaplama betonları Döşeme, kiriş, kolon, betonarme perdeler, tünel yan ve kemer betonları Yol kaplama betonları, köprü ayakları Tünel taban kaplama betonları

17 BETON KARIŞIM IM HESABI 3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802)

18 S/Ç=0,49 ve S=160 lt 0,49=160/Ç Ç=327 kg 7 torba çimento 350 kg C=350 kg alırsak 0,49=S/350 S=172 lt Çimento Hacmi= 350/3,09= 113,27 dm 3 Su hacmi= 172/1= 172 dm 3 Sıkışık hava hacmi= %1= 10 dm 3 Agrega dışı hacimler toplamı= 295,27 dm 3 Toplam Agrega Hacmi= 1000 dm 3 295,27 dm 3 = 704,73 dm 3

19 1 m3 beton içerisinde ağırlıkça malzeme miktarları (kuru) Đri mıcır 704,73*0,37= 260,75 dm 3 *2,65 Đnce mıcır 704,73*0,23= 162,09 dm 3 *2,67 Kum (iri) 704,73*0,25= 176,18 dm 3 *2,73 Kum (ince) 704,73*0,15=105,71 dm 3 *2,69 Çimento Su = 691 kg = 433 kg = 481 kg = 284 kg = 350 kg = 172 lt Σ 2411 kg/m 3

20 1 m3 beton içerisinde ağırlıkça malzeme miktarları (kuru yüzey doygun) Çimento Đri mıcır 691*1,0085 Đnce mıcır 433*1,009 Kum (iri) 481*1,011 Kum (ince) 284*1,014 Su = 350 kg = 697 kg (6 lt su) = 437 kg (4 lt su) = 486 kg (5 lt su) = 288 kg (4 lt su) = 153 lt Σ 2411 kg/m 3 Σ 19 lt emilen su

21 1 m3 beton içerisinde ağırlıkça malzeme miktarları (şantiyedeki mevcut nem durumu için) Çimento Đri mıcır 691*1,015 Đnce mıcır 433*1,020 Kum (iri) 481*1,030 Kum (ince) 284*1,05 Su = 350 kg = 701 kg (10 lt su) = 442 kg (9 lt su) = 495 kg (14 lt su) = 298 kg (14 lt su) = 125 lt Σ 2411 kg/m 3 Σ 47 lt mevcut emilmiş su

22 Örnek 3 Veriler: Ilıman bir bölgede yapılacak bir betonarme yapının kiriş ve kolonları için betonyer ve vibratör kullanılarak C30/37 sınıfı beton üretilecektir. Yapı elemanlarının en dar boyutu 30 cm, paspayı tabakası kalınlığı ise 3.5 cm dir. Betonarme projeye göre en küçük donatılar arası temiz açıklık 4.5 cm dir. Betonun kullanılacağı yapı herhangi bir zararlı çevresel etki altında değildir. Betonda özellikleri verilen iki cins kırmataş, kum ve CEMI 42.5 çimento kullanılacaktır. Malzemelerin aşağıda verilmeyen diğer tüm özellikleri (organik madde veya klor içeriği gibi) beton üretimi için uygundur.

23 Veriler:

24 Veriler:

25 EN BÜYÜK DANE ÇAPI Verilere göre kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü 32 mm dir. Bu değer, ilgili tablodaki ( tablo 3.3) en dar boyutu 30 cm olan donatılı betonarme elemanlar için verilen 63 mm değerinden, elemanların paspayı tabakası kalınlığından (35 mm) ve donatılar arası temiz açıklığın 3/4'ünden küçük olduğundan kullanımı uygundur.

26 GRANÜLOMETRİ: I numara mıcır, II numara mıcır ve kum birlikte kullanılacağından bu aşamada agregaların karışım oranları saptanır. HESAPLAMA Agrega bölümünde verilen bilgilerle yapılan değerlendirmeler sonucu I. Kırmataştan % 25, II. Kırmataştan % 35, Kum' dan % 40 alınarak aşağıda verilen granülometride bir karışım sağlanmaktadır.

27 GRANÜLOMETRİ:

28 GRANÜLOMETRİ:

29 ÇÖKME DEĞERİ Tablo 3.9 Kolon ve kiriş elemanlar için uygun çökme değeri ilgili tablodan en fazla 10 cm olarak okunur. SU/ÇİMENTO ORANI: Tablo 3.5 Betonarme yapı elemanları herhangi bir zararlı çevresel etkiye maruz kalmayacağından su/çimento oranı dayanım esasına göre belirlenecektir. C30/37 sınıfı beton için fca amaç dayanımı 36 MPa olmalıdır. 36 MPa için su/çimento oranı enterpolasyon ile 0.46 olur. Tablo 3.7

30 KARI IM SUYU MİKTARI: Tablo 3.8 Karma suyu miktarı Tablodan çökme değeri, hava katkısı kullanılıp kullanılmaması ve tane dağılımına göre belirlenecektir. Hava katkısız normal beton, 10 cm çökme değeri ve 32 mm maksimum agrega tane çapına sahip B eğrisi (granülometri eğrisi B ye yakın olduğundan) için karışım suyu 165 kg/m 3 okunur.

31 KARI IM SUYU MİKTARI: Su miktarının saptanması karışımın incelik modülüne bağlı olarak yapılırsa; s = α (10-k) Tablodan α = 37 alınır. Tablo 2.5 Agrega karışımın incelik modülü olduğundan s = α (10 - k) = 37 ( ) =197.8 kg/m 3 bulunur. Tablodaki değer daha küçük olduğundan dizayn değeri olarak 165 kg/m 3 kullanılır.

32 HAVA MİKTARI Tablo 3.8 Karışım suyunun bulunduğu Tablodan ilgili kolonuna karşı gelen tavsiye edilen hapsolmuş hava miktarı %1 dir. Bu değer 1 m 3 beton için m 3 (10 dm 3 ) olmaktadır. ÇİMENTO MİKTARI: Kullanılacak çimento ağırlığı su/çimento oranının bilinen değerine göre hesaplanabilir. S = 165 S/Ç=0.46 Ç = S / (S/Ç) = 165 / 0.54 = 359 kg/m 3

33 ÇİMENTO MİKTARI: Çimento miktarının saptanması herhangi bir basınç dayanımı bağıntısından da bulunabilir. Bu örnekte Graf formülünden yararlanılsın. fc = f cc K G C S Formüldeki fc, amaç dayanımı yerine 30+ alınması gerekir. istatistiksel bir büyüklüktür. Ancak henüz deneysel çalışma yapılmadığından ilgili standartlardan (TS802) = 6, fc = 36 N/mm 2 olarak alınmıştır. 2

34 ÇİMENTO MİKTARI: f 2 cc C fc = K S G fcc çimentonun standart dayanımı olup 42.5 N/mm 2 olarak alınmalıdır. Bu değerler formülde yerine konulsun 42.5 C 36 = 165 K G Bu formülde KG; katsayısının gerçek değeri henüz bilinmemektedir. Bunun gerçek değeri ancak örnek betonlar üretilip, kırıldıktan sonra bulunabilir. Ancak yaklaşık bir değer, örneğin KG=4 olarak çimento miktarı hesaplansın. 2

35 ÇİMENTO MİKTARI: C = Sonuçta; C = 304 kg/m 3 olarak hesaplanır. Tablolarla hesaplanan değer daha büyük olduğundan dizayn değeri olarak 359 kg/m 3 kullanılır. Normal betonarme yapılarda çimento dozajı en az 300 kg/m3 alınır. C = 359 kg > 300 kg olduğundan minimum dozaj koşulunu sağlamaktadır. 2

36 AGREGA MİKTARI: Sıradaki aşamada agrega miktarları hesaplanır. Bu hesaplamada birim hacim denklemi adı verilen eşitlikten yararlanılır. Diğer bir deyişle 1 m 3 sıkışmış taze beton içine giren malzemelerin ayrı ayrı hacimlerinin toplamı yine 1 m 3 'e eşittir. 1 m 3 =1000 dm 3 = çimento hacmi + su hacmi + hava hacmi + agrega hacmidir.

37 AGREGA MİKTARI: 1 m 3 =1000 dm 3 = çimento hacmi + su hacmi + hava hacmi + agrega hacmidir. Çimento hacmi = 359 / 3.15 = dm 3 su hacmi = 165 / 1 = 165 dm 3 hava hacmi = 1000 x %1 = 10 dm 3 Agrega dışı hacimler toplamı = = dm 3 Agrega hacmi = = dm 3 olarak bulunur.

38 AGREGA MİKTARI: Agreganın hacmi içinde kum ve mıcırların hacimleri: I. MICIR x 0.25 = dm 3 II.MICIR x 0.35 = dm 3 KUM x 0.40 = dm 3 Toplam = dm 3 olur.

39 AGREGA MİKTARI: Agreganın hacmi içinde kum ve mıcırların kuru ağırlıkları: I. MICIR II.MICIR KUM Toplam = kg = kg = kg = kg olur.

40 Böylece 1 m 3 betonun teorik bileşimi bulunmuş olur. Agreganın kuru olması durumuna göre reçete: Çimento Su I. MICIR II. MICIR KUM Toplam 359 kg 165 kg 466 kg 652 kg 771 kg 2413 kg (Islak birim hacim ağırlık) 2413 kg/m 3

41 Agreganın KYD olması durumuna göre reçetede değişiklik yapılmalıdır. Agregaların KYD olması için gerekli su miktarı: I. MICIR 466 kg x = II. MICIR 652 kg x = 5,216 KUM 771 kg x = Σ = S/Ç oranının bozulmaması için aynı miktar karma suyundan çıkarılmalıdır. Su = 147 kg

42 Agreganın KYD olması durumuna göre reçete: Çimento Su I. MICIR II. MICIR KUM 359 kg 147 kg 470 kg 657 kg 780 kg Toplam 2413 kg (Islak birim hacim ağırlık) 2413 kg/m 3

43 Elde edilen karışım miktarları agregaların KYD olması durumuna göre verilecek reçetedir. Stoktaki agregaların nem durumları KYD konumdan farklı olduğundan harmana girecek bileşen ağırlıklarının yeniden düzenlenmesi gerekmektedir. I. ve II. mıcırlar KYD halden daha kuru, kum ise KYD halden daha nemli durumdadır.

44 Agreganın stok nem durumuna göre reçetede düzeltme: Agregalardan gelecek su miktarı: I. Mıcır 466 x = kg II. mıcır 652 x = kg Kum 771 x = kg

45 Harman için reçete şu hale gelmektedir. Çimento Su I. MICIR II. MICIR 359 kg = 131 kg = 468 kg = 655 kg KUM Toplam = 800 kg 2413 kg (Islak birim hacim ağırlık) 2413 kg/m 3

46 Son aşamada bulunan teorik değerlerle örnek betonlar dökülüp aşağıdaki kontrollar yapılır : a) Taze betonun işlenebilme özelliği araştırılır. Taze betonda birim ağırlığı tayini ve slump testleri yapılıp, gerekli su miktarı ve hava boşluğu yüzdesi kontrol edilir. Gerekli düzeltmeler bu aşamada yapılabilir. b) Sertleşmiş betonun 7. ve 28. günlerdeki dayanımları araştırılır. Bulunan sonuçlara göre, gereğinde karışım yeniden ayarlanır.

47 Hesaplanan beton karışım oranları deneme harmanları oluşturularak kontrol edilmelidir. Üretilen taze betonun çökme, birim ağırlık, verim, hava içeriği değerleri ölçülmelidir. Taze beton işlenebilirlik, segregasyon ve perdahlanabilirlik açılarından dikkatlice gözlenerek değerlendirilmelidir. Karışım oranları üzerinde uygun düzeltmeler yapılmalıdır. Harmandaki beton karma suyu öngörülenden eksik veya fazla kullanılmışsa düzeltilmelidir. İstenen çökme değeri yeterli değil ya da fazla ise, değiştirilecek her 10 mm çökme için su miktarı 2 kg/m3 arttırılabilir ya da azaltılabilir.

48 YAPI MALZEMESĐ TAZE BETONDAN ÖRNEK ALMA

49 TAZE BETONDAN ÖRNEK ALMA

50 TAZE BETONDAN ÖRNEK ALMA

51 TAZE BETONDAN ÖRNEK ALMA

52 TAZE BETONDAN ÖRNEK ALMA

53 ÖRNEK ŞEKLĐ ve BOYUTLARI ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI STANDART SĐLĐNDĐR 15X30 cm h/d ORANI=2.0 Daha küçük üçük k boyutlu malzemenin basınç dayanımı daha büyük b olacaktır. 15 cm AYRITLI KÜP Ayrıca örnek küp k olursa dayanımı daha yüksek y olacaktır. (narinlik etkisinden dolayı) σ silindir(15/30) ~ 0.80 σ KÜP (15*15*15)

54 ÖRNEK ŞEKLĐ ve BOYUTLARI ÖRNEK ŞEKLĐ VE BOYUTLARI C30/37 Đkisi de aynı beton ile üretilmiş 28 günlük Basınç dayanımı 30 Mpa olan Standart silindir 28 günlük Basınç dayanımı 37 Mpa olan 15 cm ayrıtlı küp

55 YAPI MALZEMESĐ TAZE BETONDAN ALINACAK ÖRNEK SAYISI

56 ÖRNEK SAYISI TS EN Kullanıcı açısından belirli bir hacimdeki betonun tanımlanmas mlanmasında nda kullanılacak lacak BETON HACMİ,, aşağıa ğıdaki gibi belirlenmelidir: Binanın n her katı için in veya binanın n bir katının kirişler/d ler/döşemeler emeler grubu veya kolonlar/perdeler grubu veya diğer yapılar ların n benzer kısımlark mları için in teslim edilen beton miktarı. antiyeye bir haftada teslim edilen 400 m3 den fazla olmayan beton miktarı. Kaliteyle ilgili şüphe varsa tek harman veya tek yük y miktarları,

57 ÖRNEK SAYISI TS EN İMALAT KONTROL BELGELİİMAL EDİLEN BETON Her tek dayanım m deney sonucu ve n adet örtüşmeyen ayrı deney sonuçlar larının n ortalaması aşağıda tarif edilen şartları sağlamas laması halinde ilgili gruba ait kabul edilir. Belirli hacimdeki betondan elde edilen deney adedi n 1. Kriter 2. Kriter n adet deney sonucu ortalaması (f cm ) N/mm 2 Herhangi tek deney sonucu (f ci ) N/mm 2 1 Uygulanamaz > f ck > f ck +1 > f ck > f ck +2 > f ck 4 Deney sonuçlar larının, n, en büyüğüb ile en küçük üçüğü arasındaki fark, aritmetik ortalamanın %15 inden daha fazla ise, deney sonucunun herhangi birisinin atılmas lması için in kabul edilebilir sebep görülmesi g hariç,, deney sonuçlar ları geçersiz ersiz sayılır.

58 ÖRNEK SAYISI TS EN İMALAT KONTROL BELGESİZ İMAL EDİLEN BETON Belirlenen hacimdeki betondan, deneyler için i in en az 3 adet deney sonucu oluşturacak numune alınmal nmalıdır. AşağıA ğıdaki iki kriterin sağlanmas lanması halinde beton gruba ait kabul edilir : 1. Kriter 2. Kriter : : f cm > f ck +4 (N/mm 2 ) f ci > f ck -4 (N/mm 2 ) f cm f ci : : Deney sonuçlarının aritmetik ortalaması Herhangi bir tek deney sonucu fck (karakteristik basınç dayanımı); üretilecek olan betondan alınan numuneler üzerinde buunan basınç dayanımlarının bu değerden düşük olma olasılığının %10 olduğu değerdir.

59 ÖRNEK SAYISI TS EN TAZE BETONDAN ALINACAK NUMUNE SAYISI-TS EN 206 En az numune alma sıklığı Đmalât Đmalâtın ilk 50 m 3 ' ü Đlk 50 m 3 ' den sonraki imalât a Đmalât kontrol belgesi olan beton Đmalât kontrol belgesi olmayan beton Başlangıç (35 deney sonucu elde edilinceye kadar) 3 numune 1 numune/200 m 3 veya 2 numune/1 haftalık imalât 1 numune/150 m 3 veya 1 numune/1 günlük imalât Sürekli b (35 deney sonucu elde edildikten sonraki) 1 numune/400 m 3 veya 1 numune/1 haftalık imalât 1 numune/1 günlük imalât a Numune bütün imalâta yayılarak alınmalı ve her 25 m 3 beton hacmi için 1'den fazla olmamalıdır. b 15 adet deney sonucunun standard sapmasının 1.37 σ 'yı geçmesi durumunda numune alma sıklığı, daha sonraki 35 deney sonucu elde edilinceye kadar, başlangıç imalâtı için gerekli olan sıklığa çıkarılmalıdır.

60 ÖNERĐMĐZ HER ÜRETĐM BĐRĐMĐ EN AZ 9 Küp veya Silindir Örnek Bir gün kalıpta bekleme (olumsuz koşullardan, güneş, rüzgar vb.) korunmalı Deney gününe kadar kür 23 ±2 C sıcaklıkta, kirece doygun su içinde veya en az %95 bağıl nemdeki ortamda saklanmalıdır 7 Günlük Deneyler 28 Günlük Deneyler Yedek NĐTELĐK DENETĐMĐ : KARIŞIMIN POTANSĐYEL DAYANIMI

61 ÖRNEK SAYISI TS EN BETONUN YAPIDAKĐ KOŞULLARDA DAYANIM GELĐŞĐMĐNĐN TAKĐBĐ HER ÜRETĐM BĐRĐMĐ YETERLĐ SAYIDA Küp veya Silindir Örnek Bir gün kalıpta bekleme (yapıdaki betonla aynışartlarda) Deney gününe kadar yapıda kür (Yapıdaki betonla aynışartlarda) Deney sonuçları kalıp alma sürelerinin tayininde, yapıya uygulanan kür (bakım) yönteminin etkinliğini belirlemede vb. amaçla kullanılabilir

62 Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ II DERSĐ BETON TEKNOLOJĐSĐ BETON TASARIMI