BETON AGREGALARI-AGREGA ÜRETİMİ VE AGREGALARDA KALİTE

Transkript

1 BETON AGREGALARI-AGREGA ÜRETİMİ VE AGREGALARDA KALİTE Mesut ERKAN Genel Sekreter 1

2 Kompozit Malzeme Olarak Beton Agrega + su Beton?????? Agrega + çimento Beton???? Çimento +Su Çimento hamuru Çimento Hamuru + Agrega Beton Dolayısı ile beton iki fazlı kompozit malzeme 2

3 1. Agrega İskeleti: Sağlam (!), ucuz dolgu malzemesi 2. Çimento Hamuru: Agrega tanelerini bir arada tutan, yapıştıran tutkal,bağlayıcı faz. Dolayısı ile özellikleri bu iki fazın özelliklerine ve ilave olarak 1. Çimento hamuru Agrega aderansı (Çimento hamurunun agrega tanesine yapışma gücüne bağlı) Beton özellikleri, davranışı bu üç unsurla belirleniyor 3

4 Betondan Beklenen Ana Nitelikler: Taze Beton; İşlenebilir olmalı Beton sıcaklığı kontrol edilmeli Agreganın en büyük boyutu donatı durumuna uygun olmalı 4

5 Sertleşmiş Beton ; Projede öngörülen dayanımı güvenle sağlamalı Dış etkilere dayanıklı olmalı - Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli - Donma-çözülme etkilerine dayanmalı - Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı Kendi içindeki (çimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar görmemeli -Hacim sabitliğine sahip olmalı -Rötre (büzülme) ve şişme sınırlı olmalı 5

6 Betondan Beklenen Özel Nitelikler: Geçirimsizlik Deniz suyuna dayanıklılık Yüksek sıcaklıklara dayanıklılık Aşınmaya dayanıklılık Betonda; - maksimum su/çimento oranı ve - minimum dozaj gibi temel sınırlamalarda agreganın etkisi önemlidir. 6

7 Standartlara uygun olmayan kötü agrega yüksek su/ çimento oranı GEÇİRİMLİ BETON 7

8 Beton Hasarının Nedenleri: 1.Fiziksel nedenler : Don etkisi Agrega ve çimento hamuru arasındaki ısıl uyumsuzluk Betonda rötreye duyarlı agregaların kullanılması Plastik rötre ve kısıtlanmış rötre çatlakları Don etkisine duyarlı agregaların kullanılması Yangın hasarı 2.Fiziko-kimyasal nedenler : Betonda çelik donatının korozyonuna bağlı çatlama Alkali silika reaksiyonuna bağlı hasar 8

9 3. Kimyasal nedenler : Klor etkisi Deniz suyu etkisi Asit etkisi Yeraltı suyundaki veya yerel ortamdaki sülfat etkisi Alkali silika reaksiyonu Betonda ikincil etrenjit oluşumu Mikro-organizmaların neden olduğu biyolojik korozyon 9

10 Beton hacminin yaklaşık %70 ini oluşturan agreganın; - türünün, - biçiminin, - en büyük boyutunun, - tane boyutu dağılımının, - ince madde oranının, - organik madde miktarının, - hacim konsantrasyonunun ve - çimento hamuru ile arayüzeyinin betonun performansında önemli işlevi vardır. 10

11 Marmara depreminde orta ve ağır hasar görmüş binalardan alınan beton örnekleri üzerinde yapılan bir araştırmada; - genel olarak sürekli granülometriye uyulmadığı, - en büyük agrega boyutunun 8mm ya da bunun biraz üzerinde olduğu, - denenen 5 ayrı yapıya ait betonlardan 4 ünde kum sınırı olarak kabul edilen 4mm den geçen malzeme miktarının %50 nin üzerinde bazılarında %91 e varan değerlerde olduğu saptanmıştır. Böyle bir malzeme betondan çok, düşük kaliteli bir harçtır.. Son yaşanan Van depreminde yıkılan yada ağır hasarlı binalarda yapılan incelemelerde de maalesef benzer sonuçları gözlenmiştir. 11

12 ZARARLI UNSURLAR Çok ince malzeme muhtevası (< mm)! Kil, kil topağı, çamur,... Hafif, yumuşak, sağlam olmayan taneler ( kömür,...) Organik maddeler ( yaprak, dal, bitki artığı, humus, şeker,...) Klorür, kükürt, sülfat Alkali-silika reaktifliği Donma / çözülme direnci, hacım kararlılığı AGREGA SEÇİMİNİ KÜÇÜMSEMEYİNİZ 12

13 Agrega ocaklarında üretim kalitesi Ocağın bulunduğu alanın lokal jeolojik özellikleri Kayacın yapısal ve dokusal özellikleri Ocak planlaması Üretim Tekniği Patlatma dizaynı, Kırıcı türü vb. Kaliteli ürün (Direnç, boyut, tane şekli, düşük ince madde oranı vb.) Yüksek kapasite 13

14 Önceki çalışmalar Ocak yerindeki malzemenin jeolojik özellikleri Dayk vb. sokulumların olduğu alanlar Topoğrafik ve jeomorfolojik koşullar Örtü malzemesi kalınlığı Kayalardaki birincil süreksizlikler İkincil süreksizlikler, yüzey ve yeraltındaki değişimleri Süreksizliklerin mühendislik özellikleri Mikroçatlak yoğunluğu Literatür, rapor, harita, CBS ve uzaktan algılama verileri, hava fotoğrafları, uydu görüntüleri vb. Saha çalışması Yeraltı araştırmaları Temsili örnekleme Saha çalışmaları Hava fotoğrafları, uydu görüntüleri vb. Yüzey ve yeraltı çalışmaları Saha gözlemleri Yeraltı araştırmaları Hava fotoğrafları, uzaktan algılama vb. Saha gözlemleri Yeraltı araştırmaları Petrografik incelemeler 14

15 Mineralojik ve petrografik özellikler Kimyasal özellikler Zararlı kimyasal bileşenler Kayacın jeomekanik özellikleri Agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri, dinamik parçalanması, aşındırabilirliği, durabilitesi vb. Malzeme özelliklerinin kullanım yerindeki performansına etkisinin araştırılması Ayrışma tipi, derecesi, derinliği vb. (Kayada ve süreksizlik yüzeylerinde) Mineralojik ve petrografik araştırmalar Kimyasal analizler Laboratuar deneyleri Pratik arazi testleri Laboratuar deneyleri (Yüzey numunesi ve sondaj karotları üzerinde) Performans deneyleri Uygunluk kriterleri Yüzey ve yeraltı araştırmaları Mineralojik ve petrografik araştırmalar Kimyasal Analizler Laboratuar deneyleri 15

16 Verilerin Değerlendirilmesi Ocak yerinin belirlenmesi, stok sahası seçimi Üretim sistemi, işletme projesi Rezerv, ocak verimi, malzemenin etkin değerlendirilmesi Örtü malzemesi ve miktarı Kazı öncesi ve sonrası stabilite Ocaktaki malzemenin değişimi ve uygunluğu - Ürün kalitesi Zararlı reaksiyonlar, tehlikeli bileşenler ve insan sağlığına etkisi Çevresel Etkiler - ÇED Raporu, atık ürünler Ocak yerinin rehabilitasyon ve renovasyonu Ekonomik analiz Nakliye ve pazarlama 16

17 SEDĐMANTER KAYAÇLAR Kireçtaşı Kumtaşı Kiltaşı VOLKANĐK KAYAÇLAR Bazalt Andezit Dolerit vb. AGREGALAR Granit Diyorit Siyenit PLÜTONĐK KAYAÇLAR Denizel çökeller Kıyı çökelleri Gölsel çökeller Alüvyal çökeller Karasal çökeller GÜNCEL ÇÖKELLER Gnays Mermer Şist METAMORFĐK KAYAÇLAR 17

18 Malzeme Türü Kaya blokları Kırmataşlar Doğal kum ve çakıllar Kullanım Alanları Dalgakıran Dolgularda yamaçları koruyan bloklar Barajlarda kaya dolgu ve riprap malzeme Beton ve asfalt agregaları Demiryolu balast malzemesi, Gabion vb. malzemesi Filtre malzemesi Beton ve asfalt agregaları Dolgu malzemeleri Filtre malzemeleri Harç kumu 18

19 Sedimanter Kayaçlar 19

20 Sedimanter Kayaçlar 20

21 Volkanik Kayaçlar 21

22 Volkanik Kayaçlar 22

23 Plütonik Kayaçlar 23

24 Metamorfik Kayaçlar 24

25 Metamorfik Kayaçlar 25

26 Farklı kökenli taneler Biçimsiz ve ince dane yoğunluğu Kavkı içeriği Klorür ve sülfat içeriği Alkali-agrega reaksiyonu Direnç değişimi Beton su ihtiyacında artış Direnç değişimi Aderans düşüklüğü Korozyon etkisi Betonda şişmeye bağlı hasar Çok farklı kökenli taneler Denizel Çökeller Alkali-agrega reaksiyonu Alüvyal Çökeller Çoğunlukla pürüzsüz yüzeyli, yuvarlak taneler (dere yatağı, alüvyal taraça) Tanelerin silisle kaplanması (alüviyal taraça) Aderans düşüklüğü Alkali-silis reaksiyonu 26

27 Bileşim değişimi Kavkı içeriği Organik madde Kil içeriği Karasal Çökeller Kalite değişimi Düşük direnç Çimento hidratasyon hızı Betonun priz alma süresinde uzama Aderans düşüklüğü Beton su ihtiyacında artma Dayanım ve durabilitede azalma Çok değişken tane boyu dağılımı Çok değişken kalınlık ve yayılım Çok farklı kökenli tan. (buzul çök.) Aynı kökenli taneler (yamaç molozu çök.) Fiziksel parçalanma (buzul çök.) Kil, mika vb. içeriği Gölsel Çökeller İnce madde oranında artış Düşük agrega potansiyeli Alkali-agrega reaksiyonu Agrega olarak sınırlı kullanım Aderans düşüklüğü Beton su ihtiyacında artma Dayanım ve durabiliteye etki 27

28 Sürdürülebilir kalkınma sürecinde, doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımı (rezervlerin miktarı, kalitesi ve etkin kullanımı) ve zararlı çevresel etkilerin azaltılması, ocak yerlerindeki ortamın Mühendislik Jeolojisi yaklaşımları ve parametreleri ile ilgilidir. SONUÇ OLARK Ocak yerlerinin planlanmasında; ortamdaki jeoloji ve mühendislik jeolojisi koşulları ile ocak yerlerinde bulunan kayaçların özelliklerinin ayrıntılı araştırılması, yeraltı ve yerüstü suyu durumu, ayrışma vb. faktörlerin bilinmesi, haritalanması ve bunların dikkate alınması gerekmektedir. Planlama, buralardan üretilen malzemelerin, kullanım alanlarında sorun yaratmaması yönünden oldukça önemlidir. Heterojen kaya ortamlarında seçici ocak işletmeciliği ile; Agrega kaynağının etkin bir şekilde değerlendirilmesi sağlanır. Düşük dirence sahip kayaların üretimi minimize edilir. Yüksek kaliteli agrega kayıpları önlenir. Karıştırılan malzemeler arasında zararlı reaksiyonların oluşumu önlenir. 28

29 AGREGA ÜRETĐCĐLERĐ BĐRLĐĞĐ Dikkatlerinize teşekkürlerle. YARARLANILAN KAYNAKLAR : Prof. Dr. Canan TAŞDEMİR (İTÜ) Prof. Dr. Erbil ÖZTEKİN (BÜ) Prof. Dr. Atiye TUĞRUL (İÜ) Hocalarımıza Teşekkürlerimizle. 29