BETON KARIŞIM HESABI (TS 802)

Transkript

1 BETON KARIŞIM HESABI (TS 802)

2 Beton karışım hesabı Önceden belirlenen özellik ve dayanımda beton üretebilmek için; istenilen kıvam ve işlenebilme özelliğine sahip; yeterli dayanım ve dayanıklılıkta olan, kaliteden ödün vermeden, en ekonomik betonu elde edebilmek için; karışıma girecek su, çimento, agrega, hava ve gerektiğinde katkı maddesi miktarını belirlemek amacıyla yapılan hesaplara Beton Karışım Hesapları denir. Beton karışım hesapları ile ilgili özellikler standartlarla belirlenmiştir. Türkiye de TS 802 standardında bu bilgiler mevcuttur.

3 Beton basınç dayanımı Dayanım, malzemenin taşıyabildiği en büyük gerilme değeridir. Beton Basınç Dayanımı; 28 gün süreyle küre tabi tutulmuş, çapı 150 mm ve yüksekliği 300 mm olan standart beton silindir numunenin veya bir kenarı 150 mm olan beton küp numunenin, tek eksenli basınç yükü altında taşıyabildiği en büyük gerilme değeridir.

4 Beton basınç dayanımı Beton karakteristik dayanımı; Beton karakteristik dayanımı, beton sınıfını tanımlamak için kullanılan, istatistiksel verilere dayanılarak belirlenen ve bu değerden daha küçük dayanım değeri elde edilmesi olasılığı, belirli bir oran olan (genelde %5) dayanım değeridir. Beton Hedef Basınç Dayanımı; Karakteristik basınç Dayanım değerleri artırılmış verilerdir.

5 Genel kurallar Beton karışım hesabı yapılırken, Betonun döküleceği elemanın boyutları, Elemanın maruz kalacağı zararlı kimyasal etkiler, Donma-çözülme, aşırı sıcaklık gibi fiziksel dış etkiler, Dayanım ve dayanıklılık ve İşlenebilme gibi özellikleri göz önünde bulundurulur.

6 Genel kurallar Agreganın tane büyüklüğü dağılımı, su/çimento (s/ç) oranı, su, çimento, hava ve katkı maddesi miktarları TS 802 de verilen Çizelgelerden yararlanarak hesaplamalarla bulunur.

7 ÖZELLİKLER

8 Agrega en büyük tane büyüklüğünün seçilmesi Beton imalatında kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü; Yapı elemanının şekil, En dar kesitinin boyutu, Beton örtü tabakası (pas payı) kalınlığı ve Betonun dökümünde kullanılacak yönteme bağlıdır.

9 Agrega en büyük tane büyüklüğünün seçilmesi Agrega en büyük tane büyüklüğü; En dar kesite ait kalıp genişliğinin 1/5 ini, Döşeme derinliğinin 1/3 ünü, En küçük donatı aralığının 3/4 ünü Pompa borusu iç çapının 1/3 ünü aşmayacak tarzda seçilmelidir.

10 Agrega en büyük tane büyüklüğünün seçilmesi Bazı eleman boyutları için kullanılabilecek en büyük tane büyüklükleri, donatı aralığına ait yukarıdaki husus da dikkate alınmak şartıyla Tabloda verilmiştir.

11 Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi En büyük tane büyüklüğü farklı agregalar için gösterilen tane dağılımları; 3 numaralı bölgeye düşecek tane dağılımları, uygun bölge olduğu için, tercih edilmelidir. Bunun mümkün olmaması halinde 4 numaralı bölgeye düşen tane dağılımları kullanılmalıdır. Zorunlu durumlarda 2 numaralı bölgeye düşen kesikli tane dağılımları da kullanılabilir. 5 numaralı bölgeye düşen tane dağılımları kullanılmamalıdır.

12 Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi

13 Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi

14 Agreganın tane sınıflarına ayrılması Betonun agrega en büyük tane büyüklüğüne göre sınıflandırılmasında, betonda kullanılan agrega en büyük tane sınıfının üst anma büyüklüğü (D en büyük ) esas alınır. Beton karışım tasarımı yapılırken en büyük agrega tane büyüklüğünün seçimi tüm beton içindeki agregayı temsil edecek kadar olmalıdır.

15 Agreganın tane sınıflarına ayrılması Beton imalatında kullanılacak olan agrega tüvenan olarak değilse, beton yapımı sırasında agreganın karıştırıcıya, genellikle 3 tane, 4 tane veya 5 tane sınıfına ayrılmış olarak koyulacağı karışım hesaplarında göz önünde bulundurulmalıdır. Bu hususta Çizelge 4 ten yararlanılmalıdır.

16 Agreganın tane sınıflarına ayrılması

17 Agreganın tane sınıflarına ayrılması

18 Su/çimento oranının seçilmesi Su/çimento (s/ç) oranı, betonun (katkılı veya katkısız) dayanım sınıfı ve maruz kalacağı dış etkilerin şiddeti ile ilişkilidir. TS EN de yer alan farklı iklim şartlarına ve çevre etkilerine maruz kalan betonlarla ilgili kısımda betonun içinde bulunacağı çevre etki sınıfı belirlenmeli ve bu sınıfa uygun en az çimento dozajı, en düşük karakteristik basınç dayanımı ve en büyük s/ç oranı gibi parametreler belirlenmelidir.

19 s/ç oranının seçilmesi Karışım tasarımında kullanılacak hedef basınç dayanımları, beton sınıflarına bağlı olarak Çizelge 5 te ve s/ç oranları ise Çizelge 6 da verilmiştir.

20 s/ç oranının seçilmesi Betonun döküleceği ortamın iklim ve çevre şartları öncelikle belirlenmeli ve beton, dayanım sınıfından önce durabilite yönünden değerlendirilmeye alınmalıdır. Betonun dayanım sınıfı ikinci sırada düşünülmeli ve gerektiğinde daha yüksek beton sınıfının gerekleri sağlanmalıdır.

21 s/ç oranının seçilmesi

22 s/ç oranının seçilmesi

23 s/ç oranının seçilmesi

24 Kıvamın seçilmesi Betonun su içeriğine ve kullanılan kimyasal katkılara bağlı olarak belirlenen kıvam sınıfları TS EN standardına uygun olmalıdır. Genellikle taze beton için çökme değerleri projede betonun döküleceği inşaat tekniğine ve yapı tipine göre önceden belirlenmektedir. Ancak, betonun yerleştirilme şartlarına göre kıvam gerektiğinde artırılabilir veya azaltılabilir.

25 Kıvamın seçilmesi Beton teknolojisindeki ilerlemeler, betonda kimyasal katkı kullanımının oldukça yaygınlaşmış olması, betonun pompalar vasıtasıyla dökülmesi ve yerleştirilmesi nedeniyle aynı s/ç oranı veya daha düşük s/ç oranları ile ayrışmayan, kohezif ve aşırı terleme yapmayan beton imal etmek yoluyla çökme değerleri istenilen düzeylere getirilebilir. Kıvamın herhangi bir şekilde belirtilmediği işlerde, uygun çökme değerleri Çizelge 7 den alınabilir.

26 Kıvamın seçilmesi

27 Su miktarının (s) seçilmesi İstenilen kıvamın sağlanması amacıyla gerektiğinde su ilâve edilmeli veya azaltılmalıdır. Gerekli durumlarda da kimyasal katkılardan faydalanılmalıdır. Beton yapımı için gerekli karma suyu miktarı (s), doygun agreganın yüzeysel nem suyu ve ilave olarak verilecek suyun toplamıdır.

28 Su miktarının (s) seçilmesi Betonun karışım suyu miktarı, kıvama, agrega en büyük tane büyüklüğüne ve betonun kimyasal katkılı ve hava sürüklenmiş olup olmadığına göre değişir. Betonda kimyasal katkı kullanılması ve kullanılan kimyasal katkının tipi, betonda karışım suyu miktarını önemli ölçüde etkiler.

29 Su miktarının (s) seçilmesi Şekil 9-12 de hava sürükleyici katkı haricinde herhangi bir kimyasal katkı kullanılmadan yapılan betonların kıvama, agrega en büyük tane büyüklüğüne ve agrega tipine bağlı olarak yaklaşık karışım suyu miktarları verilmektedir. Kimyasal katkı ile beton yapıldığında, kimyasal katkının cinsine bağlı olarak, grafiklerden bulunan karışım suyu miktarlarından belirli oranda su azaltma ile katkılı beton karışım suyu miktarına geçilebilir.

30 Su miktarının (s) seçilmesi

31 Su miktarının (s) seçilmesi

32 Hava miktarının seçilmesi Betonun toplam hava içeriği iklim şartlarına ve agrega en büyük tane büyüklüğüne göre seçilmelidir.

33 Karışım Hesabı

34 Beton karışım hesabı 1 m 3 sıkıştırılmış betonda bulunacak karışım elemanlarının miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. 1 m 3 = çimento + su + agrega + hava 1 m 3 = 1000 dm 3

35 Beton karışım hesabı Betonda kimyasal katkı kullanıldığı durumlarda, katkının en az yarısının su olduğu kabulü dikkate alınmalıdır. Bu nedenle katkı miktarının yarısı kadar bir su miktarının toplam karışım suyundan çıkarılması gerekmektedir. Beton karışım oranlarının tayini hacim esasına göre yapılmalıdır.

36 Beton karışım hesabı

37 Çimento miktarının (Ç) bulunması Karışıma girecek çimento miktarı, aşağıdaki bağıntı ile belirlenir.

38 Agrega miktarının bulunması Karışımda çimento, su, kimyasal ve mineral katkılar ve havadan arta kalan hacim agrega ile doldurulacaktır. V a agrega hacmi olmak üzere bağıntı,

39 Beton karışım tasarımında göz önünde bulundurulması gerekli bazı faktörler Betonda aranan bazı özelliklerin, beton bileşenleri ile olan ilişkileri, karışım hesabında göz önünde bulundurulmak üzere aşağıda belirtilmiştir.

40 İşlenebilme özelliği İşlenebilme, betonun ayrışmadan yerleştirilip sıkıştırılarak istenilen görünüşe sahip olabilmesidir. Bu özellik; tane dağılımı, tane şekli, çimento miktarı, hava, katkı maddesi ve kıvamı uygun seçilmiş karışımlarda istenildiği gibi ortaya çıkar.

41 Kıvam Kıvam, karışım suyu nedeniyle taze betonun kazandığı akıcılığın ölçüsüdür. Tane dağılımı iyi seçilmiş taze betona belirli bir kıvam kazandıracak su miktarı, bu dağılımın oranları değişmemesine rağmen, agreganın yapısına bağlı olarak değişebilir. Çok köşeli ve gevşek yapılı agregaların su ihtiyacı daha fazladır. En büyük tane büyüklüğü arttıkça su ihtiyacı azalır. Karışıma hava katılması ve bazı katkılar da su ihtiyacını azaltır.

42 Dayanım Dayanım, betonun tek eksenli basınç yükü altında taşıyabildiği en büyük gerilme değeridir. Genellikle karışıma giren su miktarı azaldıkça dayanım artar. Ancak seçilen bir su/çimento oranı için her zaman aynı dayanımların elde edilmesi beklenemez, çünkü su/çimento oranının değişmemesine rağmen; En büyük tane büyüklüğü, tane dağılımı, agreganın yüzey yapısının, biçiminin, dayanımının veya çimentonun tipinin veya üretici fabrikanın veya hava miktarının değişmesi, katkı kullanılması veya kullanılmaması betonun dayanımını etkiler.

43 Dayanıklılık (Durabilite) Dayanıklılık, malzemenin taşıyabildiği en büyük gerilme değerini zaman içerisinde korumasıdır. Beton donma ve çözülmeye, ıslanma ve kurumaya, ısınma ve soğumaya, zararlı kimyasal etkilere dayanıklı olmalıdır. Betonun bu etkilere dayanıklılığını sağlamak için bazı hallerde özel çimento kullanmak yeterli olabilir. s/ç oranının küçük tutulması, zararlı etkili kimyasal maddelerin girmesini zorlaştıracak az geçirimli bir yapı oluşturacağı için yararlıdır. Donma ve çözülmeye maruz kalacak betonlarda hava sürükleyici katkıların kullanılması uygun sonuç sağlamaktadır.

44 Örnek Karışım Hesabı

45 Beton karışım hesabı - Örnek Ilıman iklim kuşağındaki bir bölgede inşaa edilecek (bir konutun kolonları için kullanılacak beton sınıfı C25/30 olacaktır. Yapı elemanının en dar kesiti 30 cm, İki donatı arasındaki mesafe 5 cm Pas payının 7 cm Döşeme derinliği 15 cm Agrega granülometrisi olarak B eğrisi kullanılacaktır. TS 802 ye göre karışım hesabını yapınız?

46 Kullanılacak Malzemeler: Malzeme I. Mıcır (4-12) II. Mıcır (12-32) Kum (0-4) Agrega DKY Yoğunluk (gr/cm 3 ) 2,75 2,75 2,65 Çimento (PÇ 42,5) Yoğunluk (gr/cm 3 ) 3,15

47 Agrega en büyük tane büyüklüğü 1- Kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü, Çizelge 1 in 2. satırının 1. sütunundan anma büyüklüğü 32 mm olarak tespit edilir. En dar kesiti 300 mm / 5 = 60 mm, Donatı arasındaki mesafe 50 mm x (3/4) = 37,5 mm Döşeme derinliği 150 mm / 3 = 50 mm Bu değerlerden küçük olması istenir. Dolayısıyla D max : 32 mm seçilir.

48 Tane sınıflarına ayırma 2- Yapılacak betonun sınıfı C25/30 olduğu için agregayı Çizelge 4 e uygun olarak en az 3 tane sınıfına ayırmak gereklidir. Agrega tane şekli her tane sınıfı için yaklaşık aynı olduğu daha önce belirlenmiş olduğu için 0/4, 4/16, 16/32 olarak üç tane sınıfına ayırmak yeterlidir.

49 Su/çimento oranı 3- Çizelge 5 te C25/30 sınıfı betonun laboratuvarda hedef dayanımının silindir için ortalama 31 MPa ve küp için ortalama 36 MPa olduğu görülmektedir. Şekil 8 den silindir hedef dayanımı olan 31 MPa dayanım için hava sürüklenmemiş betonun s/ç oranının yaklaşık 0,53 olduğu tespit edilmektedir.

50 Kıvamın (Çökme) değeri 4- Çizelge 7 den yapı elemanları için slump değerlerine göre mm arasından 80 mm lik çökme değeri seçilmiştir.

51 Karışım suyu miktarı 5- Karışım suyu miktarı agreganın kırmataş ve hava sürüklenmemiş olması nedeniyle Şekil 11 den karışım suyu miktarı çökme değeri 8 cm ve Dmax:32 mm için; 204 kg/m 3 olarak belirlenmiştir.

52 Hava miktarı 6- Hava miktarı, Şekil 13 ten ılıman bölge ve Dmax 32 mm için yaklaşık % 2,7 olarak belirlenmiştir.

53 Çimento miktarı Çimento = su su/çimento = 204 0,53 = 384,9 kg Çimento hacmi = 384,9 3,15 = 122,2 dm3

54 Agrega miktarı Agrega Hacmi = (Çimento + su + hava) = (122, ) = 646,8 dm 3 B eğrisine göre Dmax 32 mm için (Hacimce) Kum = % 49 = 646,8 x 0,49 = 316,9 dm 3 I nolu mıcır = % 30 = 194,1 dm 3 II nolu mıcır= % 21 = 135,8 dm 3 olarak hesaplanır.

55 Agrega Ağırlıkları; Agrega miktarı Kum I Nolu Mıcır II Nolu Mıcır = 2,65 x 316,9 = 839,8 kg = 2,75 x 194,1 = 533,8 kg = 2,75 x 135,8 = 373,5 kg Toplam = 1747,1 kg

56 Beton karışım reçetesi HACİM (dm 3 ) AĞIRLIK (kg) NUMUNE (kg) Çimento 122,2 384,9? Su ? Hava 27 -? Kum 316,9 839,8? I. Mıcır 194,1 533,8? II. Mıcır 135,8 373,5? Toplam

57 Muhtemel Düzeltmeler Katkı Maddesi ilavesi Agrega su muhtevası Agrega gronülümetrisi Agrega tipi İklim şartlarına bağlı çimento tipi İklim şartlarına bağlı beton sınıfı

58 KONTROLLER Son aşamada bulunan teorik değerlerle örnek betonlar dökülüp aşağıdaki kontroller yapılır : 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. Sertleşmiş betonun 7. ve 28. günlerdeki dayanımları araştırılır. Bulunan sonuçlara göre, gereğinde karışım yeniden ayarlanır.

59 KONTROLLER 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.