AGREGALAR. Betonda kullanıma uygun kum, çakıl, kırmataş, curuf gibi çeşitli büyüklükteki taneli malzemelere agrega denir.

Transkript

1 AGREGALAR

2 AGREGALAR Betonda kullanıma uygun kum, çakıl, kırmataş, curuf gibi çeşitli büyüklükteki taneli malzemelere agrega denir.

3 AGREGALAR Agregalar, doğal, yapay veya daha önce yapıda kullanılmış malzemelerden tekrar kazanım yoluyla elde edilmiş olabilir. Agregaların özellikleri kendisinden yapılan malzemenin özelliklerine de aynen yansır. Yani kendi özellikleri iyi olan agrega ile yapılan beton ve asfaltın özellikleri de iyi olur.

4 AGREGALAR Agregalar genel olarak bağlayıcılar yardımıyla beton ve asfalt yapımında kullanılırlar ve betonun yaklaşık %70-75 ini asfaltın %90 ını oluştururlar.

5 AGREGA ÇEŞİTLERİ Agregalar doğada, doğal olarak bulundukları gibi iri taş parçalarının konkasör adı verilen taş kırma makinalarında kırılması sonucunda da elde edilebilirler. Konkasörde elde edilen agreganın irisine kırmataş incesine de kırma kum denir. Kırmataş ve kırmakum a mıcır adı verilir.

6 MICIR NUMARALARI VE ÇAPLARI Mıcır Üzerinde kaldığı elek çapı (mm) Geçtiği en küçük elek çapı (mm) 1 No No No No 30 40

7 Çıkarıldıkları Yere Göre Sınıflandırma Akarsu yatakları, Deniz, Buzul, Teras agregası olarak gruplandırılır.

8 Dere Agregaları Akarsu yataklarındaki agrega ocakları en çok rastlanan ve genellikle en fazla arzu edilen kaynaklardır. Çünkü : Parçalar genellikle yuvarlaktır. Akıntı dolayısıyla agregalar ufalanmakta ve uygun bir Granülo metriye sahip olmaktadır. Sürüklenme sırasında meydana gelen aşınmalar zayıf parçaların ufalanarak kısmen elenmesini sağlamaktadır. Doğal agregalardan en iyi malzemeler derelerden elde edilendir. Bunlar, temiz düzgün tanelerden oluşur. Kompasiteleri yüksek olduğundan beton dayanımına etkileri fazladır.

9 AGREGALAR Yuvarlak Köşeli

10 Deniz Agregaları Bunlar tekdüze taneli ve genellikle ince malzemelerdir. Deniz kenarındaki midye, istiridye kabukları bazı durumlarda sorun çıkarırlar. Bunlar agreganın yerleşmesini güçleştirir. Tane dayanaklığını düşürür, bazen de düşük dayanımlı taneler oluştururlar.

11 Teras Agregaları Yamaç birikintileri dik ve yüksek yamaçlardan kayan ve kopan kaya parçalarının dip kısımda birikmesiyle meydana gelir.

12 Buzul Agregaları Buzul depoziteleri kuzey paralel dereceleri ile yüksek rakımlarda bulunmaktadır. Bunlar, buzul depoziteler, gerçek ve nehir buzul depozitleri olmak üzere ikiye ayrılırlar. Gerçek buzul depoziteleri akarsu hareketlerine maruz kalmadıklarından çok fazla üniformluluk gösterirler. Dolayısıyla beton agregası olarak kullanılmaya elverişli değildirler. Nehir buzulu depozitlerinde ise, genellikle uygun agrega malzemesi elde edilebilir.

13 Birim Ağırlıklarına Göre Sınıflandırma a) Hafif Agregalar: b) Ağır Agregalar: c) Normal Agregalar:

14 Hafif Agregalar EN 'ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi 2000 kg/m3 veya EN 'e uygun olarak tayin edilen etüv kurusu yığın (boşluklu) birim hacim kütlesi 1200 kg/m3 olan mineral esaslı agrega.

15 Hafif Agregalar Hafif beton elde etmek için kullanılırlar. Bu agregaları sünger taşı, (Ponza bims), volkan tüfleri, diyatamit, yüksek fırın cürufu, hızar talaşı, rende talaşı ve genleştirilmiş kil, perlit, şist vb. isimler altında sıralayabiliriz.

16 Ağır Agregalar EN 'ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi 3000 kg/m 3 olan agrega. İhtiyaca göre ağır beton elde etmek için kullanılırlar. Örneğin, doğal ağır agregalar arasında barit, manyetit, hematit, limonit sayılabilir. Yapay ağır agregalara ise, demir ve çelik hurdasını örnek verebiliriz.

17 Normal Agregalar EN 'ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi 2000 kg/m kg/m 3 arasında olan agrega. Uygulamada en çok kullanılan agrega çeşididir.

18 Boyutlarına Göre Sınıflandırma a) İnce agregalar (kum) b) İri agregalar (çakıl ) c) Karışık (Tüvenan) Agregalar

19 İnce agregalar (kum) Doğal kum, kırma kum veya bunların karışımından elde edilen 4 mm çaplı elekten alta geçen malzemelerdir.

20 İri agregalar (çakıl ) Kırmataş, çakıl veya bunların karışımından elde edilen ve 4 mm çaplı eleğin üstünde kalan malzemelerdir.

21 Karışık (Tüvenan) Agregalar Doğal agrega ocağından doğrudan doğruya elde edilen elenmemiş ince ve iri agrega karışımıdır. Standartlar ve şartnameler zorunlu kalmadıkça karışık agrega kullanılması istenmemektedir.

22 Tane boyutları sınıflandırması

23 AGREGALARDA ARANILAN ÖZELLİKLER Agregalar, sert, sağlam aşınmaya dayanıklı su etkisiyle yumuşamayan ve dağılmayan, donmaya karşı dayanıklı olmalıdır. Çimento bileşenleriyle zararlı bileşikler meydana getirmemeli ve donatının korozyona karşı korunmasını tehlikeye düşürmemelidir. Tane büyüklükleri ve dağılımı kullanım amacına uygun olmalıdır.

24 AGREGALARDA ARANILAN ÖZELLİKLER Agregaların şekilleri ve yüzey dokusu iyi olmalıdır. Çakıllarda ana kaya az boşluklu olmalıdır. Çakıllarda yabancı madde oranı olarak; toprak % 5, kömür % 1, Silt ise, %1, Kil ise ; iri agregada % 0,25, ince agregada % 5, den fazla olmamalıdır.

25 AGREGA STANDARTLARI Tane Şekli: 8 mm üzerindeki yassı ve uzun taneler ağırlıkça %50 den çok olmamalıdır.(ts-3614). Tanenin en büyük boyutunun küçük boyutuna oranı 3 den büyük olan tanelere kusurlu tane denir.

26 AGREGA STANDARTLARI Tane Dayanımı: Bilyeli tamburla 100 dönüş sonunda ağırlıkça max % dönüş sonunda max %50 olacak (TS-3694). Dona Dayanıklı: (Sodyum Sülfat)İnce agregalarda max % 15kaba agregalarda max %18 (TS-3655). Yıkanabilir Maddeler: 63 mikron elekten geçen 0/4 mm arası max %4, 1/4 mm arası max %3, 2/8 mm arası max % 2, 4/63 mm arası max %0.5 (TS-3527).

27 AGREGA STANDARTLARI Organik Kökenli Maddeler: Sodyum Hidroksit ile yapılan deneyde sıvı rengi sarı, kahve rengi veya kırmızı olmayacak (TS-3673). Hafif Maddeler: Kömür veya diğer şişen malzemeler 20kg/dm 3 sıvıda yüzdürüldüğünde ağırlıkça % 0.5 den fazla olmayacak (TS-3528). Sertleşmeye Zarar Veren Maddeler: Şeker, mika ve çözünen tuzlar mevcut olmayacak (TS-3821). İnce agrega ile yapılan betonun basınç dayanımı, karşılaştırılmalı beton basınç dayanımının %85 inden daha düşükse, agregada betonun serleşmesine zarar veren maddeler bulunduğu varsayılır.

28 AGREGA STANDARTLARI Kükürtlü Bileşenler: SO3 olarak saptanan sülfat miktarı max %1 (TS-3674). Kükürtlü Bileşenler (alkali sülfatları, jips ve anhidirit gibi) betona zararlıdır. Çeliğe Zarar Veren Maddeler: Suda çözülen klorürler klor olarak saptandığında,max %0.2 olacak (TS-3732). Alkali Agrega: Alkali hidroksit ile reaksiyona girebilen silisli mineraller (kristobatit, tiridimit, opal vb. taşlar opalli kumtaşı, obsidiyen, çakmaktaşı vb) bulunmayacak (TS-3332 TS- 2517).

29 AGREGALARIN POROZİTE VE NEM DURUMU Kaba agrega tanelerinin boşluklarının (porozitesinin) az olması bu tanelerin mukavemetinin genelde yüksek bir değer almasına sebep olur. Porozitenin yüksek olması ise, agreganın donmaya ve çevre etkilerine dayanıklılığını azaltır. Agregaların % 12 den az su emmesi normal kabul edilir. Boşluklu malzemelerin donmaya karşı dayanıklı olması için doyma derecelerinin % 80 den küçük olması gereklidir.

30 DOYGUNLUĞUNA GÖRE AGREGA TANELERİ Tam kuru taneler: Bünyelerinde hiçbir şekilde su olmayan tanelerdir. Kuru yüzeyli taneler: Tane yüzeyi tamamen kuru fakat, tanelerin içindeki boşluklarda bir miktar su bulunan tanelerdir. Doygun kuru yüzeyli taneler: Yüzeyleri tamamen kuru fakat tane içindeki boşlukların tamamen suyla dolu olduğu tanelerdir. Tamamen ıslak taneler: Hem tane yüzeyleri ıslak hem de içindeki bütün boşlukları suyla dolu olan tanelerdir.

31 Agreganın rutubet durumu

32 AGREGALARIN BİRİM AĞIRLIKLARI Birim ağırlık bilinen bir hacmi dolduran ağırlığın o hacme oranı şeklinde tanımlanabilir. Birim ağırlık: a. sıkışık birim ağırlık b. gevşek birim ağırlık olmak üzere iki çeşittir. Hacmi belli olan birim ağırlık kaplarından biri alınır. Belli değilse su ile doldurularak hassas bir şekilde belirlenir. Gevşek birim ağırlığı belirlenecekse malzeme hacmi bilinen kaba herhangi bir sıkıştırma yapmadan yerleştirilir. Daha sonra kap ile birlikte tartılır ve dara düşülür. Ardından tartılan ağırlık hacme bölünerek gevşek birim ağırlığı bulunmuş olur. Sıkışık birim ağırlık bulunurken ise, kap üç safhada ve her safha için 25 kez şişlenerek doldurulur ve kap ile birlikte tartılarak dara düşülür. Ardından tartılan ağırlık hacme bölünerek sıkışık birim ağırlığı bulunmuş olur.

33 AGREGALARIN BİRİM AĞIRLIKLARI Aşağıdaki faktörler birim ağırlık deneyi sonucunu etkiler. Granülometrinin uygun olmaması boşluğu artıracağından birim ağırlığı düşük olur. Sıkışık birim ağırlıkta sarsma veya şişleme uygulanacağından birim ağırlık değeri büyük çıkar. Özgül ağırlık ne kadar büyükse birimdeki ağırlık artacağından birim ağırlıkta artacaktır.

34 AGREGALARIN ÖZGÜL AĞIRLIĞI Agregaların özgül ağırlığı gerçek birim hacmine karşılık gelen ağırlığı olarak tanımlanır. Agregaların özgül ağırlığı beton karışım hesaplarının yapılması için gereklidir.

35 Agregaların Donmaya Karşı Dayanıklılıkları Amaç agregaların donmaya karşı dayanıklı olup olmadığını saptamak için yaygın olarak yapılan iki çeşit deney yapılır. NaSO4 (Sodyum Sülfat) çözeltisi ile, Dondurma yöntemi uygulayarak Agregaların donmaya karşı mukavemetleri saptanır.

36 Agregalarda Granülometri (Tane Büyüklüğü Dağılım) Agrega yığınında bulunan tanelerin oranlarının belirlenmesine granülometri denir. Kaliteli yani, yüksek mukavemetli beton üretebilmek için agrega boyutları çok önemlidir. Bunun için granülometrik bileşim bulunmalıdır. Bulunan değerlere göre en az boşluklu beton için hangi agregadan hangi oranda alınacağı belirlenir. Agregada en büyük tane miktarı D ile gösterilir. Dmax seçiminde çeşitli kriterler vardır. D` yi mümkün oldukça büyük almamız gerekir. Böylece karışıma giren su ve çimento miktarı azalır ve mukavemet artar.

37 Agregalarda Granülometri (Tane Büyüklüğü Dağılım) Yığın içindeki agregada değişik büyüklükte taneler vardır. Biz granülometri yoluyla bu tanelerin yığın içindeki oranlarını belirleriz. Agrega tanelerinin oranları betonun özelliklerine önemli bir derecede etkir. Bu yüzden granülometriyi tespit ereriz, standartlarla karşılaştırırız. Şayet uygun değilse çeşitli yöntemlerle granülometriyi uygun hale getiririz.

38 Agregalarda Granülometri (Tane Büyüklüğü Dağılım)

39 Granülometri eğrileri Bir agreganın granülometri bileşimi en iyi bir şekilde granülometri eğrileri vasıtasıyla ifade edilir. Karışık agregaların granülometri eğrileri sürekli ve kesik olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır.

40 Sürekli granülometri eğrileri Agreganın (0) dan belirli bir büyüklüğe kadar bütün taneleri içeren, kümülatif(yığışımlı) % geçeniyle elde edilen sürekli eğrilerdir. TS 706 da ki şekillerde de gösterildiği gibi 3 numaralı bölgeye denk gelen tane dağılımları uygun bölge de olduğu için kabul edilmektedir. Agrega eğrisi x eksenine yakınsa kum oranı fazla y eksenine yakın ise çakıl oranı fazladır. Eğer köşegenden köşegene doğru bir eğri oluşturuyorsa ince ve iri agrega oranı birbirine yakın ve kabul edilebilirdir.

41 Kesik granülometri eğrisi Orta büyüklüklerdeki taneleri içermeyen kesikli granülometri eğrileri alt sınırı oluşturan U eğrisi ile A eğrisi arasında bulunmalıdır. Kesikli granülometri elde etmek için en az iki tane sınıfı karıştırılmalıdır. Maksimum tane boyutu 32 mm. ye kadar olan kesikli granülometrili hazır karışık agrega BS 25 den küçük olan betonlar için kullanılabilir.

42 Maksimum Tane Büyüklüğü 8,0 Mm Olan Karışık Agrega Granülometri Eğrisi

43 Maksimum Tane Büyüklüğü 16,0 Mm Olan Karışık Agrega Granülometri Eğrisi

44 Maksimum Tane Büyüklüğü 32,0 Mm Olan Karışık Agrega Granülometri Eğrisi

45 Maksimum Tane Büyüklüğü 63,0 Mm Olan Karışık Agrega Granülometri Eğrisi

46 Agregaların Mekanik Özellikleri Mekanik mukavemetleri yüksek olan agregalar ile üretilen betonların da mukavemeti yüksek olur. Mekanik mukavemetin kontrolü için en uygun yol basınç mukavemetini ölçmektir. Agregaların basınç mukavemetleri betona göre oldukça yüksektir. Beton mukavemeti normal dayanımlı betonlar için maksimum 250 kgf/cm2, yüksek dayanımlı betonlar için, 500 kgf/cm2 iken agrega dayanımı çeşitlerine göre 3500 kgf/cm2 ye kadar çıkabilmektedir.

47 Agregaların Mekanik Özellikleri Agregaların basınç mukavemeti için çelik bir silindir içine bir miktar iri agrega yerleştirilir, basınç uygulanır ve ufalanma miktarı ölçülür. Türkiye de yaygın olarak kullanılan yöntem Los Angeles deneyi ile agregalardaki aşınmanın saptanmasıdır. Los Angeles aleti içine agrega ile birlikte çelik toplar standart şekilde atılır 100 ve 500 devir sonucu ufalanmalara bakılır. 100 devir sonucu ufalanma % 10 dan az ise ve 500 devir sonucu ufalanma % 50 den az ise beton yapımı için uygun olduğuna karar verilir.

48 Agrega Çimento ve Beton İçin Gerilme-Şekil Değiştirme Grafiği

49 Agregalara Zararlı Maddelerin Etkisi Agregalarda zararlı maddeler; Bağlayıcının ayrışmasına, Bağlayıcının genişleyerek betonun parçalanmasına, Bağlayıcının genişleyerek betonun sınırdan fazla derecede çatlamasına, kabul edilebilir Çimento hamuru ve agrega arasında yapışmayı engelleyerek geçiş bölgesindeki mukavemetin zayıf olmasına, Agregalardaki yumuşak ve mukavemeti zayıf tanelerde beton mukavemetinin zayıf olmasına sebep olabilirler. Bu sebeple bu problemlerle karşılaşmamak için agregalara ilgili deneyler yapılarak uygun oldukları taktirde beton yapımında kullanılmalıdır.

50 AGREGA DENEYLERİ Agregalardan numune alma Fiziksel özelliklerinin belirlenmesi için yapılan deneyler Mekanik özelliklerinin belirlenmesi için yapılan deneyler Agrega içinde, betona zarar veren (zararlı) maddelerin belirlenmesi için yapılan deneyler