Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA-3

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA-3 1

2 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları BİRİM M AĞIRLIK: A Agreganın n birim ağıa ğırlık, belirli bir hacmi dolduran agreganın n ağıa ğırlığıdır. Tanımdan da anlaşı şılacağı gibi, bu hacim, hem agrega tanelerinin hacmini hem de taneler arasındaki boşluklar lukları içermektedir. 2

3 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Agregaların n birim ağıa ğırlıkları değişik ik faktörlere bağlıdır. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz: s a) Agreganın granülometrisi lometrisi, b) Agrega tane şekli (tanelerin yuvarlak ya da köşeli k olması), c) Kusurlu malzeme yüzdesi, y d) Yerleştirme şekli, e) Agreganın özgül l ağıa ğırlığı, f) Agreganın n (özellikle( ince agreganın) n) su içerii eriği 3

4 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Birim hacim ağıa ğırlık, hacmi bilenen bir kap içerisine i agreganın n yerleştirmesi ile bulunur. Yerleştirme şekline bağlı olarak, sıkışık veya gevşek ek olarak saptanır. 4

5 Gevşek ek Birim Hacim AğıA ğırlık Gevşek ek birim hacim ağıa ğırlığın n bulunmasında, nda, ölçek dikkatli bir şekilde agreganın n ayrışı ışım yapmasına engel olunarak malzeme ile doldurulur. Gevşek ek birim hacim ağıa ğırlık k her hangi bir sıkışs ıştırma işlemi i yapılmadan saptanır. Çubuk ile malzemenin üst yüzüy ölçeğin kenarı esas alınarak düzeltilir. d Bir gramı gösteren duyarlıkta bir terazide, ölçek içindeki i indeki malzeme ile birlikte tartılır. r. 5

6 Gevşek ek Birim Hacim AğıA ğırlık Bulunan değerden erden kabın n ağıa ğırlığı çıkartılarak, agrega ağıa ğırlığı (P) bulunur. Kap su ile doldurulup kabın n hacmi (V) ölçüldükten sonra, agreganın n birim hacim ağırlığı (U) aşağıa ğıdaki formül l kullanılarak larak bulunur. U P V 6

7 Sıkışık k Birim Hacim AğıA ğırlık Sıkışık k birim hacim ağıa ğırlık, hacmi belirli bir ölçeğe konulan agreganın, n, standart işlemlerle i yerleştirilmesi ile elde edilir. Bu amaçla agrega silindir şeklindeki bir kap içerisine, her seferinde hacminin 1/3'ünü dolduracak şekilde üç aşamada, amada, her tabaka demir bir çubukla 25 kez eşe dağı ğılımlı vuruş yapmak suretiyle şişlenir. 7

8 Sıkışık k Birim Hacim AğıA ğırlık En son tabakanın şişleme işlemi i sona erdikten sonra, çubuk ile malzemenin üst yüzüy ölçeğin kenarı esas alınarak düzeltilir. d Bir gramı gösteren duyarlıkta bir terazide, ölçek içindeki i indeki malzeme ile birlikte tartılır. r. Bulunan değerden erden kabın n ağıa ğırlığı çıkartılarak, agrega ağırlığı (P) bulunur. Kap su ile doldurulup kabın n hacmi (V) ölçüldükten sonra, agreganın n birim hacim ağıa ğırlığı (U) aşağıa ğıdaki formül l kullanılarak larak bulunur. U P V 8

9 Agregaların n Birim AğıA ğırlıkları Beton bileşiminin iminin saptanmasında nda ve beton üretiminde malzemenin ölçülmesinde, agreganın birim ağıa ğırlığının n bilinmesi gerekir. Bu değer er tüvenan malzeme için i in genellikle kg/lt arasında değişebilir. ebilir. Kırmataşlarda bu değer er kg/lt mertebesine kadar inebilir. 9

10 BİRİM HACİM AĞIRLIK: Yığın halindeki agreganın taneler arasındaki ve içindeki boşluklar dahil birim hacminin ağırlığıdır. YOĞUNLUK: Agrega ağırlığının boşluksuz hacme oranı (kg/m 3 ) ÖZGÜL AĞIRLIK: Yoğunluk / suyun +4 0 c deki yoğunluğu (boyutsuz) Agreganın kökenine bağlı (beton dizaynı için şart) 10

11 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Özgül l ağıa ğırlığının n saptanmasındaki ndaki zorluk, gerçek ek boşluksuz katı hacminin bulunmasıdır. Agreganın n kökeni k keni hakkında da fikir veren bu karakteristik, genel olarak arasında değerler erler almaktadır Örneğin; kireçta taşının özgül l ağıa ğırlığı 2.66, Bazalt ın n 2.80, Granit in in 2.69, kuvars ın n 2.62 dolaylarındad ndadır. Özgül l ağıa ğırlığı 2.4 ten düşük d k agregalar hafif agrega olarak adlandırılır. r. 11

12 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları İri Agreganın özgül l ağıa ğırlığı bulunmak istendiğinde inde malzeme önce kuru yüzey y doygun hale getirilerek tartılır. r. (W KYD ) Malzeme Özgül l ağıa ğırlık k sepetine konulan su içinde i inde tartılır. r. (W SUDA ) 12

13 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Etüve konulan malzeme kurutulduktan sonra tartılır. r. (W KURU ) İri Agreganın Özgül l AğıA ğırlıkları hesaplanır (W KYD ) (W SUDA ) (W KURU ) Malzeme boşluksuz hacmi = (W KYD ) - (W (W SUDA ) 13

14 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Kuru Yüzey Y Doygun Özgül l AğıA ğırlık k = Kuru Özgül l AğıA ğırlık k = W W W KYD W W W KURU W KYD W SUDA KYD W KYD KURU Su Emme (%) = 100 KURU SUDA 14

15 İnce Agreganın özgül l ağıa ğırlığı bulunmak istendiğinde inde malzeme önce kuru yüzey y doygun hale getirilerek tartılır. r. (W KYD ) Deneyde kullanılacak lacak piknometre işaretli i seviyeye kadar su doldurulup tartılır. r. (W P+SU ) 15

16 Deneyde kullanılacak lacak piknometreye kum katılarak işaretli i seviyeye kadar su doldurulup tartılır. r. (W P+SU+K ) Etüve konulan malzeme kurutulduktan sonra tartılır. r. (W KURU ) 16

17 İnceAgreganın Özgül l AğıA ğırlıkları hesaplanır (W KYD ) (W P+SU ) (W P+SU+K ) Malzeme boşluksuz hacmi = (W KYD ) + (W P+SU )- (W (W P+SU+K ) 17

18 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Kuru Yüzey Y Doygun Özgül l AğıA ğırlık k = (W KYD ) (W (W KYD PSU ) ) (W PSUK ) Kuru Özgül l AğıA ğırlık k = (W KYD (W ) (W KURU PSU ) ) (W PSUK ) W W W KYD KURU Su Emme (%) = 100 KURU 18

19 Agregaların Özgül l AğıA ğırlıkları Özgül l ağıa ğırlıklar arasında her zaman şu u ilişki vardır. r. Kuru Özgül l AğıA ğırlık KYD Özgül l AğıA ğırlık 19

20 Agregaların n Tane Şekli AGREGA İDEAL TANE (KÜP, KÜRE) KUSURLU TANE (TORPİL, PARA) MAX %15 YÜZEY DURUMU - PÜRÜZLÜ 20

21 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Yollarda kullanılan lan beton veya asfalt gibi kaplama malzemelerinin iskeletini oluşturan çakıl l veya kırmataşların aşınma deneyleri için i in ise Los Angeles deneyi uygulanır. İçerisinde bir raf bulunan standart boyutlardaki bir silindirik tamburun içine ine belirli ağıa ğırlıkta (P) ve tane dağı ğılımında deney örneği i konulur. Tamburun içine i ine ayrıca deney örneği i tipine bağlı olarak belirli sayıda çelik küre yerleştirilip, silindir kapatılır. 21

22 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Tambur dakikada devirlik hızla 500 devir döndd ndürülür. r. Kürelerin ağıa ğırlığı ve dinamik etkisi ile parçalanan alanan malzeme TS EN :2000 2:2000 e e göre g 1.4 mm göz g açıklıkl elekten elenir. Bu eleğin üstünde kalan malzeme P u ağırlığında ise, aşıa şınma yüzdesi U şöyle bulunur: U P P P u

23 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Taş yapılı cisimlerde aşıa şınma olayı ve deneyi Hesaplanan aşıa şınma yüzdesi y (U) ne kadar küçük üçük k ise, agreganın n aşıa şınma dayanımı o kadar yüksektir. y ASTM standartlarına na göre g bu kayıp p yüzdesinin y beton agregasında 100 devir için i in % 10 u, 500 devir için i in % 50 yi, yol agregası için in 500 devirde % 30 u u geçmemesi istenir. 23

24 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Agregaların Aşınmaya Karşı Dayanımı Doğal veya kırma taş iri agregaların aşınmaya karşı direnci, TS EN standardında tanımlanan Mikro-Deval yöntemi ile belirlenmektedir. Deney, TS EN standardında belirtilen aşındırma cihazı ile yapılmaktadır. Söz konusu cihaz, paslanmaz çelikten imal edilmiş 200 mm çaplı 154 mm derinliğindeki tambur ve her bir tambur ile birlikte kullanılan 5 kg ağırlığındaki çelik bilyalardan oluşmaktadır 24

25 AŞINMAYA DAYANIKLILIK Agregaların Aşınmaya Karşı Dayanımı Deney, tambur içerisinde bulunan agregalar ile aşındırıcı malzeme arasındaki sürtünmenin neden olduğu aşınmanın ölçülmesinden ibarettir. Agreganın aşınma dayanıklılığı ile aynı agrega ile üretilmiş betonun aşınma dayanıklılığı arasında genellikle net bir ilişki yoktur. Betonun aşınma dayanıklılığının, beton üzerinde yapılan deneylerle belirlenmesi daha sağlıklıdır Dönme işlemi tamamlandığında, orijinal numunenin 1.6 mm den daha küçük tane büyüklüğüne indirilen kısmının yüzdesini ifade eden Mikro-Deval katsayısı tayin edilir. 25

26 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Agreganın n donma etkisine dayanıkl klılığı; - porozitesi, - permeabilitesi, - su emme kapasitesi ve - boşluk yapısı ile ilişkilidir. TS 706 EN Beton agregaları standardına na göre; g Kırmataş agregaların n su emme oranı % 0.5'den az ve basınç dayanımı 150 MPa' ' dan büyük b k ise söz z konusu agregaların n dona dayanıkl klı olacağı ğına karar verilebilir. 26

27 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Agregaların n dona dayanıkl klılığını belirlemek için i in çok sayıda deney yöntemi y vardır. r. Bunlar içerisinde i en yaygın n olarak kullanılan lanı, agregayı kristalleşince ince hacmi artan, sodyum sülfat s veya magnezyum sülfat eriyiği i içerisinde i 18 saat süreyle s bekletip, daha sonra etüvde kurutulmasıdır. r. Bu işlem i 5 defa tekrarlanır. r. Deney sonunda agrega tanelerinden, eleme sonucu parçalan alanıp ayrılan tane yüzdeleri y belirlenir. 27

28 Agregaların n Donmaya Karşı Dayanıkl klılığıığı Dona dayanıklılık deneylerinde agregada ortaya çıkabilecek en yüksek ağırlık kayıpları (%) (Türk Standartları (TS EN ) ve parantez içinde de ASTM C88 tarafından izin verilen en yüksek ağırlık kayıpları verilmiştir.) Agrega sınıfı Sodyum sülfat çözeltisi (Na 2 SO 4 ) TS ASTM Magnezyum sülfat çözeltisi (MgSO 4 ) TS ASTM İnce Agrega 15.0 (10.0) 22.0 (15.0) İri Agrega 18.0 (12.0) 27.0 (18.0) 28

29 Agregaların n Basınç Dayanımı Taş bloklarından gereği gibi çıkarılan 50 cm 2 kesit alanlı küp veya 5 cm çap ve 10 cm yükseklikli silindir şeklindeki karotlar üzerinde deneyler yapılarak saptanır. Ege Bölgesinde çok kullanılan kireçtaşının ortalama basınç dayanımı 160 MPa dolayındadır. Ancak 250 MPa da kırılan örnekler de vardır. Bazalt, kuvars, gabro, flint, granit, hornfels, porfir ve felsit en yüksek basınç dayanımlarına sahip kayalardır. 29

30 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Agrega yığıy ığını içersinde çok küçük üçük k parçac acıklar halinde dağı ğılmış olan çürümüş bitki köklerindeki, k klerindeki, humuslu topraklardaki ve diğer organik maddelerdeki tannik asit ve türevleri t beton yapımında çimentonun prizini ve sertleşmesini yavaşlatmaktad latmaktadır. Bu zararlı etki, organik maddelerin hidrofob (suyu iten) olması ve bunların çimentoda hidrate kristallerin oluşmas masına engel olması ile meydana gelir. Ayrıca, betonun renk değişimine imine neden olabilir. Kömür K r ve benzerlerinde olduğu u gibi bazılar ları şişerek beton yüzeyinde y patlamalar oluşturabilir.. 30

31 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Daha çok ince agregalarda bulunabilen organik madde varlığı renklendirme deneyi ile anlaşı şılır. 1 lt suya 30 g NaOH konulmak suretiyle hazırlanan sodyum hidroksit eriyiği, i, bir cam eprüvetin 100'ünc ncü taksimatına kadar doldurulan agreganın üzerine dökülür. d Eprüvet 160 'ınc' ncı taksimatına kadar doldurulur ve içindekiler i indekiler dökülmeyecek şekilde çalkalanır. 31

32 Agregalarda Organik Maddelerin Bulunması Bundan sonra 24 saat hareket ettirilmeden beklenir. Bu süre s sonunda eriyiğin in aldığı renge göre şu u sonuçlar çıkartılır: r: Eriyik Rengi Organik Madde Agreganın Kullanımı Renksiz veya çok hafif sarı Safran sarısı Belirgin kırmızı Belirgin kahverengi Hiç yok veya çok az var Az miktarda var Var Çok var Kaliteli beton üretiminde kullanılabilir Normal işler için uygun Önemsiz işlerde kullanılabilir Kullanılmaz 32

33 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron ELEK ANALİZİ (MAX. %4) OLUMSUZ OLUMLU ADERANSI ZAYIFLATIR SU GEREKSİNİMİNİ ARTTIRIR İŞLENEBİLİRLİĞİ ARTTIRIR KILCAL BOŞLUKLARI TIKAR DÜŞÜK DAYANIM 33

34 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron Islak Elek Analizi 34

35 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması 63 Mikron Islak Elek Analizi 63 Mikron eleğin üstünde kalan malzeme P u ağırlığında, Toplam malzeme P ağıa ğırlığında ise, İnce madde miktarı U yüzde y olarak Yandaki formül l ile hesaplanır: U P P P u

36 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Betonun dayanımını azaltan bu tanelerin oranını saptamak için i in laboratuarlarda ve şantiyelerde yapılabilecek değişik ik deneyler vardır. r. Belirli miktar malzeme alınarak, kurutulur ve tartılır. r. (P 0 ) İnce agrega belirli hacimdeki bir kaba konur ve üzerini kaplayacak şekilde su dökülür. d Kap 15 saniye bu şekilde sarsılır. r. Sonra ince agrega tabakasının üstündeki su boşalt altılır. Bu su içinde i inde kolloidal taneler bulunduğundan undan bulanıkt ktır. Kaba tekrar su koyularak deney tekrarlanır. r. Bu işleme, i boşalt altılan lan su berrak oluncaya kadar devam edilir. Bu durum elde edilince kaptaki ince agrega 110C C de kurutulup, tartılır. r. (P 1 ) bulunan ağıa ğırlık k ise kil ve silt oranı aşağıdaki şekilde hesaplanır: P P 0 P

37 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Ayrıca, ince agrega içinde i inde bulunabilecek silt ve kil miktarı malzemeyi özel şekilde su altında 63 µm m kare gözlg zlü elekten eleyerek de saptanabilir. TS 706 EN 12620, bu elekten geçen en tane miktarının n mm,1-4 4 mm, mm 4-63 mm tane sınıflars fları için, in, sırass rasıyla ağıa ğırlıkça a en fazla % 4, %3, %2 ve % 0.5 olabileceğini ini belirtir. 37

38 Agregalarda Kil, Silt ve Diğer İnce Maddelerin Bulunması Agregalar bazen demir oksit ve demir sülfit s taneleri içerebilir. i Bu taneler, beton yüzeylerinde y hoş olmayan lekelenmelere neden olabilir. Agregadaki betonda lekelenme problemi yaratan tanelerin varlığı ığı,, agregaları kireçli su içerisine i sokup, renk değişimini imini inceleyerek de anlaşı şılabilir. Agrega içinde i inde lekelenme problemine yol açan a an taneler var ise, 5 ila 10 dakika içinde i inde mavi-ye yeşil jelatin gibi bir çökelti oluşmakta ve hava etkisine maruz kaldığı ığında hızla h kahverengiye dönüşmektedir. d 38

39 Agregalarda Sağlam Olmayan Elemanların n Bulunması Agregalar içine i ine karış ışabilen, kömür k r ve linyit taneleri, fosil ve deniz hayvanları kabukları,, değişik ik yumuşak taneler, ayrış ışmış şist taneleri gibi hafif maddeler bu gruba girer. SAĞLAM OLMAYAN ELEMAN KUM İRİ AGREGA KİL TOPAKLARI KÖMÜR VE LİNYİT YUMUŞAK TANELER YENİ AYRIŞMIŞ ÇAKMAK TAŞI

40 Betonarme ye zarar veren Maddeler KLOR İYONU VARLIĞI ( % 0.2 ) SÜLFAT İÇERİĞİ ( % 1 ) (BARİT DIŞINDA) 40

41 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması Beton üretimi için i in uygun olan veya özellikleri ıslah edilmiş agreganın; n; ocaklarda, beton santrallerinde ve şantiyelerde yığıy ığınlar halinde depolanmasında nda iki konuya dikkat etmek gerekir: 1. Agrega grupları karış ışmamalı ve kirlenmemelidir. 2. Agrega, stoklar oluşturulurken ayrış ışmamalıdır. 41

42 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 42

43 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 43

44 Agregaların n Taşı şınması ve Depolanması 44

45 5 YAPI MALZEMESİ SU 45

46 a) MİKTARI b) SUYUN KALİTESİ SU SU MİKTARININ TEORİK EN UYGUN FORMÜLLER DEĞERİ (BOLOMEY, VB.) TABLOLAR MÜHENDİSLİK ÖNSEZİSİ, DENEYİM DENEME - YANILMA TEMİZ, İÇİLEBİLİR, BERRAK, KOKUSUZ. KUYU SULARI VB. KUŞKULU SULAR KİMYASAL DENEYLER FİZİKSEL, MEKANİK DENEYE! 46

47 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ AGREGA 47