Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak

Transkript

1 BETON

2

3

4 Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak açısından ilginçtir.

5

6 Bu formülde dayanımı etkileyen en önemli faktör çimento hamuru içindeki çimento miktarıdır. Bağıntı ikinci derecedir. Çimento hamuru hacmi c+s+h, çimento miktarı ise c dir.

7

8 Graf formülü çimento cinsinin etkisini formülde açık bir şekilde göz önüne alan bir bağıntıdır.

9

10 BETON BİLEŞİMİNİN SAPTANMASI İLKELERİ Herhangi bir şantiyede beton üretimi bakımından şöyle bir durumla karşılaşılır: a. Yapılan statik, betonarme hesapları sonucu yapı elemanlarının boyutları, donatıları ve istenilen beton kalitesi bellidir. b. Beton üretiminde kullanılması istenilen agreganın özellikleri deneylerle saptanmıştır. c. Zemin iklim koşulları belirlidir. d. Beton üretim araçları, beton üretiminde çalışacak personelin eğitim, deneyim düzeyi bellidir. Bütün bu verileri gerçekçi olarak değerlendirerek istenilen nitelikte, 1m3 betonu oluşturacak çimento, agrega ve su miktarlarının doğru olarak saptanması gerekir.

11 Beton karışım hesaplarınca verileri değerlendirirken üç nokta göz önüne alınır. 1.) Betonun proje dayanımı. Bu veri yapının betonarme hesaplarındaki beton sınıfıdır. Örneğin C20 Ancak ilk hesaplarda betonun bir miktar Δ daha yüksek dayanımlı olmasına çalışılır. Örneğin 20+5=25 N/mm2 alınır. Bu değere amaç dayanım adı verilir ve proje dayanımından Δ kadar fazla olur.

12 2. Beton üretiminde kullanılacak araçlar ise, betonun kıvamı hakkında bir seçim yapılmasına imkan verir. Örneğin beton şişlenerek, tokmaklanarak yerleştirilecekse akıcı, vibratörle sıkıştırılacaksa plastik kıvamda olmalıdır.

13 3. Betonun kullanım yeri, dayanıklılığı (durabilite) yönünden önemlidir. Bu veri çimento miktarının en az değerini bulmaya yarar. Örneğin bir betonarme yapıda çimento dozajının Cmin=300 kg/m3 den, deniz yapılarında, endüstri bölgelerinde 350 kg/m3 den az alınmaması önerilir.

14 Beton Karışımı saptamasında iki aşama vardır; Birinci aşamada beton bileşenlerinin miktarları, teorik yollardan veya tablolardan yararlanarak hesaplanır. İkinci aşamada saptanan değerlerle örnek betonlar üretilir. Taze betonun işlenebilirliği, sertleşmiş betonun istenilen dayanımı sağlayıp, sağlamadığı kontrol edilir. İstenilen sonuç elde edilmemişse gerekli düzeltmeler yapılır ve üretim için kesin değerler bulunur.

15 BETON KARIŞIM HESAPLARI Yukarıda açıklanan tüm faktörler göz önüne alınarak teorik yollardan, beton karışım hesapları aşağıdaki şekilde yapılabilir. Örnek üzerinde işlemleri adım adım yapalım. ÖRNEK: Ilıman bir bölgede yapılacak bir betonarme yapıda betonyer ve vibratör kullanılarak C25 sınıf beton üretilecektir. Betonda 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.

16 Elek No (mm) ELEKTEN GEÇEN MALZEME (%) I. MICIR II. MICIR KUM İSTENİLEN SINIR DEĞERLER , ,

17 ÖZELLİK I. MICIR II. MICIR Yoğunluk(gr/cm3) (Kuru) Yoğunluk(gr/cm3) (K.Y.D.) ,8 0,8 1, Su emme (%) Birim Hacim Ağırlık (kg/m3) Çimento Yoğunluğu 3,15 kg/dm3 K.Y.D.:Kuru Yüzey Doygun Hal KUM

18 ÇÖZÜM: 1. İlk aşamada agregaların karışım oranları saptanır. Agrega bölümünde verilen bilgilerle yapılan değerlendirmeler sonucu I. Mıcırdan %35, II. Mıcırdan %25, Kumdan %40 alınarak aşağıda verilen granülometri de bir karışım sağlanmaktadır.

19 ELEK NO (mm) 0,35 (I. MICIR )+0,25(II. MICIR)+0,40(KUM) Elekten Geçen (%) (0,35)+100(0,25)+100(0,40)= (0,35)+85(0,25)+100(0,40)=64,75 35,25 8 4(0,35)+20(0,25)+92(0,40)=43,20 56, (0,25)+81(0,40)=33,65 66, (0,40)=22,40 77, (0,40)=12,80 87,20 0, (0,40)=9,6 90,40 0, (0,40)=4,8 95,20 İncelik Modülü, k=508,8/100=5,09 Elekte Kalan (%) 0 Toplam 508,8

20 2. İkinci aşamada su ve çimento miktarlarının saptanması gerekir. Normal betonarme yapılarda minimum çimento dozajı 300 kg/m3 alınır. Su miktarının saptanması karışımın incelik modülüne bağlı olarak yapılsın: S=α(10-k) Tablodan α=37 alınır S=α(10-k)=37(10-5,09)=181,67 lt 182 lt alınır. Akışkanlaştırıcı veya diğer kimyasal maddeler kullanılması durumunda su miktarı azaltılabilir.

21 Çimento miktarının saptanması herhangi bir basınç dayanımı bağlantısından bulunabilir. Bu örnekte Graf formülünden yararlanalım. Formülde: fc amaç dayanımı yerine 25+Δ alınması gerekir. Δ istatistiksel bir büyüklüktür.

22 Ancak henüz deneysel çalışma yapılmadığından ilgili standartlardan(ts 802) Δ=6, fc=31 N/mm2 olarak alınmıştır. fcc çimentonun standart dayanımı olup 32,5 N/mm2 olarak alınmalıdır. Bu değerler formülde yerine konursa: 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 miktarını hesaplayalım.

23 C=355,5 kg 356 kg bulunur C=356 kg > 300 kg olduğundan minimum dozaj koşulu sağlanmaktadır. Çimento torba halinde kullanılmakta ise, 356 kg değeri sorun yaratır. Bu durumunda çimento miktarı 7 torba(350 kg) alıp su/çimento oranı değişmeyecek şekilde malzeme miktarlarında ayarlama yapılmalıdır.

24 3. Üçüncü aşamada agrega miktarları hesaplanır. Bu hesaplamada birim hacim denklemi adı verilen eşitlikten yararlanılır. Diğer bir deyişle 1 m3 sıkışmış taze beton içine giren malzemelerin ayrı ayrı hacimlerinin toplamı yine 1 m3 e eşittir. 1 m3=1000 dm3=çimento hacmi+su hacmi+hava hacmi+agrega hacmidir Çimento Hacmi =356/3,15=113,02 dm3 Su Hacmi=182/1=182 dm3 Hava Hacmi betonlarda 0-30 dm3 arasında değişen değerler alır. Bu örnekte Hava Hacmi 15 dm3 olsun.

25 Agrega Dışı Hacimler Toplamı=113, =310,02 dm3 Agrega Hacmi= ,02=689,98 dm3 bulunur. I. MICIR II. MICIR KUM 689,98*0,35=241,49 dm3 689,98*0,25=172,50 dm3 689,98*0,40=275,99 dm3 Toplam=689,98 dm3 Agrega Ağırlıkları I. MICIR II. MICIR KUM 241,49*2620=633 kg 172,50*2620=452 kg 275,99*2710=748 kg

26 Böylece 1 m3 betonun teorik bileşimi bulunmuş olur. Çimento 356 kg Su 182 kg I. MICIR 633 kg II. MICIR 452 kg KUM 748 kg TOPLAM 2371 kg/m3(islak birim hacim ağırlık)

27 Agregalar kuru olarak hesaplanmıştır. Bu nedenle bu miktarların kuru yüzey-doygun konuma getirilmeleri gerekir. I ve II Nolu Mıcırların kuru konumdan, kuru yüzeydoygun hale getirmek için ağırlıkların %0,8 i kadar ( )*0,008=8,68 lt, kumu ise kuru yüzey doygun konuma getirmek için 748*0,012=8,98 ly su eklemek gerekir. Betona 8,68+8,98=17,66=18 lt su eklenince S/C oranının bozulmaması için aynı miktar suyu karıştırma suyundan çıkarmak gerekir. Su=182-18=164 lt

28 Böylece Yeni karışım şu şekli alır: ÇİMENTO SU I. MICIR II. MICIR KUM 356 kg 164 kg 638 kg(k.y.d.) 456 kg(k.y.d.) 757 kg(k.y.d.) TOPLAM 2371 kg/m3

29 4. Dördüncü aşamada bulunan teorik değerlerle örnek betonlar dökülüp aşağıdaki kontroller 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 yapılır. b. Sertleşmiş betonun 7 ve 28. günlerdeki dayanımları araştırılır. Bulunan sonuçlara göre gereğinde karışım yeniden ayarlanır.