Barit Agregasıyla Üretilen Ağır Bir Betonun Özelikleri



Benzer belgeler
5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1)

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

Özel Betonlar. Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi. Mayıs, 2017

3/9/ µ-2µ Filler (taşunu) 2µ altı Kil. etkilemektedir.

beton karışım hesabı

YAPIDAKİ BETON DAYANIMININ STANDART KÜRDE SAKLANAN NUMUNELER YARDIMIYLA TAHMİNİ. Adnan ÖNER 1, Süleyman DİRER 1 adnan@kou.edu.tr, sdirer@engineer.

Eğilmede Hafif Beton-Donatı Aderansının İncelenmesi

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

HAFİF AGREGALARIN YAPISAL BETON İMALATLARINDA KULLANIMI Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

BETON KARIŞIM HESABI. Beton; BETON

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

YAPILARIN ZATİ YÜKÜNÜN AZALTILMASI İÇİN DİYATOMİTLE ÜRETİLEN HAFİF BLOK ELEMANLARIN ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Tayfun UYGUNOĞLU 1, Osman ÜNAL 1

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

ISIDAÇ 40. karo. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

7. Yapılar ile ilgili projelerin ve uygulamalarının tekrarlı olması durumunda, her bir tekrar için ücret, belirtilen miktarın % 25 si kadardır.

BETONARME BİR YAPININ MALZEME KALİTESİNİN TAHRİBATSIZ VE TAHRİBATLI YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ

Cam Elyaf Katkılı Betonların Yarmada Çekme Dayanımlarının Yapay Sinir Ağları İle Tahmini

BETON KARIŞIM HESABI (TS 802)

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II BETON KARIŞIM IM HESABI

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Köpük Beton - I. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi. Kasım, 2015

MTA GENEL MÜDÜRLÜĞÜ NE AİT İLK PATENT ÇİMENTOSUZ HAFİF YAPI MALZEMESİ ÜRETİM YÖNTEMİ

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Beton Melike Sucu ZEMİN BETONLARINDA KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU KULLANIMI. Nisan, 17

Ağır Betonların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerine Filler Malzemenin Etkisi. Filler Effects on Physical and Mechanical Properties of Heavy Concrete

TS 500 (2000): Betonarme yapıların hesap ve yapım kuralları TS 498: Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri

YAPI MALZEMESİ AGREGALAR

ISIDAÇ 40. refrakter. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

BETON KARIŞIM HESAPLARI (BETON TASARIMI)

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI DENEY ADI: AGREGA ELEK ANALİZİ VE GRANÜLOMETRİ EĞRİSİ

Yük Geçmişi ve Donatının Beton Dayanımı Üzerindeki Etkileri

Akreditasyon Sertifikası Eki. (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

DÜŞÜK MUKAVEMETLĐ ATIK BETONLARIN BETON AGREGASI OLARAK KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ

Uçucu Külün Silindir ile Sıkıştırılmış Betonun Basınç Dayanımına Etkisi

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DÖNER SERMAYE HİZMETLERİ 2017 BİRİM FİYAT LİSTESİ GENEL HUSUSLAR

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

Türkiye Hazır Beton Birliği İktisadi İşletmesi Deney / Kalibrasyon Laboratuvarı. Deney Listesi

Granülometri Bileşimi - Islatma Suyu İlişkisi

Agreganın En Büyük Tane Boyutu ve Numune Boyutunun Betonun Karot Dayanımına Etkisi

4/4/2018. Kıvam sınıfları ve özellikleri

Çizelge 5.1. Çeşitli yapı elemanları için uygun çökme değerleri (TS 802)

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER

SOĞUK HAVA KOŞULLARINDA BETON ÜRETİMİ VE UYGULAMASI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

BETONDA KARIŞIM IM HESAPLARI

2. MİKRO İNCELEME ( PETROGRAFİK-POLARİZAN MİKROSKOP İNCELEMESİ)

2.1. Yukarıdaki hususlar dikkate alınarak tasarlanmış betonun siparişinde aşağıdaki bilgiler üreticiye verilmelidir.

POMZA AGREGALI TAŞIYICI HAFİF BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

DÜZCE İLİNDE 1999 YILINDAKİ DEPREMLERDE YIKILAN BETONARME BİNALARDA KULLANILAN BETONUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

BETON. Concrete kelimesi Latinceden concretus (grow together) kelimesinden gelmektedir. Türkçeye ise Beton kelimesi

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

Betonu oluşturan malzemelerin oranlanması, daha yaygın adıyla beton karışım hesabı, birbirine bağlı iki ana aşamadan oluşur:

ISIDAÇ 40. yapı kimyasalları. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

YÜKSEK BAŞARIMLI BETON-DONATI ADERANSININ KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ

Taze beton karışımının yapısına ve ıslaklık derecesine/su miktarına bağlı olarak betonun göstereceği farklı çökme şekilleri:

Taze beton karışımının yapısına ve ıslaklık derecesine bağlı olarak betonun göstereceği farklı çökme şekilleri:

BİR BİLİM ADAMININ ARDINDAN

YAPI MALZEMESİ Anabilim Dalı

CACSAND. yüksek performanslı kalsiyum alüminat agregası. Yüksek dayanıklılık gerektiren uygulamalarınız için özel bir agrega!

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Sugözü Uçucu Külünün Beton Katkısı Olarak Kullanılabilirliği

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN NORMAL DAYANIMLI HAFİF BETON ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

AZOT FABRİKASI CÜRUFU VE TERMİK SANTRAL KÜLLERİNDEN HAFİF DUVAR BLOĞU ÜRETİLMESİ

Yapı Malzemeleri BÖLÜM 5. Agregalar II

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

YAPILARDA DİYATOMİTLE ÜRETİLEN HAFİF BLOK ELEMANLARIN KULLANILMASI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 1 s Ocak 2005

Doç. Dr. Halit YAZICI

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ DÖNER SERMAYE GELİR GETİRİCİ FAALİYET CETVELİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BETONDA SİLİS DUMANI KULLANIMININ EKONOMİK ANALİZİ

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

KAYIT FORMU TEL : 0 (354) FAKS :. 0 (354) E-MAİL 1 : zbabayev@erciyes.edu.tr E-MAİL 2 :...

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ADANA

T.C. IĞDIR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARLARINDA YAPILAN TESTLER

Barit Agregalı Ağır Betonların Betonarmede Kullanılabilirliği

Akdeniz Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü DÖNER SERMAYE HİZMETLERİ

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Beton; kum, çakıl, su, çimento ve diğer kimyasal katkı maddelerinden oluşan bir bileşimdir. Bu maddeler birbirleriyle uygun oranlarda karıştırıldığı

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2016 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER

TS TS EN 206 nın Uygulamasına Yönelik Tamamlayıcı Standard

3/21/2018. P = Her bir elekten geçen kümülatif/yığışımlı malzeme miktarı, %

Farklı Çimentolarla Üretilen Lastik Agregalı Harçların Bazı Özellikleri. Some Properties of Rubberized Mortars Produced With Different Cements

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

BETON KALİTESİNİN DENETİMİ

Isıl İşlem Görmüş Lifli Betonlarda Gerilme Şekil Değiştirme İlişkileri

Transkript:

Barit Agregasıyla Üretilen Ağır Bir Betonun Özelikleri Yasemin Akgün Ordu Üniversitesi Meslek Yüksek Okulu, İnşaat Programı, 52200 Ordu Tel: 0452 233 48 65 E-posta: yakgun@ktu.edu.tr Ayşegül Durmuş Karadeniz Teknik Üniversitesi İnş. Müh. Böl., 61080 Trabzon Tel: 0462 377 22 84 E-posta: aysgld@hotmail.com Ahmet Durmuş Karadeniz Teknik Üniversitesi İnş. Müh. Böl., 61080 Trabzon Tel: 0462 377 26 59 E-posta: durmus@ktu.edu.tr Öz Ağır betonlar günümüzde,başka kullanım alanları da bulunmakla beraber, en yaygın olarak radyoaktif tesislerde meydana gelen radyasyondan (zararlı ışınlardan) korunmak için kullanılmaktadırlar. Bu betonların üretiminde kullanılan ağır agregaların; seçimi, bileşimlerinin belirlenmesi, üretimleri ve yerine konulmaları geleneksel betonlara göre oldukça farklı işlemler ve özen gerektirmektedir. Bu betonlar üzerinde gerçekleştirilen incelemelerin çok sınırlı düzeyde olduğu da bir gerçektir. Bu çalışmanın temel amacı; Doğu Karadeniz Bölgesi doğal ağır agregalarından biri olan barit agregasıyla üretilen ağır betonu, agrega petrografik yapısını da dikkate alarak, geleneksel bir betonla karşılaştırmalı olarak incelemektir. Bu amaçla ilk aşamada laboratuvarda farklı su/çimento oranlarıyla ( 0,30; 0,35; 0,40; 0,50; 0,55 ve 0,60 ) üretilen birim kütleleri 3500kg/m 3 civarında olan ağır betonların kullanımıyla hazırlanan standart silindir numuneler üzerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalardan elde edilen fiziksel ve mekanik özelikler geleneksel betonunkilerle karşılaştırılarak irdelenmekte ve bu suretle betonun kırılma mekanizmalarının açıklanmasına çalışılmaktadır. Ağır ve geleneksel betonların kırılma mekanizmalarının incelenmesi, kırılmaların agrega petrografik yapısından bağımsız olmadığını ve kırılmaların agrega dayanım yetersizliğinden ileri geldiğini göstermektedir. Yapı emniyeti için dayanım kadar sünekliğin de gerekli olduğu dikkate alındığında ağır betonların radyasyona karşı koruyucu beton perde ve ağırlık gerektiren özel yapılar hariç diğer yapılarda kullanılması pek uygun olmamaktadır. Anahtar Sözcükler: Ağır Beton, Geleneksel Beton, Kırılma Mekanizmaları, Davranışların Karşılaştırması. 465

Giriş Bilindiği gibi, üzerlerinde yeterli düzeyde inceleme yapılmamış olduğundan, dünyada, özellikle Türkiye de ağır betonların üretim ve kullanımları çok sınırlı durumdadır. Ağır betonlar, başka kullanım alanları da bulunmakla beraber, bugün en çok radyasyon yayan tesislerde meydana gelen tehlikeleri önlemek amacıyla kullanılmaktadır. Cisimlerin içine girebilme kabiliyeti yüksek olan nötron ışınları ile γ ışınları tehlikelidir. Nötron ışınları atom ağırlıkları küçük olan elementler, γ ışınları ise doğrudan birim kütlesi yüksek olan malzeme tarafından durdurulmaktadır. Bu suretle ağır betonlar her iki ışına karşı iyi bir yalıtım görevi yapmaktadır. Zira bu malzemenin içinde ağırlık itibari ile %50 den fazla miktarda bulunan hidrojen ve oksijen gibi hafif atomlu cisimler nötron ışınlarını pratik koşullar altında durdurmaya yeterli olmaktadır. Diğer taraftan bu betonun içinde bulunan ağır agregalar da γ ışınlarının geçmesini engellemektedir. Bu durum ağır betonun radyasyondan korunmak için ideal bir malzeme olduğunu göstermektedir (Durmuş, Gürsoy, 1997). Ağır beton üretiminde yararlanılan özel agregalar genellikle barit (BaSO 4 ), limonit (2Fe 2 O 3 H 2 O) ve magnetit (Fe 3 O 4 ) gibi demir cevheri olan doğal agregalar ya da sanayi artıkları olan demir ve kurşun parçacıkları gibi yapay agregalar olabilmektedir. Doğal ya da yapay ağır agrega kullanmak suretiyle üretilen bu betonlar teknik literatürde birim kütleleri genellikle 3000kg/m 3-4000kg/m 3 arasında olan betonlar olarak tanımlanmakla birlikte özgül kütleleri 7400kg/m 3-7700kg/m 3 arasında değişen demir parçacıkları yalnız ya da yukarıda adı geçen ağır agregalarla beraber kullanılarak üretilen betonların birim kütleleri 6500kg/m 3 e, özgül kütleleri 11300kg/m 3 civarında olan kurşun parçacıkları ile üretilen betonların birim kütleleri ise 8000kg/m 3-9000kg/m 3 e kadar çıkabilmektedir. Ağır betonların geleneksel betonlardan en önemli farkı da birim kütlelerinin, ağır agrega içerdiklerinden dolayı, geleneksel betonlara göre çok daha büyük olmasıdır (Gürsoy, 1997; Durmuş, Gürsoy, 2000). Yapılan Çalışmanın Kapsam ve Amacı Bilindiği gibi betonların birim kütleleri arttıkça radyasyona karşı koruyucu etkinlikleri de o oranda artmaktadır. Geleneksel betonlarla radyasyona karşı aynı derecede korunabilmek için koruyucu beton perde kalınlığının ağır betonlarınkinden daha büyük olması gerekmektedir. Diğer bir deyişle, ağır betonlar ağır agrega içerdiklerinden dolayı koruyucu beton perde kalınlığının minimuma indirgenmesine imkan vermektedir. Bu husus bu betonların üretimlerinin önemini ortaya koymaktadır. Daha önce de belirtilmeye çalışıldığı gibi bu betonlarda kullanılan ağır agregaların seçimi, bileşimlerinin belirlenmesi, üretimleri ve yerine konmaları geleneksel betonunkilerden oldukça farklı işlemleri gerektirdiği gibi daha yüksek bir özenin gösterilmesini de zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada söz konusu farklılıkların belirlenmesi ve barit agregası kullanılarak üretilen ağır betonun fiziksel ve mekanik özelikleri incelenerek bunlar geleneksel betonunkilerle karşılaştırılmakta ve böylece ağır betonun kırılma mekanizmasının açıklanmasına çalışılmaktadır. Bu durum Doğu Karadeniz Bölgesi Giresun ili, Dereli ilçesi doğal ağır agregalarından biri olan barit agregasıyla üretilen ağır betonun bileşiminin optimum tasarım koşullarının belirlenmiş olması da yapılan bu çalışmanın önemini ortaya koymaktadır. 466

Deney Programı Öncelikle maksimum tane çapı 16mm olarak sınıflandırılan ağır ve geleneksel agregalar üzerinde gerçekleştirilen standart deneylere göre betonların üretiminde kullanılan agregaların fiziksel özelikleri daha sonra üretimlerinde kullanılan kayaçlardan alınan 75mm/150mm boyutlarındaki karot numunelerle de mekanik özelikleri ve KTÜ Jeoloji Mühendisliği laboratuvarlarında mevcut aygıtlarla petrografik yapıları belirlenmiştir. Ağır ve geleneksel betonların fiziksel ve mekanik özelikleri 150mm/300mm boyutlarında standart silindir numunelerle gerçekleştirilen deneylerle belirlenmiştir. Bu betonların ısı iletkenlikleri ise TS 388 ve TS 415 de önerilen plaka yöntemiyle ısı iletkenlik deneyleri standart silindir beton numunelerden kesilen 25mm kalınlığındaki deney numuneleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Beton numuneler dökümlerinden bir gün sonra kalıplarından çıkartılarak 21 gün sıcaklığı 23 o C ± 2 o C olan kür havuzunda daha sonra sıcaklığı 24 o C ± 2 o C ve bağıl nemi %65 ± %5 olan bir ortamda saklanmışlardır. Ağır ve geleneksel betonlar 6 farklı su/çimento (S/Ç) oranında üretilerek eksenel basınç deneyine tabi tutulmuşlardır. Numuneler deney anında 28 günlüktü. Bilindiği gibi beton bir numunenin kırılması ya agrega dayanım düşüklüğünden ya agrega şertleşmiş çimento hamuru aderansının zayıflığından ya da sertleşmiş çimento hamuru dayanımının yetersizliğinden meydana gelmektedir. Bu çalışmaya konu olan ağır betonların kırılma mekanizmasının açıklanması ve geleneksel betonunkilerle karşılaştırılması amacı ile ağır ve geleneksel betonların çimento hamuru fazlarının dayanımı, agrega dayanımı ve agrega- serleşmiş çimento hamuru dayanımları, 40x40x160 mm lik çelik üçlü kalıplarla üretilen prizmatik numuneler üzerinde, eğilme deneyleri ve daha sonra eğilmede kırılan numune parçaları üzerinde de basınç deneyleri gerçekleştirilerek belirlenmiştir (Pul, 1994). Kullanılan Malzeme Özelikleri ın üretiminde kullanılan barit doğal ağır agregası, kristal yapılı olup tamamen barit minerallerinden oluşmaktadır. Geleneksel agrega ise kod adı kalker olan kalsit kristalleri ile %1 den az opak mineralleri içermektedir. Üretimlerde kullanılan her iki betonun karışımlarındaki agregaların granülometrik bileşimleri ortak tutulmuştur. Yine her iki betonda karakteristik basınç dayanımı 32,5 MPa olan KÇ32,5 çimentosu ile betonların mekanik özeliklerinin iyileştirilmesi amacıyla Sikament FF ticari adıyla pazarlanan süperakışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. ın mutlak hacim yöntemiyle (TS 802) belirlenen bileşimleri çizelge 1 de, beton numunelere ilişkin boşluk oranı, poroziteler ve harç/agrega oranları ise çizelge 2 de verilmektedir. Deneysel Bulgular ın üretiminde kullanılan agregaların fiziksel, mekanik özelikleri, betonların fiziksel ve mekanik özelikleri çizelge 3 de, agrega ve betonların, birim şekildeğiştirme ölçerleriyle belirlenen gerilme-şekildeğiştirme diyagramları şekil 1, şekil 2 ve şekil 3 de verilmektedir. 467

Kırılma mekanizmalarının açıklanması için gerçekleştirilen deneylerde kullanılan numuneler ve deney türleri çizelge 4 de, bu deneylerden elde edilen bulgular çizelge 5 de, agrega üretiminde kullanılan kayaçların, su/çimento oranları 0,50 olan betonların ve çimento hamurunun gerilme-şekildeğiştirme diyagramı şekil 4 de verilmektedir. Ağır ve geleneksel betonlardaki harç fazını aynı özeliklerde elde edebilmek için beton üretiminde kullanılan su/çimento oranı 0,50, ağır betonlarda çimento/kum oranı 0,275, geleneksel betonlarda ise 0,425 olarak seçilmiştir. Bu harç bileşimleri de çizelge 5 de verilmektedir. Ağır ve geleneksel betonların çimento hamuruyla aynı özeliklere sahip olabilmesi için kayaç-çimento hamuru numunelerinin üretiminde kullanılan çimento hamurunun su/çimento oranı da 0,50 olarak seçilmiştir. Çizelge 1 Deneysel Çalışmalara Konu Olan Ağır ve Geleneksel ın Bileşimleri. Ağır Geleneksel Su/Çimento (W/C) Katkı Miktarı (%) Çimento (kg/m 3 ) Su (kg/m 3 ) Toplam Agrega (kg/m 3 ) Doyma Suyu (kg/m 3 ) 0,30 3 350 105 3119 11,74 0,35 2 350 123 3046 11,46 0,40 1 350 140 2971 11,18 0,50-350 175 2828 10,65 0,55-350 193 2755 10,11 0,60-350 210 2685 10,00 0,30 3 350 105 2014 4,17 0,35 2 350 123 1966 4,03 0,40 1 350 140 1922 3,98 0,50-350 175 1829 3,80 0,55-350 193 1781 3,70 0,60-350 210 1736 3,60 Çizelge 2 ın Bileşimleri Yardımıyla Hesaplanan Beton Numunelere İlişkin Boşluk Oranı, Poroziteler ve Harç/Agrega Oranları. Beton Cinsi Ağır Geleneksel Su/Çimento (W/C) (Boşluk Oranı) e= (V boşluk /V tane ) (Porozite) n = (V boşluk /V tüm ) Harç/Agrega Oranı 0,30 0,277 0,217 0,70 0,35 0,318 0,241 0,71 0,40 0,342 0,255 0,72 0,50 0,399 0,285 0,74 0,55 0,434 0,303 0,75 0,60 0,471 0,320 0,76 0,30 0,123 0,109 0,77 0,35 0,294 0,227 0,79 0,40 0,323 0,244 0,81 0,50 0,387 0,278 0,83 0,55 0,422 0,297 0,85 0,60 0,457 0,314 0,87 468

Çizelge 3 ın Üretiminde Kullanılan Agregaların Fiziksel, Mekanik Özelikleri, ın Fiziksel, Mekanik ve Isıl Özelikleri. Ağır ve Geleneksel Agregaların Fiziksel Özelikleri Agrega Tane Boyutu Agrega Türü Gevşek Birim Özgül Kütle (kg/m 3 ) Su Emme Kütle (kg/m 3 ) Kuru Doygun (%) İri Ağır 2250 4117 4128 0,28 (>4mm) Geleneksel 1400 2658 2670 0,42 İnce Ağır 2200 4058 4096 0,93 (<4mm) Geleneksel 1450 2626 2640 0,52 Ağır ve Geleneksel Agregaların Mekanik Özelikleri Karot Boyutu Agrega Türü Ortalama Basınç Day. Standart Sapma Karakteristik Basınç Day. Elastisite Modülü Poisson Oranı (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) Ø=75 Ağır 35,71 5,26 28,98 113175 0,33 h=150 Geleneksel 73,4 3,2 69,3 60000 0,17 Ağır ve Geleneksel Agregaların Granülometrik Bileşimleri Granülometrik Sınıflar 0.50-.1.00 1.00-2.00 2.00-4.00 4.00-8.00 Toplam Kütle % si 10 15 20 25 30 Ağır ve Geleneksel ın Birim Kütleleri (kg/m 3 ) Ağır Geleneksel 8.00-16.00 W/C 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55 0,60 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55 0,60 Kuru 3554 3554 3516 3482 3345 3340 2430 2420 2420 2400 2350 2330 Doygun 3568 3565 3521 3485 3390 3377 2450 2435 2430 2415 2370 2357 Ağır Geleneksel W/C Ağır ve Geleneksel ın Mekanik Özelikleri Ortalama Standart Karakteristik Başl. Basınç Day. Sapma Basınç Day. Elastisite (MPa) (MPa) (MPa) Modülü 0,50f c için teğet modülü (MPa) Poisson Oranı (MPa) 0,30 58,2 3,39 53,8 35000 32500 0,30 0,35 53,7 1,37 51,9 30300 28300 0,28 0,40 47,1 3,26 42,9 22700 17800 0,18 0,50 34,2 1,23 32,6 18800 17700 0,15 0,55 28,9 0,90 27,7 17800 16160 0,13 0,60 17,5 1,35 15,8 11300 9700 0,11 0,30 46 1,90 44 46000 32300 0,28 0,35 42 1,00 41 42100 29600 0,26 0,40 42 2,00 39 42000 29400 0,25 0,50 37 1,10 35,6 37000 26000 0,23 0,55 30 1,40 28,2 32500 23700 0,22 0,60 26 1,00 24,7 28000 16100 0,20 Ağır ve Geleneksel ın Isı İletkenlik Katsayıları (λ) (kcal/m/h/ o C) Ağır Geleneksel W/C 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55 0,60 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55 0,60 λ 0,798 0,780 0,762 0,744 0,717 0,709 1,092 1,082 1,065 1,054 1,035 1,010 469

Gerilme (σ) (MPa) 60 40 20 W/C=0.30 W/C=0.35 W/C=0.40 W/C=0.50 W/C=0.55 Gerilme (σ) (MPa) 50 40 30 20 W/C=0.30 W/C=0.35 W/C=0.40 W/C=0.50 W/C=0.55 W/C=0.60 W/C=0.60 10 0 0 20 40 60 80 Boyuna Şekildeğiştirme (10 4 ε) 0 0 5 10 15 20 25 30 Boyuna Şekildeğiştirme (10 4 ε) Şekil 1 Ağır betonların tipik gerilme-şekildeğiştirme diyagramları. Şekil 2 Geleneksel betonların tipik gerilme-şekildeğiştirme diyagramları. Gerilme (σ) (MPa) 80 Geleneksel Agrega 70 60 50 Ağır Agrega 40 30 20 10 0 0 4 8 12 16 Boyuna Şekildeğiştirme (10 4 ε) Şekil 3 Ağır ve geleneksel agreganın gerilme-şekildeğiştirme diyagramları. Gerilme (σ) (MPa) 80 60 40 20 Ağır Agreaga Geleneksel Agrega Geleneksel Beton Ağır Beton Çimento Hamuru 0 0 5 10 15 20 25 Boyuna Şekildeğiştirme (10 4 ε) Şekil 4 Agrega üretiminde kullanılan kayaçların, betonların ve çimento hamurunun gerilmeşekildeğiştirme diyagramları (W/C=0.50) 470

Çizelge 4 Kırılma Mekanizmalarının Açıklanması için Gerçekleştirilen Deneylerde Kullanılan Numuneler, Deney Türleri ve Ölçülen Dayanımlar Numunenin Yapısı Ölçülen Dayanımlar Eğilme ve Basınç Deneyleri Eğilme Dayanımı Ağır ve Geleneksel Agrega Basınç Dayanımı Eğilme Dayanımı Çimento Hamuru Basınç Dayanımı Eğilme Dayanımı Ağır ve geleneksel Agregalı Harç Basınç Dayanımı Ağır ve Geleneksel Kayaç-Çimento Hamuru Aderans Dayanımı Ağır ve Geleneksel Kayaç-Harç Aderans Dayanımı Deney bulguları, betonun mekanik özeliklerinin dolayısıyla da kırılma mekanizmalarının agrega dayanım özeliklerinden bağımsız olmadığını açık bir biçimde ortaya koymaktadır. Zira betonun basınç ve çekmede kırılma mekanizmalarının incelenmesi gerçekten de iki şekil kırılmanın varlığını göstermektedir. Birinci şekil kırılmada, önce agregaların yada agregalarla çimento hamuru arasındaki aderansın tükenmesi betonun kırılmasına neden olmamaktadır. Bu durumda çekmede numunenin dayanımını sadece çimento hamuru sağlamaktadır. İşte sadece bu özel durumda agrega dayanım özelikleri betonun kırılması üzerinde hiçbir rol oynamamaktadır. Basınçta ise, agregalar betonun dayanımı üzerinde elastisite modülleriyle etkili olmaktadır. Bu da beton basınç dayanımının dolayısıyla da kırılma mekanizmasının daima agrega dayanım özeliklerine bağlı olduğunu göstermektedir. İkinci şekil kırılmada, önce agregaların ya da agregaların çimento hamuruyla aderanslarının tükenmesi numunelerin kırılmasına neden olmaktadır. Bu durumda agrega dayanım özelikleri basınçta olduğu gibi çekmede de beton dayanımı üzerinde başlıca etken olmaktadır. 471

Çizelge 5 Ağır ve Geleneksel ın Kırılma Mekanizmalarının Belirlenmesi için Gerçekleştirilen Deneylerden Elde Edilen Bulgular (Agregaların Mekanik Özelikleri için bkz. çizelge 3). W/C 0,50 0,55 0,60 Sertleşmiş Çimento Hamurunun Mekanik Özelikleri (Hüsem,1995) Başlangıç 0,50f c için Numune Ortalama Basınç Elastisite teğet Boyutları Dayanımı (MPa) Modülü modülü (MPa) (MPa) 150/300 silindir 23 150/300 silindir 27 75/150 karot 23 150/300 silindir 22 150/300 silindir 25 75/150 karot 22 150/300 silindir 17 150/300 silindir 19 Poisson Oranı 25600 15800 0,33 17750 6900 0,26 11600 5750 0,22 75/150 karot 16 Ağır ve Geleneksel daki Harç Fazlarının Bileşimleri (kg/m 3 ) Bileşenler Ağır Agregalı Harç Geleneksel Agregalı Harç Çimento 571 572 Su 286 286 Kum 2075 1345 Kayaç, Çimento Hamuru ve Harç Numunelerin (40mmx40mmx160mm) Eğilme ve Basınç Dayanımları Numuneler Ortalama Eğilme Dayanımı (MPa) Ağır Agrega Kayacı 7,58 47,29 Geleneksel Agrega Kayacı 13 98 Çimento Hamuru 4,9 35,8 Ağır Agregalı Harç 6,1 36,55 Geleneksel Agregalı Harç 5 35 Kayaç-Harç ve Kayaç-Çimento Hamuru Aderans Dayanımları Ortalama Basınç Dayanımı (MPa) Numuneler Aderans dayanımı (MPa) Ağır Agrega Kayacı-Harç 1,5 Geleneksel Agrega Kayacı-Harç 1,1 Ağır Agrega Kayacı-Çimento 2,9 Hamuru Geleneksel Agrega- Çimento Hamuru 0,4 Sonuçlar Ağır betonların üretiminde kullanılan ağır agrega granülometrilerinin boşluk oranını azaltacak ve çatlama riskini minimum düzeyde tutacak özelikte olması gerekmektedir. Söz konusu özelikte beton elde etme şansını yükseltmek için agreganın ince kısmının ayrılması ve betonun doğru olarak yerleştirilmesine imkan tanıyan minimum karma suyunun kullanılması uygun olmaktadır. Bu çalışmadan elde edilen bulguların irdelenmesi boşluk oranı ve çatlama riski minimum beton üretmek için kütlece su/çimento oranının 0,40 ın altına indirgenmesi gerektiğini göstermektedir. 472

Ağır agrega kullanımından dolayı bu betonların ayrışma riskinin yüksekliği, homojenliğin sağlanmasında gösterilen özenin geleneksel betonlarınkinden daha fazla olmasını gerektirmektedir. Betondaki boşluk oranının minimum olabilmesi için, kullanılan kumun da ağır olması durumunda, kütlece optimum harç/agrega oranı 0,70 civarında olmaktadır. Bu oranın daha küçük olmasının ağır betonlar üzerinde yapmış olduğu olumsuz etki geleneksel betonlarınkinden daha fazladır. Durum böyle olunca harç/agrega oranını 0,70 in üstünde tutmak, boşluk oranını azaltmak dolayısıyla da zararlı ışınlara karşı betonun koruyucu etkisini artırmak için, daha uygun olmaktadır. Deneyler ağır betonun mekanik özeliklerinin dolayısıyla kırılma mekanizmalarının, geleneksel betonunkiyle karşılaştırıldığında, agrega dayanım özeliklerinden bağımsız olmadığını ve bu çalışmaya konu olan ağır ve geleneksel betonların kırılmalarının genellikle agrega dayanım yetersizliğinden ileri geldiğini göstermektedir. Öneriler Ağır betonların geleneksel betonlardan en önemli farkı üretimlerinde kullanılan agregaların ağır oluşudur. Ağır agrega betonun birim kütlesini arttırarak radyasyona karşı koruyuculuğu da arttırmaktadır. Böylece ağır betonlarla inşa edilen kalınlığı küçük koruyucu beton perdelerle radyasyona karşı korunulabilmektedir. Yapının emniyeti için dayanım kadar sünekliğin de gerekli olduğu dikkate alındığında ağır betonların radyasyona karşı koruyucu beton perde ve ağırlık gerektiren özel yapılar hariç diğer yapılarda kullanılması pek uygun olmamaktadır. Zararlı nükleer ışınlara karşı koruyucu beton perde kalınlıklarının ışın cinsine göre hesaplanması için bir Türk standardının hazırlanmasında yarar bulunmaktadır. Gelecekte meydana gelebilecek nükleer savaşlardan ve/veya nükleer santral kazalarından dolayı çevreye yayılan radyasyon etkisinden korunmak için sığınak gibi yapılar yapmak ve yapıların kayma-devrilme emniyetlerini daha ucuza sağlamak istekleri ağır betonların üretim ve kullanımının giderek yaygınlaşmasını gerektirmektedir. Oysa Türkiye de ağır beton üretimine elverişli doğal ağır agrega yatakları, bunların genel jeolojik, petrografik, mineralojik özelikleri ve rezervleri iyi bilinmemektedir. Bu da gelecekte araştırmaların bir kısmının bu alanda yapılmasının önemini ortaya koymaktadır. Özelikle Türkiye de bilinen doğal ağır agrega yataklarının azlığı ve yapay ağır agregaların da pahalı oluşu bu agregalarla üretilen ağır betonların kullanımına karar vermeden önce maliyetlerinin geleneksel betonlarınkiyle karşılaştırılmasını gerektirmektedir. Teşekkür Bu çalışma Karadeniz Teknik Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir. Proje Kod No: 96.112.001.5 473

Kaynaklar Durmuş, A. ve Gürsoy, Y. (1997) Comparative study of heavyweight concrete produced using one of the natural heavyweight aggregates present in the Eastern Blacksea Region with traditional concrete, Proceeding of the Fourth International Conference on Civil Engineering, Tehran. Durmuş, A. ve Gürsoy, Y. (2000) Doğu Karadeniz Bölgesi doğal agregalarından biriyle üretilen ağır betonun başlıca özelikleri, Hazır Beton Yayın Organı, Hazır Beton Dergisi, sayı:38-39-40. Gürsoy, Y., (1997) Doğu Karadeniz Bölgesi doğal ağır agregalarından biriyle üretilen ağır betonun geleneksel bir betonla karşılaştırmalı olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 136 sayfa. Hüsem, M., (1995) Doğu Karadeniz Bölgesi hafif agregalarından biriyle üretilen hafif betonun Geleneksel Bir Betonla Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi, Doktora Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 170 sayfa. Pul, S., (1994) Agrega Petrografik Yapısının Betonun Dayanım ve Akışkanlığı Üzerindeki Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 86 sayfa. Türk Standartları, (1977) Plaka metodu ile ısıl iletkenliğin tayini (TS 388), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. Türk Standartları, (1977) Isıl iletkenliğin, ısıl geçirgenlik direncinin yapıda kullanılması için hesap değerlerinin bulunması (plaka metodu ile) (TS 415), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. Türk Standartları, (1985) Beton karışım hesapları (TS802) Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. 474