Agrega Kimyasal Bileşiminin Yüksek Dayanımlı Betonlar Üzerindeki Etkisi The Effects of Chemical Composition of Aggregate on High Strength Concretes

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

FİZİK. Mekanik İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ KAYAÇLARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ. Mekanik Nedir? Mekanik Nedir?

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

beton karışım hesabı

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

Mustafa Kara, Yasemin K

FARKLI TİPTE AGREGA KULANIMININ BETONUN MEKANİK ÖZELİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

GERİ DÖNÜŞÜM AGREGASININ BETON ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK AÇISINDAN DEĞERLENİRİLMESİ

Volkanik Kayaçların Beton Agregası Olarak Kullanılması. Use of Volcanic Igneous Rocks as Concrete Aggregate

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

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

2. MİKRO İNCELEME ( PETROGRAFİK-POLARİZAN MİKROSKOP İNCELEMESİ)

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

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

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

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

Betonda Dayanıklılık Sorunları ve Çözümleri Alkali Silika Reaksiyonu (ASR) Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

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

YAPI MALZEMESİ AGREGALAR

ÇİMENTO ESASLI ULTRA YÜKSEK DAYANIMLI KOMPOZİTLERDE BİLEŞİM PARAMETRELERİNİN BASINÇ DAYANIMINA ETKİSİ

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

Yapı Malzemeleri BÖLÜM 5. Agregalar II

Çimentolu Sistemlerde Alkali Silika Reaksiyonu (ASR) Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

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

Mermer Parça Atıklarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilmesi. Evaluation of Concrete Aggregate Marble Pieces

Yapı Malzemeleri BÖLÜM 5. Agregalar

Mermer Tozu Katkılı Kendiliğinden Yerleşen Betonların Taze ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

BETONARME BİR YAPININ MALZEME KALİTESİNİN TAHRİBATSIZ VE TAHRİBATLI YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ

Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak

2/27/2018. Erken dayanım sınıfı N: Normal R: Hızlı gün norm basınç dayanımı (N/mm 2 )

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON ÖZELLİKLERİNE ATIK MERMER TOZUNUN ETKİSİ

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

Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

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

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ÇİMENTO KALİTE KONTROL PARAMETRELERİ VE BETON ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

BETONDA SİLİS DUMANI KULLANIMININ EKONOMİK ANALİZİ

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

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

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

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

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

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

Kuruca Dağından Elde Edilen Agregaların Beton Agregası Olarak Kullanılabilirliği

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

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

YAPI MERKEZİ'NDE ÜRETİLEN ÇOK YÜKSEK DAYANIMLI BETONLARIN (B170) MÜHENDİSLİK BÜYÜKLÜKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

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

YÜKSEK HACİMDE C SINIFI UÇUCU KÜL İÇEREN BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE SÜLFÜRİK ASİT DAYANIKLILIĞI

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

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

METİLEN MAVİSİ DEĞERİ YÜKSEK AGREGALAR VE FARKLI ÖZELLİKTEKİ KİMYASAL KATKILARLA YAPILAN BETON ÇALIŞMALARI

Agrega Madenciliğinin Hazır Beton Üretimindeki Yeri. Place in the Ready Mixed Concrete Production of Aggregate Mining

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN NORMAL DAYANIMLI HAFİF BETON ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

Uçucu Külün Silindir ile Sıkıştırılmış Betonun Basınç Dayanımına Etkisi

SİLİS DUMANI VE SÜPERAKIŞKANLAŞTIRICI KATKILI HARÇLARIN ÖZELLİKLERİ ÖZET PROPERTIES OF MORTARS ADDED SILICA FUME AND SUPERPLASTICIZER ABSTRACT

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

C30 SINIFI ATIK BETONUN GERİDÖNÜŞÜM AGREGASI OLARAK BETON ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİ. Can DEMİREL, 2 Osman ŞİMŞEK

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

BETON* Sıkıştırılabilme Sınıfları

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 2 sh Mayıs 2002 DEĞİŞİK AKIŞKANLAŞTIRICILARIN BETONDAKİ PERFORMANSLARI

YAPI LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

Sıkıştırma İşleminin Betonarme Elemanların Sertleşmiş Betonun Dayanım Özelliklerine Etkisi

BETONARMEDE BETON VE DONATI ARASINDAKİ ADERANS DAYANIMINA KÜR ŞARTLARININ ETKİSİ

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

taze beton işlenebilirlik

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Karaöz (Antalya-Türkiye) Civarındaki Dolomitik Kireçtaşlarının Beton Agregası Olarak Kullanılabilirliği

ISIDAÇ 40 Esaslı Yüksek Performanslı Beton. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

DÜŞÜK MUKAVEMETLĐ ATIK BETONLARIN BETON AGREGASI OLARAK KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ

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

ÇIMENTO VE AGREGALAR KULLANILARAK MATEMATİKSEL MODELLENMESİ. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

ATIK BETONLARIN GERİ DÖNÜŞÜMÜNDE SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI KATKI KULLANIMI

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

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

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

SÜPER BEYAZ. prekast. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Sugözü Uçucu Külünün Beton Katkısı Olarak Kullanılabilirliği

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

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

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

ÖĞÜTÜLMÜŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFU İÇEREN ve İÇERMEYEN BETONLARDA KIRMATAŞ KUMU İÇERİĞİNİN BETON ÖZELİKLERİNE ETKİSİ

Calacatta Oro

BETON YOL KAPLAMALARINDA VAKUM UYGULAMASI ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

ENDÜSTRİYEL DEMİR TALAŞI ATIĞININ BETONUN BAZI MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

UÇUCU KÜL VE YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI KATKILI BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Yüksek Dayanımlı Betonlarda Pomza ve Zeolitin Kullanılabilirliği *

Bazalt Lifli Donatının Yüksek Dayanımlı Betondaki Aderans Performansı

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

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

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

Transkript:

Agrega Kimyasal Bileşiminin Yüksek Dayanımlı Betonlar Üzerindeki Etkisi The Effects of Chemical Composition of Aggregate on High Strength Concretes E. Gürsel, C. Erenson * Aksaray Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, AKSARAY (*canerenson@hotmail.com) ÖZ: Kayaçlar, beton içerisindeki iskeleti oluşturan ve bağlayıcı malzemenin elde edildiği önemli bir beton bileşenidir. İnşaat sektöründe agrega olarak tanımlanan kayaç parçalarının kimyasal bileşim özellikleri, beton elemanlarının dayanımlarını ve davranışlarını önemli ölçüde değiştirmektedir. Bundan dolayı yapı, temel, dolgu vb. elemanlarda kullanılan malzemelerin kimyasal bileşim açıdan incelenmesi önem taşımaktadır. Nüfus artışına bağlı ihtiyaç duyulan yüksek katlı binalar, köprüler, barajlar gibi yapılarda yüksek dayanımlı beton (YDB) kullanılması gerekebilmektedir. Kayaç türü ve kimyasal bileşim özelliklerinin YDB üretimine etkisinin araştırıldığı bu çalışmada 24 farklı kayaç kullanılarak numuneler üzerinde basınç, çekme, ultrasonik ses iletim hızı ve Schmidt çekici deneyleri yapılmıştır. Sonuçlara göre, magmatik kayaçlar için SiO 2 +Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 oranının ve genel kireçtaşı türlerinde MgO/CaO oranı bulunma yüzdelerinin basınç-çekme dayanımını ne denli değiştirdiği korelatif bağlantılar kurularak değerlendirilmiştir. Kayaçların kimyasal bileşim karakteristikleri ve sonuçlar arasında kuvvetli korelatif bağlantılar oluşmamış, YDB larda kullanılacak agregaların kimyasal bileşim incelemeden önce, mekanik yeterliliğe sahip olup olmadıklarının kontrol edilmesinin, betondan istenilen performansın alınması konusunda daha sağlıklı sonuçlar vereceği kanısına varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Basınç testi, Mohs sertliği, kimyasal bileşim, yüksek dayanımlı beton. ABSTRACT: Rocks are an important concrete component that constitute the skeleton of concrete and provide the binding material. The petrographic properties of rock particles, which are named aggregate in construction sector, significantly affect the strength and behavior of concrete components. For this reason, it is very important to examine the materials, which are used in components such as structure, foundation, filling, etc. from the petrographic aspect. Because of the increase in population, it may be needed to use the high-strength concrete (HSC) in structures such as high-rise buildings, bridges, and dams. In this study, where the effects of type and petrographic properties of rock on the production of HSC, 24 different rocks were used in pressure, tension, ultrasonic sound transmission speed, and Schmidt hammer experiments. According to the results, the effects of SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 level of magmatic rocks and MgO/CaO percentage of common limestones on the pressure-tension strength were examined through the correlative relationships. No strong relationship could be established between the petrographic characteristics of rocks and the results and it was concluded that, before the petrographic examination of aggregates to be used in HSC, checking if they have sufficient mechanical properties would be more beneficial for obtaining better performance from the concrete. Keywords: Pressure test, Mohs hardness, petrography, high strength concrete. 1. GİRİŞ Beton, esas olarak kum, çakıl, çimento ve suyun belirli oranlarda bir araya getirilerek üretildiği bir yapı malzemesidir. İçerisine donatı adı verilen çelik çubukların dahil edilmesiyle birlikte beton, standartlara ve yönetmeliklere uygun bir biçimde döküm ve bakım işlemlerinden geçerek insanoğlunun barınma, ulaşım, eğitim, sağlık vb. gereksinimlerini rahat bir şekilde karşılamasına yardımcı olmaktadır. Çelik ile güçlendirilmiş beton olarak lügata geçmiş betonarme terimi, yapı elemanlarına aktarılan gerilmelere güvenli bir biçimde karşı koyması için tasarlanan bir sistem olarak nitelendirilmektedir. Ancak, günümüzde hızla artan nüfus ve dolayısıyla artan şehirleşme problemi sınırlı alanlara sahip bölgelere yüksek katlı binalar, yüksek kapasiteli geçişleri karşılayabilecek geniş açıklıklı köprüler, çok sayıda bireyin ihtiyacının giderilmesi için inşa edilecek mega yapılar, elektrik, su ve enerji vb. gereksinimlerin elde edilmesi için büyük barajlar ve pek çok daha hizmet elemanları 330

yapılmasını gerektirmektedir. Tüm bu koşullar doğrultusunda daha yüksek taşıma kapasitesine sahip yapı elemanlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Literatürde 55 MPa ın üzerinde dayanıma sahip bu tür elemanlar için Yüksek Dayanımlı Beton (YDB) ismi kullanılmaktadır (ACI, 2010). YDB elde etmek için geleneksel beton üretiminde kullanılan karışım bileşenine ek olarak mineral katkılar (silis dumanı, öğütülmüş yüksek fırın cürufu vb.) ve kimyasal katkılar eklenmektedir. Ancak, beton hacminin %75 ini oluşturan (Erdoğan, 2003) agregaların mekanik özellikleri de beton dayanımını doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, çeşitli kayaç türleri kullanılarak elde edilen yüksek dayanımlı beton numuneleri üzerinde basınç, çekme ve yayılma tablası deneyleri yapılmıştır. Ayrıca her bir numunenin içerdiği kayaç türünün kimyasal bileşim incelemesi yapılarak deneyler sonucu elde edilen verilerle karşılaştırılıp yorumlanmıştır. Beton, eski zamanlarda taştan taş yapma sanatı olarak tanımlanmıştır. Bu tabirin sebebi, beton iskeletinin ve bağlayıcı malzemesinin genellikle doğal kayaçlardan elde ediliyor olmasına dayandırılmaktadır. Günümüzde, agregaların yapay olarak (metal cüruf agregaları) elde edilmesi söz konusu olsa da hali hazır sistemde %99 oranında maden ocaklarından elde edilen kırmataş ve dere yataklarından alınan kırılmış agregalar kullanılmaktadır. Nasıl ki, kayaçların fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerini mineralojisi ve kimyasal bileşim belirliyor ise, aynı durum beton için de geçerlidir. Yüksek dayanımlı betonlar (YDB), isimlerini alışılmışın dışındaki basınç dayanımı ve yüksek kalıcılık (durabilite) özelliklerinden almaktadır. Mühendislik disiplininin kalifiye şekilde kullanılması ve içerisindeki malzemelerden efektif şekilde faydalanılması açısından yüksek dayanımlı betonlar önemli bir beton türünü temsil etmektedir. Dünya nüfus artışına bağlı olarak beton kullanımı her geçen gün kaydadeğer ölçüde artmaktadır. Bu duruma bağlı olarak, gelecek nesillere kaynak bırakılması açısından sürdürülebilirlik kavramı günümüzde büyük önem taşımaktadır. YDB lar ekonomiklik ve kalıcılık konularında yapı malzemeleri içerisinde gelecekte yerini alarak mineral maden ve çimento kullanımını azaltacak, içerisinde barındıracağı endüstriyel atıklar (yapay mineral katkılar) sayesinde sürdürülebilirliğe hizmet edecektir. Öyle ki, C20 kalitesinde ki betonun maliyeti 1 birim kabul edilirse, C130 kalitesindeki betonun maliyeti 2 ile 4 birim arası, C20 betonunun ekonomik servis ömrü 50 yıl iken, C130 betonunun ekonomik servis ömrü yaklaşık 83 yıl olmaktadır. Araştırmacılar, YDB larda çimento yerine %35 e kadar ikame eşdeğer bağlayıcı mineral katkı kullanımının, beton servis ömrünü %65 e kadar arttırdığını Life-365 programını kullanarak hesaplamışlardır (Gürsel ve Kaya, 2016). YDB üretiminde temel etken, kaliteli malzeme seçimidir. Betonda kullanılan malzemelerin başında, hacmin büyük kısmını agregalar oluşturmaktadır. Beton toplam hacmi içinde ortalama %75'lik yer tutan agreganın fiziksel (kimyasal bileşim yapısı, granülometrik bileşimi, yoğunluk ve su emme yüzdesi, birim ağırlığı, organik ve yıkanabilir malzeme miktarı, alkali-agrega reaktivitesi, aşınma dayanımı vb.) ve mekanik (basınç dayanımı, elastik modülü, poisson oranı) özellikleri betonun dayanımını, dayanıklılığını, zaman içinde stabilitesini, görünüşünü, ağırlığını ve işlenebilme özelliğini etkilerken, diğer taraftan betonun birim malzeme maliyetinde de önemli ölçüde bir pay oluşturmaktadır (Manzak vd., 1996). Bu çalışmada, agregaların sahip oldukları mekanik özelliklerin, kullanıldıkları YDB ların mekanik özelliklerini ne denli etkilediği araştırılarak, genel bir klasman oluşturulmaya çalışılmıştır. 2. ÇALIŞMANIN AMACI, KAPSAMI VE YÖNTEM Kayaçlardan elde edilen agregaların, beton malzemesine önemli ölçüde etkide bulunan mekanik özellikleri basınç dayanımı, tek zonlu kopma dayanımı (kesme dayanımı dahil), basınç altında birim şekil değiştirme ve sertlik değerleridir. Bu özelliklerin tamamı, oluşum şekline ve mineralojik bileşenlere bağlıdır. Kayacı oluşturan minerallerin kompozisyonu o kayacın mekanik özellikleri hakkında bir yaklaşımda bulunulmasına yardımcı olabilmektedir. İçeriğinde SiO 2, Al 2 O 3 ve Fe 2 O 3 gibi major mineralleri bolca barındıran kayaçların genelde sağlam bir yapıya sahip oldukları söylenebilir. Çünkü bahsedilen minerallerin -genellikle- yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında kayaç oluşturduğu bilinmektedir. Ayrıca bahsi geçen mineraller yüksek sertlik (Mohs 5) değerine sahiptir. Sertlik kavramı, minerali oluşturan atomsal yapıtaşlarının birbirleri ile olan bağ kuvvetlerini simgeler. 331

Bağlar ne kadar kuvvetli ise, yük altında şekil değiştirmeye karşı gösterilen mukavemet fazla, yüzeysel etkilerde aşınma-yüzeysel kopma o denli azdır. Oluşumları tortul biçimde olan bazı kayaçların, oluşumları sırasında üzerlerine etkiyen basınç-sıcaklık ve organik malzeme içerikleri çok farklı olabilir. Kayaçların mekanik özellikleri konusunda yaklaşımda bulunmak için kimyasal bileşim incelemesi yapmak zorunludur. Bu çalışmada, yüksek dayanımlı beton kullanılması ihtiyacı duyulan alanlarda doğru agrega tipi seçimi sürecinde bir referans oluşturulması hedeflenmektedir. 3. MATERYAL VE METOT 3.1. Yöntem Beton mineralojik yapısı, iç iskeletin ve bağlayıcı malzemesinin kayaçlardan elde edilmesi sebebiyle, kimyasal bileşim açıdan kayaçlara oldukça benzemektedir. Yapmış olduğumuz bu çalışmada, kayaç mineral kompozisyonuna bağlı kimyasal bileşim özelliklerinin agrega mekanik özelliklerine, dolayısı ile agrega mekanik özelliklerinin, beton mekanik özelliklerine ne denli yansıdığı araştırılmış ve bulgular deneylerle desteklenmiştir. Deneylerde test edilmek üzere, beton ve agrega mekanik özelliklerini en iyi şekilde temsil ettiği bilinen yüksek dayanımlı beton tercih edilmiştir. Normal dayanımlı betonlarda, çimento hamuru ve agrega dayanımları arasında genellikle büyük farklılıklar olmasından dolayı normal dayanımlı betonlardaki agregalar, mekanik özelliklerini beton yapısına tam manasıyla aktaramamaktadır. Yüksek dayanımlı betonlarda, çimento hamuru ve agrega komplike biçimde çalışmakta ve daha üniform bir davranış sergilenmektedir. Ayrıca, YDB numuneleri üzerinde, gerilme altındaki davranışların test edilmesi için; basınç ve çekme dayanımı testleri, sertlik ve malzeme iç yapısının anlaşılması için; Schmidt geri sıçrama ve ultrosonik ses iletim hızı deneyleri yapılmıştır. Deney sonucunda elde edilen veriler, jeoloji ve inşaat mühendisliği disiplinlerine göre değerlendirilmiş, YDB larda kullanılması gereken agregaların seçimi konusunda kimyasal bileşim yaklaşımlarda bulunulmuştur. 3.1 Malzeme Özellikleri Tüm numunelerde TS EN 197-1-12 standardına uygun CEM 52,5R Portland çimentosu kullanılmıştır ve fiziksel özellikleri Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1. CEM I 52,5R PÇ fiziksel özellikleri. Fiziksel Özellikler CEM I 52,5R PÇ Özgül Ağırlık Özgül Yüzey (Blaine) 3,05 6100 (cm²/gr) 0,045 mm Elekte Kalan 1,3 0,090 mm Elekte Kalan 0,1 2 Günlük Basınç 32,8 (N/mm²) 28 Günlük Basınç 59,2 (N/mm²) Tüm numuneler içerisinde mineral katkı olarak ASTM C1240 standardına uygun 1. Sınıf silis dumanı, ASTM C989 standardına uygun 80 sınıfı türünde öğütülmüş yüksek fırın cürufu ve kimyasal katkı olarak ASTM C494 standardına uygun F tipinde yeni nesil süper akışkanlaştırıcı-plastikleştirici kullanılmıştır. Kullanılan agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri Çizelge 2 de, kimyasal bileşimi ise Çizelge 3 te verilmiştir. 332

Çizelge 2. Agrega fiziksel ve mekanik özellikleri. Parçalanma Yoğunluk Sertlik Direnci (g/cm 3 ) (Mohs) (Los A. 500 devir % ) Özgül Ağırlık Su Emme (Ağırlıkça) % Basınç (N/mm2) f 100x100 A1 (Bazalt) 2,62 2,56 5 29 2 78 A2 (Mafik Bazalt) 2,91 2,86 6,5 5 0,3 192 A3 (Diyabaz) 2,98 2,87 6,5 7 0,5 229 A4 (Afanitik Granit) 2,69 2,64 6,5 12 0,3 132 A5 (Granit) 2,95 2,91 6,5 10 0,2 205 A6 (Siyenit) 2,86 2,79 6 6 0,4 152 A7 (Diyorit) 3,05 2,95 6 9 0,2 239 A8 (Gabro) 3,08 3,06 7 10 0,3 260 A9 (Andezit) 2,67 2,43 5,5 15 0,9 121 A10 (Granodiyorit) 2,74 2,68 6 9 0,6 126 A11 (Dolomit-1) 2,77 2,66 3,5 17 0,5 94 A12 (Kireçtaşı-1) 2,68 2,65 3 41 1,2 51 A13 (Dolomit-2) 2,8 2,78 4 16 0,7 100 A14 (Traverten) 2,71 2,55 4 26 1,4 65 A15 (Kuvarsit) 2,64 2,59 7 13 0,9 138 A16 (Çört) 2,68 2,67 7 4 0,2 178 A17 (Grovak) 2,55 2,31 6 27 2,8 71 A18 (Mermer) 2,73 2,66 3,5 35 0,4 63 A19 (Kuvars Şist) 2,84 2,7 6,5 16 1,1 162 A20 (Granitik Gnays) 2,83 2,81 7 4 0,1 198 A21 (Kireçtaşı-2) 2,8 2,69 3,5 10 0,3 149 A22 (Kireçtaşı-3) 2,79 2,66 3,5 13 0,3 128 A23 (Silttaşı) 2,64 2,47 4,0 28 1,3 73 A24 (Kireçtaşı-4) 2,79 2,61 3,5 21 0,7 119 Çizelge 3. Agregalara ait major oksit tablosu. SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO Na 2 O K 2 O A1 (Bazalt) 54,3 11,5 5,6 12,5 2,1 1,5 0,5 A2 (Mafik Bazalt) 51,6 16,2 6,4 8,5 5,9 2,0 1,7 A3 (Diyabaz) 46,7 10,5 10,1 8,1 7,5 1,5 0,9 A4 (Afanitik Granit) 63,2 16,9 7,1 3,6 3,1 2,9 3,1 A5 (Granit) 49,9 14,2 9,7 8,3 10,1 1,8 1,8 A6 (Siyenit) 64,1 14,1 3,9 2,6 2,4 4,1 5,7 A7 (Diyorit) 51,5 17,2 1,9 7,0 2,0 1,4 5,3 A8 (Gabro) 52,9 18,2 10,0 9,8 7,2 0,6 0,3 A9 (Andezit) 54,1 21,4 3,9 4,0 1,7 3,0 5,2 A10 (Granodiyorit) 65,2 13,5 5,3 2,0 0,4 2,6 4,3 A11 (Dolomit-1) 0,5 1,1-17,3 25,3 - - A12 (Kireçtaşı-1) 0,7 1,2-38,4 16,3 - - A13 (Dolomit-2) 0,5 0,3 0,2 14,2 28,3 - - A14 (Traverten) - - 0,2 56,7 1,2 - - A15 (Kuvarsit) 84,3 1,6 1,7 0,5-0,1 - A16 (Çört) 74,5 12,6 1,7 - - - - A17 (Grovak) 66,2 13,2 2,6 3,7 1,8 2,3 1,1 A18 (Mermer) 0,2-0,4 56,2 3,7 - - A19 (Kuvars Şist) 77,5 19,5 0,3-1,5 1,1 0,4 A20 (Granitik Gnays) 54,2 21,9 5,1 6,2 3,1 2,5 3,6 A21 (Kireçtaşı-2) 1,0 0,2 0,6 30,3 17,3 1,5 0,9 A22 (Kireçtaşı-3) 0,3 0,1-51,9 2,1 4,1 3,7 A23 (Silttaşı) 40,2 16,8 7,9 5,2-3,6 5,5 A24 (Kireçtaşı-4) 14,2 4,2 3,1 36,0 4,7 1,5 2,0 333

Deneyler çerçevesinde, agrega farklılığının beton mekanik özelliklerine etkisinin daha üstün düzeyde sergilenebilmesi için, basınç dayanımı 160 N/mm² olarak belirlenmiştir. Hazırlanan 200x100 mm silindirik numuneler, 28 gün süre ile uygun bekletilmiş, 28. gün sonunda gerekli testlere maruz bırakılmışlardır. C160 sınıfı üretilen betona ait karışım bileşenlerine ait veriler Çizelge 4 te belirtilmiştir. Dayanım Sınıfı Çizelge 4. C160 sınıfı üretilen betona ait karışım bileşenleri. Çimento (kg) ÖYFC (kg) Silis Dumanı (kg) Kimyasal Katkı (kg) Su (kg) Su/Bağlayıcı (Eşdeğer) C160 560 70 80 21,0 141 0,20 *ÖYFC : Öğütülmüş yüksek fırın cürufu 4. SONUÇLAR Agregaların ve beton özelliklerinin yeterli düzeyde değerlendirilebilmesi ve yaklaşımlarda bulunulabilmesi için, betonda kullanılacak agregalar üzerinde; kimyasal bileşim inceleme ve mekanik özellik testleri, beton numuneleri üzerinde; basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, Schmidt sertlik ve ultrasonik ses iletim hızı deneyleri yapılmıştır. Çekme dayanımı ilk düşünüldüğünde beton basınç dayanımı ile bağdaştırılamasa da, basınç altındaki beton elemanlarının makro yapılarında oluşan şekil değiştirmeden kaynaklı, basınç kuvvetine genellikle dik yönlü çekme kuvvetlerinin oluştuğu bilinmektedir. Beton içerisinde, harici çekme kuvvetlerinin karşılanabilmesi, agrega kopma mukavemeti ve agrega yüzeyi-çimento hamuru aderans kuvvetine bağlıdır. Çizelge 2 incelendiğinde, basınç dayanımından bağımsız olarak, yeterli basınç dayanımına sahip olmayan agregaların, yeterli basınç dayanımına sahip agregalar kullanılarak üretilen yüksek dayanımlı betonlar ile yakın çekme dayanımı sergilediği görülmektedir. (Örn: A12 (Kireçtaşı-1), A1 (Bazalt), A18 (Mermer)). Tüm beton numunelerine ait mekanik test sonuçları ise Çizelge 5, 6, 7 ve 8 de verilmiştir. Çizelge 5. Tek eksenli basınç dayanımı değerleri. Tek Eksenli Basınç (N/mm 2 ) 60-70 A12 70-80 - 80-90 A14 90-100 A18 100-110 A17 110-120 A1, A23 120-130 - 130-140 A11 140-150 A13 150-160 A9, A15 160-170 A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A10, A16, A19, A20, A21, A22, A24 334

Yarmada Çekme Çizelge 6. Yarmada çekme dayanımı değerleri. (N/mm 2 ) 4,5 5,0 A18 5,0 5,5 A13, A20 5,5 6,0 A2, A4, A5, A6,A7, A8, A10, A12, A15, A16, A19, A21, A23 6,0 6,5 A1, A3, A9, A14, A17, A22, A24 6,5 7,0 A11 Çizelge 7. Schmidt sertlik değeri. Schmidt Sertlik Değeri 5. DEĞERLENDİRME 45 50 A12 50 55 A14, A18 55 60 A11, A13, A17, A22, A23 60 65 A1, A21, A24 65 70 A2, A4, A6, A7, A9, A10, A15 70 75 A3, A5, A8, A16, A19, A20 Çizelge 8. Ultrasonik ses iletim hızı değerleri. Ultrasonik ses İletim Hızı (m/sn) 4700-4800 A12 4800-4900 A14, A17, A18, A23 4900-5000 A1 5000-5100 - 5100-5200 A19, A11, A13, A22, A24 5200-5300 A21 5300-5400 A4, A6, A10, A15 5400-5500 A2, A3, A5, A8, A7, A16, A19, A20 Yapılan değerlendirme sonucunda; - Kayaçlar üzerindeki kimyasal bileşim inceleme, elde edilen agrega kalitesi hakkında ön bilgi verse de yüksek dayanımlı betonlarda kullanılacak agregalar için istenilen performansın elde edilip edilememesi tahmini konusunda tek başına yeterli olmamaktadır. - Yüksek dayanımlı betonlarda kullanılması planlanan agregalar için iki yönlü inceleme yapılmalıdır. Mekanik yeterlilik sağlanması halinde, kimyasal bileşim inceleme yapılarak beton kullanım ömrünü kısıtlayıcı ya da azaltıcı etki yapan minerallerin varlığı tespit edilmelidir. Tek başına kimyasal bileşim değerler üzerinden yorumlama yapmak agrega kalitesi konusunda doğru sonuçlar vermeyebilir. - Magmatik kayaçlar için, SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 oranının arttıkça kayacın basınç dayanımının arttığı kanısı doğru değildir. Agrega mekanik özellikler çizelgesi ve Şekil 1, 2, 3 ve 4 incelendiği zaman, plütonik kayaçların (A8 (Gabro), A3 (Diyabaz), A5 (Granit) vs.) SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O oranlarında büyük farklılıklar olmasına karşın mekanik test sonuçları ve basınç dayanım değerleri yakınlık göstermektedir (Şekil 1). 335

Şekil 1. Magmatik kayaçlara ait SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O toplamı ve beton basınç dayanım regresyon grafiği (Korelasyon katsayısı: 0.79). Magmatik kayaçlar için, parlak agrega yüzeyi-düşük aderans kanısı yüksek dayanımlı betonlar için etkili bir kavram olsa da istisnai durumlar ortaya çıkabilmektedir. Regresyon grafikleri incelendiğinde korelasyon değerinin negatif değere gittiği görülmektedir. A9 (Andezit), A6 (Siyenit) ve A8 (Gabro) agregaları için SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 toplam değerleri %2 gibi ufak bir farklılık gösterse de, yarmada çekme dayanım değerleri oldukça farklı değerler almaktadır. Şekil 2. Magmatik kayaçlara ait SiO 2 +Al 2 O 3 + Fe 2 O toplamı ve beton yarmada çekme dayanım regresyon grafiği (Korelasyon katsayısı: -0.41). - MgO mineralinin kayaç içerisinde bulunma yüzdesinin artması, kireçtaşı ve dolomitlerin basınç dayanımını arttırmamaktadır (Şekil 3). 336

Şekil 3. Kireçtaşı çeşitleri ve dolomit çeşitlerine ait MgO/CaO oranı ile beton basınç dayanım regresyon grafiği (Korelasyon katsayısı:0.82). - Agrega sertliği, beton basınç dayanımına göre geri sıçrama (Schmidt çekici) deneyi sonuçlarına daha çok etkide bulunmaktadır. Schmidt çekiç testi, yüksek dayanımlı betonlarda yanıltıcı sonuçlara sebebiyet verebilmektedir. A21, A22 ve A24 agregaları yeterli basınç dayanımına ulaşmışlar fakat Schmidt çekici testi sonuçlarına göre Mohs sertlik değeri 5 olan kayaçlara oranla daha düşük değerler almışlardır. 6. KAYNAKLAR ACI, 2010. Report on high-strength concrete. ACI 363R-10, Farmington Hills, MI. Turhan, E. Y., 2003. Beton. Ankara, sy.183. Gürsel, E., Kaya, M., 2016. The effect of the use of mineral additives on early and advanced age compressive strength of high strength concretes, Civil Engineering and Urban Planning: An International Journal (CiVEJ) Vol.3, No.2, June 2016. Manzak, O., Dondurmacı, A., Köylüoğlu, Ö.S., Arıoğlu, E., 1996. Quality assurance and evaluation of concrete aggregate in Yapı Merkezi Prefabrication Inc., 1. Ulusal Kırmataş Sempozyumu 96, İstanbul. 337