1
BETON KARIŞIM HESABI Betonu oluşturan malzemelerin oranlanması, daha yaygın adıyla beton karışım hesabı, birbirine bağlı iki ana aşamadan oluşur: I. Uygun bileşenlerin ( çimento, agrega, su ve katkılar ) seçilmesi ve II. Uygun işlenebilirlik, dayanım ve dayanıklılıkta ve mümkün olan en ekonomik betonu elde edilebilmesi için bu bileşenlerin göreceli oranlarının hesaplanması. Söz konusu oranların belirlenmesi kullanılan malzemelerin niteliklerine ve betonun kullanım yeri ve koşullarına bağlıdır. Bu koşullar çoğunlukla şartnamelerde belirtilir. Beton karışım oranlarının belirlenmesi, I. Düşük maliyet, II. Yerleştirilebilme koşulları, III. Dayanım koşulları, IV. Dayanıklılık koşulları ve V. Estetik koşullar arasında bir denge oluşturulması hesabıdır. Genel olarak bakıldığında, en ekonomik beton, gerekli su/çimento oranında ve istenilen işlenebilirlikte olup agrega/çimento oranı en yüksek olan betondur. Taze betonun yerleştirilebilirliği, kıvamı ( çökme ) ve işlenebilirliği ile tanımlanabilir. Bir betonun işlenebilirliğini etkileyen faktörler 3. bölümde açıklanmıştı. Kolayca anlaşılabileceği gibi, bu faktörlerin hepsi birbiri ile ilişkilidir. Dayanım betonu en önemli karakteristik özelliğidir. Diğer bir çok beton özelliği, genel hatlarıyla, dayanımıyla ilişkilendirilebilir. Kullanılan beton bileşenlerinin özellikleri ve ortam koşulları sabit olduğu sürece, su/çimento oranıyla dayanım arasında birebir ilişki vardır. Su/çimento oranı arttıkça dayanım azalır. Bu etkiye bir örnek aşağıdaki grafikte verilmiştir. 2
Öte yandan, sabit bir su/çimento oranı için beton dayanımı; a. En büyük agrega boyutundan, b. Agrega tane boyut dağılımı ( granülometri ), şekil ve yüzey pürüzlülüğünden, c. Kullanılan çimento cinsinden, d. Betondaki hava miktarından, e. Kullanılan katkıların cins ve miktarından etkilenir. Beton hizmet süresince donma-çözülme, ıslanma-kuruma, ısınma-soğuma, zararlı kimyasal etkiler, vb. etkilere maruz kalabilir. Böyle durumlar söz konusu olduğunda çeşitli önlemler almak gerekir. Bu önlemlere bazı örnekler sonraki sayfada verilmiştir. 3
Alkali-agrega reaksiyonunun önlenmesi veya etkilerinin azaltılması için düşük alkalili çimento, puzzolanik katkı veya reaktif olmayan agrega kullanılmalıdır. Deniz suları, sülfatlı sular veya sülfatlı zeminlerin betonla teması söz konusu olduğunda, sülfata dayanıklı çimento, curüflu çimento veya puzzolanik katkılar kullanılabilir. Betonun aşınma direncini arttırmak için yumuşak maddeler içermeyen agregalar kullanmak gereklidir. Betonun geçirimliliğini azaltmak için su/çimento oranı azaltılmalıdır. Donma-çözülme etkisini azaltmak için hava sürükleyici katkı kullanılmalıdır. OPTİK KARISIM ANALİZATÖRÜ Bir ortamdaki ışık emilimini, daha geniş anlamda karışım bileşimini (sıvı-gaz içindeki emisyon miktarını), belirlemeye yarayan bir ölçüm cihazıdır. OLAS (Optik Karışım Analizatörü) ; hacimdeki partikül miktarını ölçerek, çamur karışımının içerisindeki katıların miktarını, dolaylı olarak yoğunluğunu) belirlemeye imkan verir. Hazır beton santrallerinde transmikserlerin ve santralin yıkanmasında önemli miktarda su kullanılır. Bu suyun doğrudan atılması, çevreye zarar vermektedir. Santrallerde bu sular çökertme havuzları kullanılarak geri dönüşüm yapılmaktadır. Ancak kullanılan geri dönüşüm suyu içerisindeki partikül miktarı bilgisi eksikliğinden dolayı, suyun yoğunluğu belirlenememektedir. 4
Bu noktada OLAS kullanımı ile karışımın içindeki partükül sayısı belirlenebilmekte ve gerçek zamanlı çözüm sağlanabilmektedir. Beton Karışım Aşaması Beton santrali otomasyon sistemlerinin temel bir öğesi olan karışım analizatörüleri, beton oluşumundaki standardizasyonu sağlamak amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Temel görevi, üretimin her anında personel kaynaklı hataları ortadan kaldırmak ve ortaya çıkan ürünün karışım hammedelerinin, sisteme yüklenen formülasyon çerçevesinde kullanılmasını sağlamaktır. Bu analizatörlerin yönetilmesi amacıyla firmamızca üretilmiş elektronik kontrol üniteleri ile üretimin başına gitmeksizin bağlandığı bilgisayarlar yardımı ile kontrolleri yapıldığında zamandan ve insan gücünden de tasarruf sağlanmış olmaktadır. Sisteme istenilen tüm veriler girilerek (suyun yoğunluğu, partikül miktarı v.b ) kontrolleri yapılmaktadır. 5
Su/çimento oranının (S/Ç) seçilmesi : Betonda kullanılacak S/Ç, genellikle dayanım esas alınarak seçilir. S/Ç oranı, 28 günlük silindir basınç dayanımı arasındaki ilişki aşağıdaki tabloda verilmiştir. Su/çimento oranı ile 28 günlük beton basınç dayanımı arasındaki ilişki: 28 Günlük Silindir Basınç Dayanımı ( N/mm2 ) S/Ç Oranı ( Ağırlıkça ) Normal Beton Hava Sürüklenmiş Beton 45 0,38-40 0,43-35 0,48 0,40 30 0,55 0,46 25 0,62 0,53 20 0,70 0,61 15 0,80 0,71 Dayanıklılık koşullarının ön plana çıktığı durumlarda ise aşağıdaki tabloda verilen değerler kullanılmalıdır. Yukarıdaki tabloda, dayanım koşulları için verilen oranlardan daha yüksek olmadığı takdirde kullanılır. 6
Dayanıklılık koşulları için önerilen en yüksek S/Ç ( W/C ) oranları Dış etkiler (1) Sıcaklık farklarının çok olduğu ve donma çözülmenin sık olduğu bölgelerede yağmurlu veya kurak bölgelerde Donma etkisinin çok az olduğu, ılıman, Su seviyesinde veya su Su seviyesinde veya su etkisinde kalan kısımlarda (2) Yapı tipi etkisinde kalan kısımlarda (2) İnce veya paspayı 2,5 cm den az olan elemanlar, betonarme kazıklar, borular, görünür betonlar. İstinat duvarları, köprü ayakları, kirişler ve kolonlar. Su altında dökülecek betonlar. Zemin üzeri döşeme betonları ve kanal kaplamaları. Uzun süre donma-çözülme etkisi altında kalacak veya arkası toprakla doldurulacak. Havada Tatlı suda Deniz suyu veya sülfat etkisi Havada Tatlı suda Deniz suyu veya sülfat etkisi 0,49 0,44 0,40(3) 0,53 0,49 0,40(3) 0,53 0,49 0,44(3) - 0,53 0,44(3) - 0,44 0,44-0,44 0,44 0,53 0,50 0.50-0,50 0,50 0,53 - - - - - (1) Sert hava koşullarında hava sürükleyici katkı kullanılması uygundur. (2) Toprakta veya yer altı suyunda sülfat konsantrasyonu %2 den fazla ise. (3) Sülfata dayanıklı çimento kullanıldığı taktirde S/Ç 0,05 kadar arttırılabilir. 7
8