BETONUN DENİZ SUYUNA DAYANIKLILIĞI Halit YAZICI Hüseyin YİĞİTER Serdar AYDIN DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ İN AAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPI MALZEMESİ LABORATUVARI BUCA-İZMİR
DENİZ SUYU ETKİSİ FİZİKSEL A INMA DONMA-ÇÖZÜLME ISLANMA-KURUMA KİMYASAL SÜLFAT ETKİSİ MAGNEZYUM İYONU ETKİSİ BİYOLOJİK ETKİLENME ÇELİK DONATININ KOROZYONU KARBONİK ASİT Deniz Toplam Tuzluluk (%) * Mg +2 (mg/l) SO 4-2 (mg/l) Cl - (mg/l) Na + (mg/l) Ca + (mg/l) Karadeniz 1.7 630 1270 8400 5260 250 Marmara 2.6 960 1940 12840 8050 380 Ege 3.8 1400 2830 18770 11770 560 Akdeniz 3.9 1440 2900 19270 12080 580 * Toplam tuzluluk yüzeyde veya az derinde yaz aylarında ölçülen değerlerdir (Akman, 1992).
DENİZ ORTAMI Deniz Atmosferi Beton Çelik Donatı Yüksek Gelgit Bölgesi Düşük Su altı bölgesi Çeliğin paslanması nedeniyle çatlama Donma-çözülme, Islanma kuruma nedeniyle çatlama Dalga hareketleri yüzen maddeler (kum, çakıl, buz vb.) nedeniyle aşınma Hidrate çimentonun kimyasal etkilerle bozulması (çözülmesi) Kimyasal etkiler CO 2 etkisi Sülfat etkisi Mg iyonu etkisi Biyolojik oluşumlar
DENİZ ORTAMI
DENİZ ORTAMI
DENEYSEL ÇALI MA ÜÇ FARKLI S/Ç ORANI (0.43; 0.53; 0.63 efektif) ÜÇ FARKLI ÇİMENTO DOZAJI (250; 350; 450 kg/m 3 ) İKİ TÜR ÇİMENTO (CÇ 42.5 ve PÇ 42.5) 100x200 mm BOYUTLU BETON ÖRNEKLERİ 28 gün KİRECE DOYGUN SU İÇİNDE KÜR DENİZ SUYU İÇİNDE 30 ISLANMA-KURUMA ÇEVRİMİ (Toplam 60 gün) BASINÇ ve YARMADA ÇEKME DAYANIMI DEĞİ İMİ
DENEYSEL ÇALI MA 18 FARKLI BETON KARI IMI Her Karışımdan 18 ADET SİLİNDİR BETON ÖRNEK (Σ 360 adet) 6 ADET ile 28 GÜNLÜK DAYANIMLAR 6 ADET ile 90 GÜNLÜK DAYANIMLAR TEMİZ DENİZ SUYU 6 ADET ile DENİZ SUYU ETKİSİ SONRASI DAYANIMLAR (90 GÜN) NARLIDERE - İZMİR ph = 7.52 Deniz suyu yenilendi Zamanla ph = 9.17
KARI IM ORANLARI 2267 24 0,0 292 367 283 493 284 450 0,63 CÇ 18 2313 16 0,5 343 431 333 579 219 350 0,63 CÇ 17 2376 11 3,0 393 494 381 664 157 250 0,63 CÇ 16 2259 23 0,0 293 368 284 495 284 450 0,63 PÇ 15 2345 21 0,0 343 431 333 580 220 350 0,63 PÇ 14 2372 9 3,0 394 495 382 685 157 250 0,63 PÇ 13 2276 20 0,0 316 397 307 534 237 450 0,53 CÇ 12 2367 16 1,0 360 453 349 608 186 350 0,53 CÇ 11 2410 5 5,5 407 511 394 686 132 250 0,53 CÇ 10 2333 22 0,0 318 399 308 536 237 450 0,53 PÇ 9 2354 14 0,5 361 454 350 610 186 350 0,53 PÇ 8 2408 5 5,0 407 512 395 688 132 250 0,53 PÇ 7 2344 15 1,0 341 428 330 575 192 450 0,43 CÇ 6 2394 19 2.5 379 476 368 640 150 350 0,43 CÇ 5 2422 3 5,0 419 526 406 707 108 250 0,43 CÇ 4 2372 20 1,0 342 429 331 577 192 450 0,43 PÇ 3 2401 16 3,0 380 477 369 641 150 350 0,43 PÇ 2 2464 1 5,0 420 527 407 708 108 250 0,43 PÇ 1 B.H.A (kg/m 3 ) Çökme (cm) SA (%) 15-25 (kg/m 3 ) 5-15 (kg/m 3 ) 0-5 (kg/m 3 ) Kum (kg/m 3 ) Su (kg/m 3 ) Çim. (kg/m 3 ) S/Ç Çim. Türü No
28 Günlük BASINÇ DAYANIMI BASINÇ DAYANIMI (MPa) 60 50 40 30 250 kg/m3-pç 350 kg/m3-pç 450 kg/m3-pç 250 kg/m3-cç 350 kg/m3-cç 450 kg/m3-cç 20 0,33 0,43 0,53 0,63 0,73 SU/ÇİMENTO ORANI
28 Günlük YARMADA ÇEKME DAYANIMI YARMADA ÇEKME DAYANIM (MPa) 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 250 kg/m3-pç 350 kg/m3-pç 450 kg/m3-pç 250 kg/m3-cç 350 kg/m3-cç 450 kg/m3-cç 0,33 0,43 0,53 0,63 0,73 SU/ÇİMENTO ORANI
DENİZ SUYU ETKİSİ S/Ç=0,43 BASINÇ DAYANIMI (MPa) 65 60 55 50 45 40 28G-PÇ 90G-PÇ 35 DS IK 90G-PÇ 28G-CÇ 30 90G-CÇ DS IK 90G-CÇ 25 200 250 300 350 400 450 500 ÇİMENTO DOZAJI (kg/m 3 )
DENİZ SUYU ETKİSİ S/Ç=0,53 BASINÇ DAYANIMI (MPa) 48 46 44 42 40 38 36 34 28G PÇ 90G-PÇ 32 DS IK 90G-PÇ 90G-CÇ 28G-CÇ DS IK 90G-CÇ 30 200 250 300 350 400 450 500 ÇİMENTO DOZAJI (kg/m 3 )
DENİZ SUYU ETKİSİ BASINÇ DAYANIMI (MPa) 28G-PÇ 90G-PÇ DS IK 90G-PÇ 28G-CÇ S/Ç=0,63 90G-CÇ DS IK 90G-CÇ 50 45 40 35 30 25 20 15 200 250 300 350 400 450 500 ÇİMENTO DOZAJI (kg/m 3 )
DENİZ SUYU ETKİSİ 120 250 kg/m3 350 kg/m3 450 kg/m3 114 KALAN BASINÇ DAYANIMI (%) 110 100 90 80 70 102 98 99 103 100 95 95 96 104 104 104 102 103 99 96 88 93 60 50 PÇ 0.43 CÇ 0.43 PÇ 0.53 CÇ 0.53 PÇ 0.63 CÇ 0.63 ÇİMENTO TİPİ S/Ç ORANI
DENİZ SUYU ETKİSİ 250 kg/m3 350 kg/m3 450 kg/m3 120 116 111 KALAN YARMADA ÇEKME DAYANIMI (%) 110 100 90 80 70 96 95 89 101 87 94 100 98 103 97 97 102 101 100 98 96 60 50 PÇ 0.43 CÇ 0.43 PÇ 0.53 CÇ 0.53 PÇ 0.63 CÇ 0.63 ÇİMENTO TİPİ S/Ç ORANI
SONUÇLAR SABİT S/Ç ORANLARINDA ÇİMENTO DOZAJI BASINÇ VE YARMADA ÇEKME DAYANIMLARINI BÜYÜK ORANDA ETKİLEMEKTEDİR. ÖRNEĞİN, ÇİMENTO DOZAJININ 250 kg/m 3 E DÜ MESİ ÖZELLİKLE PORTLAND ÇİMENTOSU İÇEREN KARI IMLARDA DAYANIMLARDA DÜ Ü LERE YOL AÇMI TIR. KARI IMLARDA S/Ç ORANIN ARTMASI BEKLENDİĞİ ÜZERE BASINÇ VE YARMADA ÇEKME DAYANIMLARINI AZALTMI TIR KARI IMDA KULLANILAN ÇİMENTO MİKTARININ A IRI AZALMASI İ LENEBİLİRLİĞİ KÖTÜLE TİRMEKTEDİR. CURUFLU ÇİMENTO İÇEREN KARI IMLAR PORTLAND ÇİMENTOSU İÇEREN KARI IMLARLA KIYASLANDIĞINDA, CÇ NUN İ LENEBİLİRLİĞİ İYİLE TİRDİĞİ, HEMEN HER YA TA YARMADA ÇEKME VE BASINÇ DAYANIMLARININ DAHA YÜKSEK OLDUĞU GÖRÜLMÜ TÜR.
SONUÇLAR TÜM KARI IMLARIN DENİZ SUYU ETKİSİ SONRASI ELDE EDİLEN YARMADA ÇEKME VE BASINÇ DAYANIMLARI 28 GÜNLÜK DAYANIMLARINDAN DAHA YÜKSEKTİR. KARI IMDA KULLANILAN ÇİMENTO MİKTARININ A IRI AZALMASI İ LENEBİLİRLİĞİ KÖTÜLE TİRMEKTEDİR. CÇ İÇEREN KARI IMLARDA DENİZ SUYU ETKİSİ İLE DAYANIMLARDA GENELLİKLE ARTI LAR ELDE EDİLMİ TİR. BU DURUM DENİZ SUYUNDA BULUNAN KLORÜR VE SODYUM İYONLARININ PUZOLANİK REAKSİYONU ARTTIRMASI İLE AÇIKLANABİLİR. BU ÇALI MADA KULLANILAN 100 200-mm BOYUTLU BETON ÖRNEKLERİNİN YÜZEY ALANLARININ HACİMLERİNE GÖRE DÜ ÜK OLMASI DENİZ SUYUNUN ÖRNEKLERE ETKİSİNİN YÜZEYSEL KALMASINA YOL AÇMI TIR. DOLAYISIYLA, DAHA KESİN YARGILARA VARABİLMEK İÇİN ISLANMA-KURUMA TEKRAR SAYISININ ARTTIRILMASININ VEYA ÖRNEK BOYUTLARININ KÜÇÜLTÜLMESİNİN GEREKTİĞİ DÜ ÜNÜLMEKTEDİR.
BETONUN DENİZ SUYUNA DAYANIKLILIĞI Halit YAZICI Hüseyin YİĞİTER Serdar AYDIN DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ İN AAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPI MALZEMESİ LABORATUVARI BUCA-İZMİR