SOĞUK HAVALARDA BETONUN HAZIRLANMASI, DÖKÜMÜ VE BAKIMI NÖMAYG KALİTE BÖLÜMÜ TARİH: 14.12.2015 REVİZYON No.: Rev. 0 AÇIKLAMA: Bu döküman, KTŞ. 2006 da Sayfa 193, Kısım 308.14.01 Soğuk Havada Beton Dökümü Kısımında TS 1248 (Betonun hazırlanması, dökümü ve bakımı kuralları Anormal hava şartları / Mart 2012) referans göstermesi dolayısı ile TS 1248 in özetlendiği, soğuk hava dökümü ve koruması şartlarının yer aldığı KTŞ. 2013, Sayfa 308/59 308/64 den alınarak hazırlanmıştır.
SOĞUK HAVALARDA BETONUN HAZIRLANMASI, DÖKÜMÜ VE BAKIMI TANIMLAR: Soğuk Hava: Beton dökümü sırasında ortalama sıcaklığın ard arda üç gün süre ile +5 C nin altına düştüğü durumdur. Beton Karışım Sıcaklığı: Beton karışım bileşenleri bir araya getirilerek, karıştırma işlemi tamamlandığı andaki beton sıcaklığıdır. Beton Yerleştirme Sıcaklığı: Karıştırılmış betonun, yapıda yer alacağı kısma yerleştirildiği andaki beton sıcaklığıdır. Ortalama Sıcaklık: Beton döküm yerinde saat 07:00, 10:00, 13:00, 16:00 ve 19:00 da ölçülen hava sıcaklıklarının aritmetik ortalamasıdır. 1. SOĞUK HAVA ŞARTLARINDA BETONUN, HAZIRLANMASI, DÖKÜMÜ VE BAKIMI Betonun genç yaşta donma ve çözülmesi önlenmelidir. Normal hava şartlarında dökülen betonda olduğu gibi, soğuk hava şartlarında dökülen betonda da gerekli dayanım ve dayanıklılık sağlanmalıdır. Betonun yaklaşık olarak 4 MPa lık (N/mm 2 ) bir basınç dayanımına erişmesi halinde, su içeriği don sebebi ile zarar meydana getirebilecek seviyenin altına inmiş bulunur. Betonun genç yaşta dondan göreceği hasara karşı korunabilmesi için, uygun bir kür uygulanmalıdır. 1.1. Beklenmeyen Don Olaylarında Betonun Korunması Sonbahar ve ilkbaharda, en düşük günlük sıcaklığın 0 C nin altına indiği ilk günden sonra, ortalama sıcaklığın ard arda en az iki gün süre ile +5 C nin altında kalması halinde, beton yerleştirildikten sonra en az 24 saat dona karşı korunmalıdır. Bu şartların devam etmesi halinde, 24 saatlik koruma süresi, betonun gerekli dayanımına erişmesi için yeterli değildir. Bu nedenle, özellikle daha soğuk hava şartlarının beklendiği hallerde, betonun kürü ve dona karşı koruma süresi uzatılmalıdır. Ortalama sıcaklık, ard arda üç gün süre ile +5 C nin üstüne çıkıncaya kadar, betona aynı koruma devam ettirilmelidir. Sayfa 1 / 8
1.2. Soğuk Havalarda Betonun Yerleştirilmesi Ortalama sıcaklığın +5 C den az olduğu zamanlarda, betonun yerleştirme sıcaklığı Tablo 1 de belirtilen değerlerden az olmamalıdır. Betonun dökülmesini müteakip, hemen koruma tedbirleri alınmalıdır. Betonun yerleştirme sıcaklığı donmayı önlemek için, koruma işlemi başlayıncaya kadar, yerleştirilen betonun sıcaklığı bu değerlerin altında olmamalıdır. Sıcaklığın yüksek olması, betonun donmaya karşı göreceli olarak daha fazla korunmuş olacağı anlamına gelmediğinden, çok yüksek beton sıcaklıklarından kaçınılmalıdır. Yerleştirme sıcaklığı, Tablo 1 de verilen en düşük sıcaklığı 11 C den fazla aşmamalıdır. Bu sıcaklığı aşan sıcaklıklarda betonu yerleştirmekten kaçınılmalıdır. Aksi takdirde betonun özellikleri bozulur ve termal çatlamalar oluşabilir. Büyük sıcaklık farkından dolayı ısı kaybı daha hızlı olur. Ayrıca, yüksek sıcaklık daha fazla karışım suyu gerektirir. Bu durumda, çökme (akıcılık) kaybı oranı artar, bazen de çabuk sertleşmeye sebep olabilir. Bu sebeple taze betonun sıcaklığı, öngörülen en küçük sıcaklığa mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır. Tablo 1: Tavsiye Edilen Beton Sıcaklıkları Kesit ölçüsü (en küçük boyut) <300 mm. 300, <900 mm. 900, 1800 mm. >1800 mm. Satır Hava Sıcaklığı (t) Dökülme anındaki ve koruma süresince en az beton sıcaklığı 1-13 C 10 C 7 C 5 C Belirtilen hava sıcaklığı 1 için, karışım anındaki en az beton sıcaklığı 2 t>-1 C 16 C 13 C 10 C 7 C 3-1 C t -18 C 18 C 16 C 13 C 10 C 4 t<-18 C 21 C 18 C 16 C 13 C 5 - Korumanın tamamlanmasını takiben ilk 24 saat içinde izin verilen tedrici en büyük sıcaklık düşüşü 28 C 22 C 17 C 11 C 1 Soğuk havalarda, karışım anındaki beton sıcaklığı ile taze betonun yerine yerleştirilmesi sırasında istenilen en küçük sıcaklık arasında, daha büyük fark sağlanmalıdır. Sayfa 2 / 8
Tablo 2: Soğukta Yerleştirilen Betonlar için Koruma Süreleri Sıra No: Betonun maruz kalacağı şartlar Tablo - 1 satır 1 de gün boyunca (24 saat) en düşük sıcaklıktaki koruma süreli (gün) Normal Beton Priz hızlandırıcı katılmış beton 1 Herhangi bir yük ve donma 2 1 şartlarına maruz değil 2 Herhangi bir yüke maruz değil, 3 2 donma ve çözülmeye maruz 3 Kısmi yük ile donma ve çözülmeye maruz 6 4 4 Tüm yüklere maruz Konu Başlığı 1.4. de verilmiştir. 1. satır (sıra no 1) yapı elemanlarına, temeller ve erken yüke maruz kalmayan toprak altında kalan diğer altyapı elemanları, 2. satırdaki gruba baraj, rıhtım, köprü ayağı gibi yapılar örnek gösterilebilir. 1.3. Beton Koruma Süresi Betonun iyi bir dayanım sağlayabilmesi için, bu sıcaklıklarda (Tablo 1) gerekli en az koruma süreleri gün olarak Tablo 2 de gösterilmiştir. Bu süreler; Hesapta öngörülen seviyede dayanımın artması için yeterli kürün sağlanması, Hesapta öngörülen seviyede dayanımın elde edilmesinden önce betonun, suya doymuş durumda iken donmaya maruz kalmaması halinde geçerlidir. Koruma tedbirleri, koruma süresi sonunda 24 saatlik sürede sıcaklık düşüşleri Tablo 1, satır 5 deki değerleri aşmayacak şekilde ve tedrici olarak kaldırılmalıdır. 1.4. Koruma İşleminin Etkinliği Koruma işleminin etkinliği, betonun mevcut durumdaki sıcaklığı devamlı ölçülerek kontrol edilmelidir. Betonun köşe ve kenarları donmaya karşı duyarlı ve bu kısımların istenen sıcaklıkta tutulması zor olduğundan, bu noktalardaki sıcaklığın ölçülmesi yolu ile yapılan korumanın etkinliği sağlanmalıdır. 1.5. Isıtılmış Kapalı Mekanlarda Beton dökme İşlemi Isıtılmış kapalı mekanlarda beton dökme işleminde bu mekanın kapatılmasında kullanılan malzemelerin dayanıklı, rüzgar ve hava geçirimsiz olmaları gerekir. Böylece kenar, köşe ve ince kesitlerde uygun Sayfa 3 / 8
sıcaklıklar sağlanmış olur. Isıtıcıların ısısı doğrudan betona uygulanmamalı, sıcaklık bir bölgede yoğunlaşmamalı ve beton kurutulmamalıdır. 1.6. Karışım Bileşenlerinin Isıtılması Karışım anındaki betonun tavsiye edilen en düşük sıcaklığı, Tablo 1, satır 2, 3, 4 de verilmiştir. Ortam hava sıcaklığının azalmasına bağlı olarak, karıştırma ve yerleştirme arasındaki sürede oluşan ısı kaybının telafisi için beton sıcaklığı artırılmalıdır. Karışım sıcaklığı, Tablo 1, satır 2, 3, 4 deki değerleri 8 C den fazla aşmamalıdır. Ilıman hava sıcaklıklarında, karışım süresince beton istenen sıcaklığı, sadece karışım suyunun ısıtılması yoluyla elde edilebilir. Isıtılan su sıcaklığı 85 C nin üzerine çıkmamalıdır. Hava sıcaklığı sürekli olarak - 4 C nin altında kaldığında, genellikle agreganın da ısıtılması gerekmektedir. Çimento ile çok sıcak suyun ani karıştırılması durumunda betoniyerin içinde çimento topaklarının oluştuğu ve çimentonun ani prizine neden olduğu tespit edilmiştir. Kullanılan su 80 C nin üzerinde ise, çimento katılmadan önce, sıcak suyun iri agregaya ilave edilmesi uygundur. Agregaların boru içerisinden buhar dolaştırılması suretiyle ısıtılması önerilir. Küçük işlerde ise, bir menfez boru içinde ateş yakılarak, üzerinde agrega ısıtılarak buzlar çözülür. Boru içerisinden buhar dolaştırılması suretiyle agregaların ısıtılması veya buzlarının çözdürülmesi sırasında, yığın yüzeyinde buzdan bir kabuk oluşumunun önlenmesi ve mümkün olduğu kadar üniform bir şekilde ısı dağılımının sağlanabilmesi için, agreganın yüzeyi branda bezi ile örtülmelidir. Isıtma buhar jetleri ile yapıldığında, problem oluşturabilecek şekilde nem farklılıkları meydana gelebilir. Ancak, bu olumsuzluğa rağmen agregaların ısıtılması için en etkili yöntemdir. Oluşan nem farklılığı probleminden kaçınmak için, buhar boru içerisinde dolaştırılmalıdır. Ancak, noktasal sıcaklık artışları ve kurumalarda oluşabilir. Agrega aşırı derecede ısıtılmamalıdır. Agrega sıcaklığı hiçbir kesimde +100 C nin üzerine çıkmamalı ve bir karışım için ortalama değer +65 C yi aşmamalıdır. Su ihtiyacı, hava sürükleme, priz süresi ve betonun çökme değerinin belirgin bir şekilde değişmemesi için karışım malzemeleri, sıcaklık farklılıkları oluşturulmadan üniform bir şekilde ısıtılmalıdır. 1.7. Beton Dökmeden Önceki Hazırlıklar TS 1248 de belirtilenlerden başka, beton dökmeden önceki hazırlıkların amacı, yeni dökülecek betona değecek bütün yüzeylerin sıcaklığının betonun erken priz almasına veya priz süresinin uzamasına sebep olamayacak bir değerde olmasını sağlamaktır. Beton temas eden yüzeylerin sıcaklığı, betonun sıcaklığına mümkün olduğu kadar yaklaştırılmalıdır. Beton yerleştirilmeden önce, kalıpların, dökülecek taze betona değecek bütün yüzeyleri kar, buz ve donmuş kısımlardan temizlenmelidir. Bunun için sıcak hava jetleri kullanılabilir. Sayfa 4 / 8
Donmuş olan veya içinde donmuş maddeler bulunan bir yüzey üzerine hiçbir şekilde beton yerleştirilmemelidir. Donmuş durumdaki zemin üzerine beton dökülmesi gereken hallerde, donmuş zemin yeterli derinliğe kadar ısıtılarak çözülmeli veya dona maruz kalan kesim kazılarak, kuru ve taneli bir malzeme ile doldurulduktan sonra beton yeni oluşturulan zemin üzerine yerleştirilmelidir. 1.8. Kalıp ve İskele Gerektiren Taşıyıcı Beton İçin Koruma Zeminden yüksekteki (yer üstü) yapılarda yer alan taşıyıcı plak, kiriş ve bağ kirişleri gibi kalıp ve iskelelerin emniyetli bir şekilde sökülmesinden önce önemli ölçüde tasarım dayanımına ulaşması gereken taşıyıcı beton elemanları için, Tablo 2 de verilen asgari değerlerden daha fazla koruma süresi uygulanmalıdır. Çünkü bu asgari süreler yeterli dayanıma ulaşmaya kafi gelmez. Taşıyıcı betondan kalıp ve iskelelerin sökülmesindeki temel kriter, sürenin dolmasından ziyade betonunistenilen dayanıma ulaşmasıdır. Kalıp ve iskelelerin sökülmeleri için gerekli olan arazideki dayanım değeri, projeci tarafından verilmelidir. Beton dayanımını arazide belirlemek için, standart olarak küre tabi tutulmuş deney numuneleri ile iyi bir korelasyon sağlandığı takdirde, beton dayanımını tayin etmekte mevcut diğer teknikler de kullanılabilir. Belirli bir süreyle su içerisinde bekletilip, daha sonra havada bekletilen beton numunelerinin basınç dayanımları Şekil 1 de gösterilmiştir. Sayfa 5 / 8
1.9. Koruma Şekil 1 : Suda ve Havada Bekletilen Beton Numunelerinin Basınç Dayanımı Gelişimi Soğuk havalarda dökülen beton sıcaklığı, Tablo - 1 satır 1 de belirtilen sıcaklıklara mümkün olduğu kadar yakın olmalı ve Tablo - 2 de verilen koruma sürelerine uyulmalıdır. Tavsiye edilen sıcaklıkların sağlanabilmesi için gerekli olan özel koruma sistemi, ortam hava şartları, yapının geometrisi, beton karışım oranları gibi faktörlere bağlıdır. Örneğin, çok soğuk olmayan hava şartlarında, betonun sadece yalıtım malzemeleri ile kaplanması yeterli olabilir (tavsiye edilen sıcaklık seviyesini sağlayabilmek için betonun doğal hidratasyon ısısı kullanılır). Ancak, sıcaklıkların düşük veya rüzgârın hızlı (veya her ikisi birden) olduğu hava şartlarında koruganların tesis edilmesi gerekli olabilir ve tavsiye edilen sıcaklıkları sağlayabilmek için ısıtıcılar kullanılabilir. Birçok durumda, beton dökümünü uygun kür sıcaklık aralığında tutabilmek için hidrolik (sıcak su ile ısıtma sistemi) ısıtıcılar ve yalıtım örtüleri yeterlidir. 1.9.1. Yalıtım Malzemeleri Çimentoların çoğunda ilk üç günde hidratasyon ısısı ortaya çıktığından, betonun donmasını önlemek ve ortaya çıkan ısının muhafaza edilmesine bağlı olarak dayanımın gelişmesi için yeterli sıcaklıkları temin etmek üzere betonun ısıtılmasına gerek duyulmayabilir. Açıkta olan yüzey (kalıbın örtmediği) üzerinde kullanılan yalıtım örtüsü ve yalıtımlı kalıp kullanılması yoluyla hidratasyon ısısı muhafaza edilebilir. Sayfa 6 / 8
Yalıtımın verimli olması için, yalıtım malzemesinin beton veya kalıp yüzeyine tam teması sağlanmalıdır. Yaygın kullanılan bazı yalıtım malzemeleri aşağıda verilmiştir: - Polistren köpük levhalar: Yalıtım plakaları belirli ölçü ve biçimlerde kesilerek, kalıp dikmeleri arasına sıkıştırılarak veya yapıştırılarak yerleştirilebilir. - Üretan köpük: Kalıp yüzeyine püskürtülerek sürekli bir yalıtım tabakası oluşturulur. Püskürtülerek oluşturulan köpük üzerine, hava etkilerine yeterli dirence sahip emaye püskürtülmelidir. Bu emaye tabaka, köpüğün su emmesini azaltır ve ultraviyole ışınlarına karşı koruma sağlar. Köpük yangın esnasında oldukça zehirli gaz çıkardığından, kulanım yerindeki şartlara özel itina gösterilmelidir. - Yalıtım şilteleri: Rutubetin yalıtım etkinliğini azaltmaması için, yalıtım şiltesi tamamen rutubet geçirimsiz olmalıdır. Şiltenin dış tabakası genel olarak, yün donatılı polietilen veya lamine edilmiş polietilenden yapılmış olmalıdır. İç ısıl yalıtım tabakaları genel olarak, kapalı hücreli polipropilen köpük, kapalı hücreli polietilen köpük veya kapalı hava ceplerinden yapılmış olmalıdır. - Bıçkı tozu (Talaş): Yalıtım malzemesi olarak bıçkı tozunun kullanılması önerilmez. Çünkü boşlukludur, çabuk tutuşabilir özelliktedir, ıslandığı zaman etkinliğini kaybeder ve özellikle rüzgârlı hava şartlarında yerinde muhafazası oldukça zordur. - Polietilen plakalar: Polietilen levhalar hidratasyon için gerekli rutubetin beton içerisinde tutulması için uygun bir rutubet geçirimsizlik tabakasıdır. Genellikle polietilen levhalar, yalıtım şilteleri, ısıtıcılar veya her ikisinin birlikte kullanımıyla ıslak kür ve karbonatlaşmanın önlenmesi için kullanılır. Polietilen levhalar düşük ısıl dirence sahip olmalarına rağmen, tek başlarına soğuk rüzgârlı hava şartlarında betonun ısı kaybını önemli derecede azaltabilirler. Polietilen levhalar, özellikle yüksek hızdaki rüzgâr şartlarında rutubetin buharlaşmasını önleyerek, soğumayı önemli derecede engeller. Genellikle polietilen yalıtım şiltelerinden daha önce yerleştirilebilir, böylece ıslak kürün ve soğuk hava etkisinden koruma etkinliğinin daha erken başlatılabilmesine imkan sağlar. Soğuk havalarda beton dökümünde, doğrudan ısıtma sistemi, dolaylı ısıtma sistemi ve hidronik ısıtma sistemi olmak üzere üç tip ısıtma sistemi kullanılır. Dolaylı ve doğrudan kullanılan ısıtıcılar ile kapalı bir bölgeye sıcak hava verilir. Hidrolik ısıtıcılar, yüzeyde yerleştirilmiş boruların içerisinden sıcak suyun veya sıcak glikolün dolaştırılması ile gerekli ısıtmayı sağlar. Isının muhafaza edilmesi için, boruların üzerine yalıtım örtüleri serilir. 1.9.2. Koruganlar ile Koruma (-20 C den Daha Soğuk Şartlarda Kapalı Ortamda Koruma) Koruganlar ile koruma en pahalı yöntem olmakla birlikte en etkili korumayı sağlayabilir. Koruganlar rüzgârın ve soğuk havanın korunan bölgeye girmesine mani olur ve ısıyı muhafaza eder. Elde edilen deneyimler, -20 C tan daha düşük hava sıcaklıklarında korugan kullanılmasının gerekli olduğunu göstermiştir. Koruganlar; ahşap, branda bezi, hazır yapı paneli veya plastik panel gibi sağlam malzemeler ile yapılır. Bu gibi koruyucular, yangına karşı dikkatle korunmalıdır. Bu sebeple yangın tehlikesinin olduğu hallerde koruganların dışına yerleştirilip sıcak havayı içeri ileten ısıtıcılar veya buhar ile ısıtma yöntemi kullanılmalıdır. Sayfa 7 / 8
Tablo 1 de belirtilen beton sıcaklıkların sağlanabilmesi için, beton dökülmesi sırasında betonun üzerine dirençli termometre veya ısıl çift (thermocouple) yerleştirilir. Böylece belirli dönemlerde betonun anlık sıcaklıkları izlenebilir. 1.9.3. Kür Yöntemleri ve Gerekleri Betonun aşırı kuruması önlenerek, yeterli ölçüde hidratasyon oluşması sağlanmalıdır. Beton bünyesindeki nemin buharlaşmasını önlemek için, nem ölçümleri yapılmalıdır. Betonda gerekli dayanım kazanma süresi ve priz süresini kısaltmak için, uygun tedbirler alınarak, priz hızlandırıcı kimyasal katkılar, yüksek erken dayanımlı çimento veya ilave çimento kullanılabilir. Çimento prizini hızlandırıcı katkı maddelerinin kullanılması halinde aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir. Priz, karışımı izleyen bir saatlik süreden evvel ve her durumda beton yerleştirilmesi tamamlanmadan önce başlamamalıdır. Katkı maddesinin betonun dayanımını azaltıcı tesirleri olmamalıdır. Donatıda ve beton içinde bulunacak diğer metallerde korozyon ve oksidasyon meydana gelmemelidir. Çimento prizini hızlandırıcı katkı maddeleri klorür içermemelidir. Klorür İçermeyen teriminin anlamı kimyasal katkının %100 klorür içermeyeceği anlamına gelmez. Karışımda, imalatçı tarafından beyan edilen klorür iyonunun, %0,05 den daha fazla olmaması imalatçının bu katkı için Klorür İçermeyen Katkı Belgesi almasına yeterlidir. Bu kimyasal katkılar korozyona neden olabilir. Ancak, imalatçının kimyasal katkının korozyona neden olmayacağını söyleyebilmesi için uzun süreli uygulama sonuçlarıyla bu durumu ispatlaması gerekmektedir. Sayfa 8 / 8