AGREGA DENEYLERİ: 1. Agrega elek analizi (Granülometri) deneyi (TS EN 933-2) Elek analizi deneyi, agrega yığınında (karışımında) farklı boyut aralığındaki tanelerin dağılımını belirlemek için yapılır. Bu deney sonucunda, agrega karışımının maksimum tane boyutu (çapı), ganülometri bileşimi ve granülometri eğrisi belirlenir. Agrega granülometri bileşimi ve eğrileri, beton agrega karışım tasarımında uygun agrega oranlarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Uygun agrega oranları, karışım agregasının granülometri eğrisinin standartlarda önerilen ideal/referans eğriler arasında kalmasını sağlayan agrega oranlarıdır. Belirli boyut aralığındaki agrega yığınından elek analizi deneyi için yığını temsil eden numune alımı için örnek alma yöntemleri uygulanmaktadır. 1 Agrega yığınında uygun örnek alma yöntemi: Numuneler agrega yığının orta kısmından ve yüzeydeki 5-10cm lik tabaka uzaklaştırıldıktan sonra alınır. En az 10 yerden ince agrega en az 13 kg ve kaba agrega en az 25 kg olacak şekilde alınır. Deneyde kullanılacak miktardan daha fazla alınan malzeme ayırma yöntemleri kullanılarak deneyde kullanılacak miktara azaltılır. Bu yöntemler: 2 a) Çeyrekleme yöntemi: Agrega yığının alınan malzeme temiz bir yüzeye boşaltılır. Oluşan yığın yaklaşık silindir haline getirilir. b) Bölgeç yöntemi: Agrega yığını bölgeç denilen alet ile otomatik olarak eşit iki parçaya ayrılmaktadır. Deney numune miktarına azaltılana kadar elde edilen parçaların biri bölgeçten tekrar tekrar geçirilmektedir. Örnek yaklaşık 4 parçaya bölünür. Karşılıklı iki çeyrek alınarak yeni bir karışım yapılır. Bu işlem deneyde kullanılacak miktar elde edilene kadar tekrarlanır. 3 4
Kullanılan Elekler: Elek analizinde kullanılan elekler, belirli boyutlarda, dairesel delikli veya kare şeklinde gözleri bulunan genellikle pirinçten yapılmış gereçlerdir. Elek boyutunun belirlenmesinde en yaygın kabul, bir inçteki tel sayısıdır. Örneğin 200 nolu elek, doğrusal bir inçteki 200 teli ifade eder. Eleklerin dizilişi belirli bir geometrik diziyi teşkil eder. Özellikle betonun davranışında önemli etkileri olan küçük boyutlardaki tanelerin oranını daha iyi inceleyebilmek için, küçük delik boyutlu eleklerin sayısı daha fazla tutulur. TSE nin eski agrega şartnamelerinde hem dairesel delikli hem de kare gözlü eleklere yer verilmiştir. Yeni şartnamelerde ise elek açıklıkları kare gözlü olarak saptanmıştır. Yapımının kolaylığı nedeniyle daha çok örgülü kare delikli elekler kullanılmaktadır. Kare ve dairesel delikli elekler arasında ilişkinin 1,25a=d olduğu kabul edilebilir. 5 6 Genel amaçlı agrega elek serileri: Normal beton agregalarında kullanılan elek serileri: Beton agregalarında elek analizi için TS EN 933-2 ye göre kullanılan kare gözlü elek çapları; 31.5mm, 16mm, 8mm, 4mm, 2mm, 1mm, 0.5mm 0.25mm, 0.125mm, 0.063mm Deneyin Yapılışı: Deneyde kullanılacak uygun miktardaki numune 105±2 C sıcaklıktaki etüvde 24 saat bekletilerek kurutulur. 7 Etüv kurusu malzeme, değişik elek açıklığı olan küçük boyuttan büyük boyuta doğru üst üste dizilmiş eleklerin üzerine boşaltılarak elenir. 8
Eleme işlemi genelde elde sarsma şeklinde veya özel makinelerde yapılır. Eleme işlemi sonunda her elek boyutu üstünde ve en alt tavada kalan miktarlar ayrı ayrı veya birbirinin toplamı (yığışımlı, kümülatif) şeklinde tartılabilir. Örnek: Maksimum tane boyutu 32 mm olan beton agregasında yapılan elek analizi sonuçları aşağıda verilmiştir. Buna göre; a) Agrega granülometri eğrisini çiziniz. b) İnce ve iri agrega oranlarını ve miktarlarını bulunuz. Elde edilen veriler kullanılarak her bir elek boyutu için yığışımlı geçen malzeme yüzleri belirlenir. Elek boyutu ve yığışımlı geçen malzeme yüzleri kullanılarak agrega granülometri eğrisi çizilir. 9 10 a) b) İnce agrega: oranı = %36.3 miktarı = 2504.7 gr Kaba agrega: oranı = %63.7 miktarı = 4395.3 gr 11 2) Agrega tane yoğunluğu ve su emme oranı deneyi (TS EN 1097-6): Agrega tane yoğunluğu, beton karışım hesaplarında karışıma giren agrega miktarlarının belirlenmesinde kullanılır. Agrega su emme oranı (kapasitesi) ise beton üretimi sırasında agregadaki mevcut nem miktarına göre karışım suyu ve agrega miktarında düzeltme yapılabilmesi için gerekli olan bir büyüklüktür. Normal beton agregalarında; su emme oranı iri agregada %0.2-%4, ince agregada %0.2-%2 arasında, tane yoğunluğu ise genel olarak 2.55-2.80 gr/cm 3 arasında değişmektedir. Agrega tane yoğunluğu ince ve iri agregada farklı yöntemlerle, su emme oranı ise aynı uygulama yöntemi ile belirlenmektedir. a) İnce agrega tane yoğunluğu ve su emme oranı: 0.063-4mm boyut aralığındaki ince agregada tane yoğunluğu piknometre yöntemi ile belirlenmektedir. Bu yöntemde belirli şekil ve hacimlerdeki özel cam kaplar kullanılmaktadır. Su emme oranı ise sıcak hava akımı sağlayan cihazlar kullanılarak belirlenebilmektedir. 12
Deneyde kullanılan ekipmanlar: Ölçü kabı (balon joje-piknometre): 500-1000 ml (cm 3 ) lik cam bir kaptır. Metal kalıp: Kesik huni biçimli, metal, üst iç çapı 38 mm, yüksekliği 73 mm, alt iç çapı 89 mm olan kesik koni biçimli bir kalıptır. Sıkıştırma çubuğu: Ucu yuvarlatılmış 25 mm çapında ve yaklaşık 350 gram ağırlığındadır. İnce agreganın DKY durumuna getirilmesinde kullanılan aletler Kesik koni Sıcak hava cihazı 13 İnce agregada tane yoğunluğunun belirlenmesi kullanılan vakum sistemi 14 Deneyin yapılışı: Deneyde kullanılacak malzeme miktarı en büyük tane boyutuna göre belirlenir. Deney numunesi en az 24 saat 20 o C suda bir kap içerisinde bekletilerek tam doygun duruma getirilir. Suya doygun hale gelen numune, ince taneleri kaybolmayacak şekilde suyu süzülerek kap içine yayılır. Kaptaki numune tablalı ısıtıcı veya sıcak hava akımı oluşturan ısıtıcı (saç kurutma makinası) ile sürekli karıştırılarak DKY (doygun kuru yüzey) haline gelmesi hızlandırılır. DKY hâli, ince agreganın koyu (ıslak) renkten, açık (kuru)/mat renge değişmeye başladığı anın hemen sonrasıdır. Numunenin çok kurumamasına özen gösterilmelidir. İnce agreganın DKY durumuna gelip gelmediği kesik koni yöntemi veya kesme yöntemlerinden biri uygulanarak belirlenmektedir. 15 a) DKY durumunun kesik koni yöntemi ile belirlenmesi: Belirli seviyede kurutulan ince agrega kesik koni içerisine tek tabakada ve 25 vuruş yapılarak yerleştirilir. Kesik huni hafifçe çıkarıldığında numune konikliğini devam ettiriyorsa agrega yüzeylerinde serbest nem var demektir. Kurutmaya devam edilmesi ve bir süre sonra bir kez daha bu işlemin yapılması gerekir. Numunenin konikliğinin serbestçe bozulduğu görüldüğünde DKY hâline geldiği kabul edilir. Nemli agrega Hafif nemli agrega Doygun kuru yüzey Etüv kurusuna yakın 16
b) DKY durumunun kesme yöntemi le belirlenmesi: DKY haline geldiği tahmin edilen ince agrega kap içerisinde yarım küre şeklinde veya kesik koninin doldurulduktan sonra kaldırılması ile koni şeklinde yığın haline getirilir. Yığın mala ile düşey olarak ikiye bölünür ve her iki yana ayrılır. Kesilen ara yüzeylerde herhangi bir bozulma/dağılma olmamışsa agrega yüzeylerindeki su fazladır ve kurutmaya devam edilir. Belirli süre kurutma işlemlerinden sonra kesme yöntemi tekrarlanır. Yüzeylerin boşluğa yıkıldığı durumda agreganın DKY haline geldiği kabul edilir. 17 DKY haline getirilen ince agrega miktarının yarısı su emme oranı için 24 saat 105 o C etüvde kurutulduktan sonra tartılır (M1). İnce agreganın DKY durumdaki geri kalan miktarın tane yoğunluğu için kütlesi tartılır (M2). Ölçü kabına, ince agrega ve yaklaşık 20 o C deki su ile yarıya kadar doldurulur. Hapsolmuş hava ölçü kabı eğik konumda hafifçe sallanarak veya çalkalanarak uzaklaştırılır. Tanelerin yüzeylerindeki hapsolmuş hava vakum pompası ile vakum uygulamak suretiyle de uzaklaştırılabilir. Ölçü kabına ölçü çizgisine yakın seviyeye kadar su eklenerek çalkalama veya vakumlama işlemi tekrar yapılır. Yaklaşık bir saat bekledikten sonra ölçü kabı yaklaşık 20 o C deki su ile kullanılan ölçü kabına göre ölçü işaret çizgisine kadar veya tamamen doldurulur ve kütlesi tartılır (ölçü kabı+su+agrega=m 3 ). Tane yoğunluğu için kullanılan belirli hacimdeki ölçü kabı (500ml, 1000ml, 2000ml) ölçü çizgisine kadar veya tamamen su ile doldurulup tartılır (ölçü kabı+su=m4). 18 Elde edilen veriler kullanılarak ince agreganın üç farklı durumuna göre yoğunlukları: İnce agreganın kuru yoğunluğu: γk = M1/(M2+M4-M3) İnce agreganın DKY yoğunluğu: γdky = M2/(M2+M4-M3) İnce agreganın görünen yoğunluğu: γg = M1/(M1+M4-M3) İnce agreganın su emme oranı: mi = [(M2-M1)/M1]x100 mi : İnce agreganın su emme oranı, (%) M1 : Numunenin etüv kurusu ağırlığı, (g) M2 : Numunenin DKY durumda ağırlığı, (g) M3 : Ölçü kabı + Su + Numune ağırlığı, (g) M4 : Ölçü çizgisine kadar su ile dolu ölçü kabı ağırlığı (g) 19