REAKTİF PUDRA BETONLARI

REAKTİF PUDRA BETONLARI İlker Bekir TOPÇU(*), Cenk KARAKURT(**) ÖZET En yaygın inşaat tekniği olan betonarme sistemler betonun birim ağırlığının yüksek olması nedeniyle yüksek öz ağırlıklara sahiptir. Günümüzde daha geniş kullanım alanlarına duyulan ihtiyaç, yapılara etkiyen dış kuvvetlerin artmasını beraberinde getirmektedir. Kullanılan konvansiyonel yapı malzemeleri ile bu kuvvetlerin karşılanması ise büyük eleman kesitleri ile mümkün olabilmektedir. Ultra yüksek performanslı beton olarak da bilinen Reaktif Pudra Betonu (RPB) bu sorunun ortadan kaldırılabilmesi amacıyla geliştirilmiş bir yapı malzemesidir. Geçtiğimiz son on yıl içerisinde geliştirilen RPB 200 MPa ve üzerinde basınç dayanımları verebilmektedir. Betonda kullanılan çelik lifler betonun sünekliğini artırdığından malzemenin tokluğu ve eğilme dayanımı yüksek seviyededir. Böylece yapısal kesitlerde kullanılan beton içerisine çelik donatı yerleştirilmesine gerek kalmamaktadır. RPB ayrıca deprem sonrası yapıların güçlendirilmesi amacıyla hasar görmüş yapılarda tünel ve savunma amaçlı yapıların inşaatında ve ağır atık depolamada kullanılan bir malzemedir. Anahtar Kelimeler: Reaktif Pudra Betonu, Mekanik Dayanım, Kompozit Malzeme 1. GİRİŞ Yapı malzemesi olarak beton, agrega, çimento, su ve gerektiğinde bazı katkı maddelerinin kullanılmasıyla üretilen kompozit bir malzemedir. Üretiminin kolaylığı, istenilen şeklin verilebilmesi, yüksek basınç dayanımı ve ekonomik olması nedeniyle beton; günümüzde vazgeçilmez bir yapı malzemesi konumundadır. Hem betonarme hem de çelik yapı sistemlerinde betonun kullanılmadığı alan neredeyse yoktur. Beton teknolojisi ise bu yoğun talep karşısında sürekli bir gelişim içerisindedir. Geçmişte 1960 lı yıllarda erişilebilen en yüksek beton basınç dayanımı 15-25 MPa arasında iken (*) Prof. Dr., (**) Araş. Gör., Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Eskişehir 1970 li yıllarda yüksek katlı yapılarda kolon yüklerinin temele taşıtılabilmesi için 40-50 MPa beton basınç dayanımlarına ulaşılmıştır. Zaman içerisinde dayanımları artan bu betonlara yüksek performanslı beton adı verilmiş ve yol, köprü, liman yapısı vb. uygulamalarda kullanılmaya başlanmıştır [1]. Betondaki dayanım artışına paralel olarak zaman içerisinde su/çimento oranında da düşüş gerçekleşmiştir. 1950 li yıllarda su/çimento oranı 0.60-0.70 aralığında değişirken 1970 li yıllarda akışkanlaştırıcıların devreye girmesi ile bu aralık 0.40-0.55 ye düşmüş, 1980 ve 1990 lı yıllarda ise süper akışkanlaştırıcılar sayesinde söz konusu su/çimento oranı 0.25-0.35 aralığına inmiştir. Tüm bunlarla birlikte 1980 li yıllardan sonra ultra ince mineral katkı olan silis dumanının beton içerisinde kullanımının yaygınlaşması ile dayanımlarda çok yüksek artışlar sağlanmıştır. Daha sonra su/çimento oranının 0.20 nin altına düşürülmesi ile yeni kuşak süperakışkanlaştırıcılar, kısa kesilmiş yüksek dayanımlı çelik teller ve sıcak su kürü ve basınçlı su buharı kullanarak beton basınç dayanımları 200 MPa ın üzerine çıkarılmıştır [2]. 2. REAKTİF PUDRA BETONU Çimento ile üretilen kompozitlerin yüksek mekanik özelliklere erişebilmesi konusunda son yıllarda birçok araştırma gerçekleştirilmiştir. İlk olarak 193-0 lu yıllarda Eugene Freyssinet taze betona priz sırasında uygulanacak basınç kuvvetinin, betonun basınç dayanımını artırmada olumlu etkisi olduğunu söylemiştir. 1960 lı yıllarda ise yüksek sıcaklık ile artan basınç kürü uygulanarak beton basınç dayanımı 650 MPa ya ulaşmıştır [3]. Bu malzemeler, ilk kez 1990 lı yılların başlarında Paris te Bouygues in laboratuvarlarındaki araştırmacılar tarafından geliştirildi. RPB ler küp basınç dayanımları 200 ve 800 MPa arasında, çekme dayanımları 25 ve 150 MPa arasında ve kırılma enerjileri yaklaşık 30000 J/m 2 ve birim ağırlıkları 2500-3000 kg/m 3 aralığında değişen yeni kuşak betonlardır. TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3 25

RPB nin iç yapısı daha sıkı tane düzenine sahip olup, mikroyapısı YDB ye göre en kuvvetli çimentolu hidrate ürünler ile güçlendirilmektedir. RPB nin yüksek performansı genel olarak mikroyapı mühendisliği yaklaşımı ile sağlanmaktadır. Reaktif pudra betonu liflerle güçlendirilmiş, çok düşük su/çimento oranında çimento ve silis dumanı karışımının süperakışkanlaştırıcı kullanılarak ince öğütülmüş kuvars tozuyla karıştırılması sonucu elde edilen yüksek dayanımlı kompozit bir malzeme olarak bir cümle ile tanımlanabilir. Karışımda çok ince agrega kullanılması sayesinde yapıdaki mikro boşluklar azaltılarak eğilme ve basınç dayanımında artış sağlanabilmiştir. Normal betonlarda kullanılan rijit agrega tanelerinin birbirine teması sonucu matris boyunca oluşan arayüzdeki boşluklar tane çapının azaltılması ile ortadan kaldırılmaktadır. Karışımda gerçekleştirilen bu düzenleme ile betonun porozitesi azaltılmakta donma-çözülme gibi çevresel etkilerine karşı direnci ise artmaktadır. Normal çimento içerikli kompozitler ile karşılaştırıldığında RPB nin en belirgin özelliği homojen yapısı, düşük boşluk oranı ve güçlendirilmiş çimento matrisidir. Karışımda ince taneli agreganın ultra ince bir malzeme olan silis dumanı ile birlikte kullanılması agrega taneleri ile çimento hamuru arasındaki temas yüzeyini artırarak mekanik özelliklerin iyileşmesine olanak vermektedir. Boşlukların azaltılarak sıkılığın artırılmasının bir diğer avantajıda karışım suyunun azaltılmasına olanak vermesidir [4, 5]. Mekanik dayanım olarak RPB yüksek dayanımlı betonlara (YDB) göre 2-4 kat daha fazla dayanım verebilmektedir. RPB üstün mekanik ve fiziksel özelliklere, mükemmel sünekliğe ve aşırı derecede düşük geçirimliliğe sahip ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozit malzemedir [4]. Büyük agrega tanelerinin beton karışımından çıkarılması, karışımdaki su-çimento oranının azaltılması, CaO- SiO 2 oranının silis içerikli malzemelerin kullanılması ile azaltılması ve karışıma çelik lif karıştırılması RPB yi yüksek performanslı bir malzeme olarak karşımıza çıkarmaktadır. Çelik lif donatının güçlendirme etkisi özellikle RPB nin eğilme dayanımı üzerinde olmaktadır. Kompozit içindeki çelik lif dağılımı ne kadar homojen olursa eğilmeye karşı olan dayanımda o oranda artmaktadır [6]. 2. REAKTİF PUDRA BETONUNDA KULLANILAN MALZEMELER VE ÜRETİM TEKNİKLERİ Reaktif Pudra Betonu genel kavram olarak mikroyapı mühendisliği yaklaşımıyla geliştirilmiş bir malzemedir. Normal çimento içerikli kompozitler ile karşılaştırıldığında RPB deki farklılıklar homojen tane dağılımı, porozite ve mikro yapıda bulunmaktadır. Yüksek ve çok yüksek dayanımlı betonlar (60-120 MPa) inşaat sektöründe uzun süredir kullanılmaktadır. Bu yüksek mekanik özelliklere, betonda su-çimento oranının azaltılması ve karışımda silis dumanı ile süperakışkanlaştırıcı katkıların kullanılmasıyla ulaşılmaktadır. Böylece çimento hamurunun porozitesini azaltmak, beton dayanıklılığını ise artırmak mümkün olmaktadır [7, 8]. Günümüzde RPB ile 200-800 MPa değerinde basınç dayanımı elde edilmiştir. RPB aşağıdaki dört ana prensibin uygulanması sayesinde elde edilir. Bunlar; Bütün iri agregaların karışımdan çıkarılması ile malzeme homojenliğinin artırılması, Tane çapı düzenlemesi ve iyi bir sıkıştırma ile boşluksuz bir beton elde edilmesi, Sıcaklık kürü ile mikro yapının geliştirilmesi, Karışıma çelik lif ilavesiyle malzeme sünekliğinin artırılması. RPB nin düşük porozitesi boyutları 1-500 µm arasında değişen tane boyutuna sahip agregası ile sağlanmaktadır. Genelde agrega olarak kırılmış kuvars kumu kullanılmaktadır. RPB lerde kullanılan agregaların boyutları çimentonunkine yakındır. Bu, hidrate olmamış çimento tanelerinin de tane iskeletine uygun olması ve malzemenin dayanımına katkıda bulunması demektir. RPB de su-çimento oranı çok düşük olup 0.15 seviyesindedir. İşlenebilme fazla miktarda kullanılan yeni kuşak bir süperakışkanlaştırıcı ile sağlanmaktadır. İstenilen dayanımlara erişmek için, hem bileşen malzemelerin özelikleri hem de bunları mikserde karıştırma sırasının ve süresinin önemli olduğunu akılda tutmak gerekir. Bağlayıcı madde olarak ise ASTM Tip II yada V cinsi çimento ve silis dumanı kullanılmaktadır. Burada silis dumanı kullanılması ile mikro boşlukların azaltılması hedeflenmektedir [9,10]. RPB de kullanılan çelik lifler sayesinde eğilme altında malzeme çelik donatılı bir kiriş gibi davranabilmektedir. RPB nin sünekliğini artırmak için karışıma 0.15-0.3 mm çapında ve 13 mm uzunluğunda çelik lifler katılmaktadır. Kullanılan çelik liflerin çekme dayanımı 2600 MPa civarındadır. Lif miktarı toplam hacmin %2 si civarındadır. Bu lifler sayesinde malzemenin eğilme dayanımı ve tokluğunda büyük artışlar söz konusu olmaktadır. RPB karışımının hazırlanmasında uygulanan karıştırma ve vibrasyon işlemleri normal beton üretiminde kullanılan teknikle aynıdır. Ancak karışıma suyun karıştırılmasında dikkatli davranılmalıdır. Agregalar ve bağlayıcı maddeler önce 3 dakika kadar kuru bir şekilde karıştırıldıktan sonra su ve süperakışkanlaştırıcıdan süspansiyonun yarısı beton karışımına eklenmelidir. Bu şekilde 5 dakika karıştırıldıktan sonra geriye kalan süspansiyonda karışıma karış- 26 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3

tırılmalı ve 5 dakika daha karıştırma yapılmalıdır. Böylece malzeme topaklanmadan kalıba dökülmeye hazır bir duruma getirilebilir [11]. RPB kalıba yerleştirildikten hemen sonra bir dizi kür işleminin uygulanması gerekmektedir. Kompozitin sıkılığı taze betona priz sırasında etkiyen basınç kuvveti ile artırılmaktadır. Uygulanan yükle betonun karıştırılması sırasında bünyesine aldığı hava kabarcıkları ve hidratasyon için gerekli su miktarından fazla olan su dışarı atıldığından hem karışımın s-ç oranı hem de porozite azalmaktadır. Sıkıştırma işlemi ile betonun birim ağırlığı da %5 oranında artmaktadır [12]. Çimento esaslı malzemelerin mekanik özeliklerinin geliştirilmesinde sıcaklık kürü uygulanması bilinen en klasik yöntemdir. Sıcaklığın en büyük etkisi hidratasyon ürünü malzemelerin daha iyi kristalleşmesi ve silis içerikli filler malzemelerin puzolanik reaksiyonunun başlaması şeklindedir. Bunun tam olarak nasıl gerçekleştiği henüz tam olarak açıklanamamış olsa da çoğunlukla sıcaklık uygulaması yararlı olmaktadır. Hidrotermal koşullarda kirecin silisle reaksiyona girmesi sonucu 200 C nin altındaki sıcaklıklarda tobermorit, daha üstü sıcaklıklarda da karışımdaki CaO/SiO 2 oranına bağlı olarak truskotit, gyrolit, zonotlit ve hillerbrandit oluşmaktadır [13]. RPB ye 90 C de uygulanan düşük buhar basıncı kürü ile priz sonrası silis dumanının puzolanik etkisi hızlanarak güçlü hidrat yapının oluşmasına yardımcı olur. Priz sonrası sıcaklık kürü uygulanan RPB lerde uygulanmayanlara oranla %60-70 daha fazla dayanım elde edilmektedir. Günümüzde prefabrike olarak 200 MPa dayanıma sahip beton elemanlar kolaylıkla üretilebilmektedir. Ancak laboratuvar koşullarında uygulanan 400 C sıcaklık ve 50 MPa lık basınç kürü ile RPB den 500 MPa basınç dayanım elde edilmiştir. Tablo 1 de Kanada Quebec de inşa edilen köprüde kullanılan 200 MPa basınç dayanımlı RPB de kullanılan malzemeler ve karışım oranları verilmiştir [3]. Tablo 1 - Reaktif Pudra Betonunda Kullanılan Tipik Malzemeler ve Miktarları [3] Kullanılan Malzeme Miktar, kg/m 3 Çimento 705 Silis Dumanı 230 Kırılmış Kuvars Kumu 210 Kum 1.010 Süperakışkanlaştırıcı 17 Çelik Lif 190 Su 195 4. REAKTİF PUDRA BETONUNUN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Mekanik özelikler açısından RPB de oluşan C-S-H jel yapısının kuvvetlenmesiyle kompozitin yoğun matris yapısı basınç dayanımı en üst değere taşımaktadır. Bu yüksek dayanım RPB nin yapılarda çelik donatı olmaksızın kullanılmasını sağlamıştır. Kırılma enerjisi açısından bakıldığında ise RPB nin normal harç numunelere oranla 240 kat daha fazla bir enerjiyi karşıladığı görülmüştür. Buda özellikle deprem etkileri altında enerji yutma kapasitesi düşük olan gevrek beton malzemenin tokluğunun artması demektir. Böylece RPB kullanılan yapılarda sünekliği artan yapısal elemanlar depreme karşı daha dayanıklı bir davranış gösterebilmektedir. Normal (NDB), yüksek dayanımlı (YDB) ve RPB lere ait bir karşılaştırma Tablo 2 de yapılmaktadır. Tablo 2 - Normal, Yüksek Dayanımlı ve RP Betonlarının Karşılaştırılması [6] Mekanik Özellikler NDB YDB RPB Basınç 20-60 60-115 200-800 Eğilme 4-8 6-10 50-140 Kırılma Enerjisi, J/m 2 100-120 100-130 10000-40000 Elastisite Modülü, GPa 20-30 35-40 60-75 Bu tabloda görüldüğü gibi çelik tellerin eklenmesiyle eğilme dayanımlarında 50-140 MPa arasında değişen değerler elde edilmektedir. Bu betonların kırılma enerjileri ise 10000-40000 J/m2 ye kadar değişmektedir. Eğilme dayanımlarında ve kırılma enerjilerindeki değişme eklenen çelik tellerin yüzdeleriyle orantılıdır. Dayanıklılık açısından bakıldığında ise RPB nin boşluksuz sıkı yapısı kimyasal ve çevresel etkilere karşı çok iyi bir performans göstermesine neden olmaktadır [6]. YDB lerle karşılaştırıldığında RPB nin dayanıklılığı her koşulda üstün olmaktadır. Tablo 3 de bu durumla ilgili bir karşılaştırma gösterilmektedir. Tablo 3 - RPB ile YDB Dayanıklılığının Karşılaştırması [5] Dayanıklılık Özelliği RPB&YDB Toplam Porozite 4-6 kat daha düşük Mikro-Porozite 10-50 kat daha düşük Permeabilite 50 kat daha düşük Su Emme 7 kat daha düşük Klorür İyonu Geçişi 25 kat daha düşük TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3 27

Resim 1 de aynı moment taşıma kapasitesine sahip 4 adet kiriş numunesi görülmektedir. Bunlardan (1) numaralı elaman RPB, (2) numaralı eleman çelik, (3) numaralı eleman öngerilmeli betonarme ve (4) numaralı eleman ise betonarme olarak imal edilmiştir. Tablo 4 de ise bu elemanların fiziksel özelikleri verilmiştir. Buradan görüldüğü gibi betonarme yada öngerilmeli betonarme yöntemiyle üretilen elemanlar hem daha büyük hemde daha ağır taşıyıcı elemanlar olmaktadır. Oysa RPB çelikle aynı boyutlarda ve aynı birim ağırlıkta üretilebilmektedir. Böylece yapıların zati ağırlıklarında düşüş sağlanmaktadır [14]. Tablo 4 - Aynı Taşıma Gücüne Sahip Elemanların RPB ile Karşılaştırılması Kesit Özelliği RPB (X) Kesitli (1) Çelik (I) Profili (2) Öngerilmeli Betonarme (3) Öngerilmeli Betonarme (4) Yükseklik, cm 36 36 70 70 Ağırlık, kg/m 130 110 470 530 Resim 1 - Moment Taşıma Kapasitesi Aynı Farklı Malzemelerden Üretilmiş Kiriş Elemanları 5. KULLANIM ALANLARI RPB uygulamada özellikle içinde güçlendirici çelik donatının bulunmaması mimari açıdan şekil ve boyutlar açısından sınırsız olanaklar sunmaktadır. RPB nin ilk köprü uygulaması Kanada da yapılan Sherbrooke köprüsüdür ve halen güvenle kullanılmaktadır. Bu yapıda kullanılan beton 200 MPa basınç dayanımı, 40 MPa eğilme dayanımı ve 50 GPa lık elastisite modülüne herhangi bir çelik donatı kullanılmadan erişmektedir. Resim 2 de gösterilen köprü 60 m uzunluğunda ve 3.3 m genişliğindedir. Köprü uzay kafes sisteminde tasarlanmış olup her birinin boyu 10 m olan 6 adet prefabrik elemanın montajı ile inşa edilmiştir. Diyagonal elemanların yük aktardığı alt kiriş 32 x 38 cm boyutlarında olup iki kirişin içinden öngerme donatıları yer almaktadır. Köprünün toplam maliyeti 922.000 $ olmuştur. [12]. Malzeme ayrıca, ince cidarlı yüksek basınç su ve buhar borularında, ince taşıyıcı duvarlarda, tünel yapılarında ve yüksek dayanım ve dayanıklılık istenen her projede kullanılabilir. Ülkemizde bazı firmalar tarafından altyapıda rögar kapağı olarak kullanılmak üzere RPB üretimi gerçekleştirilmiştir. Eskiden çelikten imal edilen bu kapaklar artık şehir altyapılarında RPB olarak uygulanacaktır. Bunun yanında depremden hasar görmüş yapıların güçlendirilmesi içinde RPB kullanılabilmektedir. Deprem sonucu eğilme ve kesme çatlaklarının oluştuğu, taşıma gücünü kısmen yitiren betonarme kirişler RPB kullanılarak güçlendirilmektedir. İnce çelik levha gibi davranan malzeme 2 cm kalınlığında kiriş altına epoksi ile yapıştırılarak güçlendirilmektedir [15]. Resim 2 - RPB Kullanılarak Üretilen Sherbrooke Köprüsü 28 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3

Nükleer atıkların depolanması günümüzde çelik yada beton konteynırların kalın bir beton tabakasıyla enjeksiyonu ile yapılmaktadır. Amerikan Nükleer Santral Komisyonu ve Fransız Bouygues firması orta reaktiflikteki nükleer atıkların uzun süreli depolanmasında RPB kullanımı üzerine ortak çalışmalar sürdürmektedir. RPB porozitesinin düşüklüğü, üstün mekanik özelikleri ve prefabrik üretilme olanağı sayesinde nükleer atıkların daha küçük hacimlerde saklanmasını sağlayacaktır. Yüksek güvenliğin gerektiği banka ve bilgisayar merkezleri ile sığınak yapılarında kullanılan güncel malzemeler genellikle çok pahalı metal malzemeler ile kalın beton tabakalarından oluşmaktadır. Bu hem yapıya olan ek ağırlık hemde yüksek montaj ve üretim maliyeti sorunlarını ortaya çıkarmaktadır. Prefabrike olarak üretilen ve yüksek darbe dayanımına sahip olan RPB bu gibi alanlarda kullanılarak hem ağırlık azaltılır hemde yangına ve dış etkilere karşı kalıcı ve dayanıklı bir alan daha ekonomik bir şekilde yaratılmış olur [14]. 6. DENEYSEL ÇALIŞMA Reaktif Pudra Betonunun üretimi için Osmangazi Üniversitesi Malzeme ve Yapı Malzemesi Laboratuvarında deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan PÇ 52.5 çimentosu Set Çimento Fabrikasından, silis dumanı ise Antalya Ferrokrom tesislerinden temin edilmiştir. Yapılan karışım hesabında dayanım olarak RPB 500 betonu hedeflenmiştir. Hazırlanan karışım 10 dakikalık bir karıştırma süresi sonrasında kalıplara döküldükten sonra 2.5 MPa eksenel basınç kuvveti altında prizini alana kadar kür edilmiştir. Kullanılan kalıpların daha fazla basınç etkisine dayanamaması nedeniyle numunelere daha fazla basınç uygulanamamıştır. Reaktif Pudra Betonu karışımında kullanılan malzemeler ve oranları Tablo 5 de verilmiştir [16]. Prizini alan numuneler sonra 7 gün süreyle 90 C suda ardından da 7 gün süreyle 250 C de buhar kürüne tabi tutulmuştur. Kür sürecinin sonunda Tablo 5 - RPB Numuneleri Karışım Oranı Kullanılan Malzeme Miktar, kg/m 3 Çimento PÇ 52.5 980 Silis Dumanı 225 Kum (600-150 µm) 490 Kuvars Unu (4 µm) 382 Çelik Tel (6 mm) 320 Süperakışkanlaştırıcı 19 Su 186 numunelere basınç ve eğilme dayanımı deneyleri uygulanmıştır. Bu deneylerden elde edilen sonuçlar ise Tablo 6 da verilmektedir. Toplam 3 adet numune içeren her seriden elde edilen sonuçlarda en fazla 253,2 MPa lık basınç ve 63.67 MPa lık eğilme dayanımına ulaşılabilmiştir. Hedeflenen dayanımda gerçekleşen bu sapmanın nedeni priz öncesi uygulanan basınç kürünün yetersizliği olarak düşünülmektedir. Kalıpların 2.5 MPa üzerindeki basınç kuvvetine dayanamaması 50 MPa lık basınç kürünün taze RPB numunelerine uygulanmasını engellemiştir. Buda hidratasyon fazlası suyun karışımdan uzaklaştırılmasını ve kompozitin sıkılığının tam olarak yeterince sağlanamamasına neden olduğu düşünülmektedir. Ancak çalışma kapsamında 200 MPa nın üzerinde bir basınç dayanımına ulaşılarak RPB nin üretilebilirliği kanıtlanmıştır. Daha uygun deney ekipmanları ve ortam koşulları ile yüksek dayanım değerlerine ulaşmak olasıdır. Tablo 6 - RPB Numunelerinin Deney Sonuçları Deney Numunesi Eğilme Basınç Seri 1 58.75 216.3 Seri 2 63.67 253.2 Seri 3 53.88 216.3 7. SONUÇ VE ÖNERİLER RPB mekanik ve fiziksel özellikler olarak diğer normal dayanımlı ve yüksek dayanımlı betonlara göre fazlasıyla olumlu karakteristik özelliğe sahip bir malzemedir. Malzemenin bu özelliklerini irdeleyecek olursak; RPB yüksek dayanımlı betonlara iyi bir alternatif olmakla birlikte inşaat sektöründe çelikle yarış edebilecek potansiyele sahip bir malzemedir. RPB nin ultra yüksek basınç dayanımına ek olarak yüksek eğilme kapasitesi, yapıdaki ölü yüklerde önemli derecede azalma sağlaması ve yapısal eleman şekillerinin kısıtlamasız olarak projelendirilebilmesi. RPB nin sünek kırılma mekanizması, malzemeye direkt olarak etkiyen eğilme kuvvetlerinin karşılanması için herhangi bir betonarme donatısının kullanılmasına gerek bırakmaz. Hafifleyen yapı elemanları ve enerji yutma kapasitesi artırılmış ince kesitler nedeniyle ölü yüklerdeki azalma, yapıya etkiyen deprem kuvvetlerinin azalmasını ve yapının deprem direncini artırır. RPB nin sıvı/gaz ve radyoaktif elemanlara karşı geçirimliliği düşük porozitesi nedeniyle nere- TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3 29

deyse yoktur. Betondan sezyum transferi olmamakla birlikte trityum transferi normal betonlara oranla 45 kat daha düşüktür [16]. Tipik bir RPB karışımı normal beton da kullanılan ucuz malzemelerin yerine daha pahalı malzemelerin konulması ile elde edilir. RPB de kullanılan ince kum normal betondaki kaba agreganın yerine, Portland çimentosu ince agreganın yerine ve silis dumanı da çimentonun rolünü üstlenmektedir. Karışımda yapılan bu değişiklikler nedeniyle RPB Yüksek Dayanımlı Betona (YDB) kıyasla 5-10 kat daha masraflı üretilmektedir. RPB özellikle önemli ağırlık azaltmalarının ve yüksek dayanımın gerektiği yerlerde kullanılmalıdır [17]. KAYNAKLAR [1] Aitcin, P. C., Cements of Yesterday And Today Concrete of Tomorrow, Cement and Concrete Research, Vol. 30, pp. 1349-1359, 2000. [2] Taşdemir, M. A., Bayramov, F., Yerlikaya, M., Yeni Kuşak Süperakışkanlaştırıcıların Yüksek Performanslı Çimento Esaslı Kompozitlerdeki İşlevleri, Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu Bildiriler, ss. 201-221, Ankara, 2005. [3] Richard, P., Cheyrezy, M., Composition of Reactive Powder Concretes, Cement and Concrete Research, Vol. 25, pp. 1501-1511, 1995. [4] Dallaire, E., Aitcin, P.C., Reactive Powder Concrete in Use, ASCE Journal of Civil Engineering, Vol. 68, Issue 1, 48p, 4p. 1998. [5] Dallaire, E., Aitcin P. C., Lachemi, M., High- Performance Powder, Civil Engineering, Vol. 68, Jan 1998, ABI/INFORM Global, pp. 48-51. [6] Taşdemir, M. A., Bayramov, F., Kocatürk, N., Yerlikaya, M., Betonun Performansa Göre Tasarımında Yeni Gelişmeler, Beton 2004 Kongresi Bildiriler, ss. 24-57, İstanbul, 2004. [7] Richard, P., Cheyrezy, M.H., Reactive Powder Concretes With High Ductility and 200-800 MPa Compressive Strength, Concrete Technology: Past, Present and Future, Proc. of V. M. Malhotra Symp., ACI SP-144, S. Francisco, USA, 1994, pp. 507-518. [8] Reda, M. M., Shrive, N. G., Gillott, J. E., Microstructural Investigation of Innovative UHPC, Cement and Concrete Research, Vol. 29, pp. 323 329, 1999. [9] Dugat, J., Roux, N., Bernier, G., Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes, Materials and Structures, Vol. 29 (188), pp. 233-260, 1996. [10] Roux, N., Andrade, C., Sanjuan, M. A., Experimental Study of Durability of Reactive Powder Concretes, Journal of Materials in Civil Engineering, February 1996, pp.1-6. [11] Chan, Y. W., Chu, S. H., Effect of Silica Fume on Steel Fiber Bond Characteristics in Reactive Powder Concrete, Cement and Concrete Research, Vol. 34, pp. 1167-1172, 2004. [12] Gilliand, S. K., Reactive Powder Concrete (RPC), A New Material For Prestressed Concrete Bridge Girders, Building an International Community of Structural Engineers Structures Congress Proceedings, Vol. 1, pp. 125-132, ASCE, New York, USA, 1996. [13] Feylessoufi, A., Crespin, M., Dion, P., Bergaya, F., Van Damme, H., Controlled Rate Thermal Treatment of Reactive Powder Concretes Advanced Cement Based Materials, Vol. 6, pp. 21-27, 1997. [14] Dauriac, C. Special Concrete May Give Steel Stiff Competition, Building with Concrete, The Seattle Daily Journal of Commerce, p.5, May 9, 1997. [15] Yerlikaya, M., Çelik tel donatılı betonların deprem etkisi altında davranışları, BEKSA Çelik Kord Sanayi ve Ticaret A.Ş., Deprem Sunusu, 2005. [16] Düzgün, E., Reaktif Pudra Betonlarının Mekanik Performanslarının İncelenmesi, ESOGÜ Müh. Mim. Fak. İnşaat Müh. Böl. Bitirme Proje Çalışması, 36 s., Eskişehir 2004 [17] Sadrekarimi, A., Development of a Light Weight Reactive Powder Concrete, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol. 2, No.3, pp. 409-417, 2004. [18] Topçu İ.B., Karakurt, C., Reaktif Pudra Betonu ve Uygulamaları, Akdeniz İnşaat Haber, Ocak- Şubat 2005, Sayı 2, ss. 32-33. TMH'nın elinize ulaşması için aidatlarınızı yatırınız, adresleriniz şubenizden güncelleyiniz. 30 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 437-2005/3