Formüle göre dış ortam sıcaklığı -10 o C olgunluk derecesi sıfır olur, yani betonun dayanım kazanmadığı anlamına gelir. 7 gün 20 o C sıcaklıkta kalan bir betonun olgunluk derecesi, 7x24x(20+10)= 5040 C xsaat dir. 7 gün 20 o C de kalan betonun kalıbının alınmasına müsaade ediliyorsa, bunun anlamı kalıp alma için olgunluk derecesinin 5040 Cxsaat olmasının gerektiğidir. e) Ortam nemi/bağıl nem: Bağıl nem %50'nin altına düştüğünde betondaki suyun buharlaşması, hidratasyon için gerekli suyun azalmasına neden olur. Özellikle taze betonda hidratasyon daha çok ve hızlı olduğundan karışım suyu kaybı daha da önemlidir. Bu nedenle beton, üretimi izleyen 3-4 gün süresince sulanırlar ve nemli tutulurlar. Buharlaşmanın fazlalığı sadece hidratasyonu etkilemekle kalmaz erken rötre (plastik rötre) olayını da önemli ölçüde artırır. Betonda rötre miktarının artması ile çatlaklar meydana gelir. Çatlakların 1 oluşması ise hem mekanik ve kimyasal dayanımını azaltır. 3. Dış etkilere dayanıklılık (durabilite, kalıcılık): Dayanıklılık, üretim sonrası sertleşmiş betonun çevresel etkilere (fiziksel, kimyasal ve mekanik) dayanıklı olması ve dayanımını kaybetmemesi olarak tanımlanabilir. Fiziksel etkiler: Donma-çözülme, ıslanma-kuruma, yüksek sıcaklık gibi etkilerdir. Bu etkiler sonucu oluşan boy ve hacim değişimi nedeniyle betonda çatlaklar oluşmakta ve ilerleyebilmektedir. Kimyasal etkiler: Sülfatlı, klorlu, asitli sular, alkali-silika reaksiyonu gibi etkilerdir. Mekanik etkiler: Aşınma, kavitasyon, tekrarlı yükleme, çarpma etkisi, deprem etkisi, aşırı yükleme. Dayanıklı bir beton, maruz kaldığı hava (iklim) şartlarına, kimyasal tesirlere ve dış mekanik etkilere karşı dayanımını kaybetmeyen betondur. 2 Beton ve betonarme taşıyıcı elemanlardaki durabilite problemleri; Betonda artan çatlak oluşumu ve yayılımı ile dayanım azalması. Betonarme elemanda ise donatının korozyonu şeklinde meydana gelmektedir. Betonun hizmet süresince maruz kalacağı farklı dış etkiler, betonun iç yapısında neden olduğu kimyasal çözülme, genleşme ve iç gerilmeler sonucu boşlukların ve çatlakların artması ile geçirimsizlik ve dayanım özelliklerinde önemli oranda azalmalar meydana getirebilmektedir. Bu özelliklerdeki azalmalar sonucu, betonda çatlakların ilerlemesi ve büyümesine bağlı olarak yüzeysel veya ileri boyutta parçalanmalar ve dökülmeler meydana gelebilmektedir. Betonarme taşıyıcı elemanlarda ise dış etkiler (klor, karbondioksit difüzyonu) nedeniyle donatıda oluşan korozyon, donatı ile beton arasındaki aderansı azaltığı için betonarme elemanın yük taşıma kapasitesinin azalmasına neden olmaktadır. 3 Ayrıca artan korozyon düzeyine bağlı olarak betonarme elemanda deprem gibi etkiler nedeniyle artan deformasyonlar sonucu yapı elemanında veya yapıda bölgesel veya tamamen göçme ve yıkılmalara neden olabilmektedir. Bu nedenle dayanıklılığın, dayanım kadar hatta bazen daha da önemli aranan bir özelik olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Yeterli dayanıklılığı sağlayabilmek amacıyla, çevreden gelebilecek etkilerin türüne göre, beton tasarım aşamasında alınabilecek önlemlerden bazıları; Sülfatlı sularla ve zeminle/toprakla temas edecek betonların üretiminde sülfatlara dayanıklı portland çimentosu gibi, içerisinde C 3 A karma oksiti daha az olan çimentolar, cüruflu çimentolar veya öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu gibi mineral katkılar kullanılabilir. 4 1
Mikroskobik hava boşlukları, betondaki kılcal boşlukları ve su geçirgenliğini azaltması nedeniyle betonun donma-çözülme dayanımını artırmaktadır. Ancak bu boşluklar, betonun basınç dayanımında biraz azalma meydana getirmektedir. Suyun ve kimyasal sıvıların beton içerisine girişini azaltabilmek için daha az kapiler boşluklu betonlar gerektiğinden, beton karışımında su/çimento oranı mümkün olduğu kadar düşük tutulmaya çalışılır. TS EN 206-Çevresel etki sınıfı Sülfat etkisi Sülfat etkisi hasarı Şiddetli donma-çözülme olaylarına veya tuzlara (klor etkisi) maruz kalacak betonlarda mikroskobik hava boşlukları (%2-%6) oluşturan katkı maddeleri yardımıyla hava sürüklenmiş beton üretimi yapılabilir. 5 6 Basınç Dayanımlarına Göre Betonlar Betonlar, 28 günlük basınç dayanımlarına göre; Düşük dayanımlı beton: Beton sınıfı C20/25'den daha az olan betonlardır. Normal dayanımlı beton: Beton sınıfı, C20/25-C40/50 arası olan betonlardır. Yüksek dayanımlı beton: Beton sınıfı, C40/50 den büyük olan betonlardır. C20/25 beton sınıfı: Kirece doygun suda 28 gün kür edilen; Silindir (15x30cm) cinsinden minimum 20 MPa, Küp (15x1515cm) cinsinden minimum 25 MPa basınç dayanımına sahip olan betondur. 7 TS EN 206-1: Beton basınç dayanım sınıfları (Normal beton) Basınç dayanımı sınıfı C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 C 55/67 C 60/75 C 70/85 C 80/95 C 90/105 C 100/115 En düşük karakteristik silindir dayanımı f ck,sil N/mm 2 8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 En düşük karakteristik küp dayanımı f ck,küp N/mm 2 10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115 8 2
Beton Üretim Aşamaları: Beton üretimi belirli aşamaların düzenli bir sıra gerçekleştirilmesi ile yapılır. En son aşamada elde edilecek betonun özellikleri/kalitesi aşağıda verilen her aşamadan etkilenmektedir. Üretildikleri yerlere göre betonlar: Betonlar üretildikleri yere göre, şantiye ve santral betonu olmak üzere iki temel gruba ayrılabilir. a) Şantiye Betonu: Beton bileşenlerinin şantiyede karıştırılması sonucu elde edilen ve şantiyenin ihtiyacına yönelik üretilen betona şantiye betonu denir. Genellikle bu betonlar, şantiyede iki şekilde karıştırılarak üretilmektedir. 1) Kürek veya betoniyerle üretimdir. Küçük tadilat, tamirat amaçlı betondur. Sadece küçük hacimli karışımlarda uygulanır. Betoniyerle karıştırma beton bileşenleri hesaplanan oranlarda betoniyere (karıştırıcıya) şantiyede konur ve istenilen beton kıvamı elde edilinceye kadar karıştırılır. Karıştırma işleminde betonyerin hızı ve karıştırma süresi etkili rol alır. 9 10 2) Şantiyede beton santralında üretilen betonlar: Şantiyenin beton ihtiyacını karşılamak amacıyla mobil beton santralı ile üretilen betonlardır. Bu santrallerin ücret karşılığı beton satışı yapılmaz sadece kendi beton ihtiyaçlarını karşılamak amaçlıdır. Ticari beton santralına göre genelde daha küçük kapasitelidir. b) Santral Betonu (Hazır beton): Hazır beton üretiminde beton santralı, otomasyon sistemi ve transmikser ana üretim unsurlarından oluşur. Genellikle beton santralleri bunkerli ve yıldız tipi olarak iki tiptir. Bunkerli santrallarde farklı boyuttaki agregalar santralın uygun bir yerindeki bunkerlerde depolanır. Depodaki malzemeler hareketli bant sistemi ile santralın karıştırma kazanına aktarılır. Çimento ise ayrı bir bunkerden hava ile temas etmeyecek şekilde düzenlenmiş bir sistemle karıştırma kazanına ulaştırılır. Yıldız tipi santrallarde santralın uygun bir yerinde yıldız şeklinde depolanan agregalar belirli hacimdeki kovalar yardımı ile alınarak santralın karıştırma kazanına aktarılır. Çimento ise bunkerden hava ile temas etmeyecek şekilde düzenlenmiş bir sistemle karıştırma kazanına ulaştırılır. Harmanlama için tipik malzeme bunkerleri: 11 12 3
Hazır betonun trasmikser ile karıştırılması, uzun taşıma mesafesi için ideal olup, gecikmelerden daha az etkilenir. Transit (hareket halinde) karıştırmada su, karıştırmanın başlamasından hemen önce miksere ilave edilmelidir. Karıştırma iki yöntemle yapılabilir. a) Kuru Karıştırma: Santralden çıkışı kuru olan karışımdır. Karışımda kullanılan malzemeler; çimento, agrega ve gerektiğinde çok ince malzeme ile katı (mineral) katkı maddesidir. Karışım suyu ve sıvı katkı (akışkanlaştıcı) maddesi trasmikserde ilave edilir. b) Yaş Karıştırma: Santralden çıkışı yaş olan karışımdır. Bütün beton bileşim elamanı santralde karıştırılan karışımdır. Su/çimento oranı istenilen şekilde ayarlanabilir. Bu karışımda betonun priz başlangıç süresine kadar kalıba dökülmesi ve yerleştirilme işleminin tamamlanması gerekir. Şematik olarak hazır beton tesisi: 13 14 Hazır beton tesisi (Merkezi beton santrali) : Agrega bunkerleri Çimento siloları Transmikser 15 16 4
Mobil beton santrali Betonun dökülmesi ve yerleştirilmesi: Beton malzemelerinin karışım oranlarının bulunması, betonun karılması ve taşınması gibi işlemler tam olarak yerine getirilmiş olsalar dahi, taze betonun yapıdaki yerine yerleştirilmesi işlemi uygun tarzda yapılmadığı takdirde, betondan beklenilen kaliteyi elde edebilmek mümkün değildir. Betonun dökümü ve yerleştirme sırasındaki işlemler: Beton kalıbına en fazla 1.5m yükseklikten dökülmelidir. Aksi durumda betonda ayrışmaya ve kalıbın açılmasına neden olabilir. Beton yerleşeceği en yakın bölgeye dökülmelidir. Yapıda kolon gibi düşey elemanların betonu kalıbına en az üç aşamada her aşamada sıkıştırma/vibrasyon işlemleri uygulanarak yerleştirilmelidir. 17 18 Taze betonun beton pompası, oluklar ve taşıyıcı bant ile dökülmesi: Taze betonun vinç ve kova ile dökülmesi: 19 20 5
Döşeme gibi yatay elemanların betonu kalıbına önce yardımcı ekipmanlarla yayılır. Bu yayılma işleminden sonra vibrasyon uygulanmalıdır. Aksi takdirde gereğinde fazla vibrasyon uygulanması nedeniyle segregasyon meydana gelebilir. Beton akıcı, akıcı-plastik kıvamda ise yerleştirme, şişlenerek ve tokmaklanarak yapılır. Şişlemeden amaç daha çok hava boşluklarını kapatmak, havanın dışarı çıkmasını sağlayarak döküm nedeniyle oluşan boşlukları azaltmaktır. Plastik ve kuru-plastik betonların kalıbına yerleştirilmesinde vibratör denilen cihazlar ile vibrasyon (titreşim) uygulanır. Bu işlem için beton içine daldırılarak kullanılan dalıcı vibratörler en yaygın araçlardır. Taze betonun kıvamına, hacmine ve tabaka kalınlığına bağlı olarak uygun vibratör seçilmelidir. Sıkıştırılan beton yüzeyinde bitirme işlemi, çelik veya ahşap elemanlarla mastarlama ile istenilen düzleme getirilerek yapılır. Bu işlemlerin priz başlamadan önce bitirilmesi gerekir. Bazı büyük döşeme ve kaplama betonlarında vibrasyonlu mastar kullanılabilmektedir. Beton vibrasyonu, betonu dışardan sarsarak, titreştirerek yerleştirmek (dış vibrasyon), içinden sarsarak yerleştirmek (iç vibrasyon) ve kalıp yüzeyinden titreştirerek yerleştirmek (yüzeysel vibrasyon) şeklinde üç şekilde yapılabilmektedir. 21 Dış vibrasyon İç vibrasyon Yüzeysel vibrasyon 22 İç vibrasyonda dikkat edilmesi gereken noktalar: Vibratör beton içerisine hızlıca daldırmak ve betondan yavaşça çıkarmak (saniyede 5-10cm hızla) gerekir. Vibratör ucu taze beton içerisinde çok kısa veya çok uzun süre ile tutulmamalıdır. Normal süre yaklaşık 5-15sn arasındadır. Kalıplara vibratör ucu temas etmemelidir. Vibratör betona düşey olarak daldırılmalı ve daldırma aralığı vibratörlerin etki yarıçaplarına bağlı olarak 45-50 cm yi geçmemelidir. Sıkıştırılan bölgeler birbirlerine örtüşecek şekilde vibrasyon yapılmalıdır. Tabakalar arasında soğuk derz oluşumunu engellemek için vibratörün her defasında bir önceki tabakaya 10cm kadar girmesi sağlanmalıdır. İç vibrasyon ile titreşen bölgelerin örtüşmesi: Vibratörün alt tabakadaki betona en az 10cm girmesi: 23 24 6
İç vibratör uygulaması: Uygulamada karşılaşılan yerleştirme hataları: 25 26 Beton yüzeyinin perdahlanması: Beton yüzeyinin perdahlanması işlemi, pürüzsüz bir yüzey görünümü elde etmenin yanı sıra, aşınma dayanımı ve dış etkilere karşı dayanıklılığı yüksek bir beton yüzeyi elde etmek amacı ile yapılır. İlk mastarlama işlemi terleme ile yüzeye su toplanmadan önce tamamlanmış olmalıdır. Yüzeyin aşırı oranda mastarlanmasından kaçınılmalıdır. Aksi takdirde, durabilite özellikleri zayıf bir yüzey elde edilir. İkinci düzeltme işlemi nispeten düz, kaymaya karşı dirençli bir yüzey oluşturur ve genellikle son perdahlama işlemidir. Son perdahlama olarak uygulandığı durumda, beton kısmen sertleştikten sonra ikinci kez de uygulanabilmektedir. 27 28 7