TANIM Önceden belirlenen özellik ve dayanımda beton üretebilmek için; istenilen kıvam ve işlenebilme özelliğine sahip; yeterli dayanım ve dayanıklılıkta olan, kaliteden ödün vermeden, en ekonomik betonu elde edebilmek için; karışıma girecek su, çimento, agrega, hava ve gerektiğinde katkı maddesi miktarını belirlemek amacıyla yapılan hesaplara Beton Karışım Hesapları denir. Beton karışım hesapları ile ilgili özellikler standartlarla belirlenmiştir. Türkiye de TS 802 standardında bu bilgiler mevcuttur. Karışım Hesabında Kullanılan Bazı Teknik Terimler Kuru Özgül Ağırlık :Boşlukları ve yüzeyi kuru durumdaki agreganın özgülağırlığıdır. Doygun, Yüzey Kuru Özgül Ağırlık :(D.Y.K.) İç boşlukları su ile doymuş, yüzeyi kuru durumdaki agreganın özgül ağırlığıdır. Absorbsiyon Yüzdesi : Doygun, Yüzey kuru durumdaki agreganın, kuru ağırlığına göre ihtiva ettiği su yüzdesidir. Rutubet Yüzdesi : Rutubetli bir agreganın, kuru ağırlığına göre ihtiva ettiği su yüzdesidir. Agreganın Gevşek Birim Ağırlığı : Gevşek olarak yerleştirilmiş 1m 3 agreganın ağırlığıdır. Agreganın Sıkışık Birim Ağırlığı : Şiş veya başka bir yöntemle sıkıştırılmış 1m 3 agreganın ağırlığıdır. Teknik Terimler Agreganın En Büyük Dane Çapı : Betonun fiziksel özelliklerine tesir edecek miktarda agrega içerisinde mevcut olan en büyük dane ebadıdır. İncelik Modülü (İnce Agrega İçin ) : Elekler üzerinde kalan malzemenin kümülatif yüzdeler toplamının yüze bölünmesiyle elde edilen ve agreganın inceliğini veya kalınlığını ifade eden bir sayıdır. Mutlak Hacim Esası (metodu) :1m 3 betonu teşkil eden malzeme ağırlıklarının, özgül ağırlıklarına bölünmesiyle elde edilen (Mutlak) hacimleri, beton karışım hesabında esas alan metottur. Ortalama Basınç Dayanımı : En az 3 adet beton silindir veya küpün basınç dayanımının ortalamasıdır. Su/Çimento Oranı: 1m 3 sıkışmış beton içindeki su ve çimentonun ağırlıkça oranıdır. Teknik Terimler Betonun Birim Ağırlığı: 1m 3 sıkışmış taze beton ağırlığıdır. Karışım hesabı için çeşitli metotlar vardır. Biz hesaplarımızda mutlak hacım metodunu kullanacağız. 1m 3 beton harman ağırlığı genellikle aşağıdaki sıraya göre bulunur. 1-) Maksimum su/çimento (W/C) oranı (W=Water C=Cement), 2-) Minimum çimento miktarı; 3-) Hava miktarı, 4-) Çökme (kıvam), 5-) Maksimum agrega boyutu (Dmax), 6-) Mukavemet, 7-) Katkılar, özel tipteki çimentolar ve agregalar gibi projenin tamamlanmasıyla ilgili diğer isteklerdir. Teknik Terimler Yukarıdaki verilenlerin haricinde, aşağıdaki malzeme özelliklerinin bilinmesi de gerekir. 1-) Kaba agreganın kuru özgül ağırlığı ve su absorpsiyon % si, 2-) İnce agreganın kuru özgül ağırlığı ve su absorpsiyon % si, 3-) Kaba agreganın kuru, sıkışık birim ağırlığı, 4-) İnce agreganın incelik modülü, 5-) Çimentonun özgül ağırlığı, 6-) İnce ve kaba agreganın rutubet % leri. 1
Beton Karışım Hesabında İzlenecek Yol Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır Beton karışım hesabı yapılırken; Betonun döküleceğielemanın boyutları Elemanın maruz kalacağı çevresel etkiler (sülfat ve klorür gibi zararlı kimyasal etkiler, donma-çözülme, ıslanma-kuruma,) Elemanın sahip olması gereken geçirimsizlik, dayanım, dayanıklılık, yoğunluk, işlenebilme, vb. özellikleri göz önünde bulundurulur. 1. Agrega en büyük tane büyüklüğünün seçilmesi Agrega en büyük tane büyüklüğü, Aksi belirtilmedikçe maksimum dane çapının seçiminde aşağıdaki kriterler dikkate alınır ve bunlardan en küçük olanı seçilir. En dar kesite ait kalıp genişliğinin 1/5 ini, Döşeme derinliğinin 1/3 ünü, Donatılı betonda en küçük donatı aralığının 3/4 ünü aşmayacak tarzda seçilmelidir. Bunların dışında beton pompa ile iletilecek ve dökülecekse betonda kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü pompa borusu iç çapının 1/3 ünü aşmamalıdır. Pas payının 2/3 ünden küçük olmalı Çizelge 1. Çeşitli yapı elemanları için kullanılacak agrega en büyük tane büyüklükleri Örneğin; bmin = 25 cm ise, Dmax 25.(1/5) = 5 cm. tmin = 5 cm ise, Dmax 5.( 3/4 ) 4 cm. hmin = 10 cm ise, Dmax 10.(1/3) 3 cm. mmin = 3 cm ise, Dmax 3.( 2/3 ) = 2 cm. Ayrıca en büyük dane boyutu Dmax seçiminde Tablo 2. den faydalanılabilir. 1. Agrega en büyük tane büyüklüğünün seçilmesi 2. Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi Aşağıda verilen ve en büyük tane büyüklüğü farklı agregalar için gösterilen tane dağılımları Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 de gösterilen 3 numaralı ve 4 numaralı bölgelerde bulunacak şekilde seçilmelidir. 3 numaralı bölgeye düşecek tane dağılımları, uygun bölge olduğu için, tercih edilmelidir. Bunun mümkün olmaması halinde 4 numaralı kullanılabilir bölgeye düşen tane dağılımları kullanılmalıdır. Zorunlu durumlarda 2 numaralı bölgeye düşen kesikli tane dağılımları da kullanılabilir. 5 numaralı bölgeye düşen tane dağılımları kullanılmamalıdır. 2
2. Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi 2. Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi 2. Tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) seçimi Pompa ile iletilecek betonda granülometri eğrileri Çevresel etki sınıfları Su/çimento oranı, betonun (katkılı veya katkısız) dayanım sınıfı ve maruz kalacağı dış etkilerin şiddeti ile ilişkilidir. TS EN 206-1 de yer alan farklı iklim şartlarına ve çevre etkilerine maruz kalan betonlarla ilgili kısımda betonun içinde bulunacağı çevre etki sınıfı belirlenmeli ve bu sınıfa uygun en az çimento dozajı, en düşük karakteristik basınç dayanımı ve en büyük s/ç oranı gibi parametreler belirlenmelidir. Çizelge 2. Çevresel etki sınıfları (TS EN 206-1) Agreganın tane sınıflarına ayrılması Agreganın tane sınıflarına ayrılması Beton imalatında kullanılacak olan agrega tüvenan olarak değilse, beton yapımı sırasında agreganın karıştırıcıya, genellikle 3 tane, 4 tane veya 5 tane sınıfına ayrılmış olarak koyulacağı karışım hesaplarında göz önünde bulundurulmalıdır. Bu hususta Çizelge 4 ten yararlanılmalıdır. Çizelge 4 te verilen agrega tane büyüklüğüsınıfları, uygulanması gereken en az sınıflardır. Gerekli durumlarda tane sınıfı müşterinin izniyle artırılabilir veya azaltılabilir. Bununla birlikte Çizelge 4 te verilen agrega tane büyüklüklerinden başka diğer elek göz açıklıkları da gerekli görüldüğünde agrega tane büyüklüğü dağılımı ve sınıflandırması için kullanılabilir. 3
Hedef Basınç Dayanımının seçilmesi Çizelge 3. Karışım hesabında esas alınacak hedef basınç dayanımları Standart Sapma Bilinmiyorsa Standart Sapma Biliniyorsa Hedef Basınç Dayanımının (f cm ) Belirlenmesi f cm = f ck + f cm = f ck + 1,48s f ck < 20/25 MPa =4 MPa 20/25 f ck 30/37 MPa =6 MPa f ck > 30/37 MPa =8 MPa s : standart sapma 3. Su / Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Çevre etkilerine maruz kalacak betonun içinde bulunacağı çevre etki sınıfı seçilmeli ve bu sınıfa uygun en az çimento dozajı, endüşük karakteristik basınç dayanımı ve en büyük s/ç oranı gibi parametreler belirlenmelidir. 3. Su / çimento oranının (s/ç) seçilmesi 4. Su Miktarının Belirlenmesi Şekil 11. Kırmataş agregaların farklı en büyük agrega tane büyüklüğü için kimyasal katkısız, hava sürüklenmemiş (a) ve sürüklenmiş (b) betonun yaklaşık karışım suyu miktarı 4. Su Miktarının Belirlenmesi Şekil 12. Kırmataş agregalar ile farklı en büyük agrega tane büyüklüğü ve farklı beton çökme değerleri için kimyasal katkısız ve hava sürüklenmiş betonun yaklaşık karışım suyu miktarı 4
5. Hava miktarının seçilmesi Betonun toplam hava içeriği (TS EN 12350-7 standardına göre belirlenen), iklim şartlarına ve agrega en büyük tane büyüklüğüne uygun olarak seçilmelidir (Şekil 13). 5. Hava miktarının seçilmesi Beton tasarımında 37,5 mm veya 40 mm nin üzerindeki agrega tane boyutları kullanıldığında, ölçülen hava içerikleri de betonun ıslak elemesinden sonra bulunan değerlerdir. Bu nedenle, beton tasarımı yapılırken 37,5 mm veya 40 mm den daha büyük agrega tane büyüklüğüne sahip betondaki hava içeriği (A) 37,5 mm elek göz açıklığında ıslak eleme yapıldıktan sonra bulunan hava içeriği (a) arasındaki bağıntı aşağıdaki gibidir A= a a 1 r (1 ) 100 Burada; A 37,5 mm elekten Islak eleme yapılmamış betonun toplam hava içeriği,% a 37,5 mm elekten Islak eleme yapılmış betonda ölçülen hava içeriği, % r 37,5 mm veya 40 mm elek üzerinde kalan malzemenin hacminin, karışımdaki diğer tüm malzemelerin (agrega, çimento ve su) hacmine oranıdır. 6.Kıvamın seçilmesi Betonun su içeriğine ve kullanılan kimyasal katkılara bağlı olarak belirlenen kıvam sınıfları TS EN 206-1 standardına uygun olmalıdır. Beton, hazır beton olarak bir tesiste pompa ile iletilerek dökülecek ve yerleştirilecekse bu durumda daha yüksek kıvam değeri pompa ile iletilen beton için Madde 5.3 te verilen agrega granülometri eğrilerinden yararlanılarak belirlenmelidir. Kıvamın herhangi bir şekilde belirtilmediği işlerde, uygun çökme değerleri aşağıdaki Çizelge 7 den alınabilir. 7. 1 m 3 Beton İçin Malzeme Miktarlarının Hesaplanması 1 m 3 sıkıştırılmış betonda bulunacak karışım elemanlarının miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. Betonda kimyasal katkı kullanıldığı durumlarda, katkının en az yarısının su olduğu kabulü dikkate alınmalıdır. Bu nedenle katkı miktarının yarısı kadar bir su miktarının toplam karışım suyundan çıkarılması gerekmektedir. Beton karışım oranlarının tayini hacim esasına göre yapılmalıdır. Değişkenlerin belirlenmesi 5
Değişkenlerin belirlenmesi 7. 1 m 3 Beton İçin Malzeme Miktarlarının Hesaplanması Agregalarda Nem Düzeltmesinin Hesaplanması Agregalara ait kullanılan referans özgül kütle değerleri yaygın olarak doygun kuru yüzey(dky) olarak belirlendiğinden, bulunan agrega miktarları da DKY değerleri olmaktadır.agregalar beton karışımları yapılırken genellikle DKY durumda değildir ve rutubet durumlarının sürekli belirli aralıklarla belirlenmesi gereklidir. Agregalara ait rutubetler (R) ve su emme (Se) değerleri bilindiği zaman, rutubet düzeltmesi aşağıda verildiğigibiyapılmalıdır. Değişkenlerin belirlenmesi Değişkenlerin belirlenmesi Agregalarda Nem Düzeltmesinin Hesaplanması Örnek Beton Karışım Hesabı Tablosu 1000 dm 3 beton 40 dm 3 beton MALZEME B.H HACİM AĞIRLIK(kg) AĞIRLIK(kg) Çimento 3,1 122,5 379,6 15,2 Su 1 205 205 8,2 Hava - 15 - - Elek aralıkları % 0-4 38 2,58 249,85 644,61 25,78 4-12 18 2,69 119,35 318,36 12,73 12-32 44 2,75 289,3 797,23 31,89 TOPLAM 100 1000 2344,8 93,8 Beton Karışım Hesabı-1 Örnek 1: Aşağıdaki verilenlere göre köprü ayağı beton karışımı hesabını yapınız. Sülfatlı su tesiri var Sık sık donma çözülme var Köprü ayağı kısa kenarı 40 cm Donatılar arasındaki en küçük mesafe 5cm=50mm İri agrega (D.Y.K.) Özgül Ağırlığı =2,8 ton/m 3 İri agrega sıkışık birim ağırlığı =1,7 ton/m 3 İri agrega gevşek birim ağırlığı =1,6 ton/m 3 İnce agrega (D.Y.K.) Özgül ağırlığı=2,6 ton/m 3 İnce agrega sıkışık birim ağırlığı =1,6 ton/m 3 İnce agrega gevşek birim ağırlığı =1,5 ton/m 3 İnce agrega incelik modülü =2,7 C30 (28 Günlük silindir mukavemeti 300kg/cm 2 ) Çimento özgül ağırlığı =3,15 ton/m 3 Sıkıştırma vibratörle yapılacaktır %67 iri agrega, %33 ince agrega karışımı kullanılacaktır ve Agrega gronulümetrisi B eğrisine yakın. 6
Çözüm; 1) Çizelge 1 den Dmax bulunur. Köprü ayağı en kısa mesafesi 400x(1/5)=80mm En küçük donatı mesafesi 50x(3/4)=37.5mm Seçilen Dmax = 32 mm 2) TS 802 Çizelge 7 den çökmesi bulunur. Köprü ayağı kısa kenarı 5-3 Seçilen çökme = 4 cm 3) Çizelge 6 dan su miktarını bulmak için, çökme 4 ile Dmax 32 çakıştırılarak bulunur. Su miktarı 155 lt (B eğrisine yakın) 4) Taze betonda hava miktarı : Çizelge 6 dan %1 (su miktarını bulduğumuz sütunun en altına bakarak bulunur) 5) Çizelge 4 den Su Çimento oranı su/çimento =%44 (0.44) (Sülfat etkisi var. Su içinde, köprü ayağı) Çimento miktarı = Su/(su/çimento= 155 / 0,44 = 352kg Ayrıca: Hacim cinsinden a) Su=155 lt =155 dm 3 b) Çimento hacmi =352/3,15=112 dm 3 c) Hava =10 dm 3 d) Agrega dolu hacmi =1000-(155+112+10)= 723 dm 3 e) İri agraga hacmi = 0.67*723 =484 İnce agrega =723 484 =239 dm 3 Toplam :1m 3 beton karışımına girecek malzemenin kg cinsinden miktarı ( İnce agrega) =239 * 2.6 = 621 kg ( İri agrega) =484 * 2.7 = 1306 kg (Su) = 155 kg (Çimento) = 352 kg ------ 2434 kg. DENEYİN AMACI Yüzey sertliği yoluyla yaklaşık beton dayanımının tayini ve bu metodun uygulanabileceği alanların belirlenmesi, sonuçların değerlendirilmesidir BETON YÜZEY SERTLİĞİ YOLU İLE BASINÇ DAYANIMI TAYİNİ 1948 de İsveçli mühendis Ernst Schmidt, beton sertliğini geri tepme metodu ile ölçen bir test çekici geliştirdi. Schmidt, geri tepme çekici, temel olarak geri tepme numarası ve beton mukavemeti arasında çok az bir teorik ilişki olmasına dayanan bir yüzey sertlik deney cihazıdır. Bununla birlikte limitler dahilinde geri tepme değeri ve mukavemet özellikleri arasında ampirik korelasyonlar yapılmıştır. 7
Schmidt geri tepme çekici, yaklaşık olarak1.8kggelmektedir ve hem laboratuar hem de arazide kullanılmaya uygundur. Cihazın temel bileşenleri; dış kısım, çekiç kütlesi, ana yay ve pistondan oluşmaktadır. Diğer parçalar, çekiç kütlesini pistona kilitleyen bir kilit mekanizması ve çekiç kütlesinin geri tepmesini ölçen bir mekanizmadan oluşmaktadır. Deney; dikey, yatay, yukarıya doğru, aşağıya doğru veya herhangi bir açıda yapılabilir. Geri tepmedeki değişik yer çekimi etkilerinden dolayı değişik açılardaki geri tepme değeri değişiklik gösterecektir. Bu durumu düzeltmek için kalibrasyon veya düzeltme abakları kullanılmalıdır. Birçok araştırmacıya göre betonun tek eksenli dayanımı ve çekiç geri tepme numarası arasında genel bir korelasyon vardır. Bununla birlikte çeşitli çalışmacılar geri tepme okuması kullanılarak yapılan mukavemet belirlenmesinin hassasiyetine inanmaktadır. Schmidt çekicinin sınırları çekiç kullanılırken dikkate alınmalı ve farklarına varılmalıdır. Çekicin standart tek eksenli deneyler yerine kullanılması mümkün değildir. Fakat çekiç, betonların birbirleriyle kıyaslanmasında kullanılabilir. Geri tepme metodu, bir çok ülkede ASTM ve ISO standartlarında ciddi anlamda yeterlilik kazanmıştır. 1. Darbe silindiri 2. Test yapılan yüzey 3. Kılıf 4. Gösterge ve gösterge kılavuzu 5. Skala (taksimat) 6. Tespit düğmesi 7. Çekiç kılavuz çubuğu 8. Disk 9. Ön kapak 10. İki parçalı yüzük 11. Arka kapak 12. Basınç yayı 13. Çengel 14. Çekiç kütlesi 15. Tutma yayı 16. Darbe yayı 17. Kılavuz yuvası 18. Keçe temizleyici 19. Kırılmaz cam pencere 20. Serbest bırakma vidası 21. Kilitleme somunu 22. Pim 23. Çengel yayı DENEYDE KULLANILAN ALETLER Bir beton yüzeyine yay ile gerilmiş bir metal uç belli bir kuvvetle bir vuruş yapar ve skalada bu değer okunur. Bu değer beton yüzeyine yakın tabakanın elastik davranışı hakkında bir bilgi verir ve bu değer ile belli şartlara bağlı olarak basınç dayanımı bulunabilir. N tipi (vuruş enerjisi: 2,25 Nm) normal binalar köprü konstrüksiyonları betonlarının testlerinde kullanılırlar. L tipi(vuruş enerjisi: 0,75 Nm) n tipinin küçük modelidir. Küçük ve darbeden etkilenecek olan kısımları ile suni taşların testinde kullanılır. M tipi (vuruş enerjisi: 30 Nm) özellikle kütle betonlar ile yollar ve hava meydanları beton kaplamalarınındayanımlarını ölçmede kulalnılır. Ptipi(sarkaçlı tip test çekici vuruş enerjisi:0.9 Nm) her çeşit hafif yapı materyalleri, sıva ve kaplamalar gibi sertlikleri genellikle az olan materyaller ve düşük dayanımlı betonların (küpdayanımları 50 250 kgf /cm 2 ) testlerinde kullanılır. P tipi N ve L tipinden daha iyi sonuçlar vermektedir 8
Deneyin Yapılışı (TS 3260) 1. Uygun bir alet seçilir. 2. Aletin doğru çalışıpçalışmadığı kontrol edilir. 3. Beton yüzeyinin düzgün, temiz, kuru ve kalıba gelen tarafı tercih edilir. 4. Yüzeyde çatlamış fakat kopmamış bir tabaka var ise bu tabaka bir aşındırıcı araç ile alınmalıdır. 5. İyi sıkıştıramama ve çimento şerbetinin akıp gitmesi parçalanma veya yontma sonucu oluşan kaba yüzeyler güvenilir sonuçlar vermezler. Böyle yüzeyler üzerinde deneyler yapılmamalıdır. 6. Gerçeğe yakın iyibirortalamabulmakiçinenazından 9 ve genellikle 25 i aşmayan okuma elde etmek gerekir. 25 den çok okuma ele etmekle, ortalamanın gerçeğe yakınlığı fazla artmaz. 7. 9 ile 25 arasında değişen ayrı ayrı alınan okumalar 300mmx300mm yi geçmeyen bir alan üzerinde kısıtlama bütün bir taşıyıcıyı veya bileşen üzerinde rast gele okumalar almaktan normal olarak daha iyidir. 8. 20mm 50mm lik karelajlar yapılmalı, bunların kesiştiği yerler okuma noktaları olarak alınmalıdır. Bu işlem, deneyi yapana okuma noktalarının seçiminde daha objektif olmasını sağlar. 9. Durum gerektirirse, bir taşıyıcı veya bileşen üzerinde birden fazla deney yapılmalıdır. 10. Deneyler arasındaki farklar o taşıyıcı veya bileşen betonu değişkenliği için bir ölçü olacaktır. Böylelikle deneyler beton döküm derinliğine göre değişik sonuçlar verecektir. Buda beton döküm derinliğinin üst ve altlarında yerleşerek sıkışmanın ve çimento şerbetinin akmasının doğurduğu su çimento oranları arasındaki farklılıklarınyansımasıdır. 11. Beton döküm derinliği dahaazolanyerlerdeki deney sonuçlarında daha düşük değerler elde edilir. 11. Ortalamayı alırken en büyük ve en küçük değerler hariç olmak üzere, bütün okumalar kullanılmalıdır. Bir deneyde yeterince homojen numuneler üzerinde alınan okumalar arasında farklılık çoğu zaman%7 civarındadır, ancak bu fark %15 kadar da yükselebilir. 12. Genellikle okumalar arasındaki farkların, beton dayanımı arttıkça küçüldüğü, kalın agreganın miktarı ve büyüklüğü arttıkça büyüdüğü görülür. 13. Çarpmaların uygulanacağı noktalar, çarpmalardan veya beton bileşenindeki sürekliliğin önemli ölçüde kesintilere uğradığı yerlerden en az 20 mm uzaklıkta olmalıdır. 15. Normal büyüklükteki beton donatı demirlerinin yüzeye olan uzaklıkları normal ise sertlik değerleri üzerine bir etkisi yoktur. 16. Fazla narin olan kirişler, kalınlığı 100 mm den az olan ince paneller ve döşeme betonları, çarpma altında titreşen bölgelerde daha düşük değer verir. Bu durum yüzey sertliği değerlendirilmesinde göz önünde bulundurulmalıdır. 17. Aletin uygulama yönleri çoğunlukla yatay veya düşeydir. Ancak uygulama değiştirmemek koşuluyla, deney herhangi bir yönde gerçekleştirilebilir. 18. Deneyin yapıldığı belirli bir yön için düzeltmeler veya kalibrasyon değerleri aletle birlikte verilmelidir. 9
19. Her deneyde elde edilen 9 ile 25 adet arasındaki okumanın ortalaması, en büyük ve en küçük okumalar, standartsapmavedeğişme katsayısını verir. 20. Beton taşıyıcının tamamı için okumaların istatistiki katsayıları verir. 21. Sertlik deney çekicinin uygulandığı yapı bileşenin betonu ile aletin kalibrasyonun da kullanılan deney numunesin betonu arasındaki benzerliği derecesini belirtir. BETON TEST ÇEKİCİNİN ÖLÇTÜĞÜ GERİ SIÇRAMA DEĞERİNE ETKİLEYEN FAKTÖRLER Beton test çekicindeki darbe çubuğunun ucu beton yüzeyine daima dik durumda uygulanmalıdır.dik durumda bulunan test çekici beton yüzeyine değişik yönlerde uygulanabilmektedir.yani herhangi bir beton blok üzerine yukarıdan aşağıya doğru veya aşağıdan yukarı doğru veya yan yüzeyine darbe uygulanabilmektedir. Test çekici ile ölçülen geri sıçrama değerleri şu faktörlertarafından etkilenmektedir: 1. Darbenin uygulandığı yön: Aynı kalitedeki bir beton blokta yer çekimi etkisiyle, yukarıdan aşağıya doğru yapılan uygulamalarda daha yüksek, aşağıdan yukarıya doğru yapılan uygulamalarda ise daha düşük okumalar alınmaktadır. 2. Beton yüzeyinin ıslak veya kuru olması durumu: Yüzeyi ıslak olan betonlarda daha düşük geri sıçrama değerleri elde edilmektedir. 3. Beton yüzeyinde karbonatlaşmanın olup olmaması durumu: Karbonatlaşmış beton yüzeylerinden diğer normal betonlara göre daha yüksek değerler elde edilmektedir. 4. Darbenin beton yüzeyindeki iri agregalar üzerine veya donatılar üzerine uygulanıp uygulanmaması durumu: Test çekicinin betondaki iri agrega üzerine uygulanması durumundaveyadarbeuygulanan yüzeyin hemen altında betonarme demir çubuklarının bulunması durumunda daha yüksek geri sıçrama değerleri elde edilir. 6. Görünür iri agrega tanelerinden, hatalı noktalardan (çakıl boşlukları, demirliyerlerden) kaçınılmalıdır. 7. İnce yapılı elemanlarda (<120mm) esneme olabileceğinden, deney noktaları mesnet yakınlarında ve ankrajlanmış kısım yakınlarından seçilir. Test çekicinin kalibrasyonu için kullanılan örs 10
Genel uygulama alanı Beton test çekicinin doğru değerler ölçüp ölçmediğini kontrol edebilmek için sertleşmiş çelikten (brinel sertliği 500kg/mm 2 )yapılmış ve yaklaşık 15kgağırlığında olan özel bir örs kullanılmaktadır. Normal tipteki bir test çekici ile bu örs üzerine darbe uygulandığı takdirde, elde edilen geri sıçrama değerinin 80 olması gerekmektedir. Örs üzerindeki elde edilen geri sıçrama değeri 72 den daha az ise, o test çekici beton üzerinde kesinlikle kullanılmamalı, kalibre edilmelidir. Şayet, örs üzerinde elde edilen geri sıçrama değeri 72 den daha yüksek, fakat 80 değil ise, test çekicini beton üzerinde kullanabilmek mümkündür. Yüzey sertliği deney yöntemleri beton niteliğini yaklaşıkolarakbelirtirveöndökümlüveyayerinde dökülmüş betonlardaki nitelik denetim işlemleri için ön bilgiler verir. Genel olarak yüzey sertliği deney sonuçları ile beton dayanımı ve diğer ölçülebilen özellikleri arasında kesin bir ilişki veya orantı kurulamamaktadır. Deney sonuçlarındaki yanılgıyı azaltmak için: özel koşullar için gösterge değerlerinin saptanması gerekir. Betondan kesilen bir numune üzerinde yapılan basınç dayanımı deneyi gibi ek bir bilgi olmadan, yalnız yüzey sertliği deney sonucunun vereceği bilgi, dökümünden en az 14 gün. en fazla 90 gün geçmiş betonlar için geçerlidir. Beton üzerinde, sertlik yöntemleriyle yapılan deneylerin bugüne değin kullanılan diğer yöntemlerle yapılan deneylerin yerini alacak deneyler değil, yalnız tamamlayıcı veya yararlı ek deneyler olarak düşünülmesi gerekir. Bu deneyler, beton yüzeyinin yaklaşık olarak 30 mm derinliğinin rölatif sertliği hakkında bilgi verir Beton sertlik deneyi sonuçlarının, betonun diğer nitelikleriyle olan ilişkisi ancak aynı koşullarda daha önceden yapılan deneylerin sonuçlarıyla yorumlanabilir. Betonun dayanımı ve diğer nitelikleri ile ilgili sertlik indeksi değerleri, aletlerin tipine ve yapan firmaya göre değişmektedir. Mümkün olduğunda, uygulamadan önce belirli beton ve belirli koşullar için gösterge değerlerinin saptanması gerekir 11
Betonda Ultrases Hızı İle Ölçüm Ultrasonik hız metodu beton içerisinden geçen ultrasonik dalganın,vgeçme hızını ölçmekten ibarettir. Hızın hareket zamanı elektronik olarak ölçülür. Algılayıcılar arasındaki uzaklık hareket zamanına bölündüğünde dalga ilerlemesinin ortalama hızı elde edilir. Ölçülen bu hız betonun bir çok özelliğinin belirlenmesinde kullanılır. Bu teknik, yerinde ve laboratuvar numunelerinde rahatlıkla kullanılabilir. Elde edilen sonuçlar betonun şeklinden ve büyüklüğünden etkilenmemektedir. Ancak yinede çok küçük numuneler deneye tabi tutulurken dikkatli olunmalıdır. Bu anlatılanlar ultrasonik hız tekniğinin, birçok konuda rezonans frekansı deneyinden daha kullanışlı olduğunu göstermektedir. Ultrasonik hız tekniği, betonun mukavemetinin, homojenliğinin, elastisite modülün, döküm özelliklerinin ve çatlakların varlığının belirlenmesinde kullanılabilir. Eğer çatlaklar tamamıyle su ile dolu ise çatlakların yerinin belirlenmesi oldukça zorlaşmaktadır. Genelolarakçokyüksekhızların (<4570m/s) çok kaliteli betonun göstergesi ve çok düşük hızların da (< 3050 m/s) kalitesiz betonun göstergesi olduğu bilinmektedir. Hızdaki periyodik ve sistematik değişimler, betonun kalitesinde de aynı şekilde değişimler olduğunu göstermektedir. Bütün bunlara rağmen araştırmacı, hız ölçümünden veya diğer özellikleri belirlemeden önce çalıştığı beton hakkında yeterli bilgiye sahip olmalıdır. Bu durum özellikle kullanılan agrega, düşük ağırlıkta agrega ise geçerlidir. Ultrasonik hız ve mukavemet arasındaki ilişkiler bir çok değişkenden etkilenir. Betonun yaşı, su muhtevası, agrega çimento oranı, agrega tipi ve donatı yeri değişkenlerinden sayılabilir. Bu sebepten dolayı ultrasonik hız metodu betonun sadece kalite kontrolün de kullanılmalıdır. Genel olarak hız datasının mukavemet parametreleriyle kolerasyonları başarılı olmaktadır. 12
Resim şu anda görüntülenemiyor. 05.05.2015 Deneyin Amacı Betonda yayılma hızının ultrases ile tayininde, mekaniğe dönüşen titreşim vuruşlarının ölçülen zamanı deney numunesinin belli bir ölçüm uzunluğu boyunca saptanır. Ve bu yayılma hızı (km/s)olarak verilir. Deneyde Kullanılan Aletler Ultrases cihazı Ölçü bantları Kontak maddesi (kalınyağ,alçı,vazelinvs) Zımpara makinesi Deneyin Yapılışı 1. Ölçüm noktaları,cihazıngöndericivealıcı uçları karşılıklı paralele olacak şekilde seçilmeli ve cm cinsinden ölçülmeli hesaplamada km kullanılmalıdır. 2. Düzgün olmayan (pürüzlü) beton yüzeyi ölçüm noktaları zımparalanarak düzgün hale getirilir. 3. Beton ölçüm noktaları arasındaki (cihazın alıcı ve gönderici uçlar) uzaklık %1 duyarlılıkla ölçülür veya hesaplanır. 4. Alıcı ve gönderici uçlara kontak maddesi sürülür. 5. Uçlarbeton ölçüm noktalarınasıkıca bastırılırve cihazdan geçiş süresi (µs) mikro saniye cinsinden okunur ve saniyeye çevrilir. Olabilecek Önemli Hatalar 6. Ölçümler, gelişi güzel seçilen bir çok noktada tekrarlanır. okunan ses geçiş süresi ses hızına aşağıdaki bağıntı ile çevrilir. V= L/t V : ses hızı (km/s) t : ses geçiş süresi (saniye) L: ölçü boyu (km) Kontak maddesi çok kalın olabilir. Uçlar yüzeye sıkıca temas etmeyebilir. Deney numunesi çok nemli olabilir. Çatlak veya bozulmuş kısımlar olabilir. Ses geçiş doğrultusunda paralel çok sıkı donatı bulunabilir. Cihazı yapan firma tarafından verilen en az ve en çok kalınlık sınırları aşılabilir. 13
Ultrasonik Test Cihazı Kullanımı Sonunda Hesaplanan Ses Üstü Dalga Hızı Değerini Etkileyen Faktörler. Ses üstü dalganın betonun bir yüzeyinden diğerine geçme süresi (ses üstü dalga hızı) aşağıdaki faktörler tarafından etkilenmektedir: 1. Cihazdaki gönderici ve alıcı başlıkların beton yüzeyi ile temaslarının iyi olup olmaması; Ses üstü dalgaların gönderildiği ve geri kaydedildiği başlıklar beton yüzeyleri ile tamamen temas edilecek tarzda tutulmalıdır. Beton yüzeylerin yeterince düzgün değil ise yüzeyin öğütülerek düzgünleştirilmesi gerekmektedir. Gerektiğinde, cihazın başlıkları ile beton yüzeyleri arasında kullnılcak parafin veya bir yağ tabakası ile temasındahaiyiolması sağlanmalıdır. 2. Betona ses üstü dalagaların gönderildiği başlık ile dalgaların geri alındığı başlıklar arasındaki mesafe: Ses üstü dalagarın takip ettiği yolun uzun olması dalga enerjisinde bir miktar azalma yaratmakta ve hatalı değerlendirmelereyol açabilmektedir. 3. Ultrasonik test yönteminin uygulandığı ortamın sıcaklığı: Ses üstü dalga hızı 5C ile 30C arasındaki sıcaklık ortamlarında etkilenmektedir. Anacak, çok yüksek sıcaklılık ortamında ses üstü dalga hızında bir miktar azalma 0C sıcaklıktan daha az ortamlarda ise, dalga hızında bir miktar artma olabilmektedir. 4. Betondaki nem miktarı: Betondaki nem miktarının fazla olması, ses üstü dalga hızının daha yüksek olmasına yol açmaktadır. 5. Beton içerisindeki demir donatılar: Betonda demir donatıların bulunması ses üstü dalga hızının artmasına neden olmaktadır. Ultrasonik test yöntemiyle ölçülen ses üstü dalga hızı değerini kullanarak basınç dayanımının elde edilebilmesi Ultrasonik test yöntemi ile, betonun bir yüzeyinden içeriye gönderilen ses üstü dalgalarının beton içerisindeki ilerleme hızı hesaplanmaktadır. Betonun içerinden geçen ses üstü dalgasının hızı ile beton dayanımı arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Ancak, ses üstü dalganın betonun yoğunluğu arasında belirli bir ilişki bulunmaktadır. Yoğunluğu az olan bir betonda, yani içerisinde daha çok boşluk bulunan bir betonda, ses üstü dalganın betonun bir yüzeyinden diğerine ulaşabilme süresi daha uzundur. Bir başka değişle betonun içerisindeki boşluk miktarı arttıkça, ses üstü dalganın hızı daha az olmaktadır. Bilindiği gibi, betonun yoğunluğu ile basınç dayanımı arasında belli bir ilişki bulunmaktadır. Yoğunluğu yüksek olan betonların basınç dayanımları genellikle yüksektir. Su / çimento oranı yüksek olan betonlar daha çok kapiler boşluk içerdiklerinden bu betonların yoğunluğu ve basınç dayanımları da yüksek değildir.sıkıştırma işlemi yeterince yapılmamış olan betonlar dada daha çok boşluk yer aldığı için bu tür betonların yoğunluğu basınç dayanımları yüksek değildir. 14
Ultrasonik test yöntemi ile herhangi bir betonun basınç dayanımını yeterince hassas olarak bulabilmek zor olmakla birlikte, herhangi bir betonun içerinden geçen ses üstü dalganın hızı, o betonun içerdiği boşluk miktarı ve yoğunluğu ile yakından ilgili olduğu için,elde edilen ses üstü hız ile betonun kalitesi hakkında genel bir ilişki kurabilmek mümkün olabilmektedir. Whitepurst tarafından yoğunluğu yaklaşık 2400kg/m 3 olan betonlar üzerinden yapılan deneysel çalışmalar sonunda, ses üstü dalga hızı bilindiği takdirde beton kalitesinin ne olabileceğine dair önerilen sonuçlar aşağıdaki çizelgede gösterilmektedir. Ultrasonik Test Yöntemiyle Beton Kalitesinin Değerlendirilmesi Dalga Hızı (m/saniye) Beton Kalitesi > 4500 mükemmel 3500 4500 iyi 3000 3500 şüpheli 2000 3000 zayıf < 2000 çok zayıf Birleşik Metot Beton test çekiciyle elde edilen geri sıçrama değerlerinin kullanılmasıyla beton basınç dayanımı yaklaşık olarakbulunabilmekleberaber,buyöntem, beton yüzeyinin sertliği ile ilgilidir. Geri sıçrama değerleri, betonun içerisinde bulunan boşluklar ve yoğunluk hakkında bir bilgi vermemektedir. Sadece, basınç dayanımları yüksek olan betonların yüzeylerinin de daha sert olacağı esasına dayanmaktadır. Ultrasonik yöntemle betonun içerisinden geçirilen sesüstü dalgalarının hızı, betonun içerisindeki boşluklarla ve beton yoğunluğuyla yakından ilgilidir. Ancak, herhangi bir beton üzerinde ölçülen sesüstü dalga hızından yola çıkılarak o betonun basınç dayanımını yeterince doğru ölçüde bulabilmek mümkün olamamaktadır. Araştırmacılar, hem beton yüzeyinin sertlik özeliklerinin yansıtıldığı geri sıçrama değerlerinden, hem de betonun içerisindeki boşlukların ve beton kalitesinin etkilerinin yansıtıldığı betonuniçerisindengeçirilensesüstü dalgalarının hızından yararlanılarak, beton basınç dayanımının bulunabilmesine dair çalışmalara yönelmişlerdir. Beton test çekiciyle ve ultrasonik cihazla elde edilen değerlerin birbirini tamamlayıcı bilgiler olduğudüşünülmüştür. 15
16