Beton Teknolojisinde Gelişmeler ve Yüksek Performanslı Betonlar

Benzer belgeler
2016 BAHAR YY. BURAK FELEKOĞLU

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

SIFCON ÇİMENTO SU SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI SİLİKA DUMANI ÇOK İNCE KUM HACİMCE % 4-20 ÇELİK LİF (YÜKSEK DONATI İÇERİĞİ)

Yüksek Performanslı betonlar

Doç. Dr. Halit YAZICI

4. SUALTINDA BETON DÖKÜMÜD

YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR -7-2-

Doç. Dr. Halit YAZICI

ONARIM ve GÜÇLENDİRMEDE MALZEME-III. Bölüm. Doç. Dr. Halit YAZICI

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

Doç. Dr. Halit YAZICI

Doç. Dr. Halit YAZICI

ÖNSÖZ. Prof. Dr. Bülent BARADAN

beton karışım hesabı

Doç. Dr. Halit YAZICI

Doç. Dr. Halit YAZICI

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR Yüksek Performanslı betonlar

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

Doç. Dr. Halit YAZICI

5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

YENİ NESİL ERKEN YAŞ YÜKSEK DAYANIMLI ÇİMENTO BAĞLAYICILI ONARIM MALZEMESİ

YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR -1-2-

Yüksek Performanslı betonlar

YÜKSEK DAYANIMLI /YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLAR. Doç. Dr. Hakan Nuri ATAHAN İTÜ İnşaat Fakültesi

Beton Melike Sucu ZEMİN BETONLARINDA KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU KULLANIMI. Nisan, 17

ÇİMENTO ESASLI ULTRA YÜKSEK DAYANIMLI KOMPOZİTLERDE BİLEŞİM PARAMETRELERİNİN BASINÇ DAYANIMINA ETKİSİ

ONARIM ve GÜÇLENDİRMEDE MALZEME-II. Bölüm. Doç. Dr. Halit YAZICI

KATKI MADDELERİ. Günümüzde KATKISIZ BETON ÜRETİMİ ENDER! DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR:

HAFİF AGREGALARIN YAPISAL BETON İMALATLARINDA KULLANIMI Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Çimentolu Sistemlerde Geçirgenlik - Sebepleri ve Azaltma Yöntemleri - Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

taze beton işlenebilirlik

Doç. Dr. Halit YAZICI

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

ISIDAÇ 40 Esaslı Yüksek Performanslı Beton. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

Üzerinde Meydana Gelecek Hasarları Kendiliğinden İyileştirme Kabiliyetine Sahip Yeni Nesil Esnek Beton

Silika Tozu ve Yüksek Oranda Uçucu Kül İçeren Kendiliğinden Yerleşen Beton. H. Yazıcı, B. Felekoğlu, S. Aydın, K. Tosun, B.

Yapı Malzemeleri Karma Suyu ve Katkılar

Kendiliğinden Yerleşen Betonlarda Polipropilen ve Çelik Lif Kullanılmasının İşlenebilirliğe Etkisi

Yüksek Performanslı betonlar

PROJE SONUÇ RAPORU. Proje Nr TĐDEB

Beton; kum, çakıl, su, çimento ve diğer kimyasal katkı maddelerinden oluşan bir bileşimdir. Bu maddeler birbirleriyle uygun oranlarda karıştırıldığı

BETON KARIŞIM HESABI. Beton; BETON

Doç. Dr. Halit YAZICI

YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR Yüksek Performanslı betonlar

FARKLI BAĞLAYICILARIN KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU ESASLI HARÇLAR ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

BETON KARIŞIM HESABI (TS 802)

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II BETON KARIŞIM IM HESABI

Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON ÖZELLİKLERİNE ATIK MERMER TOZUNUN ETKİSİ

Özel Betonlar. Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi. Mayıs, 2017

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

7. Yapılar ile ilgili projelerin ve uygulamalarının tekrarlı olması durumunda, her bir tekrar için ücret, belirtilen miktarın % 25 si kadardır.

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

ÇELİK LİF DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN REOLOJİK ÖZELLİKLERİ. Mert Yücel YARDIMCI * Bülent BARADAN **

Kalsiyum Aluminat Çimentosu Esaslı Reaktif Pudra Harçlar (RPM) Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

4/4/2018. Kıvam sınıfları ve özellikleri

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

Mineral Katkılar- Metakaolin. Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi

REAKTİF PUDRA BETONLARI

mineral katkılar Paki Turgut

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ISIDAÇ 40 IN PREFABRİK İMALATLARDA KULLANIMI

Çizelge 5.1. Çeşitli yapı elemanları için uygun çökme değerleri (TS 802)

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1)

2/27/2018. Erken dayanım sınıfı N: Normal R: Hızlı gün norm basınç dayanımı (N/mm 2 )

FARKLI ORTAMLARDA KÜR EDİLMİŞ LİF KATKILI BETONLARIN DEPREM YÜKÜ ETKİSİ ALTINDAKİ DAVRANIŞININ ARAŞTIRILMASI

POMZA AGREGALI TAŞIYICI HAFİF BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Katkı Dozajı ve Taze Beton Sıcaklığının Kendiliğinden Yerleşen Beton Özelliklerine Etkisi

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

ALL ABOUT FIBERS DAHA GÜÇLÜ BETON

Doç. Dr. Halit YAZICI

YAPI MALZEMESİ AGREGALAR

Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak

ZEMİN BETONU ÇATLAKLARI VE ÖZEL KONULAR

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BETONUN DENİZ SUYUNA DAYANIKLILIĞI

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Çelik Tel ve Matris Dayanımlarının Betonların Kırılma Enerjisine Ortak Etkisi

HİPER AKIŞKANKANLAŞTIRICI. Aralık, 2017 Kütahya Devrim Mehmet Pattabanoğlu

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN NORMAL DAYANIMLI HAFİF BETON ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

Betonu oluşturan malzemelerin oranlanması, daha yaygın adıyla beton karışım hesabı, birbirine bağlı iki ana aşamadan oluşur:

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

Çimentolu Sistemlerde Çatlak Oluşumları. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Yüksek Performanslı Ön Karışımlı Betonlar Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

İLERİ BETON TEKNOLOJİSİ-5 LİFLİ BETON

KİMYASAL KATKILAR Giriş

Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi. Mineral Katkılar- Uçucu Kül

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

Transkript:

21 Ocak 2016 Hava Teknik Okullar Komutanlığı Prof. Dr. Halit YAZICI Beton Teknolojisinde Gelişmeler ve Yüksek Performanslı Betonlar 1

BETON Dünyada en yaygın kullanılan malzeme Yıllık tüketim yaklaşık 12 milyar ton 2

NEDEN BU KADAR YAYGIN Suya dayanıklı İstenen şekil verilebilir (başlangıçta plastik kıvamda, sonra sert ve sağlam) Uzun ömürlü Kolay Temin edilebilme Ekonomik Bakım masrafları düşük 3

BETON ÇOK FAZLI (KOMPOZİT) MALZEME Su Kimyasal Katkı Çimento BETON Mineral Katkı İri agrega İnce Agrega 4

ÇİMENTO BAĞLAYICI İRİAGREGA İSKELET İNCE AGREGA DOLGU SU MİNERAL KATKI HİDRATASYON + İŞLENEBİLİRLİK PUZOLANİK REAKSİYON + FİLLER KİMYASAL KATKI TAZE ve SERTLEŞMİŞ BETON ÖZELLİKLERİNİ GELİŞTİRMEK 5

İNŞAAT SEKTÖRÜNDE SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA KIT KAYNAKLARIN VERİMLİ ve EKONOMİK KULLANIMI ÇEVRESEL ETKİLERİN MİNİMİZE EDİLMESİ ÇEVRE DOSTU YAPI MALZEMELERİNİN KULLANIMI (ATIKLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ, DOĞAL KAYNAKLARIN KORUNMASI, ENERJİ TÜKETİMİNİN AZALTILMASI ) GELECEKTEKİİHTİYAÇLARA YÖNELİK RASYONEL PLANLAMA 6

ÖRNEK: ÇİMENTO ÜRETİMİNİN ÇEVRESEL ETKİLERİ BÜYÜK ENERJİ TÜKETİMİ KULLANILAN FOSİL YAKITLARIN GAZLARI TOZ MADDELER CO 2 AÇIĞA ÇIKMASI CO 2 KONSANTRASYONU 270 ppm (1700) 350 ppm (2000) TAHMİN EDİLEN 500 ppm (2050) 7

KALICI, UZUN ÖMÜRLÜ YAPILARA İHTİYAÇ VAR YÜKSEK PERFORMANLI BETONLAR BU İHTİYACA CEVAP VEREBİLİR 8

* YAPI STOĞUMUZDA BETON SINIFINA GİREMEYECEK MALZEME İLE İNŞA EDİLMİŞ YAPILAR MEVCUT GRANÜLOMETR LOMETRİSİ BOZUK, BOŞLUKLU BETON!!!!!! 9

YAPI STOĞUMUZDA BETON SINIFINA GİREMEYECEK MALZEME İLE İNŞA EDİLMİŞ YAPILAR MEVCUT KİL L TOPAKLI ve AĞAÇA PARÇASI ASI İÇEREN BETON!!!!!! 10

YAPI STOĞUMUZDA BETON SINIFINA GİREMEYECEK MALZEME İLE İNŞA EDİLMİŞ YAPILAR MEVCUT KAROT ÇIKARTILAMAYAN BETON!!!!!! 11

DONATI KOROZYONU 12

Panteon Roma imparatoru Hadrian tarafından yaptırılm lmıştır. M.S. 128 yılında y inşa a edilmiştir. 43.2 m lik kubbe çapı ile 1800 yıl y bu rekorun sahibi olmuştur. 13

Beton: Karmaşık iç yapı Gözenekler Kum tanesi Çimento tanesi Kalsiyım hidroksit 14

Betonun evrimi kapsamında su/çimento dayanım ilişkisi (Taşdemir vd. 2002) 15

467 m 1.2 milyon ton YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLAR için TASARIM KRİTERLERİ Doğal gaz platformu Yüksek dayanım Yüksek erken dayanım Yüksek elastisite modülü Yüksek dayanıklılık, uzun servis ömrü Donma-çözülme direnci Tokluk ve darbe direnci Yüksek aşınma direnci Boyutsal stabilite Kolay yerleşebilirlik, ayrışma direnci 40 MPa uygun boşluk yapısı ve klor iyonu penetrasyonu dirençli 16

1903 Taipei 101 Kompozit gökdelenler Ingalls Building Cincinnati, Ohio Çelik Taşıyıcı sistem yükseklik kat Yıl 1. Taipei 101 Tayvan Çelik 509 m 101 2004 2-3. Petronas Malezya Betonarme çelik kompozit 452 88 1998 4. Sears ABD Betonarme çelik kompozit 442 108 1974 5. Jin Mao Çin Betonarme çelik kompozit 421 66 1999 WTC 526m Petronas Two Union Square 380 betonarme kazık: 80m derinliğe kadar 64 m 15 kat 23.900m 3 beton 70 MPa 660 ton kütleli sönümleyici 80 MPa long-span floor beams that support concrete-filled metal deck 119 MPa Çelik 17tüp

Proje adı Burj Gökdeleni Süre (Şubat 05 ~ Haziran 09) Maliyeti 876,000,000 $ Sahibi EMAAR Kat sayısı 160 Yükseklik 800m üstü 260.000 m 3 beton Çekirdek betonu: 80-100 MPa Haberleşme (L160) Ofis (L153) Ofis (L123) Rezidans (L108) Otel (L39) 18

YPB TEMEL PRENSİPLER Su/çimento oranı azalınca çimento taneleri birbirine yaklaşır Kapiler boşluk oranı düşer Sistemde daha az su olduğu için CSH oluşumu için iyon konsantrasyonu kısa sürede artar Az boşluklu CSH çimento taneleri arasında köprü oluşturur Bu nedenle su/çimento oranı düşünce dayanım kazanma hızı artar 19

Çimento partikülleri birbirlerine yakın ve iyi bağlı oldukları için su hareketi azalır CSH daha iyi gelişir Yüksek basınç (350 MPa) ve yüksek basınçlı otoklav küründe (250 C) Roy ve ark., 1972 su/bağlayıcı oranını 0.09 a indirerek basınç dayanımı 470 MPa olan çimento hamuru üretmişlerdir 20

DEÜ Malzeme Laboratuvarında Su/bağlayıcı oranı 0.15 olan reaktif pudra betonlarında 403 MPa basınç dayanımına ulaşılmıştır. (kalıpta iken basınç altında sıkıştırma + otoklav kürü) 21

Bu özel uygulamalar, teorik bilgilere uygun olarak özel önlemlerle çok çok yüksek mukavemetli betonlar üretilebileceğini göstermektedir. Yüksek performanslı beton üretiminde anahtar faktör su/bağlayıcı oranını mümkün olan en düşük seviyeye çekmektir. Ama aynı zamanda betonun işlenebilir olması gereklidir. 22

Hetorojenliği azaltma Yüksek mukavemet elde edebilmek için iyi bir sıkıştırma yapılarak hapsolmuş hava boşlukları azaltılmadır. Etkili bir Akışkanlaştırıcı katkı kullanılarak çimentonun dağılması sağlanmalı, topaklaşma engellenmelidir 23

Arayüzey-Geçiş Bölgesi Agrega Ara yüzey Çimento Hamuru 24

Betonun mukavemeti yük altında mikroçatlakların yayılması ve birleşmesi tarafından kontrol edilir Çimento hamurunun zamanla hidrate olmasıyla özellikle arayüzeydeki boşluklar azalır 25

GÜÇLÜ AGREGAYA İHTİYAÇ VAR Arayüzeyin kuvvetlendirilmesi ile birlikte agreganın elastik özellikleri ve mukavemeti önem kazanır 26

Tane boyutu optimizasyonu Normal betonda olduğu gibi maksimum doluluk elde edilmeye çalışılır Bağlayıcının optimizasyonu için silis dumanı gibi çok ince taneler kullanılır 27

Beton dayanımı ÖRNEK Boyutu Narinliği Nem durumu MATRİS POROZİTESİ Su/Çimento Oranı Mineral Katkı Çimento Miktarı Hidratasyon derecesi (kür süresi, sıcaklığı, nem) Hava İçeriği (Hapsolmuş, Sürüklenmiş BİLEŞENLERİN DAYANIMI AGREGA POROZİTESİ YÜKLEME ŞARTLARI Gerilme türü Uygulama hızı ARAYÜZEY POROZİTESİ Su/Çimento Oranı Mineral Katkı Terleme özellikleri (agrega maks. tane boyutu, tane dağılımı, geometri) Sıkışma derecesi, hidratasyon derecesi,(kür süresi, nem, sıcaklık) Agrega ile çimento hamuru arasındaki reaksiyon

80 C80 60 Dayanım (MPa) 40 C40 20 C25 0 1000 2000 3000 4000 Birim Şekil Değiştirme (10-6 ) 29

KATKI MADDELERİ KİMYASAL KATKILAR MİNERAL KATKILAR SU AZALTICI PRİZ GECİKTİRİCİ PRİZ HIZLANDIRICI HAVA SÜRÜKLEYİCİ KOROZYON ÖNLEYİCİ GEÇİRİMSİZLİK RENKLENDİRİCİ VB. DOĞAL PUZOLANLAR TRAS VOLKANİK TÜF VOLKANİK CAM VB. YAPAY PUZOLANLAR UÇUCU KÜL SİLİKA TOZU YÜKSEK FIRIN CURUFU PİŞMİŞ KİL VB. 30

TAZE BETONUN İŞLENEBİLİRLİĞİNDE ARTIŞ SU KUSMADA(TERLEME) AZALMA SEGREGASYONDA AZALMA (KOHEZYONDA ARTIŞ) ÇİMENTO MİKTARINDAN TASARRUF (ENERJİ TASARRUFU, CO 2 MİKTARININ AZALMASI İLE ÇEVRESEL FAYDA) ATIK MADDE KULLANIMI HALİNDE ÇEVRESEL FAYDA HİDRATASYON ISISINDA AZALMA BETON DAYANIMININ YAVAŞ AMA UZUN SÜRELİ ARTMASI 31

SU ve KLORÜR GEÇİRİMLİLİĞİNDE AZALMA KİMYASAL ETKİLERE DAYANIKLILIKTA ARTIŞ BAĞLAYICI MATRİS-AGREGA BAĞININ KUVVETLENMESİ KURUMA BÜZÜLMESİNDE ve TERMİK BÜZÜLMEDE AZALIŞ Basınç Dayanımı Katkısız Katkılı 7 gün 28 gün Zaman 32

Katkısız DÜŞÜK S/Ç ORANI YÜKSEK DAYANIM & DAYANIKLILIK YÜKSEK BÜZÜLME VE HİDRATASYON ISISI Dayanım arttırma amaçlı (+çimento) KONTROL BETONU İşlenebilirliği arttırma amaçlı (+çimento, +su) Dayanım arttırma amaçlı (-su) Çimento tasarrufu amaçlı (-çimento, -su) İşlenebilirliği arttırma amaçlı (karışım oranlarında değişiklik yok) Katkılı DÜŞÜK S/Ç ORANI YÜKSEK DAYANIM & DAYANIKLILIK DAYANIM, DAYANIKLILIK & İŞLENEBİLİRLİK AYNI DÜŞÜK BÜZÜLME VE HİDRATASYON ISISI DAYANIM* & DAYANIKLILIK AYNI İŞLENEBİLİRLİKTE ARTIŞ AYNI DAYANIMDA & İŞLENEBİLİRLİKTE ARTIŞ YÜKSEK BÜZÜLME VE HİDRATASYON ISISI * Erken yaşlarda dayanımda bir miktar düşüş, ileriki yaşlarda bir miktar artış beklenebilir. Priz hızlandırıcı özelliği olan bir kimyasal katkı kullanılması durumunda hem erken hem de nihai dayanım artışı beklenir. 33

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON 34

Kendiliğinden Yerleşen Beton (KYB), kendi ağırlığı ile sık donatılı dar ve derin kesitlere yerleşebilen, iç veya dış vibrasyon gerektirmeksizin kendiliğinden sıkışabilen, bu özelliklerini sağlarken ayrışma ve terleme gibi problemler yaratmayarak kohezyonunu (stabilitesini) koruyabilen, çok akıcı kıvamlı özel bir beton türüdür. Klasik beton dizaynından farklı olarak kendiliğinden yerleşen betonda; kimyasal katkı, viskozite arttırıcı katkı ve çok miktarda inert veya puzolanik mineral katkının tümünün veya bir kısmının kullanılması ihtiyacı doğmaktadır 35

İSİMLENDİRME 1- KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN, YÜZEYLENEN BETON (SELF LEVELLING CONCRETE-SLC) 2- KENDİLİĞİNDEN SIKIŞAN BETON (SELF COMPACTING CONCRETE-SCC) 3- KENDİLİĞİNDEN ÇÖKEN (OTURAN) BETON (SELF CONSOLIDATING CONCRETE-SCC) TANIM HERHANGİ BİR DIŞ ETKİYE GEREK DUYULMADAN KENDİ AĞIRLIĞI İLE SIK DONATILI, DAR VE DERİN KESİTLERE, SIKIŞARAK YERLEŞEBİLEN VE BU ESNADA AYRIŞMAYA DİRENÇ GÖSTEREN BETONDUR. 36

KYB nin doğuşu Betonu yerleştirme problemleri - Kıvam-su-akışkanlaştırıcı ilişkisi - İşçilik 37

38

AVANTAJ VE DEZAVANTAJLAR AVANTAJLAR *İNŞAAT SÜRESİNDE KISALMA SAĞLAR. *İŞÇİLİK MALİYETİNİ AZALTIR. * BETON KALİTESİNDE (DAYANIM VE DAYANIKLILIK) ARTIŞ * SIVA GEREKTİRMEZ. * Vibrasyon işini ortadan kaldırır. Prefabrike üretimde Buhar kürü ihtiyacını azaltır. DEZAVANTAJLAR * KALIPTA HİDROSTATİK BASINÇ ETKİSİ (SAĞLAM KALIP) * KATKI VE KARIŞIM MALİYETİ * STANDART ÜRETİM YÖNTEMİ VE STANDART DENEYLERİN YOKLUĞU * FARKLI BETON TİPLERİYLE UYUMUNUN BELİRSİZLİĞİ 39

KYB * VİBRATÖR KULLANILAMAYACAK DURUMDAKİ POMPALAMA GEREKTİREN TAMİR İŞLERİNDE 40

KYB 41

KYB Taze Betonda V-hunisi deneyi 42

KYB Taze Betonda L-kutusu deneyi 43

Normal betondan farkı az su var etkili akışkanlaştırıcı katkıların kullanımı çimento su çimento su çimento çimento 44

Katkısız S/Ç= 0,37 S/T= 0,22 etkili akışkanlaştırıcı ilavesi %2 katkı ilavesi (toz ağırlığı) 45

Estetik görünüm Normal beton KYB 46

GEÇİŞ YETENEĞİ ÖLÇEN DENEYLER J-HALKASI (ASTM C1621) L-KUTUSU 47

LİFLİ BETONLAR 48

NORMAL DAYANIMLI BETONLAR İÇİN KULLANILAN MALZEMELER ÇOK BÜYÜK ORANDA FAZLA DEĞİŞMEDEN BASINÇ DAYANIMI 100 MPa ı AŞAN YÜKSEK DAYANIMLI BETONLAR ÜRETİLEBİLİR YALIN BETON GEVREK BİR MALZEMEDİR! ÇEKME DAYANIMI YAPISAL DİZAYNDA İHMAL EDİLECEK DERECEDE DÜŞÜKTÜR! YÜKSEK TOKLUK VE SÜNEKLİKTEN YOKSUNDUR! ÇELİK VEYA SENTETİK LİFLERİN BETONA KATILMASI SÜNEKLİĞİ ARTTIRIR! 49

BETON İÇERİSİNDE HOMOJEN OLARAK DAĞILI BULUNAN, KISA KESİLMİŞ LİFLER BETONDA; ÇATLAK OLUŞMASINI GECİKTİRİR ÇATLAK YAYILIMINI VE İLERLEMESİNİ ÖNLER / GECİKTİRİR AŞAMALI OLARAK MATRİSTEN SIYRILMA VE KOPMA MEKANİZMASI İLE BETONUN ENERJİ YUTMA KAPASİTESİNİ ÖNELİ ORANDA GELİŞTİRİRLER 50

51

LİFLİ BETONUN AVANTAJLARI MEKANİK ÖZELLİK ARTIŞ (%) TOKLUK-ENERJ ENERJİ YUTABİLME 100-1200 1200 DARBE DAYANIMI 100-1200 1200 İLK ÇATLAK DAYANIMI 25-100 ÇEKME DAYANIMI 25-100 EĞİLME DAYANIMI 50-100 YORULMA DAYANIMI 50-100 DEFORMASYON KAPASİTES TESİ 50-100 BASINÇ DAYANIMI ±25 ELASTİSİTE TE MODÜLÜ ±25 KAVİTASYON TASYON-EROZYON DAYANIMI 300 52

LİFLİ BETONUN KULLANIM ALANLARI ENDÜSTRİYEL YAPILARDA döşemelerde dinamik yüklemeler ve termal etkilere karşı SU YAPILARINDA kavitasyon hasarları ve dinamik yüklemeler için PÜSKÜRTME BETON UYGULAMALARINDA hasır çelik kullanılmaması, esneklik ve zaman tasarrufu için ŞEV VE TÜNEL KAPLAMALARINDA stabilite sağlanması için HAVAALANI, LİMAN VE KARAYOLU DÖŞEMELERİNDE tekrarlı yükler ve yorulma durumuna karşı KABUK YAPILARDA mimari nedenler ve ince kesitler için DEPREME DAYANIKLI YAPILARDA sünekliği arttırmak için PATLAMAYA DAYANIKLI YAPILARDA enerji sönümlemesi için YANGINA DAYANIKLI YAPILARDA termal ve mekanik şok etkilerine karşı ÖNYAPIMLI BETONARME ELEMANLARDA çatlak oluşumunun engellenmesi için 53

54

LİFLİ BETONLARIN ÖZELLİKLERİ 55

AGREGA SEÇİMİ İyi bir aderans için çakıl yerine tercihen kırmataş kullanılmalıdır. İşlenebilirliği arttırmak ve homojen lif dağılımı elde edebilmek için iri agrega miktarı sınırlandırılmalıdır. 56

LİFLİ BETONUN MEKANİK PERFORMANSINI ETKİLEYEN PARAMETRELER Lif tipi Lif miktarı Lif görünüm oranı (Narinliği) Lif boyunun çapına oranı Lif çekme dayanımı, matrisle mekanik uyum Liflerin matris içerisinde yükün uygulandığı doğrultuya göre pozisyonu (yönelim) Enkesit içerisinde liflerin homojen dağılıp dağılmadığı 57

ENERJİ YUTMA KAPASİTESİ (SÜNEKLİK) DARBE DAYANIMI İLK ÇATLAK DAYANIMI ÇEKME DAYANIMI EĞİLME DAYANIMI BASINÇ DAYANIMI ELASTİSİTE MODÜLÜ 58

LİFLİ BETONUN KULLANIM ALANLARI ENDÜSTRİYEL ZEMİNLER Fabrika zeminleri Derzsiz zeminler Yol betonları Benzin istasyonu, depo, hangar v.b. Yapıların zemin betonları PREFABRİK BETON UYGULAMALARI Konvansiyonel donatının azaltılması Etkin çatlak kontrolünün sağlanması Düzgün beton yüzeyinin oluşturulması PÜSKÜRTME BETON UYGULAMALARI Hasır çelik yerine kullanım Zaman ve maliyet tasarrufu 59

Değişik lif tipleri (Lofgren 2005) 60

Yüzeyi pürüzlü, dalgalı ya da uçları kıvrılmış liflerin beton matrisinden sıyrılması, düz liflere göre daha zordur. Temel olarak lif, çeliğin doğası gereği çok yüksek çekme dayanımına sahiptir. Fakat çelik lifin bu yüksek performansının ne kadarının beton kesitte kullanılabileceği lifin tipine ve matrise aderansına bağlıdır. Liflerin belirli bir gerilmeden sonra matristen sıyrılması betonun performansını olumsuz etkiler. Bu sıyrılma olayı direkt olarak matrisin yapısı ile ilgili olmasına karşın kullanılan lifin özelliklerine de bağlıdır. 61

Beton içerisine dağılmış olan lifler matriste ilerleyen çatlağın yol açtığı gerilmeleri kendi üzerlerine alırlar ve matrisin çatlamamış bölgelerine iletirler. Betonda lif bulunmaması halinde ise betona herhangi bir gerilme uygulandığında meydana gelen mikroçatlaklar gerilmenin artması ile çeşitli yönlere yayılarak belirli bir gerilme değerinde betonun parçalanmasına neden olurlar. Çatlak oluştuktan sonra ilerlerken yayılma için gereken enerji düşüktür ve genellikle çatlağın oluşması için gereken enerjinin yarısı olarak kabul edilir. Beton içerisinde lif bulunması halinde, başlangıçta mikroçatlağı meydana getiren enerji, lifler aracılığı ile çatlağın yanındaki sağlam bölgelere aktarılır. Bu nedenle çatlağın yayılması için daha fazla enerji gerekir. Böyle bir enerjinin bulunması halinde bile, bu enerjinin büyük bir bölümü yine lifler tarafından taşınır ve bu taşıma liflerin matristen sıyrılması için gereken kuvvete kadar devam eder. Beton kırıldıktan sonra bile çelik lifler kırılan beton parçalarını bir arada tutarak nihai yükten daha fazla bir yükün taşınmasına yardım ederler. 62

Betona katılan kısa kesilmiş lifler matrisi takviye ederek beton içerisinde üzerinden gerilmelerin geçtiği küçük köprücükler olarak rol oynarlar 63

ÇİMENTOLU MALZEMELERİN ÇEKME DAVRANIŞI 64

Betterman vd., 1995, (Şekil Bayramov 2004 den uyarlanmıştır) 65

66

KARIŞIM ESASLARI Normal beton üretimi ile benzeşimler gösterse de lifli beton üretiminde lif kullanımı sonucu bir takım farklılıklar vardır. Çelik lifli betonlar için matris özelliklerini geliştirmek amacıyla bir dizi öneri getirilmiştir. Portland ya da katkılı Portland Çimentosu kullanılmalı, Maksimum S/Ç oranı 0.55 alınmalı, Minimum çimento dozajı 320 kg/m 3 olmalı, Kum miktarı toplam agrega kütlesinin en az %40-55 i (750-850 kg/m 3 ) olmalı, Matrisi güçlendirmek için puzolan (uçucu kül, silika dumanı) kullanılmalı, Korozyona dayanıklılık için kaplanmış lifler kullanılmalı, Dmax doğal agrega için 28 mm, kırma taş için 32 mm olmalı, 16 mm den büyük agrega oranı %15-20 ile sınırlandırılmalı, Betonun karakteristik basınç mukavemeti en az 20 MPa olmalı, İşlenebilirlik sağlaması için akışkanlaştırıcı kullanılmalı, 67

BASINÇ DAYANIMI Nihai yükte belirgin bir artış olmamasına karşın lifli beton tek eksenli yükleme altında daha sünek davranabilmektedir. Yükleme düzlemine dik olan lifler basınç gerilmesinde herhangi bir işlev üstlenmez. Yükleme düzlemine paralel lifler basınç gerilmesinin artışına duyarlıdır, sünekliği arttırılar. 68

PARLAK KESİT İNCELEMELERİ (50x) (50x) (50x) (50x) 69

PARLAK KESİT İNCELEMELERİ Çıplak gözle bakıldığında pürüzsüz gibi görünen liflerle çimento matrisi arasında iyi bir aderans var. (1000x) Yüksek çelik lif dozajlarında sıkıştırma zorluklarından kaynaklanan boşluklar (50x) 70

Lif miktarının etkisi Banthia ve Trottier, 1992 (Şekil Bayramov 2004 den uyarlanmıştır) 71

ÇELİK LİFLİ PÜSKÜRTME BETON (STEEL FIBROUS SHOTCRETE) DEMİRYOLU TÜNEL TAMİRİ/UŞAK 72

LİF DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLAR LİFLİ BETONLARIN İŞLENEBİLİRLİĞİ LİFSİZ BETONA GÖRE DAHA DÜŞÜKTÜR. LİFLİ BETON DÖKÜMÜ ESASEN OLDUKÇA KOLAY OLMASININ YANINDA GÖRECELİ OLARAK DAHA İYİ PLANLAMA VE İŞÇİLİK GEREKTİRİR. LİF DOZAJI ARTTIKÇA LİFLİ BETONLARIN ETKİLİ BİR ŞEKİLDE SIKIŞTIRILMASI ZORLAŞMAKTADIR. LİFLİ BETONLAR ETKİLİ SIKIŞTIRMANIN, HOMOJEN LİF DAĞILIMININ SAĞLANMASI, HAPSOLMUŞ HAVA BOŞLUKLARININ AZALTILMASI VE LİF EKLENMESİİLE VİBRASYON İHTİYACINI AZALTACAK ŞEKİLDE YETERİNCE AKICI KIVAMDA DİZAYN EDİLMELİDİR. 73

* LİF TİPİ * LİF MİKTARI * LİF GÖRÜNÜM ORANI (NARİNLİĞİ) * KYB KARIŞIMIN DİZAYNI YÜKSEK HAMUR HACMİ SINIRLI MAX. AGR. ÇAPI DÜŞÜK KABA AGREGA HACMİ LİF DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN PERFORMANSINI ETKİLEYEN EN ÖNEMLİ PARAMETRELERDİR! 74

İŞLENEBİLİRLİĞİN DEĞİŞİK DENEYLERLE GÖRECELİ OLARAK KONTROLÜ ÖNEMLİDİR! 75

GEÇİŞ YETENEĞİİHTİYACA GÖRE TEST EDİLMELİDİR LİFLİ KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN İŞLENEBİLİRLİĞİNE YÖNELİK STANDARTLAŞMIŞ TEST YÖNTEMLERİ HENÜZ TAM OLARAK GELİŞTİRİLEMEMİŞTİR. GÖRECELİ TESTLER TAZE BETONUN YERİNDEKİ PERFORMANSI HAKKINDA FİKİR VEREBİLİR 76

(kg/m 3 ) A B C D Çimento 360 360 360 360 Uçucu Kül 90 115 176 240 Su 178 178 178 178 0-3 Kırma kum (KYD) 1115 1096 1052 1003 5-15 Kırmataş (KYD) 619 609 585 555 Kimyasal Katkı 7 (1,6) * 7,4 (1,6) * 9 (1,7) * 13 (2,1) * O r a n s a l D e ğ e r l e r Su / çimento 0,49 Su / bağlayıcı 0,40 0,37 0,33 0,30 Uç.kül / bağlayıcı 0,20 0,24 0,33 0,40 Toplam toz (kg) 450 475 536 600 Hamur hacmi ** 0,38 0,39 0,42 0,44 ince / kaba agrega 1,80 *** 77

C C C C D D ZP305 (l/d=55) kg/m 3 40 60 80 94 80 - RC80/60 (l/d=80) kg/m 3 - - - - - 94 78

Bloklanma oranı (h2/h1) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 40 60 80 94 Lif dozajı (kg/m3) B L O K L A N D I B L O K L A N D I C SERİSİNDE ARTAN LİF DOZAJINA KARŞILIK BLOKLANMA EĞİLİMİ 79

ÇELİK LİFLİ KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÇLKYB DE MEKANİK ÖZELLİKLER ÇELİK LİFLİ GELENEKSEL BETONLARDAN ÇOK DA FARKLI OLMAMASINA RAĞMEN, AKIŞ ÖZELLİKLERİNDEN OLDUKÇA FAZLA ETKİLENİR. ÇLKYB DE LİFLER AKIŞ DOĞRULTUSUNDA YÖNLENME EĞİLİMİ GÖSTERİRLER! ÇLKYB DE TIPKI GELENEKSEL ÇELİK LİFLİ BETONLAR GİBİ ÖZELLİKLE EĞİLME YÜKLERİ ALTINDA YÜKSEK SÜNEKLİK ÖZELLİĞİ GÖSTERİRLER. 80

81

82

83

Yük (N) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 40 kg/m 3 ZP305 60 kg/m 3 ZP305 1500 1000 500 Lifsiz 20 kg/m 3 ZP305 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Deplasman (mm) KARIŞIM ÖZELLİKLERİ Toplam toz: 580 kg/m3 Su/bağlayıcı: 0.32 İnce/kaba agr: 1.72 Lifsiz 20 kg/m3 40 kg/m3 60 kg/m3 Yayılma çapı (mm) 775 755 710 640 Basınç Day.. (MPa( MPa) 65.1 68 68.1 62.9 Eğilme Day.. (MPa( MPa) 5.1 5.4 6.6 10 Kırılma En (N/m) 51 873 2138 3138 84

SIFCON (SLURRY INFILTRATED FIBER CONCRETE) SIFCON, KISA KESİLMİŞ ÇELİK TELLERİN KALIPLAR İÇERİSİNE DÖKÜM ÖNCESİ DOLDURULUP, ÇOK AKICI KIVAMDAKİ ÇİMENTOLU BULAMACIN KALIBA ENJEKSİYONU VEYA POMPALANMASI İLE ÜRETİLEN ÇOK YÜKSEK SÜNEKLİĞE SAHİP BİR KOMPOZİTTİR. 85

SIFCON (SLURRY INFILTRATED CONCRETE) ÇİMENTO SU SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI SİLİKA DUMANI ÇOK İNCE KUM HACİMCE % 5-30 ÇELİK LİF (YÜKSEK DONATI İÇERİĞİ) YÜKSEK DEFORMASYON KAPASİTESİ, % 10 15 BASINÇ DAYANIMI 120 140 MPa 86

87

SIFCON ile onarım ve güçlendirme a Yük (P/2) 25 SIFCON ceket d=200 100 50 onarılmış 50 100 50 onarılmış 50 150 25 25 150 25 Kirişin kaymaya karşı dayanımının arttırılması için SIFCON ceket uygulanması (boyutlar: mm) 88

GELENEKSEL LİFLİ BETONDA LİF İÇERİĞİ %0.25 - %2-3 SIFCON DA LİF İÇERİĞİ %5-30 ÇOK YÜKSEK TOKLUK 89

YÜKSEK MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE ÖZELLİKLE YÜKSEK ENERJİ YUTABİLME YETENEĞİ SIFCON UN POTANSİYEL KULLANIM ALANLARINI GELİŞTİRMEKTEDİR. SIFCON; PATLAMA VE DARBE ETKİSİNE MARUZ KALABİLECEK YAPILARDA (CEPHANE, SIĞINAK V.B.) ENERJİ YUTMA KAPASİTESİ YÜKSEK OLMASI İSTENEN YAPI BÖLGELERİNDE DEPREM ETKİLERİNE KARŞI GÜÇLENDİRMEDE 90

SIFCON BULAMACININ (HAMURUNUN) GENEL ÖZELLİKLERİ SIFCON BULAMACI; ÇİMENTO SİLİS DUMANI SU SÜPERAKIŞKANLAŞTIRICI GİBİ BİLİNEN MALZEMELERLE ÇOK AKICI KIVAMDA OLACAK ŞEKİLDE ÜRETİLİR 91

ÇİMENTOLU BULAMAÇ; YÜKSEK AKICILIKTA AYRIŞMAYA KARŞI DİRENÇLİ SEGREGASYON YAPMAYAN YÜKSEK DAYANIMLI YOĞUN LİF AĞINDA TAM DOLULUĞU SAĞLAMAYA OLANAK VERECEK KADAR İNCE MALZEMELERLE ÜRETİLMELİDİR! 92

ÇİMENTO BULAMACININ REOLOJİK ÖZELLİKLERİ DENEYLERLE KONTROL EDİLMELİDİR MİNİ YAYILMA V-KUTUSU J-KUTUSU 93

94

95

SIFCON ÜRETİMİ LİFLER KALIBA YERLEŞTİRİLİR REOLOJİK AÇIDAN YETERLİ OLAN BULAMAÇ KALIBA DÖKÜLÜR 96

BULAMAÇTAKİ TİPİK ÖZELLİKLER; YÜKSEK ÇİMENTO VE/VEYA ÇİMENTOLU MALZEME MİKTARI DÜŞÜK SU / TOZ ORANI DÜŞÜK AGREGA MAKSİMUM ÇAPI (Genellikle <1mm) 97

SIFCON UN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİ ETKİLEYEN ANA PARAMETRELER ÇİMENTOLU BULAMACIN REOLOJİSİ VE DAYANIMI LİF TİPİ VE MİKTARI LİF YÖNLENMESİ SIFCON BULAMACINDAKİ YÜKSEK ÇİMENTO İÇERİĞİ YÜKSEK HİDRATASYON ISISI VE RÖTRE PROBLEMLERİNE NEDEN OLARAK SIFCON UN MEKANİK VE DURABİLİTE ÖZELLİKLERİNİ ETKİLEYEBİLİR! MİNERAL KATKILARIN KULLANIMI HEM ÇİMENTO DOZAJINI AZALTMADA HEM DE SIFCON UN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİ (MEKANİK VE DURABİLİTE) GELİŞTİRMEDE ETKİLİ OLABİLİR 98

UCUCU KÜLÜN OTOKLAV KÜRLÜ SIFCON UN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ DENEYSEL ÇALIŞMA - KULLANILAN MALZEMELER ÇİMENTO- CEM I-42.5 N SİLİKA DUMANI UÇUCU KÜL (C-SINIFI, SOMA) AGREGALAR 0-1 mm BAZALT 0-1 mm KUVARTZ 0-0.1 mm KUVARTZ YENİ NESİL HİPERAKIŞKANLAŞTIRICI l/d=55 Uzunluk l=30mm Çap d=0,55mm Akma gerilmesi (MPa) 719,1 Akma birim def. (%) 1,4 Maks. gerilme (MPa) 1146,5 Maks. birim def. (%) 4,5 Kopma gerilmesi (MPa) 1048,1 Kopma birim def. (%) 4,7 99

İNCELENEN PARAMETRELER SIFCON LİF HACMİ 0, %2, %6, %10 ÇİMENTOLU BULAMAÇTAKİ UÇUCU KÜL ORANI 0, %20, %40, %60 (ÇİMENTO AĞIRLIĞINCA, İKAME) 100

ÇİMENTOLU BULAMACIN KARIŞIM ORANLARI Bileşen UK0 UK20 UK40 UK60 Uçucu kül (%) 0 20 40 60 Çimento (kg/m 3 ) 800 640 480 320 Uçucu Kül (kg/m 3 ) 0 160 320 480 Silika Tozu (kg/m 3 ) 120 120 120 120 Su (kg/m 3 ) 313 313 314 322 0-1 mm Bazalt (kg/m 3 ) 600 562 524 486 0-1 mm Kuvars (kg/m 3 ) 160 150 140 130 0-100µm Kuvars (kg/m 3 ) 160 150 140 130 Süper akışkanlaştırıcı (L/m 3 ) 35 35 35 35 Su/Çimento 0.39 0.49 0.65 1.01 Su/Bağlayıcı 0.34 0.34 0.34 0.35 Agrega/Bağlayıcı 1.0 0.94 0.87 0.81 Mini-Slump (mm) 330 330 330 330 101

BASINÇ DENEYİ:71 mm ayrıtlı küp numuneler-deney döküm yönünde (liflere dik doğrultuda) yapılmıştır. EĞİLME DENEYİ:25x60x305 mm plak numuneler %10 lif içeren karışımlara vibrasyon uygulanmıştır. 102

OTOKLAV KÜRÜ (YÜKSEK BASINÇ ALTINDA KÜR) 12 SAAT SONRA KALIPTAN SÖKÜLEN NUMUNELER OTOKLAV KÜRÜNE MARUZ BIRAKILMIŞTIR. OTOKLAV KÜRÜ 2 MPa (210 C ) 6 SAAT EĞİLME VE BASINÇ DENEYLERİ 2. GÜNDE YAPILMIŞTIR. 103

UK60 SERİSİNDE LİF HACMİNE BAĞLI OLARAK YÜK-SEHİM İLİŞKİSİ Yük, N 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Yük, N 1500 1000 500 0% lif 2% lif 6% lif 10% lif 0 10 20 30 40 50 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 Orta nokta dep., mm Orta nokta dep., mm 104

105

210 C DE 2MPa 8 SAAT 106

LİFLERE DİK VE PARALEL DOĞRULTULARDA BASINÇ DENEYİ 107

108

109

Load (N) 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 FA60 FA40 FA20 FA0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Displacement (mm) 110

SIFCON UN EĞİLME DAYANIMI VE TOKLUĞU 70 105000 60 Flexural strength Toughness 90000 Flexural strength (MPa) 50 40 30 20 75000 60000 45000 30000 Toughness (N.mm) 10 15000 0 0 10 20 30 40 50 60 0 FA replacement (%) 111

Flexural Stress [MPa] 40 30 20 10 0 Specimen 2 Specimen 1 Specimen 3 SIFCON V f =14% plain slurry 0 2 4 6 8 10 Deflection [mm] 112

midspan deflection: 2.0 mm First Cracking 113

midspan deflection: 4.0 mm Start of Multiple Cracking 114

midspan deflection: 6.5 mm Start of Localisation 115

midspan deflection: 14.0 mm Strain Localisation 116

RPC RPC (REACTIVE POWDER CONCRETE) REAKTİF PUDRA BETONU ileri mekanik özelliklere üstün fiziksel karakteristiklere mükemmel sünekliğe çok düşük geçirimliliğe sahip ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozit bir malzemedir. Reaktif pudra betonuyla ile ilgili ilk çalışmalar Richard ve Cheyrezy (1995) tarafından yapılmıştır. Bu çalışmalarda betonların tasarımı yapılmış ve üretimi ile mekanik özellikleri açıklanmıştır. Yapılan çalışmalarda RPC 200 ve RPC 800 olmak üzere esasta aynı fakat üretiminde ve ısıl işlemlerinde bazı farklılıklar bulunan iki değişik malzeme üretilmiştir. 117

REAKTİF PUDRA BETONU (REACTIVE POWDER CONCRETE) AGREGA VE KUM YERİNE REAKTİF KUVARS, 300 µm SİLİKA DUMANI BUHAR KÜRÜ VEYA YÜKSEK BASINÇLI BUHAR KÜRÜ TOKLUK İÇİN ÇELİK MİKROLİFLER YÜKSEK KOMPASİTE, GRADASYON ÖNEMLİ BASINÇ DAYANIMI 200 800 MPa ELASTİSİTE MODÜLÜ 41 000 76 000 MPa 118

Reaktif Pudra Betonu ile güçlendirme Betonarme kiriş RPC Çatlamış betonarme kirişin Reaktif Pudra Betonuyla güçlendirilmesi 119

Tarihçe Giriş Tasrım Özellikleri Daha ince elemanlı köprüler Kullanım 1.Çalışma 2. Çalışma 3. Çalışma 11 Şekil 11 120

REAKTİF PUDRA BETONUNUN KOMPOZİSYONUNDA TEMEL İLKELER İri agreganın elimine edilerek homojenliğin arttırılması Granüler karışımı optimize edip, priz öncesinde ve priz sırasında basınç uygulayarak sıkışık yoğunluğun arttırılması Priz sonrasında ısıl işlem uygulayarak mikroyapının güçlendirilmesi, Karışımda kısa çelik lifler kullanılarak düktilitenin arttırılması, Karıştırma ve yerleştirme işlemlerinin mümkün olduğunca pratiğe uygun olması. İri agreganın sistemden kaldırılması, bağlayıcı hamurun mekanik özelliklerinin arttırılması ve agrega/hamur oranının azaltılması ile RPC karışımlarının homojenlik problemleri azaltılmış olmaktadır. 121

RICHARD ve CHEYREZY NİN TANITTIĞI RPC200 VE RPC800 ÜN ÖZELLİKLERİ Özellik RPC 200 RPC 800 Priz sırasında sıkıştırma Yok 50 MPa Isıl işlem ( º C) 90 250 400 Basınç Dayanımı (MPa) - kuvars agregalı 170 230 490 680 Basınç Dayanımı (MPa) - çelik agregalı - 650 810 Eğilme Dayanımı (MPa) 30 60 45 141 Kırılma Enerjisi (J/m 2 ) 20000 40000 1200 20000 Young Modülü (GPa) 50 60 65 75 122

Silika Dumanı Katkısız Çimento Hamuru ve SD li Çimento Hamuru Karşı şılaştırması 123

RPC NİN ÖNEMLİ AVANTAJLARI * YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARA İYİ BİR ALTERNATİFTİR. * YAPISAL OLARAK ÇELİKLE YARIŞABİLECEK MEKANİK POTANSİYELE SAHİPTİR. * YÜKSEK DAYANIMI VE YÜKSEK MEKANİK ÖZELLİKLERİ NEDENİYLE KESİTLERDE BÜYÜK ORANDA AZALTMA SAĞLAR MOMENT TAŞIMA KAPASİTESİ 67.5 tm Aynı Moment Taşıma Kapasitesine Sahip (675 KN.m) RPB, Çelik Profil, Öngerneli Betonarme I Kiriş ve Öngermeli Betonarme T Kiriş 124 (Dauriach, 1997).

YÜKSEK ENERJİ YUTMA KAPASİTESİİLE ÖZELLİKLE SİSMİK PERFORMANSTA ARTIŞ SAĞLAR 125

50 40 30 Lif donatılı 20 10 Normal harç 0 0 250 500 750 1000 1250 Sehim (Mikron) Kırılma enerjisi RPB için 1250 µm'ye kadar sehimde 30000 J/m2 dir. Bu değer normal harç için ise toplam 110 J/m2'dir. Böylece, reaktif pudra betonunun kırılma enerjisinin normal harcınkinin yaklaşık 300 katı kadar olduğu sonucuna varılabilir (Taşdemir vd. 2005) 126

Düşük ve birbirine bağlı olmayan kılcal boşlukları, bünyedesi serbest kirecin silis dumanı ile reaksiyona girerek ikincil hidratasyonda güçlü C-S-H yapı oluşturması porozite yapısını önemli oranda geliştirir. Bu nedenle durabilitesi yüksek bir malzemedir. 127

Mekanik Özelikler NDB YDB RPB Basınç dayanımı (MPa) 20-60 60-115 200-800 Elastisite modülü (GPa) 20-30 35-40 60-75 Eğilme dayanımı (MPa) 4-8 6-10 50-140 Kırılma enerjisi (J/m 2 ) 100-120 120 100-130 130 10000-40000 128

RPC İLE ÜRETİLMİŞ KÖPRÜ Sherbrooke Köprüsü, Quebec, Canada- Yapım Aşaması Ve Son Hali 129

İTÜ İSTON İŞBİRLİĞİ İLE GELİŞTİRİLMİŞ RPC 130

Deneysel Çalışmalar 131

Bauxite Granite Material (kg/m 3 ) B-S0 B-S20 B-S40 B-S60 G-S0 G-S20 G-S40 G-S60 Cement 940 752 564 376 940 752 564 376 SF 282 282 282 282 282 226 169 113 GGBFS 0 188 376 564 188 376 564 1-3 mm Bauxite 940 922 904 887 --- --- --- --- 0-1 mm Bauxite 240 236 233 227 --- --- --- --- 1-3 mm Granite --- --- --- --- 800 840 881 921 0.5-1 mm Quartz --- --- --- --- 100 104 109 114 0-0.4 mm Quartz --- --- --- --- 100 104 109 114 Water 125 125 125 125 125 125 125 125 Steel Fiber 234 234 234 234 234 234 234 234 SP (L/ m 3 ) 55 55 55 55 61 52.0 44.0 37.0 Water from SP (L/ m 3 ) 33 33 33 33 37 31 26 22 Water*/cement 0.17 0.21 0.28 0.42 0.17 0.21 0.27 0.39 Water/powder 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.11 0.11 0.12 Water*/powder 0.13 0.13 0.13 0,13 0.13 0.13 0.14 0.14 132

Reaktif Pudra Betonunun (RPB) Özelliklerinin Mineral Katkılarla Geliştirilmesi PRİZ AŞAMASINDA SIKIŞTIRMA UYGULANMASI Sıkıştırma için kullanılan özel çelik kalıp sıkıştırma mekanizması Hazırlanan örnekler ve basınç dayanımı deneyi sonrası Örneklerin deformasyonları Anıl KARABULUT 133

Reaktif Pudra Betonunun (RPB) Özelliklerinin Mineral Katkılarla Geliştirilmesi Anıl KARABULUT 134

Material CTRL G10F10 G10F20 G10F30 F20 G40 Cement (kg/m 3 ) 830 664 581 498 664 498 SF (kg/m 3 ) 291 205 157 141 195 173 GGBFS (kg/m 3 ) --- 83 83 83 --- 332 FA (kg/m 3 ) --- 83 166 249 166 --- 1-3 mm Quartz (kg/m 3 ) 0.5-1 mm Quartz (kg/m 3 ) 0-0.4 mm Quartz (kg/m 3 ) 489 521 534 530 516 541 244 260 266 264 257 269 244 260 266 264 257 269 Water (kg/m 3 ) 151 151 151 151 151 151 SP (L/ m 3 ) 55 35 34 33 38 35 Water from SP 33 21 20 20 23 21 Water/cement 0.18 0.23 0.26 0.30 0.23 0.30 Water/powder 0.13 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15 Water/powder* 0.16 0.17 0.17 0.18 0.17 0.17 CaO (Mol) 9.40 8.38 7.82 7.27 8.29 7.55 SiO 2 (Mol) 7.22 6.43 6.00 6.06 6.36 6.29 Steel Fiber (kg/m 3 ) 234 234 234 234 234 234 *Calculated with total water (water + water from SP) Flow table (mm) 115 115 113 113 114 135 117 Molar CaO/SiO 1.30 1.30 1.30 1.20 1.30 1.20

Compressive Strength, MPa 300 250 200 150 100 50 262 262 254 248 244 202 0% 20% 40% 60% 229 167 0 GGBFS FA Mineral Admixtures 136

Compressive Strength, MPa 290 270 250 230 210 190 170 281 270 262 262 253 250 234 224 Constant SF 248 268 CaO/SiO2=1.30 244 240 232 214 150 Control G10F10 G10F20 G10F30 F20 G20F20 G40 Mixtures 137

Compressive Strength, MPa 350 330 310 290 270 250 230 210 190 270 310 281 324 268 None Pressure applied 310 305 224 268 Pressure applied 315 305 232 170 150 Control G10F10 G10F20 G10F30 F20 G40 Mixtures 138

Modulus of Elasticity Compresive Strength Modulus of Elasticity, GPa 60 55 50 45 40 35 56 57 270 268 281 53 49 268 50 224 46 232 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 Compressive Strength, MPa 30 Control F20 G10F10 G10F20 G10F30 G40 100 139

13000 12000 11000 G10F30 F20 10000 9000 8000 Load, N 7000 6000 G40 5000 4000 CTRL 3000 2000 1000 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Displacement, mm The Load-displacement relationship of 28-day water cured mixtures according to the GGBFS and/or FA content 140

11000 10000 9000 8000 7000 F20 G10F30 Load, N 6000 5000 CTRL 4000 G40 3000 2000 1000 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Displacement, mm Fig. 5 The Load-displacement relationship of steam cured mixtures according to the GGBFS and/or FA content 141

12000 11000 G40 10000 9000 8000 Load, N 7000 6000 5000 CTRL G40 G10F30 4000 3000 2000 1000 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Displacement, mm The Load-displacement relationship of autoclave cured mixtures according to the GGBFS and/or FA content 142

143

tobermorit 144

tobermorit 145

BÜZÜLME 146

BÜZÜLME 147

148

YENİ MALZEMELER BÜZÜLME YAPMAYAN HARÇ (GROUT) EPOKSİ veya POLYESTER ESASLI TAMİR HARÇLARI ÇİMENTO ESASLI TAMİR HARÇLARI LİF TAKVİYELİ POLİMERLER (FRP) KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON (KYB) PÜSKÜRTME BETON (shotcrete) LİFLİ BETON (ÇELİK, POLİPROPİLEN, CAM vb.) KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN LİFLİ BETON SIFCON (Slurry Infiltrated Concrete) RPC (Reactive Powder Concrete Reaktif Pudra Betonu) 149

Kaynak kitap önerisi 150

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 334 DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 334 BETON BETON BETON KİTABI YAYINA HAZIRLAYANLAR BÜLENT BARADAN HALİT YAZICI SERDAR AYDIN KİTABI YAYINA HAZIRLAYANLAR BÜLENT BARADAN HALİT YAZICI SERDAR AYDIN 2012 YAZARLAR BÜLENT BARADAN SELÇUK TÜRKEL HALİT YAZICI HAYRİÜN HÜSEYİN YİĞİTER BURAK FELEKOĞLU KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU SERDAR AYDIN MERT YÜCEL YARDIMCI ALİTOPAL ALİUĞUR ÖZTÜRK YAZARLAR BÜLENT BARADAN SELÇUK TÜRKEL HALİT YAZICI HAYRİÜN HÜSEYİN YİĞİTER BURAK FELEKOĞLU KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU 151 SERDAR AYDIN MERT YÜCEL YARDIMCI ALİTOPAL ALİUĞUR ÖZTÜRK

152

teşekkürler Bu ve İlgili diğer sunumları http://kisi.deu.edu.tr/halit.yazici/ Adresinden indirebilirsiniz. 153

21 Ocak 2016 Prof. Dr. Halit YAZICI Beton Teknolojisinde Gelişmeler ve Yüksek Y Performanslı Betonlar 154