BETON YAPI MALZEMESİ Beton; çimento, agrega, su ve katkı maddelerinin belirli oranlarda homojen olarak karıştırılması ile elde edilen, başlangıçta plastik kıvamda olup zamanla çimentonun hidratasyonusebebiyle katılaşıp, istenilen şekli alarak sertleşen bir yapı malzemesidir. Beton; Çimento hamuru (harç), Agrega, Agrega-çimento hamuru arayüzeyi olmak üzere üç fazlı kompozitbir malzemedir. Betonun bileşenleri içinde çimento gerek ekonomik gerek teknolojik özellikleri açısından farklı bir yere sahiptir. Beton Karışımını Oluşturan Bileşenler: Geleneksel bir beton karışımının bileşenleri: Çimento Agrega Su Katkı Maddeleri: Kimyasal ve mineral katkılar Her tür betoniçerisinde oluşan birmiktarhavaboşluğu. Bileşenlerin fonksiyonu: ÇİMENTO: Bağlayıcılık İRİ AGREGA: Yükleri taşıyan iskelet yapı İNCE AGREGA: Boşlukları doldurma, dolgu görevi SU: Hidratasyonu başlatmak ve işlenebilirlik sağlamak KATKI : Taze ve sertleşmiş betonun özellikleri (işlenebilirlik, dayanım, dayanıklılık, geçirimsizlik) geliştirmek. 1 2 Betonun içerisindeki hava, genellikle, betonun karılması ve yerleştirilmesinden sonra oluşan (istenmeden) boşluklarda yer almaktadır. Bu tür boşluklardaki hava, hapsolmuş hava olarak tanımlanmaktadır. Bununla birlikte, elde edilecek sertleşmiş betonun donmaçözülmedayanıklılığınıartırmak amacıyla, betonkarışımının üretilmesi esnasında kullanılan hava sürükleyici katkı maddelerinin yardımıyla bir miktar sürüklenmiş hava kabarcığı/boşluğuözelolarak (istenerek) beton içinde oluşturulmaktadır. Beton, yapılarda yük taşıyan, diğer bir ifadeyle esas taşıyıcı bir yapı malzemesidir. Taşıyıcı özellik, çimento ile birbirine bağlanan iri tanelerin yükü taşıyıp aktararak taşıyıcı bir iskelet yapı oluşturması nedeniyledir. Beton, mekanik özellikleri arasında basınç dayanımı yüksek olmasına rağmen çekme dayanımının zayıf olması nedeniyle yapılarda donatı ile takviye edilmiş (betonarme: donatılı beton) 3 olarak kullanılmaktadır. Genel olarak avantajları: Yapıda, taşıyıcı sistem olarak kullanıldığında, yüksek dayanımlı ve doğal etkilere (deprem, yangın, aşınma vs.) dayanıklı olması, Yapımının bir sanayi gerektirmemesi, İstenilen şekli alabilmesi ve kolay işlenebilme. Maliyetinin ucuzluğu Genel olarak dezavantajları; Atmosfer etkilerine geçirimli, Birim ağırlığının fazla olması Yıkıntı değerinin olmaması. Çimento, su ve agreganın ilk karıştırıldığındaki (priz başlangıç süresine kadar) kolayca şekil verilebilen (plastik) haline taze beton denir. 4 1
Birkaç saat (priz başlangıç süresinden hemen sonra) içinde beton katı hale geçerek günlerce devam eden bir süreç ile birlikte sertliği artar ve dayanım kazanır. Belirli bir süre sonunda yeterince dayanım kazanmış betona sertleşmiş beton denir. Beton hangi amaç için üretilirse üretilsin istenilen özellikleri sağlayabilmesi için üç temel özelliğe sahip olması istenir. 1. İşlenebilirlik(işlenebilme özelliği) ve kıvam: Taze betonun, üretim, taşıma ve kalıba yerleştirme sırasında ayrışmaması ve homojenliğini kaybetmemesi ve kalıplarda kolaylıkla yayılarak mümkün olduğu kadar az boşluk bırakarak yerleşebilme özelliği işlenebilirlikolarak tanımlanmaktadır. Taze betonun üretim sürecinde yeterli işlenebilirlikve uygun kıvamda olması gerekmektedir. 5 İşlenebilme özelliğini etkileyen faktörleri, Çimento ve katkı maddelerinin türü ve miktarı, Karma suyu miktarı, (su/çimento oranı) İnce ve iri agrega miktarları ile yüzey ve tane şekilleri olarak sayabiliriz. Taze betonun işlenebilir olması için kolay karıştırılmalı ve yerleştirilmeli, karışırken, taşınırken ve yerleştirilirken bileşenleri ayrışmamalı, homojenliğini yitirmemelidir. İşlenebilir bir betonun özelliklerinin başında kohezyon gelir. Kohezyonlutaze betonda, içindeki iri agrega tanelerinin karışma, taşıma ve yerleşme sıralarında kütleden ayrılıp, dağılması yani segregasyonolayı meydana gelmez. Segregasyonyapan bir beton ise homojen olamaz. İri agregalar bir yanda, çimento harcı bir yanda toplanır ve betondaki dayanım dağılımı çok farklılık gösterir. 6 Kohezyonla paralellik gösteren bir diğer özellik taze betonun kararlılığıdır (stabilite). Kararlı bir betonda agrega segregasyonu dışında su da ayrışmaz. Suyun kütleden ayrılmasına terleme (su kusma) denilmektedir. Terlemenin bir nedeni segregasyondur. İri taneler dibe çökünce su yüzeye çıkar. Terleme özellikle yerine yerleştirilmiş taze betonda önemlidir. Beton dökülüp üstü mastarlandıktanhemen sonra terleme başlar ve bir saat içinde yüzeydeki su kaybolur. Terleme erken rötreyleilişkilidir. Ayrıca yüzeye yakın kısımda daha sulu ve ince taneli beton oluşması sonucu dayanım yönünden tabakalaşmameydana gelir. Yüzeye yakın beton tabakası düşük dayanımlı olur. Agrega içinde çok ince tanelerin bulunmaması (0,50 mm, 0,25mm gibi) bu özellikleri olumsuz etkiler. Betonda %5 i aşmayacak oranda siltkullanılarak, çimento dozajını artırarak veya daha ince öğütülmüş çimento kullanılarak terleme azaltılabilmektedir. 7 Taze betonda kohezyonu ve kararlığı etkileyen birleşim parametreleri: su/çimento, agrega/çimento ve su miktarıdır. Kıvam:Betonun akıcılığı ile veya kendi ağırlığı altında hareket edebilme kabiliyeti olarak tanımlanabilir. Kıvam özelliğine en önemli etki yapan faktör karışım suyu miktarıdır. Kuru kıvama sahip betonun akıcılığı yani kalıp içinde hiç bir kuvvete maruz kalmadan hareket etme kabiliyeti çok düşüktür. Taze betonun kıvamının deneysel olarak değerlendirilmesi için en çok kullanılan slumpçökme deneyidir. Taze betonun işlenebilmesi için uygun kıvamda olması gerekir. Taze betonun kıvamı, Karışım suyu miktarına, Uygun bir kıvamın elde edilmesi için su ihtiyacını tayin eden agreganın tane şekli ve granülometrisine, Çimentonun türü ve miktarına, bağlıdır. 8 2
Kıvam sınıfları ve özellikleri 9 2. Dayanım: Betonun kullanılacağı çevresel ortam ve maruz kalacağı yük tipleri gözönünde tutularak, betonun en az ne büyüklükte bir dayanıma sahipolmasıgerektiğinin bilinmesi, betontasarımı için çok önemlidir. Betonun basit mekanik dayanım değerleri arasında en yüksek olanı basınç, en düşük olanı çekme dayanımıdır. Betonun çekme dayanımı, basınç dayanımının %8-%14 arasındadır. Betonun basınç dayanımı, betonun diğer fiziksel ve mekanik özellikleri ile paralellik gösterir. Yüksek basınç dayanımlı bir beton kompasitesiyüksektir, serttir, su geçirimliliği düşük, dış etkilere dayanıklı ve aşınma dayanımı yüksektir. Bu nedenle betonda aranan diğer türdeki dayanımlar arasında en çok aranılanı basınç dayanımıdır. Betondayanımı, betonu oluşturanmalzemelerin özeliklerive kullanıldıklarıoranlarileyakındanilgilidir. 10 Betonun basınç dayanımının zamana bağlı olarak devamlı bir artma gösterir. Enaz3 veya daha fazla numunenin ortalamabasınç dayanımı (f cm ) değerleri kullanılarak istatiksel bir büyüklük olan ve beton sınıfının tayininde kullanılan karakteristik basınç dayanımı (fck) belirlenir. f cm = f ck + 1.28 x σ(ts 500), σ: Standard sapma Karakteristik dayanımdeğeri, beton sınıflarınagöre standartlarda (TS EN 206-1) tanımlanan dayanım değerleri ile karşılaştırılır. Bu karşılaştırmasonucundaüretilen betonun sınıfı belirlenir. Belirlenen beton sınıfı ise betonarme projelerde öngörülen projedayanımı ile karşılaştırılmaktadır. Basınç dayanımı deneysel olarak standart silindir (150 mm çap, 300 mm yükseklik) veya küp (150 mm) numunelerde yapılan basınç deneyi ile belirlenir. Basınç dayanımı, üretimi izleyen 28. günde belirlenir. Beton numuneleri deney gününe kadar 20 C sıcaklıkta, kirece doygun su içinde saklanır. 11 12 3
Beton sınıfları ve dayanımları 13 Betonda kullanılan malzemelerle ilgili olarak beton dayanımını etkileyen faktörler: Kullanılan agreganın en büyük tane boyutu, Agrega gradasyonu, Agregaların yüzey pürüzlülüğü ve tane şekilleri, Çimento tipi, Hava miktarını ve hidratasyonuetkileyecek kimyasal katkıların tipleri ve miktarları. Beton Dayanımı Etkileyen Faktörler: a) Çimento ile ilgili faktörler: Çimento türü, miktarı, ve basınç dayanımıdır. Çimentonun mineralojik yapısı, betonun bileşiminde çok önemli bir yer tutar. Bileşimdeki karma oksitlerin (C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF) oranları etkilidir. Çimento dozajının yüksek olması dayanımı artırır, ancak dayanıma etkiyen asıl faktör su/çimento oranıdır. 14 Beton içindeki çimento hamuru, agrega taneleri arasında kalan boşlukları yeterince dolduracak miktarda olmalıdır. Çimento dozajı için önerilen minimum değer: D: Maksimum agrega tane çapı (mm) b) Beton karma suyu ve temas suyu (su/çimento oranı): Beton, sertleşme sırasında ve sertleşmeden sonra da ara sıra veya her an su ile temastadır. Bu nedenle suyun beton üzerine olan etkisi, karma ve temas suyu olarak ele alınabilir. Beton üretiminde kullanılan karma suyunun fonksiyonları: Bağlayıcı maddenin hidratasyonunu sağlar. Kum ve iri agrega tanelerini ıslatır. Betonun işlenebilme özeliğinin istenilen düzeyde olmasına yardım eder. 15 Beton üretiminde karma suyunun optimum miktarda olması gerekmektedir. Optimum miktardan daha az su kullanılması halinde; Yeter miktarda su bulunmamasından dolayı çimento hidratasyonunu tam bir şekilde yapamayacaktır.. Agrega tanelerinin yüzeyleri tamamen ıslanmayacak, bu tane ile çimento arasındaki aderansızayıflatacaktır. Betonun işlenebilme özeliği yeterli bir düzeyde olmayacak ve dayanımı düşük olacaktır. Optimum miktardan daha fazla su kullanılması halinde; Çimento hamurunun dayanımı azalacak Fazla su betonun sıkışmasına engel olarak boşlukları artıracak ve bu etkiler de dayanımın azalmasına yol açacaktır Beton özelliklerini olumsuz yönde etkileyecek yabancı maddeler içinde bulunmayan bütün doğal kaynaklı sular beton üretiminde 16 kullanılabilir. 4
Beton karma suyunda en tehlikeli faktör, fazla miktarda sülfat iyonlarının bulunmasıdır. Bu hal, suyun önemli miktarda magnezyum sülfat (MgS0 4 ) ihtiva ettiğini gösterir. MgS04 tuzu, prizden önce çimentonun serbest kireciyle reaksiyona girerek magnezyum hidroksit ve jips oluşturduğu için zararlıdır. Kullanılan suyun içerisinde fazla miktarda bulunabilecek yabancı maddeler, hidratasyonürünlerinin oluşumunu olumlu veya olumsuz yönde etkilediği gibi priz süresini de etkiler. Karma suyunun çok fazla veya çok eksik olması dayanımı büyük ölçüde azaltır. Uygulamada betonu işleyebilmek, yerleştirebilmek için agreganın yüzeyinde fazladan bir su tabakası oluşturulması gerekmektedir. Halbuki suyun asıl görevi çimentonun hidratasyonunu sağlamaktır. Çimentonun hidratasyoniçin gerekli olan su, çimento ağırlığının yaklaşık %14'ü kadardır. Hidrate çimento taneleri arasında kalacak adsorplanmışjel suyunu da buna katarsak gerekli su ancak %25 değerine varır. 17 Ancak işlenebilmenin sağlanması için betona katılan su nedeniyle, su/çimento oranı nadiren %40 altına düşer, genelde %50-%65 arasında bir değer alır. Pratik gerekler sonucu katılan su, teorik açıdan gerekli olan değerin çok üstündedir. Hidratasyonve jel yapı için lüzumlu olan suyun üzerinde kullanılan bu su, ilerde buharlaşarak, beton içinde çoğunluğu kılcal olan boşlukların oluşmasına neden olacaktır. Betonda kullanılan su/çimento veya su/(çimento+puzolan) oranı (su/bağlayıcı maddeler oranı), beton dayanımını doğrudan etkileyen birfaktördür. Su/çimento veyasu/bağlayıcımadde oranı oranı arttıkça daha düşük dayanımlı betonlar elde edilmektedir. Su/çimento (s/ç) oranı betonun basınç dayanımı ile birlikte dış (çevre) iklim faktörlerine karşı dayanıklılığında önemli rol oynar. Beton karışım hesabında s/ç oranı, çeşitli iklim (çevre) şartlarına ve basınç dayanımına göre seçilir. 18 Su/çimento oranının basınç dayanımına etkisi: Seçilen s/ç oranı beton özelliğine göre değişiklik gösterir. Betonun döküleceği ve servis vereceği ortam şartları, önemli dış iklim etmeni altında ise s/ç oranının azaltılması gerekir. 19 S/Ç oranı, taze betonun işlenebilirliğiüzerinde oldukça etkilidir. Betonda s/ç oranı, dayanımla ters orantılı olarak değişir. Karışımda kullanılan s/ç oranı küçüldükçe betonun dayanımı artar ve kılcal boşlukların miktarı azalır. Su/çimento oranı düşük olması nedeniyle yerine yerleştirilemeyen betonda oluşacak boşluklar da dayanımı azaltır. Örneğin gerekenden %20 fazla su konması halinde dayanım %30 azalırsa, %20 eksik konması halindeki azalma %60'ı bulabilir. c) Agrega etkisi: Betonun mekanik özelliklerine en çok etki eden çimento agrega arasındaki aderansdır. Aderansın kuvvetli oluşu, betonun dayanımını iyi yönde etkilemekle beraber plastik davranışlarını da kısıtlar. Kuvvetli aderans için agreganın sahip olması gereken bazı özellikleri: Agrega taneleri dayanıklı olmalıdır. Çimentonun priz yapmasını geciktirici, sertleşmesini ve bileşimini engelleyici, boşluk yapan ve beton donatısını korozyona uğratan zararlı madde içermemelidir. 20 5
Agrega granülometrisiöyle ayarlanmalıdır ki çimento kumun boşluklarını, kumda çakılın (iri agreganın) boşluklarını dolduracak şekilde olmalıdır. d) Dış Etkiler (Kür koşulları): Kür (çevre) koşulları, katılaşma ve sertleşme sürecinde çimentonun hidrastasyonuyavaşlatma ve hızlandırma etkisi göstererek betonun erken dayanımını etkili olmaktadır. Katılaşma ve sertleşme sürecinde betona uygulanan çevre koşullarına (dış etkilere) kür koşulları denir. Kür koşulları: Sıcaklık, Rutubet (nem), Buhar kürü, Basınçlı buhar kürü olmak üzere farklı şekillerde olabilmektedir. 21 Nemi yüksek tutmak, hatta ortamı neme doygun tutmak kaydıyla sıcaklık 60 o C nin üstüne çıkarılarak betondaki dayanım artışı hızlandırılabilir. Bu işleme ısıl işlem veya atmosfer basıncında buhar kürü denir. Bu yöntemlerle beton çok kısa sürede (1-2 gün) istenilen dayanıma erişir. Prefabrik beton yapı elemanlarının üretiminde bu yöntemlerden yararlanılır. Gerekli sertleşme (dayanım) süreleri olgunluk derecesi kavramına dayanılarak saptanabilir. Olgunluk Derecesi (O.D.), sıcaklık ve zamanın etkisini birlikte belirten bir büyüklüktür. Olgunluk derecesinin uygulama alanı beton kalıbının alınma süresini belirlemektir. Qi: Betonun sıcaklığı, bu sıcaklık çevrenin sıcaklığı olarak alınır. ti : Qisıcaklığında geçen gün (veya saat) cinsinden zamandır. 22 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 Cxsaatolmasının gerektiğidir. e) Ortam nemi faktörü: Bağıl nem %50'nin altına düştüğünde betondaki suyun buharlaşması, hidratasyoniçin gerekli suyun azalması problemi ortaya çıkar. Özellikle taze betonda ilk günlerde hidratasyon daha çok ve hızlı olduğundan karışım suyu kaybı daha da önemlidir. Bu nedenle betonlar 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, çatlaklı bir yapının oluşmasına yol açar, yetersiz hidratasyon 23 yapmış, boşluklu (çatları artmış) bir betonun dayanımının düşük olacağı ortadadır. En elverişsiz ortam koşulları, sıcaklık derecesinin yüksek ve havanın kuru olması durumudur. Bu koşullar, ilk günlerde dayanımın çok düşük değerler almasına neden olduğu gibi, betonun önemli derecede rötreyapmasına yol açar. Betonda rötremiktarının artması ile de bu malzemede çatlaklar meydana gelir. Çatlakların oluşması ise hem mekanik ve kimyasal dayanımını azaltır. Nem düşüklüğünün veya kuru havanın dayanıma olan zararlı etkilerini şu önlemleri almak suretiyle azaltılabilir. a) Betonun yüzeyi, yaş çuval, telis bezi, plastik örtü gibi malzemelerle veya ıslak kumla nemli tutulabilir. Betonun yüzeyi sık sık (sıcak havalarda günde en az 2 defa) sulanabilir. Bu işlemler en az 7 gün sürmelidir. b) Beton yüzeyindeki buharlaşmayı önlemek amacıyla geçirimsiz 24 bir tabaka ile kaplanır. 6
Bu tabaka, koruyucu emülsiyon halindeki sıvı kimyasallar fırça ile betonun yüzeyine sürülerek meydana getirilir. c) Rutubetin (nem) etkisinden daha az etkilenen çimento kullanılabilir. Çimentoların su tutma özeliği vardır. Bu özelik ne kadar yüksek ise buharlaşma yolu ile betonu terk eden su miktarı o kadar azdır ve böyle bir çimento ortam neminin etkisinden yapısında suyu tutmasıyla daha az zarar görür. Su tutma kabiliyeti en düşük çimentolar, cüruf ve puzolanlı çimentolardır. Yapının şekline ve türüne göre rutubetin etkisi değişmektedir. Yüzey/hacim oranı büyük (dış ortama açık olan yüzeyleri fazla) olan yapılardaki betonlarda örneğin yollarda, hava meydanlarında bu etki daha önemlidir. Bu bakımdan yukarıdaki önlemler özellikle bu tip yapılardaki betonlarda için titizlikle uygulanmalıdır. Standartlarda, rutubet ve sıcaklık faktörleri dikkate alarak beton numunelerinin deney gününe kadar (7 ve 28 gün) 20 o C 25 sıcaklıkta su içinde saklanmasını öngörülmektedir. 3. Dış etkilere dayanıklılık (durabilite, kalıcılık): Dayanıklılık, üretim sonrasısertleşmiş 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. 26 Beton ve betonarme taşıyıcı elemanlardaki durabilite problemleri; Betonda artan çatlak oluşumu ve yayılımı ile dayanım azalması ve zamanla yüzeysel parçalanmalar, 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 aderansıazaltığıiçin betonarme elemanın yük taşıma kapasitesinin azalmasına neden olmaktadır. 27 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. Yeterlidayanıklılığısağlayabilmekamacıyla, çevreden gelebilecek etkilerin türüne göre, betontasarım aşamasında alınabilecek önlemlerden bazıları; Sülfatlısularlavetopraklarlatemasedecek betonların üretiminde sülfatlaradayanıklıporttand çimentosu gibi, içerisindec 3 A karma oksiti daha az olan çimentolar, cüruflu çimentolar veya öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu gibi mineral katkılar kullanılabilir. 28 7
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 içindahaazkapilerboşluklubetonlar 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 habbecikleri/boşlukları (%2- %6) oluşturan katkı maddeleri yardımıyla hava sürüklenmiş beton üretiletimi yapılabilir. 29 30 Basınç Dayanımlarına Göre Betonlar Betonlar, 28 günlük basınç dayanımlarına göre; Düşük dayanımlı beton: Beton sınıfı C 20'den daha az olan betonlardır. Normal dayanımlı beton: Beton sınıfı, C20-C40 arası olan betonlardır. Yüksek dayanımlı beton: Beton sınıfı, C40 dan büyük olan betonlardır. C20/25 beton sınıfı: Suya doygun koşullarda 28 gün kür edilen; Silindir (15x30cm) cinsinden minimum 20 MPa, Küp (15x1515cm) cinsinden minimum 25 MPa basınç dayanımına sahip olan betonu ifade eder. 31 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 32 8
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. Şantiyede beton santralında üretilen betonlar ise; şantiyenin beton ihtiyacını karşılamak için kurulan mobil beton santralıdır. Bu santrallerin ücret karşılığı beton satışı yapılmaz sadece kendi beton ihtiyaçlarını karşılamak amaçlıdır. Ticari beton santralına göre genelde daha küçük kapasitelidir. Bu tip beton santrallerine mobil santralde denir. b) Santral Betonu (Hazır beton): Hazır beton üretiminde, beton santralı, otomasyon sistemi ve trasmikserana üretim unsurlarını oluşur. Genellikle beton santralleri bunkerli ve yıldız tipi olarak iki tiptir. Bunkerlisantrallarde 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. 33 34 Yıldız tipi santrallardesantralın uygun bir yerinde yıldız şeklinde depolanan çakıl ve kum 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 bunkerlerinin diziliği: Hazır betonun trasmikserile karıştırılması, uzun taşıma mesafesi için ideal olup, gecikmelerden daha az etkilenir. Transit (hareket halinde) karıştırmada su, karıştırmanın başlamasından hemen önce miksere ilave edilmelidir. Trasmikser de karıştırma iki yöntemle yapılır. 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. 35 36 9
Şematik olarak hazır beton tesisi: Agrega bunkerleri Çimento siloları Transmikser 37 38 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. Yerleştirmenin de kendine göre önemli kuralları vardır. Dökme yerine getirilen beton yatay yüzeylerde önce yayılır. Bu yayılma vibratörle yapılmamalıdır, yoksa segregasyon meydana gelir. Beton akıcı, akıcı-plastik kıvamda ise şişlenerek yerleştirilir. Şişlemeden amaç daha çok hava boşluklarını kapatmak, havanın dışarı çıkmasını sağlamaktır. Plastik ve kuru-plastik betonlarda vibrasyon uygulanır. Dalıcı vibratörler en yaygın araçlardır, frekansları 8000-12000 devir/dakika mertebesindedir. Dalıcı çapları da 45-60 mm dir. Taze betonun beton pompası ve oluklarla dökülmesi: 39 40 10