Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II BETON KARIŞIM IM HESABI
ŞEMATİK K BETON YAPISI Boşluklar Katılar Hava ve Çimento+su İnce Kaba serbest su (hidrate çimento) agrega agrega Su ile çimento arasındaki reaksiyon derecesine, iklim koşullarına, katkı maddesi ve sıkıştırma oranına bağlı olarak değişken Çimento hamuru Kaba ve ince agrega arasındaki seçilmiş ayrım [4 mm] İnert mineral dolgu
TASARIM İLKELERİ Taze beton kütlesi işlenebilir olmalıdır. Betonun kıvamı yeterli olmalıdır. Beton kütlesi sertleşince, istenen dayanımı sağlamalıdır. Betonun su/çimento (S/Ç) veya su/bağlayıcı madde (S/B) oranı belirli bir değeri aşmamalıdır. Beton, yapı elemanının servis süresini ve servis koşullarını etkileyen çevresel etkilere karşı dayanıklı olmalıdır.
TASARIM İLKELERİ Bazı özel durumlarda betonun yoğunluğu önem kazanmaktadır. Özellikle kütle betonlarında betonda ortaya çıkan ısı kontrol altında olmalıdır. İstenen işlevleri yerine getirebilecek betonun maliyeti de en alt düzeyde olmalıdır.
PROJE VE ŞANTİYE KOŞULLARI Herhangi bir şantiyede beton üretimine başlanmadan önce aşağıdaki verilerin mevcut olması gerekir: Yapılan statik, betonarme hesapları sonucu, yapı elemanlarının boyutları, donatıları, donatı aralıkları ve istenilen beton kalitesi belli olmalıdır. Beton üretiminde kullanılması istenen malzemelerin özellikleri deneylerle saptanmış olmalıdır. Zemin ve iklim koşulları belirli olmalıdır. Beton üretim araçları (mikser, vibratörler vb.) ve beton üretiminde çalışacak personelin eğitim, deneyim düzeyi belli olmalıdır.
Karışı ışım m hesabı için in bilinmesi gerekenler Betonda kullanımının n uygun olduğu laboratuvarda deneyler ile belirlenen bu malzeme özellikleri şu şekilde sıralanabilir: s Çimentonun (diğer bağlayıcı malzemelerin) özgül ağırlığı, İnce ve iri agreganın elek analizleri, En büyük agrega tane boyutu, İnce agreganın incelik modülü, İri agreganın birim ağırlığı, İnce ve iri agreganın özgül ağırlığı, İnce ve iri agregadaki mevcut su miktarı ve su emme yüzdeleri, Kimyasal katkıların bazı özellikleri.
1. Çökme değerinin erinin belirlenmesi (TS802) Yapı elemanları Çökme değerleri Maksimum Minimum Betonarme temel duvarları ve ayaklar 8 3 Donatısız beton temeller, kesonlar ve altyapı duvarları Kiriş, kolon, betonarme perdeler, tünel yan ve kemer betonları 8 3 10 5 Döşeme betonları 8 3 Tünel taban kaplama betonları 5 2 Baraj kütle betonu 5 2
2. Maksimum agrega tane boyutunun (Dmax( Dmax) ) belirlenmesi D maks (TS 500 Şubat 2000) < 1/5 kalıp p genişli liği < 1/3 döşeme d kalınl nlığı Dmax < 3/4 iki donatı arası uzaklık < net beton örtüsü (pas payı ) < 1/3 pompa borusu iç i çapı
BETON TASARIMI D maks SINIFI ÇOĞU U UYGULAMA İÇİN 25mm UYGUN (32 mm BULUNMAMASI HALİNDE) PERDE,İNCE DÖŞEME D, KABUK, PLAK, SIK DONATI, KÖTÜ DEMİR R VE KALIP İŞÇİLİĞİ İĞİ,... 15mm GEREKEBİLİR (KYB KULLANIMI AYRI BİR B R SEÇENEK) ENEK) D max KÜÇÜLDÜKÇE ÇİMENTO MİKTARI M ARTAR. (25 30 kg/m 3 ) D max KÜÇÜLDÜKÇE SU MİKTARINI M ARTTIRMAMAK İÇİN N KATKI MİKTARINI M ARTTIRMAK GEREKİR
2. Maksimum agrega tane boyutunun (Dmaks( Dmaks) ) belirlenmesi Yapı Elemanı Kesitinin En Dar Boyutu (cm) Donatılı Perde, kiriş ve kolonlar En Büyük Agrega Tane Büyüklüğü (mm) Sık donatılı Döşemeler Seyrek donatılı veya donatısız Döşemeler Donatısız Perdeler 6-14 16 16 32 16 15-29 32 32 63 32 30-74 63 63 63 63
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Dmaks = 8 mm C8 B8 5 4 3 2 A8 U8 1 Hedef: 3. veya 4. bölge
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Dmaks = 16 mm C16 B16 A16 5 U16 4 3 2 1 Hedef: 3. veya 4. bölge
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Dmaks = 32 mm 5 C32 4 B32 A32 U32 3 2 1 Hedef: 3. veya 4. bölge
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Dmaks = 63 mm 5 C63 B63 A63 4 3 U63 2 1 Hedef: 3. veya 4. bölge
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Pompa bet. ince agrega
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Pompa bet. DmaksD = 22,4 mm
2. Tane Dağı ğılımının n Seçilmesi: Pompa bet. DmaksD = 31,5 mm
3. Karma suyu ağıa ğırlığının n ve hava hacminin belirlenmesi Belirli bir çökme değerine erine sahip beton üretmek için in gerekli betonun birim hacmindeki su miktarı; çimento miktarına, mineral katkı miktarına, agreganın n en büyük b k tane çapına, agrega tane şekline, agreganın n su içerii eriğine, ine, agrega gradasyonuna, beton sıcakls caklığına, sürüklenmiş hava miktarına ve kimyasal katkı kullanımına na bağlıdır.
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) DOĞAL AGREGAYLA KİMYASAL KATKISIZ BETON İÇİN
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) DOĞAL AGREGAYLA, Akışkanlaştırıcı KATKISIZ HAVA SÜRÜKLENMİŞ BETON İÇİN
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) KIRMATAŞ AGREGAYLA KİMYASAL KATKISIZ BETON İÇİN
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) KIRMATAŞ AGREGAYLA, Akışkanlaştırıcı KATKISIZ HAVA SÜRÜKLENMİŞ BETON İÇİN
3. Hava içerii eriği, i, %
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) Islatma suyunun hesaplanmasında nda yararlanılan bir diğer bağı ğıntı incelik modülü-su formülüdür. r. TS 706 elek takımına göre g agreganın n incelik modülü "k" hesaplanır. Agrega yığıy ığınını ıslatmak için i in gerekli su miktarı S α(10 k) ile bulunur.
3. Karışı ışım m suyu miktarı,, l (TS802) S α(10 k) α katsayısının n değerleri erleri aşağıa ğıda görüldg ldüğü şekilde alınır. Beton Kıvamı Dere Kumu ve Çakıl Dere Kumu ve Mıcır Deniz Kumu ve Mıcır Kuru Plastik Akıcı 28-30 31-33 36-40 33 37 43 37 40 47 Bu formül çimento dahil betonun toplam su gereksinimini verir.
4. Su/çimento veya su/bağlay layıcı madde oranının n belirlenmesi Beton tasarımında gerekli su/çimento (s/ç) veya su/bağlayıcı malzeme (s/(ç+p)) oranı yalnızca dayanım açısından değil aynı zamanda durabilite gibi faktörler ile belirlenir. Farklı agregalar, çimentolar ve bağlayıcı malzemeler aynı s/ç veya s/(ç+p) oranında farklı dayanım değerleri verse de kullanılacak malzemeler için dayanım ile s/ç veya s/(ç+p) arasında bir ilişkinin olması arzu edilir. Böyle bir verinin eksikliği durumunda, normal portland çimentosu içeren betonlar için değerler tablo dan alınabilir. Verilen dayanım değerleri, 28 gün standart laboratuvar şartlarında kür edilmiş numuneler aittir.
4. Su/çimento veya su/bağlay layıcı oranının n belirlenmesi, TS802
4. Su/çimento veya su/bağlay layıcı oranının n belirlenmesi Beton karışımı ve özellikleri için önerilen sınır değerler (TS EN 206-1) En büyük su/çimento oranı Korozyon veya zararlı etki tehlikesi yok Karbonatlaşma nedeniyle korozyon Etki Sınıfları (Tablo 10.5) Klorürün sebep olduğu korozyon Deniz suyu Deniz suyu haricinde klorür Donma/çözülme etkisi ZARARLI KİMYASAL ORTAM C X0 XC1 XC2 XC3 XC4 XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4 XA1 XA2 XA3-0,65 0,60 0,55 0,50 0,50 0,45 0,45 0,55 0,55 0,45 0,55 0,55 0,50 0,45 0,55 0,50 0,45 En küçük dayanım sınıfı a C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C30/37 C30/37 C35/45 C35/45 C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37 C30/37 C30/37 C35/45 En az çimento içeriği(kg/m 3 ) 260 280 280 300 300 320 340 300 300 320 300 300 320 340 300 320 360 - En az hava içeriği (%) - - - - - - - - - - - - 4,0 b 4,0 b 4,0 b - - - Diğer şartlar Pr EN 12620 : 2000'e uygun donma/çözülme dayanıklılığına sahip agrega Sülfatlara dayanıklı çimento a Beton sınıfları 15/30 cm standart silindir ve 15 cm ayrıtlı küp örnek ile tanımlanmıştır. b Hava sürüklenmemiş betonda,beton performansı,ilgili etki sınıfı için donma/çözülme etkisine dayanıklılığı kanıtlanmış betonla kıyas için uygun deney metoduna göre belirlenmelidir. c 2 XA2 ve XA3 etki sınıfında baskın etkinin SO 4 den kaynaklanması halinde sülfatlara dayanıklı çimento kullanılması zorunludur.sülfatlara dayanıklılık bakımından çimentonun sınıflandırılması halinde orta ve yüksek dayanıklı olarak sınıflandırılan çimento XA2 etki sınıfında (uygulanabiliyorsa XA1 etki sınıfında)ve yüksek dayanıklı çimento ise XA3 etki sınıfında kullanılmalıdır.
Amaç dayanımının n belirlenmesi Beton sınıfı Karakteristik basınç dayanımı, f ck (MPa) Karakteristik silindir 150/300 mm basınç dayanımı Eşdeğer küp 150x150x150 mm basınç dayanımı Standart sapma biliniyorsa Hedef basınç dayanımı, f ca, (MPa) Standart sapma bilinmiyorsa Silindir 150/300 mm Küp 150x150x150 mm C14/16 14 16 18 20 C16/20 16 20 20 24 C18/22 18 22 22 26 C20/25 20 25 26 31 C25/30 25 30 31 36 C30/37 30 37 36 43 C35/45 35 45 43 53 C40/50 40 50 48 58 f ca =f ck +1.48σ C45/55 45 55 53 63 C50/60 50 60 58 68 C55/67 55 67 63 75 C60/75 60 75 68 83 C70/85 70 85 78 93 C80/95 80 95 88 103 C90/105 90 105 98 113 C100/115 100 115 108 123
5. Çimento ağıa ğırlığının n hesaplanması Karışımdaki gerekli çimento miktarı, 3. aşamada öngörülen su miktarının 4. aşamada bulunan su/çimento oranına bölünmesi ile elde edilir. Ancak, şartnameler veya standartlar dayanım veya durabilite gereksinimlerinin yanı sıra başka bir minimum çimento dozajı limiti belirtiyorsa, karışım daha fazla çimento kullanılması gereken kritere göre hazırlanmalıdır. Çimento miktarının hesaplanmasında beton basınç dayanımı bağıntılarından da yararlanılabilir. Bolomey, Feret, Graf ve Abrams ın betondaki çimento, su, agrega ve hava miktarları ile beton dayanımları arasındaki ilişkiyi veren formüller beton tasarımında çimento miktarının hesabı için kullanılabilir.
6. Dayanıklılık Şartlarının Kontrolü Proje müellifi TS EN 206-1 standardına göre; Beton sınıfını, S/Ç oranını, Çimento dozajını kontrol etmelidir. Şantiye mühendisi ise; İşlenebilirlik, S/Ç oranı, Çimento miktarı, Hava içeriği, Çimento türü vb. bilgi ve ölçümlerini kontrol etmelidir.
8. Agrega miktarının n hesaplanması,, TS a Agrega karışım oranları X 1 a1 X 2 a2 1... X n an Ortalama agrega yoğunluğu Toplam agrega miktarı M a V a a
9. Agregalardaki nem durumuna göre g düzeltmelerd Beton agregalarının su ile olan ilişkilerinde ideal hal kuru yüzey doygun konumda olmalarıdır. Beton karışım hesapları bu durum dikkate alınarak yapılmalıdır. Ne var ki şantiyedeki veya santraldeki agregalar çoğu durumda KYD halden daha kuru veya daha ıslaktırlar. Bu fark göz önüne alınarak gerekli düzeltmeler yapılmalıdır.
10. Deneme beton karışı ışımları ve düzeltmelerd Hesaplanan beton karışım oranları deneme harmanları oluşturularak kontrol edilmelidir Hesaplar sonucu elde edilen reçeteye göre üretilen taze betonun çökme (veya başka bir işlenebilirlik deney verisi), birim ağırlık, verim ve hava içeriği değerleri ölçülmelidir. Yine taze beton, işlenebilirlik, segregasyon ve perdahlanabilirlik açılarından dikkatlice gözlenerek değerlendirilmelidir.