Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR 11 Doç. Dr. Halit YAZICI Yüksek Performanslı betonlar GİRİ http://kisi.deu.edu.tr/halit.yazici/
BETON TEKNOLOJİSİ ÖZET YÜKSEK PERFORMANSLI BETON (KARI IM, MEKANİK ve DURABİLİTE ÖZELLİKLERİ) LİFLİ BETON RPC SIFCON ECC 2
DEĞERLENDİRME %15 I.Vize + %15 II.Vize + %20 Ödev + %50 Final DERSE DEVAM ZORUNLUDUR KAYNAKLAR Aitcin, P.C. (2004). HighPerformance Concrete, Taylor&Francis elibrary. Baradan, B., Yazıcı H., Ün, H (2003). Betonarme Yapılarda Kalıcılık (Durabilite), D.E.Ü. Müh. Fak. Yayınları. Erdoğan T.Y. (2003) Beton. ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.. Neville A.M. (1995) Properties of Concrete, Longman Scientific and Technical 3
GİRİ İ Doç. Dr. Halit YAZICI
BETON Dünyada en yaygın kullanılan malzeme Yıllık tüketim yaklaşık 12 milyar ton İnsanoğlunun su dan sonra en çok tükettiği madde
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 6
BETON NEDĐR? BĐLGĐ TAZELEME BETON TEKNOLOJĐSĐ 7
BETON ÇOK FAZLI (KOMPOZĐT) MALZEME Su Kimyasal Katkı Çimento BETON Mineral Katkı Đri agrega Đnce Agrega 8
ÇĐMENTO BAĞLAYICI ĐRĐ AGREGA İSKELET ĐNCE AGREGA DOLGU SU MĐNERAL KATKI HİDRATASYON + İ LENEBİLİRLİK PUZOLANİK REAKSİYON + FİLLER KĐMYASAL KATKI TAZE ve SERTLE Mİ BETON ÖZELLİKLERİNİ GELİ TİRMEK 9
NEDEN BU KADAR YAYGIN Suya dayanıklı Đstenen şekil verilebilir (başlangıçta plastik kıvamda, sonra sert ve sağlam) Uzun ömürlü Kolay Temin edilebilme Ekonomik Bakım masrafları düşük 10
UYGUN BĐR B ŞEKĐLDE; BETON TASARLANMIŞ, ÜRETĐLMĐŞ, YERLEŞTĐRĐLM LMĐŞ SIKIŞTIRILMI TIRILMIŞ, BAKIMI YAPILMIŞ ve KORUNMUŞ ise UZUN YILLAR HERHANGĐ BĐR R BAKIM VE ONARIM GEREKTĐRMEDEN RMEDEN HĐZMETH ZMETĐNĐ SÜRDÜRÜR. R.
MÜHENDİS MİMARIN GÖREVİ İSTENEN DAYANIMDA DAYANIKLI (DURABİLİTE) EKONOMİK İ LEVSEL FONKSİYONEL YAPININ; YÜKLER BELİRLİ BİR GÜVENLİKLE TA INMALI KALICI DENECEK KADAR UZUN ÖMÜRLÜ KIT KAYNAKLARIN VERİMLİ KULLANIMI İHTİYACA CEVAP VEREN GÜZEL İNSAN DOĞASI ESTETİK OLMASINI SAĞLAMAKTIR 12
Basınç dayanımı, MPa 800 BETONUN EVRĐMĐ KAPSAMINDA BASINÇ DAYANIMISU/ÇIMENTOĐLĐŞKĐSĐ 325 Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra) 300 275 200 250 Yüksek dayanımlı/yüksek Performanslı 225 140 Beton (1980 ve 1990 lı yıllar) 200 100 175 150 60 125 100 75 40 50 25 20 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar) Su/çimento oranı Normal Dayanımlı Beton (1950 li yıllar) 13
Enerji Tüketimi 14
BETON ÜRETİMİ KENDİNE HAS KURALLARI OLAN BİR TEKNOLOJİDİR..ve SANILANIN AKSİNE BU TEKNOLOJİDEKİ GELİ MELER SÜRMEKTEDİR.. BETON ÜRETİMİNİN, ÜRETİMİN KALİTE KONTROLUNUN ve ÜRETİLMİ MALZEMİNİN BAKIMININ (KÜRÜNÜN) BİLİMSELLİK ÇERÇEVESİNDE YAPILMASI ve CİDDİYE ALINMASI MESLEK ETİĞİ AÇISINDAN BİR ZORUNLULUKTUR... 15
ÜRETİM M HATALARI GRANÜLOMETR LOMETRĐSĐ BOZUK, BOŞLUKLU BETON!!!!!! 16
ÜRETİM M HATALARI GRANÜLOMETR LOMETRĐSĐ BOZUK, BETON!!!!!! 17
ÜRETİM M HATALARI KĐL L TOPAKLI ve AĞAÇA PARÇASI ASI ĐÇEREN BETON!!!!!! 18
ÜRETİM M HATALARI KAROT ÇIKARTILAMAYAN BETON!!!!!! 19
DİZAYN + ÜRETİM M HATALARI 20
DONATI KOROZYONU 21
DONATI KOROZYONU 22
BETON DÜNYADA D EN YAYGIN KULLANILAN TA IYICI SİSTEM S STEM MALZEMESİDİR 23
Petronas kuleleri: BETONARME 451.9 m yükseklik y 24
KĐMYASAL KATKILAR MĐNERAL KATKILAR YENĐ TÜR ÇĐMENTOLAR BETON TEKNOLOJĐSĐ SÜREKLĐ GELĐŞMEKTE POLĐMER ESASLI BAĞLAYICILAR YENĐ ÜRETĐM TEKNĐKLERĐ 25
Çimento Hamuru, Harç, Beton Çimento Hamuru: Çimento+Su Harç: İnce Agrega+ Çimento Hamuru Beton: İri Agrega+İnce Agrega+Çimento Hamuru Betonda ince agrega taneleri çimento hamuruyla, iri agrega taneleri de harçla bütünüyle kaplanmış olmalıdır. 26
BETON TEKNOLOJĐSĐ BETONiç yapı 27
Üç farklı faz Çimento hamuru (Cement Paste) Agrega (Aggregate) ArayüzeyGeçiş Bölgesi (Interfacial Transition ZoneITZ) 28
ArayüzeyGeçiş Bölgesi Agrega Ara yüzey Çimento Hamuru 29
Çimento Agrega 30
Boşluk, gözenek 31
BETON ÜRETİM A AMALARI MALZEME SEÇENEKLERĐNĐN BELĐRLENMESĐ MALZEME DENEYLERĐ (AGREGA, ÇĐMENTO, SU, KATKI MADDELERĐ) MALZEME SEÇĐMĐ DAYANIKLILIK (DURABĐLĐTE) BETON DĐZAYNI (ĐŞLENEBĐLĐRLĐK, ĐŞLEVSELLĐK, EKONOMĐ) DENEME ÜRETĐMĐ MALZEME STOKLANMASI TARTIM DAYANIM BETON SINIFI TAHRĐBATSIZ DENEYLER (TABANCA, ULTRASES) KARIŞTIRMA TAŞIMA ve YERĐNE YERLEŞTĐRME SIKIŞTIRMA (VĐBRASYON) KÜR SERTLEŞMĐŞ BETON ÖRNEK ALMA SLUMP B.H.A SIKIŞIK HAVA % SICAKLIK TAHRĐBATLI DENEYLER (SĐLĐNDĐR, KÜP, KAROT)
MALZEMELERİN KALİTE KONTROLÜ BETON DİZAYNI DENEME DÖKÜMÜ AGREGA, SU, ÇİMENTO, MİNERAL KATKILAR, KİMYASAL KATKILAR LABORATUVAR DENEYLERİ İ LENEBİLİRLİK MUKAVEMET (SINIF DAYANIMI) DAYANIKLILIK (DURABİLİTE) YAPI TÜRÜ (ELEMAN BOYUTLARI, DONATI SIKLIĞI vb.) TAZE ve SERTLE Mİ BETON DENEYLERİ PERFORMANS YETERSİZ PERFORMANS YETERLİ BETON DÖKÜMÜ ÖRNEK ALMA TAZE ve SERTLE Mİ 33 BETON DENEYLERİ
MALZEME ÖZELLİKLERİ ÇİMENTO
ÇİMENTO ÜRETİMİ HAMMADDE KIRMA ÖĞÜTME KARI TIRMA (ISLAK KURU) YAKMA (14501650 C) KLİNKER
ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKER + ALÇI TA I (PRİZ SÜRESİ) PÇ KLİNKER+ALÇI TA I+PUZOLAN (%19) KÇ KLİNKER+ALÇI TA I+PUZOLAN (%40) TÇ
ESKĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ PÇ (TS 19) PÇ 32.5 PÇ 42.5 KATKILI ÇĐMENTOLAR KÇ 32.5 TÇ 32.5 PÇ 52.5 BEYAZ ÇĐMENTO (BPÇ 32.5, BPÇ 42.5) YÜKSEK FIRIN CURUFLU(CÇ 32.5, CÇ 42.5) SÜLFATA DAYANIKLI (SDÇ 32.5)
YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ (TSEN197) CEM II/AS 42,5 N Altsınıf N normal erken dayanımı, R hızlı erken dayanım Standart dayanım sınıfları Alttip, ikinci ana bileşen (bu örnekte yüksek fırın cürufu) Portland çimentosu klinkerinin oranı (A) yüksek, (B) orta ve (C) düşük Ana çimento tipi Bileşim (kütlece % olarak) Ana tipler Genel çimento tipleri Klinker K Yüksek fırın cürufu S Silis dumanı D Doğal P Puzolan Ana bileşenler Doğal kalsine edilmiş Q Silissi V Uçucu kül Kalkersi W Pişmiş şist T L Kalker LL Minör ilave bileşen CEM I Portland Çimento CEM I 95 100 05
YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ (TSEN197) Bileşim (kütlece % olarak) Ana tipler Portland cüruflu çimento Portland silis dumanlı çimento Genel çimento tipleri CEM II/AS CEM II/BS CEM II/AD Klinker K 8094 6579 9094 Yüksek fırın cürufu S 620 2135 Silis dumanı D 610 Doğal P Puzolan Ana bileşenler Doğal kalsine edilmiş Q Silissi V Uçucu kül Kalkersi W Pişmiş şist T Kalker L LL Minör ilave bileşen 05 05 05 CEM II/AP 8094 620 05 Portland puzolanlı çimento CEM II/BP CEM II/AQ 6579 8094 2135 620 05 05 CEM II/BQ 6579 2135 05 CEM II Portland uçucu küllü çimento CEM II/AV CEM II/BV CEM II/AW 8094 6579 8094 620 2135 620 05 05 05 CEM II/BW 6579 Portland CEM II/AT 8094 620 05 pişmiş şistli çimento CEM II/BT 6579 2135 05 2135 05 Portland kalkerli çimento CEM II/AL CEM II/BL CEM II/ALL 8094 6579 8094 620 2135 620 05 05 05 CEM II/BLL 6579 Portland CEM II/AM 8094 620 05 kompoze çimento CEM II/BM 6579 2135 05 2135 05
YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ (TSEN197) Bileşim (kütlece % olarak) Ana tipler Genel çimento tipleri Klinker K Yüksek fırın cürufu S Silis dumanı D Doğal P Puzolan Ana bileşenler Doğal kalsine edilmiş Q Silissi V Uçucu kül Kalkersi W Pişmiş şist T L Kalker LL Minör ilave bileşen CEM III/A 3564 3665 05 Yüksek fırın CEM III cüruflu CEM III/B 2034 6680 05 çimento CEM III/C 519 8195 05 CEM IV Puzolanik çimento CEM IV/A CEM IV/B 6589 4564 1135 3655 05 05 CEM V Kompoze çimento CEM V/A CEM V/B 4064 2038 1830 1830 3150 3150 05 05
ÇİMENTO + ÖZEL ÇİMENTOLAR ALÜMİNLİ ÇİMENTOLAR GENLE EN ÇİMENTOLAR UÇUCU KÜLLÜ ÇİMENTOLAR HARÇ ÇİMENTOSU Vb.
SEM (TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU) FOTOĞRAFI 42
ÇİMENTO ÇĐMENTO KARMA OKSĐTLERĐ C 3 S ( 3CaO SiO2) HIZLI DAYANIM C 2 S ( 2CaO SiO2) YAVA VE SÜREKLİ DAYANIM C 3 A ( 3CaO Al 2 O 3 ) KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al2O3.Fe2O3) DAYANIMA KATKISI AZ KARMA OKSĐTLERĐN HĐDRATASYON REAKSĐYONLARI C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n1) H 2 O + Ca(OH) 2 CSH
ÇĐMENTO ÇÖZÜNME ÇÖKELME SU 44
Beton: Karmaşık iç yapı Gözenekler Kum tanesi Çimento tanesi Kalsiyım hidroksit 45
Erken yaşlarda hidratasyon 3 saat 10 saat 46
Kalsiyum Hidroksit (kireç) 47
Etrenjit 48
Etrenjit 49
Kalsiyum Hidroksit (kireç) 50
KATKILI ÇİMENTOLAR DOĞAL PUZOLANLAR CURUF UÇUCU KÜL Vb. YAVA HİDRATASYON Kür olayı Portland çimentosuna kıyasla daha önemli Permeabilite Kötü kür Portland Çimentosu 0 Katkılı Çimento Đyi kür Yüksek Katkı Oranı
Uçucu külün dayanıma etkisi Compressive Strength, MPa 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 day 3 days 7 days 28 days 56 days 90 days 0 10 20 30 40 50 60 70 FA, % 52
Portland çimentosu ve curuflu çimento S/Ç=0,53 BASINÇ DAYANIMI (MPa) 48 46 44 42 40 38 36 34 28G PÇ 90GPÇ DS IK 90GPÇ 28GCÇ 32 90GCÇ DS IK 90GCÇ 30 200 250 300 350 400 450 500 ÇİMENTO DOZAJI (kg/m 3 ) S/Ç oranı 0.53 olan karışımların 28, 90 günlük ve deniz suyu ıslanmakuruma çevrimleri etkisi sonrası basınç dayanımları 53
0,5 0,45 0,4 Genleşme (%) 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 Genleşme Sınırı Puzolanların ASR genleşmesine etkisi 0,05 0 0 3 6 9 12 15 Zaman (gün) Kontrol ST5+UK5 ST5+UK10 ST5+UK15 ST5+UK20 ST5+UK25 ST5+UK30 ST5+UK35 ST5+UK40 ST: silika tozu UK: uçucu kül Kontrol: PÇ 54
Yüksek fırın curufunun harçların basınç dayanımına etkisi 80 1 Gün 3 Gün 7 Gün 28 Gün 56 Gün 90 Gün 180 Gün Basınç Dayanımı (MPa) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 YFC (%) 55
MALZEME ÖZELLİKLERİ AGREGA
Agrega Ekonomi Rijitlik, elastisite modülü Boyutsal stabilite Aşınma dayanıklılığı 57
MĐNERAL KÖKENLĐ, DEĞĐŞĐK BOYUTLU, SERT TANELER AGREGA BETONUN % 60 % 80 Đ AGREGA AKILCI SEÇĐM! ÖZELLĐKLER (NORMAL BETON ĐÇĐN) SERT TEMĐZ YÜKSEK DAYANIMLI KĐMYASAL ETKĐLERE DAYANIKLI ĐNERT ADERANSI FĐZĐKSEL BAĞ
AGREGANIN KÖKENİ BETONDA KULLANILABĐLEN MĐNERAL VE KAYALAR KĐREÇTAŞI BAZALT GRANĐT DĐYABAZ SĐYANĐT MERMER BARĐT BETONDA KULLANILAMAYAN MĐNERAL VE KAYALAR ANDEZĐT ALÇITAŞI KĐLTAŞI KUMTAŞI KUVARS DIŞINDAKĐ SĐLĐKA MĐNERALLERĐ FELDSPATLAR SÜLFAT MĐNERALLERĐ ANCAK DENEY YAPILMADAN KARAR VERĐLEMEZ!
İSTENMEYEN KAYAÇLAR a) Dayanımı düşük kayalar. Genellikle boşluklu, yapraksı, ince yapılı kayaçların basınç dayanımı gibi mekanik özellikleri çok düşüktür. b) Su etkisinde hacim değişikliği yapanlar. c) Betonda sülfat etkisi yaratanlar. d) Çimento ile alkaliagrega reaksiyonu yapanlar. e) Değişik kimyasal reaksiyon yapanlar. 60
AGREGA AGREGALARIN SINIFLANDIRILMASI DOĞAL (KUM, ÇAKIL, TOUT VENANT) DERE DENĐZ OVA YAPAY KIRMATAŞ SANAYĐ ARTIKLARI MICIR UÇUCU KÜL TAŞ UNU DEMĐR CURUFU MICIR TOZU VB.
AGREGA DENEYLERİ GRANÜLOMETRĐ TANE DAĞILIM AGREGANIN SINIFLANDIRILMASI 70mm 31.5mm BALAST 31.5mm 4mm ĐRĐ AGREGA 4mm 60µ ĐNCE AGREGA 60µ 2µ SĐLT 2µ ALTI KĐL ÖRNEK ALMA : ÇEYREKLEME YÖNTEMĐ BÖLGEÇ
AGREGA DENEYLERİ Elek analizi Agreganın özgül ağırlığının bulunması Agreganın sıkışık, gevşek birim hacim ağırlığının bulunması ekilsiz agreganın birim hacim ağırlığı (Parafin ile) Agreganın su muhtevasının bulunması İnce agregada yabancı organik madde bulunması Agreganın 63 µm elekten geçen kısmının bulunması Agreganın incelik modülü tayini Los Angeles deneyi ile kaba agrega aşınma kaybının bulunması Agregadaki hafif malzeme yüzdesinin bulunması (Özgül Ağırlığı 2 den az olan) Agreganın basınç dayanımının bulunması 63
AGREGA DENEYLERİ Klorür miktarı tayini Sülfat miktarı tayini Dona dayanıklılık Kusurlu malzeme yüzdesi tayini Elastisite modülünün bulunması AlkaliAgrega Reaktivite Deneyi Donma çözülme sonrası Los Angeles Aşınma deneyi Agregada kuruma çekmesi tayini 64
AGREGA DENEYLERİ GRANÜLOMETR LOMETRĐ AGREGANIN SINIFLANDIRILMASI 70mm 31.5mm BALAST 31.5mm 4mm ĐRĐ AGREGA 4mm 60µ ĐNCE AGREGA 60µ 2µ SĐLT 2µ ALTI KĐL ÖRNEK ALMA ÇEYREKLEME YÖNTEMY NTEMĐ BÖLGEÇ KURUTMA ELEME: 31.5 (32) 16 8 42 1 0.5 0.25 ELEK ALTI TARTMA (1 g duyarlık) DEĞERLEND ERLENDĐRMERME
TANE DAĞILIMI Beton karışımlarında farklı agrega granülometrilerininşematik gösterimi: (a) tek boyutlu, (b) sürekli gradasyon, (c) Dmax ın küçültülmesi, (d) kesikli gradasyon, (e) yalnız iri agrega gradasyonu 66
AGREGA DENEYLERİ GRANÜLOMETRĐ ÇĐZELGESĐ ELEK NO ELEKTE KALAN ELEKTE KALAN KÜMÜLATĐF (g) ELEKTE KALAN Q % ELEKTEN GEÇEN P % (mm) (g) 32 0 100 16 2018 2018 29.2 70.8 8 1427 3445 49.9 50.1 4 949 4394 63.7 36.3 2 876 5270 76.4 23.6 1 612 5882 85.2 14.8 0.5 522 6404 92.8 7.2 0.25 311 6715 97.3 2.7 ELEK ALTI 185 6900 100 0
AGREGA DENEYLERİ Granülometri Eğrileri 100,0 100,0 90,0 80,0 E lekten Geçen % 70,0 60,0 50,0 40,0 36,3 50,1 70,8 30,0 20,0 23,6 10,0 0,0 2,7 7,2 14,8 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 Elek Açıklığı (mm)
İDEAL GRANÜLOMETRİ P= (d/d) FULLER, VB. P ĐNCELĐK SINIRI UYGUN GRANÜLOMETRĐ KALINLIK SINIRI ELEK NO ÇOK ĐNCE TANELER FAZLA ÖZGÜL YÜZEY FAZLA SU DÜŞÜK DAYANIM + DAYANIKLILIK ÇOK ĐRĐ TANELER ĐŞLENEBĐLME ZORLUĞU BOŞLUKLU YAPI DÜŞÜK DAYANIM + DAYANIKLILIK HEPSĐ AYNI BOYUTLU TANELER BOŞLUKLU YAPI DÜŞÜK DAYANIM + DAYANIKLILIK
GRANÜLOMETRİSİ BOZUK BETON ÖRNEKLER (KİLLİ ve İRİ AGREGASIZ, ADERANSI YOK) GÖLCÜK te YIKILMIŞ BAZI YAPILARDAN ALINMIŞ BETON ÖRNEKLERĐ1999
AGREGADA ZARARLI MADDELER KĐL SĐLT ĐÇERĐĞĐ # 63 µm ELEK ANALĐZĐ (MAX. %4) OLUMSUZ OLUMLU ADERANSI ZAYIFLATIR SU GEREKSĐNĐMĐNĐ ARTTIRIR ĐŞLENEBĐLĐRLĐĞĐ ARTTIRIR KILCAL BOŞLUKLARI TIKAR DÜŞÜK DAYANIM ORGANĐK MADDE ĐÇERĐĞĐ (NaOH RENKLENDĐRME DENEYĐ) PRĐZĐ VE SERTLEŞMEYĐ GECĐKTĐRĐR. MUKAVEMETĐ DÜŞÜRÜR.
AGREGADA HAFİF MADDELER SAĞLAM OLMAYAN ELEMAN KUM ĐRĐ AGREGA KĐL TOPAKLARI 1.0 0.25 KÖMÜR VE LĐNYĐT 1.0 1.00 YUMUŞAK TANELER 5.00 YENĐ AYRIŞMIŞ ÇAKMAK TAŞI 2.00 KLOR ĐYONU VARLIĞI SÜLFAT ĐÇERĐĞĐ (BARĐT DIŞINDA)
AGREGANIN DAYANIKLILIĞI DONMAYA DAYANIKLILIK Na 2 SO 4, MgSO 4 ERĐYĐĞĐ DENEYĐ ( 5 DEFA) KUM ĐÇĐN %15 (Max.) ĐRĐ AGREGA ĐÇĐN %18 (Max.) Na 2 SO 4 ĐLE SU İÇİNDE DONMAÇÖZÜNME AŞINMAYA DAYANIKLILIK LOS ANGELES DENEY YÖNTEMĐ 100 DEVĐRDE MAX. %10 AŞINMA 500 DEVĐRDE MAX. %50 AŞINMA (NORMAL BETON AGREGASI ĐÇĐN) 500 DEVĐRDE MAX. %30 AŞINMA (YOL AGREGASI ĐÇĐN) BASINÇ DAYANIMI MĐN. 100 MPa KĐREÇTAŞI ĐÇĐN 160 250 MPa
AGREGANIN ALKALİ REAKTİFLİĞİNİN TESPİTİ KİMYASAL AGREGANIN REKTİVİTESİ ARA TIRILIR JEOLOJİK AGREGADA REAKTİF BİLE EN ARANIR FİZİKSEL KİMYASAL ÇİMENTOAGREGA KARI IMLARININ BOY DEĞİ İMLERİ ÖLÇÜLÜR DENEY SONUÇLARI KIYASLANIR, SADECE BİR YÖNTEME GÜVENMEK MÜMKÜN DEĞİL 74
REAKTĐVĐTE POTANSĐYELĐ OLAN AGREGALARIN SAPTANMASI HARÇ ÇUBUĞU METODU (ASTM C 227) KĐMYASAL METOD (ASTM C 289) PETROGRAFĐK ANALĐZ (ASTM C 295) HIZLI HARÇ ÇUBUĞU METODU (ASTM C 1260) BETON PRĐZMA TESTĐ (ASTM C 1293) CAN CSA A23.225A (KANADA) METODU GELĐŞTĐRĐLMEKTE OLAN RILEM METODLARI (AAR1, AAR2, AAR3, AAR4) MĐKROSKOBĐK ANALĐZ 75
DENEY ALETLERĐ HARÇ ÇUBUĞU DENEYLERİ 76
MALZEME ÖZELLİKLERİ BETON KARMA SUYU
BETON KARMA SUYU a) MĐKTARI SU MĐKTARININ EN UYGUN DEĞERĐ TEORĐK FORMÜLLER (BOLOMEY, VB.) TABLOLAR MÜHENDĐSLĐK ÖNSEZĐSĐ, DENEYĐM DENEME YANILMA b) SUYUN KALĐTESĐ TEMĐZ, ĐÇĐLEBĐLĐR, BERRAK, KOKUSUZ. KUYU SULARI VB. KUŞKULU SULAR KĐMYASAL DENEYLER FĐZĐKSEL, MEKANĐK DENEYE!
MALZEME ÖZELLİKLERİ KATKI MADDELERİ
BETON KATKI MADDELERİ YURT DIŞINDA KATKISIZ BETON ÜRETĐMĐ ENDER! DĐKKAT EDĐLECEK HUSUSLAR: KATKI MADDELERĐ ĐLAÇ DEĞĐLDĐR. KÖTÜ HAZIRLANMIŞ BETONU DÜZELTMEZ. KATKI MADDELERĐ HER TĐP ÇĐMENTO, AGREGA VE GRANÜLOMETRĐSĐ ĐÇĐN AYNI SONUCU VERMEZ. YAN ETKĐLERĐNĐ ARAŞTIRMAK GEREKĐR. ĐKĐ VEYA DAHA FAZLA KATKININ AYNI BETONDA BĐRBĐRLERĐ ĐLE UYUMU KONTROL EDĐLMELĐDĐR.
KATKI MADDELERĐ KĐMYASAL KATKILAR MĐNERAL KATKILAR SU AZALTICI PRĐZ GECĐKTĐRĐCĐ PRĐZ HIZLANDIRICI HAVA SÜRÜKLEYĐCĐ KOROZYON ÖNLEYĐCĐ GEÇĐRĐMSĐZLĐK RENKLENDĐRĐCĐ VB. DOĞAL PUZOLANLAR TRAS VOLKANĐK TÜF VOLKANĐK CAM VB. YAPAY PUZOLANLAR UÇUCU KÜL SĐLĐKA TOZU YÜKSEK FIRIN CURUFU PĐŞMĐŞ KĐL VB. 81
TAZE BETONUN ĐŞLENEBĐLĐRLĐĞĐNDE ARTIŞ SU KUSMADA(TERLEME) AZALMA SEGREGASYONDA AZALMA (KOHEZYONDA ARTIŞ) ÇĐMENTO MĐKTARINDAN TASARRUF (ENERJĐ TASARRUFU, CO 2 MĐKTARININ AZALMASI ĐLE ÇEVRESEL FAYDA) ATIK MADDE KULLANIMI HALĐNDE ÇEVRESEL FAYDA HĐDRATASYON ISISINDA AZALMA BETON DAYANIMININ YAVAŞ AMA UZUN SÜRELĐ ARTMASI 82
SU ve KLORÜR GEÇĐRĐMLĐLĐĞĐNDE AZALMA KĐMYASAL ETKĐLERE DAYANIKLILIKTA ARTIŞ BAĞLAYICI MATRĐSAGREGA BAĞININ KUVVETLENMESĐ KURUMA BÜZÜLMESĐNDE ve TERMĐK BÜZÜLMEDE AZALIŞ Basınç Dayanımı Katkısız Katkılı 7 gün 28 gün Zaman 83
Katkısız DÜ ÜK 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 DÜ ÜK S/Ç ORANI YÜKSEK DAYANIM & DAYANIKLILIK DAYANIM, DAYANIKLILIK & İ LENEBİLİRLİK AYNI DÜ ÜK BÜZÜLME VE HİDRATASYON ISISI DAYANIM* & DAYANIKLILIK AYNI İ LENEBİLİRLİKTE ARTI AYNI DAYANIMDA & İ LENEBİLİRLİKTE ARTI 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. 84
Tip A: su azaltıcı Type B: geciktirici Type C: hızlandırıcı Type D: su azaltıcı ve geciktirici Type E: su azaltıcı ve hızlandırıcı Type F: yüksek oranda su azaltıcı Type G: yüksek oranda su azaltıcı ve geciktirici 85
SERTLE Mİ BETON ÖZELLİKLERİ
SERTLE Mİ BETON BETONUN ÖZELLĐKLERĐNDEN EN ÖNEMLĐSĐ BASINÇ DAYANIMI BETONUN MEKANĐK ÖZELLĐKLERĐNĐN EN YÜKSEK Y DEĞER ERĐDĐR. R. TÜM M OLUMLU ÖZELLĐKLERE PARALELLĐK K GÖSTERG STERĐR. R. BETONUN SINIFINI BELĐRLER.
BETONUN ÖZELLİKLERİ BETON SINIFI KARAKTERĐSTĐK BASINÇ DAYANIMI, fck Mpa EŞDEĞER KÜP (150mm) BASINÇ DAYANIMI Mpa KARAKTERĐSTĐK EKSENEL ÇEKME DAYANIM, fctk (Mpa) Ec (28 GÜNLÜK) Mpa C16 16 20 1.4 27000 C18 18 22 1.5 27500 C20 20 25 1.6 28000 C25 25 30 1.8 30000 C30 30 37 1.9 32000 C35 35 45 2.1 33000 C40 40 50 2.2 34000 C45 45 55 2.3 36000 C50 50 60 2.5 37000
BETON SINIFI GÖSTERİMİ TS 500 C30 28 GünlG nlük k 15/30 cm Karakteristik Silindir Basınç Dayanımı En Az 30 MPa TS EN 206/1 C30/37 28 GünlG nlük k 15 cm Ayrıtl tlı Karakteristik Küp K p Basınç Dayanımı En Az 37 MPa 28 GünlG nlük k 15/30 cm Silindir Basınç Dayanımı En Az 30 MPa 89
YENĐ BETON SINIFLARI (TS EN2061) Beton 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
BETONUN ÖZELLİKLERİ BASINÇ DAYANIMINI ETKĐLEYEN FAKTÖRLER: 1.) BETONUN YAŞI f c ZAMANIN ARTAN BĐR FONKSĐYONUDUR. f c. 7 28 t ÇĐMENTO TĐPĐ VE KÜR KOŞULLARI ÖNEMLĐDĐR.
BETONUN ÖZELLİKLERİ 2.) ÇĐMENTO ĐLE ĐLGĐLĐ FAKTÖRLER: a) DOZAJ MĐN. DOZAJ: C min = 550 / 5 D D: Betonda Kullanılan Max. Agrega Tane Çapı. D = 32 mm ĐÇĐN C min = 275 kg/m 3 D = 16 mm ĐÇĐN C min = 316 kg/m 3 b) ÇĐMENTO TĐPĐ f c. EYÇ PÇ KÇ t
BETONUN ÖZELLİKLERİ 3.) SU ĐLE ĐLGĐLĐ FAKTÖRLER: ĐŞLEVĐ: KĐMYASAL REAKSĐYONU (HĐDRATASYONU) BAŞLATMAK, ĐŞLENEBĐLĐRLĐK SAĞLAMAK KALĐTESĐ :ĐÇĐLEBĐLĐR NĐTELĐKTE MĐKTARI: HĐDRATASYON ĐÇĐN GEREKLĐ MĐKTAR ÇĐMENTO AĞIRLIĞININ % 1428 i KADARDIR. fc TAM SIKIŞMIŞ BETON (TEORĐK) VĐBRASYON ĐLE SIKIŞTIRMA EL ĐLE SIKIŞTIRMA 0.40 0.53 S/Ç
BETONUN ÖZELLİKLERİ 3.) SU ĐLE ĐLGĐLĐ FAKTÖRLER:
Su/Çimento Oranı Basınç Dayanımı ilişkisi Basınç Dayanımı, MPa 1 gün 28 gün 150x300 mm silindir Normal Portland Çimentosu, Tip I Su/Çimento Oranı 95
Hava sürükleyici katkının etkisi 96
Vibrasyon Basınç dayanımı El ile sıkıştırma Tam sıkışmış beton Yeterli sıkışmamış beton Su/çimento oranı 97
BETONUN ÖZELLİKLERİ 4.)KOMPASĐTE fcđlđşkđsđ: YÜKSEK KOMPASĐTE YÜKSEK DAYANIM 5.) DIŞ ETKĐLER KÜR KOŞULLARI: YÜKSEK SICAKLIK DERECELERĐ YÜKSEK NEM ORANLARI DAYANIM KAZANMA HIZINDA ARTIŞ
Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİNDE ÖZEL KONULAR 11 Doç. Dr. Halit YAZICI Yüksek Performanslı betonlar GİRİ http://kisi.deu.edu.tr/halit.yazici/