HAZIR BETON AGREGALARI
AGREGALAR Betonun mutlak hacminin yaklaşık % 65-80 ini oluşturan agregalar, mineral kökenli ve 100 mm ye kadar çeşitli tane büyüklüklerinde kırılmamış veya kırılmış tanelerin yığınıdır. Kum, çakıl,kırma taş, yüksek fırın cürufu, pişmiş kil, bims, genleştirilmiş perlit, ve uçucu külün pişirilmesiyle elde edilen uçucu kül agregası gibi çeşitli büyüklükteki taneli malzemelerdir.
Agregalar betonun kalitesini ve ekonomisini büyük ölçüde etkiler. Beton agregalarının özellikleri TS 706 EN 12620 standardında belirlenmiştir. Agrega kullanma şekli ve amacına göre, granülometrisi, tane şekli, tane dayanımı, aşınma direnci, donmaya dayanıklılığı ve zararlı maddeler bakımından standartlarda öngörülen limitler içerisinde olmalıdır.
Agregaların beton içinde üç önemli işlevi vardır. 1) Salt çimento hamuruna göre daha iyi bir durabilite elde edilmesinde ve uygulanan yüklere karsı uygun dayanım sağlayan partikül teşekkülünde. 2) Çimentoya göre daha ucuz bir malzeme olarak hacimsel yer doldurması. 3) Yerleştirme bakım ve kuruma suresince oluşacak hacim değişikliklerinin önlenmesi
Agregaların Özellikleri 1. Tane büyüklüğü dağılımı (granülometrik bileşim) TS 706 nın gereklerini yerine getirmelidir. Boşluksuz bir beton karışımı elde edilmesine elverişli olmalıdır. Agregalarda tane büyüklüğü, Agreganın alt(d) ve üst(d) elek göz açıklıkları cinsinden ifade edilen d/d olarak gösterilişidir. 2. Tane şekli kübik olmalıdır. Şekilce kusurlu (yassı ve uzun) taneler içermemelidir. İnce uzun agregalar kolay kırılacakları için beton mukavemetini düşürürler. Kırılarak hazırlanan malzemede ince ve sivri uçlar varsa ikinci bir kırma işlemiyle bunların kütleşmesi sağlanmalıdır.
3. Tane dayanımı, istenen özellikte bir betonun yapımı için yeterli olmalıdır. Sert, dayanıklı ve boşluksuz olmalıdır. Aşınmaya dayanımlı olmalıdır. Agregaların aşınma mukavemetleri özgül ağırlık ve sertlik vb. özellikleri ile ilgilidir. Cam yapılı agregalar, şistler, marnlı kalkerler, kaba mineralli havi taşlar aşınmaya mukavemet göstermezler. Bazalt vb özgül ağırlığı fazla ve sert olan taşlar iyi sonuç verirler.
4. Sık sık donma-çözülme etkisinde kalan betonlar için kullanılan agrega, dona dayanıklı olmalıdır. Agreganın donma ve çözülmede hasar görme hassasiyeti iklime, nihayi kullanıma, petrografik tipine ve agrega taneleri içindeki gözeneklerin boyutlarına bağlıdır. 5. Kil, silt, mil ve toz gibi beton dayanımını olumsuz etkileyen zararlı maddeler içermemelidir. 6. Organik kökenli ve hafif maddeler içermemelidir.
7. Beton ve betonarmenin durabilitesini olumsuz yönde etkilememelidir. Agregalar sertleşmiş betonda zararlı hacim artışına ve bu nedenle tahribata neden olabilen sülfatlar, donatı korozyonuna neden olabilecek bazı tuzlar ve klorür içermemelidir. 8. Betonda alkali silika reaksiyonuna neden olabilecek aktif silisleri içermemelidir. Opal, kalsedon,tridimit ve kristobalit gibi bazı mineraller çimentonun sertleşmesi esnasında alkalilerle reaksiyona girerek geniş hacimli jel benzeri maddeler oluşturarak çatlamasına neden olurlar. Zararlı alkali- silika reaksiyonunu önlemek üzere uygunluğu kanıtlanmış işlemler kullanılarak önlemler alınmalıdır. agreganın jeolojik kaynağına uygun önlemler alınmalıdır.
Agregaların Sınıflandırılması 1.Kaynaklarına Göre: a)doğal Agrega b)yapay Agrega 2. Özgül Ağırlık ve Birim Ağırlıklarına Göre: a)normal Agregalar b) Hafif Agregalar c) Ağır Agregalar 3. Tane Büyüklüklerine Göre: a) İnce Agregalar b) İri Agregalar.
Doğal agrega, taş ocaklarından, nehirlerden, denizlerden, teraslardan ve göllerden elde edilen mekanik işlem dışında herhangi bir işleme tabi tutulmamış agregadır. Kum,çakıl ve kırmataş en tipik ve en çok kullanılan doğal agregalardır Yapay agrega, yüksek fırın cürufu gibi sanayi ürünü olan kırılmış veya kırılmamış agregalardır. Hafif Agrega, yoğunluğu 2000 kg/m3 den küçük olan agregalardır. Normal Agrega, Yoğunluğu 2000 ile 2600 kg/m3 arasında olan agregalardır.. Ağır Agregalar, yoğunluğu 2600 kg/m3 den büyük olan agregalardır.
İnce Agrega, Tane büyüklüğü 4 mm den küçük olan agregalardır. İri Agrega, Tane büyüklüğü 4 mm den büyük olan agregalardır. Genelde iri ve ince agrega olarak, tabii çakıl ve tabii kum kullanılır. Ancak tabii malzeme kalitesiz ve ekonomik olarak elde edilemiyorsa tabii malzeme yerine kırma çakıl veya kırma kum kullanılır. Ancak kırma kum betonun işlenebilirliğini zorlaştırır ve su ihtiyacını arttırır. Bunu önlemek için su ve çimento eklenir ki fazla su beton mukavemetini düşürür.
Taşunu (Filler) (0,25mm altı) Tuvenan Agrega, doğrudan malzeme ocağından temin edilen iri ve ince agrega karışımı tabii agregaya denir. tuvenan agrega, sadece C 12/15 veya daha düşük basınç dayanım sınıfındaki betonlarda kullanılabilir. Dolgu Agregası, çoğunluğu 0,063 mm göz açıklıklı elekten geçen ve yapı malzemelerine belli özellik kazandırmak için ilave edilen malzemedir.
En iyi malzemeler derelerden elde edilen malzemelerdir. Bunlar temiz ve düzgün tanelerdir. Deniz kumu temiz olmasına rağmen iç yapısında tuz vardır. Tuz korozyona sebep olur.tuzlu kum rutubeti çektiğinden yapıların nemli olmasını sağlar. Deniz kumlarında midye istiridye kabukları vb. malzemeler düşük dayanım oluşturur. Dona karsıda dayanıksızdırlar. Çöl ve ova kumları ince taneleri dolayısıyla yapım için uygun olmayabilirler. Ocak malzemelerinde kil oranı yüksektir.
Agregalarda porozite Agrega tanelerinde bir miktar boşluk bulunması doğaldır. Agrega tanelerindeki boşluk su emme deneyi yapılarak belirlenir. İri agrega tanelerinin porozitesinin küçük olması ile bu tanelerin mukavemetinin yüksek bir değer alması sağlanır. Mukavemeti yüksek olan taneler kullanılarak üretilen betonların mekanik mukavemeti de artırılabilir.
Agregalarda Su Agregalar, suyun etkisi altında yumuşamamalı, dağılmamalı Agreganın emdiği su miktarı tanelerin kökenine, yapısına ve granülometri bileşimine bağlıdır. Agregada boşlukların fazla olması agreganın donma ve çevre etkilerine karşı dayanıklılığını azaltır. Agrega su emme yüzdesinin limiti kum ve çakıl için % 1 dir. Su emme yüzdesi yüksek olan agreganın betonda kullanılması beton dayanımını ve dayanıklılığını azaltır.
Birim Ağırlık Belirli bir hacmi dolduran agreganın ağırlığına birim ağırlık denir. Agregayı kuru halde iken gevşek olarak bir kaba boşaltarak bulunan birim ağırlığa gevşek birim ağırlık ve yine kuru iken belli sayıda çubuk darbesi ile sıkıştırılarak bulunan birim ağırlığa ise sıkışık birim ağırlık denir. Birim ağırlığı yüksek bir betonun dayanımı, dayanıklılığı ve taşıma gücü fazladır. Beton agregalarının birim ağırlığı 1300 1850 kg/m3 arasında değişir.
Özgül Ağırlık Belli hacim ve sıcaklıktaki bir malzemenin, havadaki ağırlığının aynı hacim ve sıcaklıktaki damıtık suyun havadaki ağırlığına oranıdır. Bu özellik agrega kökeni hakkında bilgi verir ve beton bileşenlerinin hesabında kullanılır. Betonda kullanılacak agreganın özgül ağırlığının 2,2 2,7 kg/dm3 arasında olması istenir.
NUMUNE ALMA( TS EN 932-1) Agrega numuneleri,tercihen duran taşıyıcı banttan veya akış halindeki malzemeden alınmalıdır.parça numuneler,yığının hareket halinde olduğu sürede düzenli aralıklarla alınmalıdır. Uygun ve dikkatli numune alma ve numune nakli,analizlerde güvenli sonuçlar için bir ön şarttır. Bütün durumlarda numune almada kullanılan cihazın açıklığının genişliği w,partideki en büyük agrega büyüklüğünün 3 katından ve hiç bir durumda da 10 mm'den az olmamalıdır.
NUMUNE ALMA - Bant ve oluk boşaltma yerlerinden numune almak için en uygun araç mekanik numune alma cihazlarıdır. Tehlikelere ve hatalara neden olacağından elle numune almadan kaçınılmalıdır. Numune alma süresi eşit aralıklara bölünmeli ve parça numune her defasında bir zaman diliminin ortasında iken alınmalıdır. vagon, TIR veya gemilerden düzenli numune almak mümkün olmayabilir.bu nedenle,mümkünse numune yükleme veya boşaltma sırasında alınmalıdır. Silolardan numune alınırken silo çıkışı, ayrılmaya uğramaksızın malzemenin düzenli akışını sağlayacak açıklıkta olmalıdır.silo, en büyük tane büyüklüğünün en az 3 katı, ve en küçük tane büyüklüğü 32 mm üzerinde olan agregalarda ise en az 200 mm açıklığa sahip olmalıdır. Agrega çuval, fıçı veya diğer küçük kaplar şeklinde ambalajlanmışsa rasgele seçilen ambalajlardan alınan numunelerden toplam numune oluşturulmalıdır.
NUMUNELERİN İŞARETLENMESİ, PAKETLENMESİ VE SEVK EDİLMESİ Numuneler veya kaplar açık ve kalıcı olarak işaretlenmelidir. İşaretleme şunları ihtiva etmelidir. a) Numune kodu veya b)laboratuvar numunelerinin tanımlanması, numunenin alındığı yer, tarihi, malzemenin cinsi. Laboratuvar numuneleri, numunenin alındığı zamanki durumunu muhafaza edecek ve taşıma esnasında ince tanelerin kaybolmayacağı şekilde temiz bir numune kabına konulmalıdır.örneğin;laboratuvar numunelerinin uçucu madde veya neminin korunması gerektiğinde kaplar veya ambalajlar hava geçirmez(hermetik) olmalıdır.
NUMUNE ALMA RAPORU Numune alan kişi,her laboratuvar numunesi veya tek bir kaynaktan olan laboratuvar numunelerinin her grubu için bir rapor düzenlemelidir. Numune alma raporu içerisinde bu standarda(932-1) atıf yapılmalı ve aşağıdaki bilgiler bulunmalıdır. a) Numune alma raporu tanımlanması(seri numarası), b) Laboratuvar numunelerini tanıtıcı işaretl(leri), c) Numune alma tarih ve yeri, d)partinin büyüklüğü ve tane boyutu dağılımı, e) Numune alma noktası veya numune alınan partinin tanımlanması, f) Madde 6 ya uygun olarak hazırlanmış numune alma planına atıf, g) Numune alan kişi(lerin) adı.
AGREGA DENEYLERİ 1 AGREGANIN GEOMETRİK ÖZELLİKLERİ İÇİN YAPILAN DENEYLER a) Eleme metodu ile tane büyüklüğü dağılımı tayini(ts 3530 EN 933 1) İri ve ince agreganın granülometrisini tayin etmek için yapılır. İyi kalite beton elde etmek için beton bünyesindeki her sınıf malzemenin kendinden bir üst irilikteki malzemedeki boşlukları doldurması gerekir. Bu standard, Fillerler (taş unu) hariç 63 mm ye kadar anma boyutlu hafif agregalar da dahil, doğal veya yapay orijinli agregalara uygulanır.
- Normal Agregalar İçin Deney Numunelerinin Kütlesi Agrega tane büyüklüğü D (en çok) mm Deney kısmının kütlesi (en az) (kg) 63 40 32 10 16 2.6 8 0.6 4 0.2
b)tane şekli tayini- yassılık endeksi(ts 9582 EN 933-3) ve TS 3814 EN 933-4) Hafif agregalar da dahil olmak üzere tabii ve suni agregalara uygulanır. deney metodu, tane büyüklüğü 4 mm den küçük veya 80 mm den büyük olanlara uygulanmaz.. İri agregalı numunede ayrı ayrı taneler, gerektiğinde verniyeli kumpas kullanılarak elde edilen tane boyunun (L), tane kalınlığına (E) oranı esas alınarak sınıflandırılır. Şekil indisi, L/E oranı 3 ten büyük olan tanelerin kütlesi olarak hesaplanır ve deneye tabi tutulan tanelerin toplam kuru kütlesinin yüzdesi olarak ifade edilir.
c) İri agregalarda kavkı içeriğinin tayini- kavkı yüzdesi(ts EN 933-7) Kavkı,İstiridye veya midyenin sert dış kabuğudur. Çakıl içeren karışık agregaya uygulanır. Deney, Di 63 mm ve di 4 mm olan di/di tane büyüklüğü aralıklarına uygulanır. Deney, iri agregalardan oluşan deney numunesinden, kavkılar ve kavkı parçalarının el ile ayırılmasından ibarettir.
d)ince tanelerin tayini-metilen mavisi deneyi(ts EN 933-9) İnce agregalarda veya guruplandırılmamış agregalarda 0-2 mm aralığının metilen mavisi değerinin (MB)tayini için yapılır. Bir metilen mavisi çözeltisinden alınan çözelti kısımları, su içerisindeki deney numunesi kısmından oluşan süspansiyonuna arka arkaya ilâve edilir. Boya çözeltisinin deney numunesi kısmı tarafından adsorpsiyonu, çözeltinin her ilâvesinden sonra süzgeç kâğıdında bir leke deneyi yapılarak serbest boyanın varlığının belirlenmesi suretiyle kontrol edilir
2.AGREGALARIN MEKANİK VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İÇİN YAPILAN DENEYLER a)agregaların tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini(ts EN 1097-6) Tel sepet metodu ve Piknometre metodları uygulanır. Tel sepet metodu: 63 mm göz açıklıklı elekten geçen, ancak 31,5 mm göz açıklıklı elekte tutulan agregalar için. Piknometre metotları: 31,5 mm göz açıklıklı elekten geçen, ancak 0,063 mm göz açıklıklı elekte tutulan agregalar için uygulanır
b) Parçalanma direncinin tayini: (TS EN 1097-2) 1- Los Angeles Deneyi 2-Darbe Deneyi iri agregaların parçalanma direncinin tayini için yapılır. Los Angeles Deneyinde, Agrega numunesi, dönen tamburda çelik bilyalar ile birlikte döndürülür. Dönme işlemi tamamlandıktan sonra 1,6 mm açıklıklı elekte kalan malzemenin miktarı belirlenir. Lâboratuvara gönderilen numunede malzemenin tane büyüklüğü 10 mm ile 14 mm arasında, kütlesi en az 15 kg olmalıdır. Deney, 14 mm deney eleğinden geçen ve 10 mm deney eleğinde kalan agregalara uygulanır.
Deney kısmının kütlesi (5000 ± 5) g olmalıdır. Tamburun kapağı kapatılır ve makina 31 devir/dakika ilâ 33 devir/dakika arasında sabit hızda 500 devir döndürülür. Sonra Tepsiye dökülen malzeme, 1,6 mm.lik elek kullanılarak TS 3530 EN 933-1.e göre yıkanır ve elenir. 1,6 mm elekte kalan kısım, (110 ± 5) C.da ki etüvde sabit kütleye gelinceye kadar kurutulur. Los Angeles kat sayısı LA aşağıdaki eşitlikten hesaplanır: m: 1,6 mm.lik elek üzerinde kalan fraksiyon, g dir.
c)aşınmaya karşı direncin tayini(mikro- deval) (TS EN 1097-1) Numune yaş veya kuru olarak deneye tabi tuulur. Deney, belirtilen şartlar altında döner bir tambur içerisinde bulunan agregalar ile aşındırıcı malzeme arasındaki sürtünmenin neden olduğu aşınmanın ölçülmesinden ibarettir. Dönme tamamlandığında, 1,6 mm göz açıklıklı elekte tutulan agrega yüzdesi belirlenir ve bulunan değer, mikro-deval katsayısının hesaplanmasında kullanılır. Düşük mikro-deval katsayısı değerleri, aşınmaya karşı daha iyi bir direncin göstergesidir Numunenin kütlesi, 10 mm ilâ 14 mm aralığındaki tane büyüklüğüne sahip en az 2 kg agregadan oluşmalıdır.
d) Çivili lastiklerden kaynaklanan aşınmaya karşı direncin tayini-nordik deneyi(ts EN 1097-9) Bu deney çivili lastiklerin,yol vb yüzey kaplamalarında kullanılan iri agregalar üzerindeki aşındırma etkisinin simülasyonu için yapılan işlemleri kapsar. Deney 11,2 mm- 16 mm tane büyüklüğü aralığındaki agregalara uygulanır. 11,2 mm ilâ 16,0 mm arasında tane büyüklüğüne sahip bir agrega numunesi, bir çelik tambur içerisinde çelik bilyalar ve su ile birlikte döndürülür.
Tambur içindeki malzemeler, yuvarlanmak suretiyle bir aşındırma etkisi meydana getirir. Tambur, belirtilen sayıda döndürüldükten sonra, tamburdaki tüm malzeme dışarıya çıkarılır. Agregalar, yüzde olarak aşınma kaybının ölçülmesi için 2 mm göz açıklıklı elekten elenir.
3. AGREGALARIN TERMAL VE BOZUNMA ÖZELLİKLERİ İÇİN DENEYLER a)donmaya ve çözülmeye karşı direncin tayini(ts EN 1367-1) Bu deney, agreganın arka arkaya donma ve çözülme etkisine maruz bırakılması halinde gösterdiği davranış biçimi hakkında bilgi verir. Deney 4 mm ile 63 mm arasında tane büyüklüğüne sahip agregalara uygulanır.
Atmosfer basıncında suya batırılarak su altında tutulan ve belirli tane büyüklüğüne sahip agregalardan oluşan numune, 10 defa donmaçözülme döngüsüne tâbi tutulur. Burada, su altında -17,5 C'a soğutma ve sonra da yaklaşık 20 C'taki su banyosunda çözme işlemi gerçekleştirilir. Donma-çözülme döngülerinin tamamlanmasından sonra agregalar, çatlak oluşumu, kütle kaybı ve varsa mukavemet değişiklikleri gibi herhangi bir değişiklik olup olmadığı hususunda kontrol edilir.
b) Magnezyum sülfat deneyi(ts EN 1367-2) Agregaların periyodik olarak magnezyum sülfata daldırılması ve takiben etüvde kurutulması yolu ile agregaların davranışlarını değerlendirmek için yapılır. Tane büyüklüğü 10-14 mm arasında değişen numune magnezyum sülfat çözeltisine 5 kere daldırılır ve takiben (110±5) ºC de etüvde kurutulur. Donma-çözünmeye karşı direncini belirleyebilmek için kullanılan bir metottur.
c) Kuruma çekmesi tayini(ts EN 1367-4) Betonun kuruma çekmesi üzerinde agregaların etkisini tayin eder. Maksimum agrega tane büyüklüğü 20 mm olan sabit karışım oranlı betonların deneylerini esas alır. Agrega çimento ve su ile karıştırılır. Belirlenmiş boyutlardaki prizmalara dökülür. Prizmalar ısıtılır ve takiben (110±5)ºC de kurutulur. Daha sonra ıslak hal ile kuru hal arasındaki boy değişimi belirlenir. prizmalardaki ortalama boy değişimi, nihaî kuru uzunluğun yüzdesi olarak ifade edilir. d) Alkali- silika reaksiyonu deneyi(canada CSA A 23.2-25A) Agregaların alkali silika yönünden reaktif olup olmadığını tayin etmek için yapılır
4. AGREGALARIN KİMYASAL DENEYLERİ a) Organik madde tayini Agregaların humus muhtevası yönünden değerlendirilmesi amacıyla yapılır. Analitik saflıktaki reaktifler ve damıtık su veya buna eşdeğer saflıkta su kullanılır. Agrega numunesi bir cam şişe içinde NaOH ile birlikte çalkalanır. Çökelen agrega üzerindeki sıvıda oluşan renklenme organik madde miktarı hakkında bilgi verir.
b) Harç metoduyla organik kirleticilerin tayini (TS EN 1744-1) Agreganın içinde bulunan,harcın sertleşmesine ve katılaşmasına herhangi bir etkisi olabilen, organik kirleticilerin miktarını saptamayı amaçlayan bir deneydir. İki adet aynı olduğu bilinen harçların sertleşme hızı ve basınç dayanımları için deneye tabi tutmaktır. Harcın biri teslim alındığı gibi kullanılan deney agregasını ihtiva ederken, diğer karışım organik maddeleri ısıtılarak yok edilmiş numuneden hazırlanır.
TEŞEKKÜR EDERİM ESEN ÇİFTÇİ JEOLOJİ M.