yapı malzemeleri anabilim dalıozgurertugrul.gen.tr/101/yapi malzemeleri.pdf · yapı malzemeleri...

Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı

Mersin ÜniversitesiMühendislik Fakültesi

İnşaat Mühendisliği Bölümü

Yapı Malzemesi Nedir?

İnsanların barınma, korunma ve depolama gibi maksatlarla

yapmış olduğu her türlü yer altı ve yer üstü tesislerine yapı, bu

yapılarda kullandığı malzemelere de “yapı malzemesi” adı verilir.

Ahşap, beton, asfalt, çelik,

seramik, yalıtım malzemeleri, cam,

boya, mermer, tuğla, çimento vs.

birçok şey birer yapı malzemesidir.

Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı?

Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı, yapı malzemelerinin sahip

olduğu fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri araştıran,

geliştiren ve öğreten, yapıda uygun bir şekilde kullanılabilmesi

bakımından malzeme seçimine yönelik bilgiler veren bilim alanıdır

ve inşaat mühendisliğinin temel bilim dallarından birisidir.

Malzemelere ait derecelendirmeleri içeren standartları

oluşturmak veya yeni malzemeler tasarlayıp üretmek de yine bu

anabilim dalının uğraşı alanları arasındadır.

Deneyimlerden Çağdaş Deneysel Yöntemlere

Eskiden uygulama tecrübesine

dayanan yapı malzemesi bilgisi, artık

günümüzde araştırma ve deneylere

dayanan bir bilim dalı olmuştur.

Yapı Malzemeleri ABD Dersleri

Yapı Malzemesi Anabilim Dalının temel dersleri, Malzeme Bilimi

ve Yapı Malzemesi dersleridir. Malzeme Bilimi dersi II. sınıfın

Güz yarıyılında, Yapı Malzemesi dersi ise yine II. sınıfın Bahar

yarıyılında okutulmaktadır.

Yapı Malzemeleri ABD Ders İçerikleri

Malzeme Bilimi dersinde, atomsal yapı, atomsal bağlar, atomsal

diziliş gibi malzemenin iç yapısına yönelik bilgiler ile birlikte,

malzemenin fiziksel, teknolojik ve mekanik özellikleri

anlatılmaktadır.

Yapı Malzemesi dersinde ise, malzemelerin sınıflandırılması,

bağlayıcılar, alçı, kireç ve çimentolar, agregalar ve beton

konuları anlatılmaktadır.

Günümüzde yüksek olan yapı

maliyetleri, malzeme özelliklerinin

iyi bilinmesini ve maruz kalacağı

etkilere göre seçilip kullanılmasını,

bir başka ifadeyle, yerine uygun

malzeme seçimini zorunlu

kılmaktadır.

Malzeme Bilimi Neden Önemlidir?

Malzeme Bilimi Neden Önemlidir?

Bir inşaatın bedeli %100 olarak kabul edilirse bunun yaklaşık;

%10 kadarlık kısmı proje ve mühendislik hizmetleri bedeli,

%25 kadarlık kısmı işçilik bedeli,

%65 kadarlık kısmı ise malzeme bedelidir.

Bu durum, malzeme biliminin önemini açıkça ortaya koymaktadır.

Malzeme Kalitesi

Malzemenin kalitesi de yapının ömrü

boyunca işletme giderlerini

etkilemektedir. Ucuz bir malzeme

belli bir süre sonra sürekli bakım ve

onarım gerektireceğinden, ilk fiyatı

daha yüksek olan bir malzemeye

kıyasla ekonomik olmayabilir.

İnşaat Mühendisinin Görevi...

Her inşaat mühendisi, tasarladığı yapı ile ilgili olarak,

projelendirme ve inşaat aşamasında aşağıdaki dört temel koşula

dikkat etmesi gerekir:

a) Yapı istenilen işlevi yerine getirebilmelidir,

b) Yapı dış etkilere karşı sağlam olmalıdır,

c) Yapı estetik olmalıdır,

d) Yapı ekonomik olmalıdır.

Malzemeyi Tanımanın Gerekliliği

Bir yapının ömrü, yalnızca projesinin iyi olmasına ve işçiliğine

bağlı değildir. Bunun yanında, malzeme özellikleri de çok önemli

bir yer tutar. Malzeme özelliklerini bilmeden ve malzeme

seçimine dikkat etmeden yukarıdaki 4 temel koşulun bir arada

sağlanabilmesi ve kusursuz bir yapı inşa edilebilmesi olanaksızdır.

Malzemeyi Tanımanın Gerekliliği

Örneğin, don tesirine dayanıklı bir beton

elde etmek için su emme oranı düşük olan

agrega seçilmesi gereklidir. Agreganın yanlış

seçilmesi, donma çözülme koşulları altında

betonun zarar görmesine neden olacağından,

işi yapan usta her ne kadar iyi olsa ve itinalı

çalışsa da yapılan imalat açısından beklenen

kalitenin elde edilmesi imkânsızdır.

Yapı Malzemelerinin Sınıflandırılması

Yapı malzemelerini, yapıdaki görevlerine göre şöyle sınıflandırmak

mümkündür;

Taşıyıcı sistem malzemesi (Esas malzeme)

Detay malzemesi

Taşıyıcı Sistem Malzemesi

Yapının kiriş, kolon, temel gibi taşıyıcı

bölümlerinde kullanılan ve mekanik özellikleri

yüksek olan malzemelerdir. Bu malzemelere

örnek olarak beton, çelik, ahşap, doğal ve

yapay taşlar örnek olarak verilebilir.

Taşıyıcı Sistem Malzemelerinin Testi

Yapının güvenliği açısından bu sınıfa giren malzemelerin herhangi

bir kusura sahip olmaması gerektiğinden, taşıyıcı sistem

elemanlarında yer alacak malzemelerinin kullanılmadan önce bazı

testler yardımı ile uygunluğunun araştırılması gerekir.

Taşıyıcı Sistem Malzemelerinin Testi

Malzemelerin sahip oldukları özelliklerin test edilmesinde, bazı

deneylerden yararlanılır. Bu deneylerin bir kısmı şantiyelerde

yapılabilirken, bir kısmı ise, özel ekipmana ihtiyaç duyulduğu

durumlarda donanımlı laboratuvarlarda yapılmaktadır.

Detay Malzemesi

Taşıyıcı malzeme grubunun dışında kalan ve

yapıyı dış etkilerden koruyarak dekoratif bir

görünüm sağlayan malzemelere detay

malzeme denir. Bu malzemelerde oluşabilecek

kusur ya da bozukluklar, yapının güvenliğini

tehlikeye atmaz. Cam, boya, sıva, döşeme

kaplaması gibi malzemeler buna örnek

verilebilir.

Bazı malzemelerin yerine göre taşıyıcı sistem malzemesi (esas

malzeme), yerine göre de detay malzemesi olabileceği

unutulmamalıdır. Örneğin, ahşap taşıyıcı eleman olarak

kullanıldığında esas malzeme iken, döşeme kaplaması olarak

kullanıldığında detay malzemesi grubuna girer.

Esas Malzeme Detay Malzeme

Gerek taşıyıcı sistem malzemelerinin gerekse de detay

malzemelerinin birçoğu, taneleri ya da bileşenleri homojen şekilde

bir arada tutan yapıştırıcı özellikli malzemeler ile birlikte

kullanılmaktadır.

Bağlayıcı Maddeler

Buna göre, başlangıçta ince bir toz formunda olmasına rağmen,

su eklenmesi ile hamur haline gelen ve zamanla plastikliğini

kaybedip sertleşen, yüzeyleri birbirine bağlayıcı (yapıştırıcı)

özelliğe sahip malzemelere bağlayıcı maddeler denir.

Bağlayıcı Maddeler

Bağlayıcılar

Havada ve suda sertleşebilenler(Hidrolik Bağlayıcılar)

ÇimentoSu KireciPuzolanlar

Bağlayıcı Maddelerin Gruplandırılması

Sadece havada sertleşebilenler(Hava Bağlayıcıları)

AlçıKireç

Alçı su altında eridiğinden, kireç ise sertleşebilmek için ihtiyaç

duyduğu karbondioksiti su altında bulamadığından hidrolik

bağlayıcı değildir. Dolayısıyla alçı ve kireç sadece havada

sertleşebilecek özelliktedir.

Hava Bağlayıcıları

Alçı, alçı taşı veya jips diye bilinen CaSO4.2H2O bileşimli taşların

pişirilerek suyunun bir kısmının uçurulması ve ardından öğütülmesi

sonucunda elde edilen bir yapı malzemesidir. Bileşimi CaSO4.½H2O

şeklindedir. Pişirme işleminde alçı taşı tüm suyunu kaybederse priz

yapma özelliği olmayan anhidrit yani susuz alçı (CaSO4) elde edilir.

Alçı

Basınç dayanımı 7-14 MPa.

Yangına karşı dayanıklıdır.

Isı yalıtım özelliği oldukça iyidir.

Asit niteliğinde olduğundan demiri paslandırır.

Tuğla, taş vb. yapı malzemesine çok iyi yapışır.

Ahşaba yapışmaz.

Dolgu, sıva işleri, heykel ve model yapımı için uygundur.

Duvar ve tavan sıvalarında nemsiz ortamda kullanılır.

Alçının Özellikleri

Kireç, kireç taşı veya kalker olarak bilinen CaCO3 bileşimli taşların

öğütülüp 900°C sıcaklıkta pişirilmesiyle elde edilir. Reaksiyon

aşağıdaki gibi olup meydana gelen CaO sönmemiş kireçtir;

Kireç

Sönmemiş Kireç

CaCO3 + ISI CaO + CO2

Sönmüş Kireç

Sönmemiş kireç, yani kalsiyum oksit (CaO) su ile karıştırılınca

yaklaşık 400°C civarında bir ısı açığa çıkar. Kirecin

söndürülmesi ile Ca(OH)2 sönmüş kireç oluşur.

Sönmüş Kireç

CaO + H2O Ca(OH)2 + ISI

Sıva

Harç

Badana

Kirecin Kullanım Alanları

Kireç ile fazla kalın harç sıvası yapılmamalıdır. Aksi

takdirde CO2 harcın içine yeterince nüfuz

edemeyeceğinden, orta kısımlar sertleşemez ve plastik

durumunu korur.

Kireç su içerisinde eridiğinden, su ile temas eden yapılarda

kullanılmamalıdır.

Kirecin Özellikleri

Kirecin her türlü yapı malzemesine iyi yapışma yeteneği

olmasına karşın, mekanik özellikleri zayıf olduğundan,

taşıyıcı elemanların yapımından bağlayıcı madde olarak

kullanılmamalıdır.

Kirecin Özellikleri

Kireçle elde edilen harçların plastik özellikleri fazladır.

Şekil değişimi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle

duvar sıvaları için çok uygundur. Kireçle yapılan sıvalar

çimento ile yapılan sıvalara kıyasla daha az çatlar.

Kirecin Özellikleri

Hem havada hem de su altında priz yapma (sertleşme) özelliği

taşıyan bağlayıcılara hidrolik bağlayıcılar adı verilir. Su kireci,

çimento ve puzolanlar bu gruptandır.

Hidrolik Bağlayıcılar

Su kireci, içerisinde %10~25 mertebesinde kil bulunduran kireç

taşlarının pişirilmesi ile elde edilir. Pişirme sonunda fırından

çıkarılan kireç ufak parçalar halindedir. Bu bağlayıcı maddenin toz

haline getirilmesi işlemi, öğütme ile değil doğrudan doğruya kirecin

söndürülmesi ile sağlanır. Çimentonun keşfinden önce kullanılan bu

bağlayıcının bu gün için kullanım alanı pek kalmamıştır.

Su Kireci

Puzolanlar

Puzolanlar, silisli ya da silisli ve alüminli malzemeler olup çok az

ya da hiç bağlayıcı değeri olmayan; fakat ince öğütülmüş

durumda ve nemin bulunduğu ortamda, çimentonun hidratasyonu

sonucunda ortaya çıkan kalsiyum hidroksitle normal sıcaklıkta

kimyasal olarak reaksiyona girerek bağlayıcı özelliğe sahip

bileşen oluşturan malzemelerdir. Puzolanlar, çimento/beton

sektöründe mineral katkı maddeleri adıyla da bilinirler.

Puzolanların Tarihçesi

Puzolanik maddelerin kullanımı binlerce yıl öncesine kadar

gitmektedir. Bu özellikteki toprak ilk defa İtalya’nın Napoli

kentinde Vezüv yanardağı yakınlarındaki Pozzuoli kasabasından

elde edildiğinden “Puzolan” sözcüğü buradan kaynaklanmıştır.

Puzolanik Malzemelerin Tipleri

Doğal Puzolanlar (Doğal olarak bulunan malzemeler)

Volkanik küller

Camlar

Tüfler

Pişirilmiş killer ve şeyller

Diatomik topraklar

Suni Puzolanlar (Endüstriyel yan ürünler)

Uçucu kül

Silis dumanı

Öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu

Puzolanik Malzemelerin Kullanımı

İnce öğütülmüş puzolanlar beton katkısı olarak ya da Portland

puzolan tipi çimento üretiminde kullanılmaktadır. Katkı

malzemesinin tipine göre, Portland çimentosunun % 5’i ile %

50’si arasındaki bir kısmı ile yer değiştirilir. Bu oran kullanım

amacına göre değişiklik gösterir.

Çimento

Çimento, kil ve kalker karışımı hammaddelerin pişirilmeleri ile

ortaya çıkan ve “klinker” olarak adlandırılan malzemenin çok az

miktarda alçıtaşı ile birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilen

bir üründür; su ile birleştirildiğinde hidrolik bağlayıcılık özeliği

kazanmaktadır.

KLİNKER

Çimento

İngiltere'nin Portland adasından

elde edilen yapı taşlarına

benzediği için "Portland

Çimentosu" adı altında patent

almıştır.

Portland Çimentosunun Özellikleri

Çimento gri renktedir. Gri renk, hammadde içinde yer alan

az miktardaki demir oksitten kaynaklanmaktadır.

Demir oksit bulunmadığı takdirde, Portland çimentosunun

rengi beyaza yakın renkte olmaktadır.

Portland çimentosu toz gibi ince tanelidir,

Tanelerin boyutları 1 - 200 µm arasında değişmektedir.

Hidratasyon

Çimento ve suyun birleştirildiği andan itibaren bu iki malzeme

arasında “hidratasyon” olarak adlandırılan kimyasal reaksiyonlar

cereyan eder.

Priz Alma

Önceleri, yumuşak plastik durumda olan çimento hamuru*,

zaman ilerledikçe daha az plastik duruma gelmekte ve katılaşıp,

sertleşmektedir. Çimento hamurunun katılaşma göstererek şekil

verilemez bir duruma gelmesine “priz alma” denilmektedir.

* Çimento ve su karışımına çimento hamuru denir.

Hidratasyonun Devamında…

Çimento, su, ve agregaların birlikte karılmasıyla elde edilen

beton ilk zamanlarda plastik bir kıvamda olup, birkaç saat

içerisinde katılaşmakta ve sertleşmektedir. Sertleşmeye

başlayan beton ise giderek daha büyük dayanım kazanmaktadır.

Çimentonun Görevi

Beton karışımı içerisinde yer alan çimento;

agrega tanelerinin yüzeyini kaplamakta,

agregaların aralarındaki boşlukları doldurmakta,

agrega tanelerini birbirlerine bağlayarak betonun tek bir

malzeme gibi davranmasını sağlamaktadır.

Agrega

Agregalar, beton yapımında çimento ve su ile birlikte kullanılan

kum, çakıl, kırmataş, kırmakum gibi taneli malzemelerdir.

İnce Agrega ve İri Agrega

Türk standartlarına göre, 4.0 mm

göz açıklıklı kare delikli eleklerden

geçen agregaya ince agrega (kum),

bu elek üzerinde kalan agregaya ise

iri agrega (çakıl) denilmektedir.

Kırmataş ve Kırmakum

Büyük taşların konkasörde kırılmasıyla elde edilen kırmataş,

iri agregadır. Bazen, kumun bulunmadığı veya şantiyeye

uzaklığı nedeniyle elde edilmesinin ekonomik olmadığı

durumlarda, ince agrega olarak kırma kum kullanılmaktadır.

Betonda Agrega

Beton hacminin yaklaşık %75’i agrega tarafından oluşturulmaktadır.

Betonda Ekonomi

Beton yapımında kullanılan temel malzemeler (çimento, su ve

agrega) arasında en pahalı olanı çimentodur. Agreganın

maliyeti, çimento maliyetine göre çok düşüktür. O nedenle,

istenilen kalitedeki betonu elde edebilmek kaydıyla, betonda

mümkün olabildiği kadar çok miktarda agrega kullanılması,

betonun daha ekonomik olmasına yol açmaktadır.

Beton su, çimento, agrega ve gerektiğinde kimyasal ve/veya

mineral katkı maddelerinin homojen olarak karıştırılmasından

oluşan, başlangıçta plastik kıvamda olup, şekil verilebilen,

zamanla katılaşıp sertleşerek dayanım kazanan bir yapı

malzemesidir.

Beton Nedir?

Taze Beton

Betonun karıştırma işlemi tamamlandıktan sonraki durumuna

taze beton adı verilir.

Sertleşmiş Beton

Plastikliğini, yani şekil verilebilir haldeki durumunu yitirmiş ve belirli

seviyede dayanım kazanmış olan betona sertleşmiş beton denir.

Beton üretiminde kullanılan malzemelerin, mümkün olduğu kadar

homojen bir şekilde karıştırılması gerekir. Karıştırma işlemi iki

şekilde yapılır; El araçları* ile karıştırma ve betonyer ile

karıştırmadır.

Betonun Üretimi

Betonyerden veya beton santrallerinden alınan taze beton

döküm yerine en az sarsıntı etkisinde kalacak ve homojenliğini

kaybetmeyecek şekilde taşınmalıdır. Üretilen betonlar, döküm

yerine işin niteliği ve büyüklüğüne göre el arabaları, bantlar,

oluklar, trans mikserler veya beton pompaları ile taşınır.

Betonun Taşınması

Karıştırılan beton bekletilmeden yerine yerleştirilmeli ve yeterince

sıkıştırılmalıdır. Yerleştirme ve sıkıştırma işlemlerinde önemli olan

beton malzemelerinin birbirinden ayrışmamasıdır. Betonun

sıkıştırma işlemlerinde, şişleme çubuğu veya vibratör kullanılır.

Betonun Yerleştirilmesi ve Sıkıştırılması

Beton üretiminde çimento çoğunlukla 50 kg’lık torbalar

halinde kullanılır. Dolayısıyla, 1 m3 betonda yer alan kg

cinsinden çimento miktarına dozaj veya doz adı verilir.

Örneğin 300 dozlu beton dendiğinde, 1 m3 beton içerisinde

300 kg çimento (= 6 torba çimento) olduğu anlaşılır.

Betonun Dozajı

Zemin ile temelin irtibatını keserek

zeminden gelebilecek zararlı su veya

benzeri kimyasalların temel

betonarmesine zarar vermesini

önlemek ve temel altını gerekli

düzlüğe getirmek (tesviye etmek) için

kullanılan demirsiz kaba betona

grobeton denir.

Grobeton

Betonun, özellikle ilk günlerinde, yeterince hidratasyon

yapabilmesini sağlamak gereklidir. Dolayısıyla, betonun

içerisinde yeterli miktarda suyun ve sıcaklığın bulundurularak

bu ortamın korunması işlemine, betonun kür’ü veya betonun

bakımı adı verilir.

Betonun Bakımı

1.Yerine yerleştirilmiş olan betonun içerisindeki suyun

buharlaşarak azalmaması, betonda yeterli miktarda su

bulundurulması,

2.Yerine yerleştirilmiş olan betonun içerisindeki sıcaklığın

betondaki hidratasyonu yavaşlatacak veya durduracak

derecelere düşmemesi.

Betonun Kürü İçin Gerekli Koşullar

Yerine yerleştirilen taze betonun içerisindeki suyun

azalmasının en önemli nedeni buharlaşmadır. Buharlaşma hızı,

(a) havadaki bağıl neme,

(b) hava sıcaklığına,

(c) betonun sıcaklığına,

(d) rüzgar hızına bağlıdır.

Taze Betonda Suyun Azalmasının Nedenleri

Bağıl Nem: Belli bir sıcaklıkta bir hava kütlesinde bulunan nem miktarının yüzde ifadesi.

Havadaki bağıl nemin azalması, betonun içerisindeki suyun

daha çok buharlaşmasına yol açmaktadır.

Hava sıcaklığının yüksek olması, betonun sıcaklığını da

yükseltmekte ve daha çok buharlaşmaya neden olmaktadır.

Rüzgar hızının yüksek olması, betondaki suyun daha çok

buharlaşmasına neden olmaktadır.

Nem, Sıcaklık ve Rüzgarın Etkileri

Genellikle iki ana grup altında sıralanabilir:

1. Betonun ıslak durumda kalabilmesini sağlayabilmek için

uygulanan kür yöntemleri,

2. Beton yüzeyini ince bir zar (membran) ile örterek,

buharlaşmayı önlemek amacıyla uygulanan yöntemler.

Kür Yöntemleri

1. Betonun tamamen su altında kalmasını sağlayacak yöntemler,

2. Beton yüzeyine su serpiştirilerek uygulanan kür yöntemi,

3. Beton yüzeyine bez, talaş, saman gibi malzemelerin serilmesi

ve bu malzemelerin ıslak duruma getirilmeleri sağlanarak,

beton yüzeyinin ıslak kalabilmesi için uygulanan yöntemler.

Betonun Islak Kalmasını Sağlayan Yöntemler

1. Beton yüzeyinin plastik malzemeden veya su geçirmeyen

kağıttan yapılmış örtülerle kaplama yöntemleri,

2. Beton yüzeyine bitümlü veya parafin esaslı sıvı kimyasal

malzemelerin sürülmesi yöntemleri.

Betondaki Suyun Buharlaşmasını Önleyen Yöntemler

Betonun Basınç Dayanımı

Beton, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı ise düşük bir

malzemedir. Dolayısıyla beton, yüksek basınç mukavemetinden

yararlanmak ve yük taşıtmak amacıyla, yapı elemanlarında basınca

çalıştırılır. Beton basınç dayanımı, betonda basınç etkisi yaratacak

kuvvetlerin neden olacağı şekil değiştirme ve kırılmalara karşı

betonun gösterebileceği maksimum direnme kabiliyetidir.

Betonun Basınç Dayanımının Bulunması

Betonun basınç dayanımı, boyutları 15x30

cm olan beton silindir ya da 15 cm kenar

uzunluğundaki beton küp numunelerin preste

kırılması ile belirlenir. Kırılma yükü,

numunenin kesit alanına bölünerek betonun

basınç dayanımı (mukavemeti) tespit edilir.

Beton basınç dayanım sınıfları ile

bu sınıfların karakteristik silindir

ve küp basınç dayanım değerleri,

TS EN 206-1 beton standardında

belirtilmiştir.

Beton Standardı (TS EN 206-1)

Beton sınıfları, C 8/10 ile başlar ve C 100/115 sınıfına kadar

devam eder. Betonun basınç dayanım sınıfını gösteren

notasyondaki “C” terimi, betonun İngilizcesi olan “concrete”

kelimesinin baş harfini simgelerken, ilk rakam betonun 28 günlük

karakteristik silindir dayanımını (N/mm2), ikinci rakam ise betonun

28 günlük karakteristik küp dayanımını (N/mm2) temsil eder.

Beton Sınıfları

C30/37

Çelik, Demir elementi ile genellikle %0,2 ila %2,1 oranlarında

değişen Karbonun bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. İçine

katılan karbon oranı arttıkça, sertlik ve mukavemeti artar, ancak

süneklik* azalır.

Yapılarda Çelik Kullanımı

*Süneklik: Malzemelerin gerilme altında şekil değiştirme yeteneği süneklik olarak tanımlanır.

Yapılarda çelik,

1. Betonarme yapılarda donatı,

2. Çelik yapılarda ise taşıyıcı profil

olarak kullanılır.

Yapılarda Kullanılan Çelikler

Betonarme Yapılarda Çelik

Betonarme yapılarda beton, çekme dayanımı düşük

olduğundan basınç gerilmelerini karşılar. Çelik ise, betonun

çekme dayanımının zayıf olması nedeniyle, yapı elemanlarında

oluşan çekme kuvvetlerini karşılamak amacıyla kullanılır.

Betonla Çeliğin Uyumu

Betonarme yapılarda çekme gerilmelerini karşılayacak en uygun

donatının çelik olduğu ve birbirlerine şaşırtıcı derecede uyum

sağladıkları görülmüştür. Çünkü,

a. Çeliğin çekme dayanımı, betondan çok daha yüksektir,

b. Çelik betonla çok iyi bir aderans sağlar,

c. Çeliğin genleşme katsayısı, betonunkine yakındır. Dolayısıyla,

oluşacak bir sıcaklık farklılığında aynı şekil değişimini yaparlar.

Aderans

Betonarme yapılarda donatı ve beton arasında yeterli bir

kenetlenmenin (aderansın) sağlanamaması halinde, donatı beton

içinde kayarak kuvvetleri aktaramaz. Bu durum, oldukça

tehlikeli olup, yapının yıkılmasına dahi yol açabilir.

Nervürler

Donatının aderans yeteneğini arttırmak

amacıyla, çelik çubukların yüzeyinde çıkıntılar

yapılır. Beton kütlesine takılarak kenetlenmeyi

arttıran bu çıkıntılar, genelde nervürler

vasıtasıyla meydana getirilir.

Nervür

Nervür, donatının betonla aderansını

arttırmak amacıyla, çubuk eksenine belirli

bir açıyla oluşturulan ve çubuk boyunca

devam eden çubuk yüzeyindeki çıkıntılardır.

Donatı Çapı

Yüzey Şekillerine Göre Çelik Çubuk Çeşitleri

Betonarme yapılarda donatı olarak kullanılan,

dairesel kesitli çelik çubuklar yüzey

şekillerine göre şu şekilde sınıflandırılır:

Düz Yüzeyli (D) Yüzeyi Profilli (P) Nervürlü (N)

Yüzey Şekillerine Göre Çelik Çubuk Çeşitleri

1. Düz Yüzeyli Çelik Çubuk

Düz yüzeyli çelik çubuk, yüzeyinde betonla aderans

(kenetlemeyi) arttırıcı nervürler veya profiller bulunmayan

yüzeyi düz, daire kesitli beton çelik çubuğudur.

2. Yüzeyi Profilli Çelik Çubuk

Yüzeyi profilli çelik çubuk, haddeleme sırasında, yüzeyinde

betonla aderans arttırıcı çeşitli şekilli girintiler oluşturulmuş

beton çelik çubuğudur.

3. Nervürlü Çelik Çubuk

Nervürlü çelik çubuk, haddeleme

sırasında, yüzeyinde betonla

aderansını arttırıcı çıkıntılar

oluşturulmuş beton çelik çubuğudur.

1. En küçük akma sınırı 220 N/mm2, (BÇ I) veya (S 220)

2. En küçük akma sınırı 420 N/mm2, (BÇ III) veya (S 420)

3. En küçük akma sınırı 500 N/mm2, (BÇ IV) veya (S 500)

Akma Dayanımlarına Göre Çelik Çubuk Çeşitleri

Çelik Hasır

Bazı betonarme elemanlarda,

örneğin döşemelerde, donatı

yerleştirilmesini kolaylaştırmak

amacı ile, birbirine dik ve paralel

çubuklardan oluşan hasır donatı

kullanılır.

Çelik Hasırda Bağlantı

Hasırda iki dik yöndeki donatının üst üste bindiği

noktalardaki bağlantı, kaynak veya özel kelepçelerle sağlanır.

Çelik Hasırların Kullanım Alanları

Her türlü konut inşaatının: temelleri, döşemeleri, perdeleri

Metro ve tünel yapımında,

İstinat duvarı,

Beton pist ve yol kaplamaları,

Prefabrik yapılarda,

Kanal ve kanalet yapımında,

Endüstriyel yapılarda,

Çelik Yapılar

Çeliklerin ikinci geniş kullanım alanı çelik yapılardır. Çelik

köprüler, çerçeveler ve çatı makasları gibi yapılar çelik

levha ve çelik profil çubuklardan imal edilir.

Çelik Profiller

Çelik profil çubuklar kesit şekline göre, L (korniyer), T, U

veya I (putrel) profili şeklinde adlandırılırlar.

Öngerilmeli Beton

Yapılarda, geçilmesi gereken açıklık büyüdükçe, betonarme

yapı elemanlarının boyutu artmaktadır. Bu durum, ölü yüklerin

artmasına ve yapının taşıyıcı elemanlarına gereksiz yükler

gelmesine neden olmaktadır. Ayrıca betonun çekme

gerilmelerine karşı zayıf olması, betonarme elemanlarda

çatlamaların oluşmasını kaçınılmaz kılmaktadır. Bu sorunları

gidermek düşüncesi, betona basınç gerilmeleri vermek suretiyle

'öngerilmeli beton' kavramını ortaya çıkartmıştır.

Öngerilmeli Beton

1940'larda geliştirilen öngerilmeli beton yöntemiyle, betonun

düşük çekme mukavemetine bağlı çatlak problemi önlenmiştir.

Öngerilmede, betonun yüksek basınç mukavemeti, çeliğin

yüksek çekme mukavemetiyle birleştirilmektedir.

Öngerilme Yöntemleri

Öngerilme işlemi, beton dökümünden önce gerilen kabloların

betonun dökülüp sertleşmesinden sonra serbest bırakılması

(öngerme) ya da betonun dökülüp sertleştikten sonra, önceden

yerleştirilen öngerilme kablolarına kuvvet uygulanıp gerdirilmesiyle

(ardgerme) gerçekleştirilmektedir.

Öngerilmeli Beton Kullanım Alanları

Prefabrik sanayi yapılarında,

Köprülerde,

Silolarda,

Büyük açıklıklı yapılarda,

Yer altı ve üstündeki büyük metro istasyonlarında,

Stadyum ve spor salonlarının tribün örtü yapılarında.

TEŞEKKÜRLER !