kÜtle beton (mass concrete)

KTLE BETON (Mass Concrete)

KTLE BETON Ktle betonu, imentonun su ile reaksiyonu srasnda aa kan hidratasyon ss ve bunu takip eden hacim deiiklikleri neticesinde termal atlak oluumlarnn en alt seviyeye ekilmesi maksadyla tedbirler alnmas gerekli olan byk boyutlu betonlar iin kullanlan bir ifadedir.

KTLE BETON imento ile su arasndaki kimyasal reaksiyonun ekzotermik (s aa karan) olmas ve betonun s iletim zelliinin dk olmas nedeniyle aa kan snn transferi iin byk hacimli betonlarda ok uzun bir sreye ihtiya olmas nedeni ile bazen olduka yksek scaklk deerlerine ulalabilmektedir.

KTLE BETON Beton henz erken yalarda iken scaklnn yksek deerlere ulamas ve scaklk kayp hznn da bu tip beton yaplarda olduka dk olmas nedeniyle evre scaklna souma ok uzun bir sreyi gerektirmektedir.

KTLE BETON Soumann tamamlanarak evre scaklna ulalncaya kadar ise betonun dayanm ve elastisite modl artmaktadr. Uzun vadede betonun souyarak evre scaklna ulalmas ile birlikte nemli ekme gerilmelerinin oluumu da kanlmaz olmaktadr.

KTLE BETONBu nedenle, Yapda ciddi hasar oluumlarnn nlenmesi, Yapsal btnln bozulmamas, Ar szma riskinin nlenmesi (su yaplarnda), Yapnn servis mrnn ksalmamas ve Estetik olarak da kabul edilemez hasar oluumlarnn meydana gelmemesi iin termal etkilerin olduka dikkatlice ele alnmas zorunludur.

TERMAL ATLAK Ktle betonu yaplarnda termal gerilmeler nedeniyle atlak oluumlarnn engellenebilmesi olduka nemlidir. Dolays ile tasarm almalar bu tip atlaklarn meydana gelme riskini en dk seviyeye ekecek ekilde gerekletirilmeli ve tasarm aamasnda da inaat aamasnda da belirlenen kriterlere titizlikle uyulmaldr.

TERMAL ATLAK Termal atlak oluumlar riskini etkileyen temel parametreler yle sralanabilir: Kullanlan balayc malzemenin (imento + uucu kl) hidratasyon ss, Toplam balayc miktar, Beton dkm ve yerletirme scakl, Beton elemann ekli ve bykl, Ard soutma ilemi ile alnan s, Dkm annda ve sonrasndaki evre scakl, Betonun sl zellikleri (zgl s, sl iletkenlik, sl genleme katsays vb.), Betonun ekme dayanm, Betonun elastisite modl.

TERMAL ATLAK Termal atlak oluumlar beton yapdaki en dk ve en yksek scaklk deerlerinin arasndaki fark (yukarda verilen parametrelere baldr), betonun sl genleme katsays, betonun ekme dayanm ve elastisite modl parametrelerine bal olarak meydana gelmektedir.

SICAKLIK KONTROL Tamam veya birka tedbir olarak ktle betonunda kullanlabilecek drt etkili scaklk kontrol program u ekilde sralanabilir:a) Balayc malzeme miktar kontrol: Balayc tipi ve miktar hidratasyon ss potansiyelini azaltabilmektedir. b) nsoutma: Karmda kullanlacak olan malzemelerin soutulmas taze beton scaklnn daha dk seviyelere ekilmesini salamaktadr. c) Ard-soutma: Hidratasyon sonucu artan scakln dengelenmesi maksadyla ierisine yerletirilen soutma tesisat ile scaklk art snrlandrlabilmektedir. d) Yap ynetimi: mkemmel planlanma, yapm yntemleri, betonun retiminden yerletirilmesine kadar geen aamalar ile ilgili bilgi birikiminin iyi kullanlmas yardmyla ar scaklk farkllklarnn olumas engellenebilmektedir.

SICAKLIK KONTROL Kk yaplarda, scaklk kontrol iin beton ilerinin souk periyotlarda (geceleri, souk aylarda vb.) yaplmas gibi tek bir tedbir alnmas yeterli olabilmektedir. Bununla birlikte daha byk yaplarda, balayc miktarnn azaltlmas, puzolan kullanm, agregann ve karma suyunun nsoutma ilemine tabi tutulmas (karma suyunun bir ksmnn yerine buz kullanm) gibi tedbirlerin alnmas sureti ile beton yerletirme scakl drlebilmektedir.

SICAKLIK KONTROL Hava srkleyici veya dier katk maddelerinin kullanm hem taze ve hem de sertlemi beton zelliklerini gelitirerek betonun uygun boyutta bloklar halinde yerletirilmesini, yerletirme sklnn arttrlmasn, tabaka kalnlna mdahale edilmesi sureti ile ina programnn koordine edilmesini salamaktadr.

SICAKLIK KONTROL nce agregann soutulmas pratik olmamakla birlikte iri agrega rahatlkla soutulabilmektedir. Karma suyunun bir ksm ya da tamamnn buz olarak karma konulmas da etkin bir yntemdir. Sonu olarak taze beton scakl 10C veya altna rahatlkla ekilebilmektedir. Daha dk scaklklarn elde edilmesi genellikle ok zordur. Taze beton scaklnn drlmesi maksadyla karma suyuna sv nitrojen enjekte edilmesi ilemi de kullanlabilmektedir. ou durumda sv nitrojen yardm ile taze beton scakl 18Cnin altna baar ile ekilebilmektedir. Scaklk dtke su ihtiyac da azaldndan dolay, soutulmu beton olduka avantajldr.

SICAKLIK KONTROL Su kr sonras buharlama yolu ile soumann salanmas, beton ierisine yerletirilen tesisat ile sertlemi betonun soutulmas ve yzeylerin yaltlmas yolu ile i ve d ksmlar arasnda scaklk farkllklarnn en alt seviyeye ekilmesi de etkili tedbirlerdir.

SICAKLIK KONTROL Ktle betonlarda scaklk fark iin almamas gerekli olan snr deer birok kaynakta genellikle 20C olarak verilmektedir. 20Clik fark emniyetli tarafta kalnmas asndan nerilen scaklk farkdr.

SICAKLIK KONTROL Beton yapdaki scaklk farknn belirlenen bu snr deerin altnda tutulmas nemlidir. Beton dkm ve yerletirme scakl bunu temin edebilmek iin kullanlan faktrlerden bir tanesidir.

KARIIM DZAYNI Ktle betonlarda en byk sorunlardan birisi hidratasyon ssnn azaltlmasdr. Bu da ancak hidratasyon ss dk imento ve balayclarn kullanlmas ile mmkndr. Bu yzden de ktle betonlarn karm dizaynnda dikkat edilmesi gereken en nemli etken imentodur. Tasarm almalarnda istenilen dayanm deerinin en dk balayc miktar ile salanlmas hedeflenmelidir. Ktle betonunda aada belirtilen imento trlerinin kullanlmas uygun grlmektedir:a) Dk hidratasyon sl Portland imentosu, b) Portland imentosu+mineral katk veya katkl imento.

KARIIM DZAYNI Normal Portland imentolar beton yaplarn ounda kullanlabilmektedir. Ancak, ktle betonunda yksek hidratasyon ss ve dolays ile yksek scaklk riski nedeni ile tek bana kullanlmas nerilmez. Portland imentosu ile birlikte mutlaka uygun bir puzolanik malzeme (mineral katk) kullanlmaldr.

KARIIM DZAYNI Hidratasyon ss orta dereceli olan portland imentolarnda erken s geliimi yksek olan trikalsiyum alminat (C3A) bileeni en fazla %8 ile snrlandrlmaktadr. Buna ilave olarak baz artnamelerde trikalsiyum alminat ve trikalsiyum silikat (C3S) toplamnn en fazla %58 olmas yan sra hidratasyon ssnn 7 gnde en fazla 70cal/g olmas kriteri bulunmaktadr.

KARIIM DZAYNI Sz konusu artnamelerde belirtilen ek kriterlerin ((C3A + C3S)%58 ve/veya 7 gnlk hidratasyon ss70cal/g) dikkate alnmas durumunda 28 gnlk basn dayanm kriteri de daha dk bir deere ekilebilmektedir. Ktle betonlarnda hidratasyon ssnn olduka dk olmasnn gerekli olduu durumlarda dk hidratasyon sl portland imentolar kullanlabilmektedir. Ancak, dk hidratasyon sl imentolarn temininin zor olmas ve hidratasyon ss geliiminin baka baz yntemler kullanlarak kontrol altna alnmasnn mmkn olmasndan dolay son yllarda kullanlmamaktadr. Bu tr imentolarda trikalsiyum alminat (C3A) bileeni en fazla %7, trikalsiyum silikat (C3S) bileeni en fazla %35 ve dikalsiyum silikat (C2S) bileeni ise en az %40 ile snrlandrlmaktadr. Slfata dayankl portland imentosu hem dk alkali ve hem de dk hidratasyon sl olduundan dolay tercih edilebilmektedir.

KARIIM DZAYNI Katkl imentolarn da ktle betonlarnda kullanlmas olduka yaygn bir uygulamadr. Portland imentosunun ince puzolan ile kartrlmas veya portland imentosunun puzolan ile birlikte tlmesi sureti ile erken dayanm dk imento elde edilebilmektedir. Bu tip imentolarla baz artnamelerde belirtildii zere hidratasyon ssnn 7 gnde en fazla 60cal/g ve 28 gnde de en fazla 70cal/g olmas kriteri salanabilmektedir.

KARIIM DZAYNI Ktle betonu tasarmnda mineral ve kimyasal katk kullanlmasnn nemli bir yeri vardr. Dk hidratasyon sl imento bulunmad durumlarda ise puzolanik malzemelerden (mineral katklar) faydalanmak kanlmazdr.

KARIIM DZAYNI Puzolanlar ktle betonda portland imentosu faktrnn drlerek ekonomi salanmas, hidratasyon ssnn drlmesi, yksek ilenebilirlik salanmas, slfat ve alkali-silika reaksiyonu sonucu ortaya kan hasar oluumunun azaltlmas maksadyla kullanlabilmektedir. Bununla birlikte, farkl puzolanlarn deiik zelliklere haiz olabilecei gz ard edilmemelidir. Baz puzolanlar dk erken dayanm, yksek kuruma rtresi ve dolays ile dk dayankllk gibi problemleri de beraberinde getirebilmektedir. Bir puzolan kullanlmadan nce projede kullanlacak olan imento ve agrega ile birlikte deneye tabi tutularak beton ekonomisi ve kalitesine katk salayp salamayaca belirlenmelidir.

KARIIM DZAYNI Ktle betonunun erken dayanmnn yksek olmas gerekli olan baz ksmlarnda ktle beton karmndan farkl bir beton tasarm kullanlabilir. Ktle betonunda puzolan kullanld durumlarda puzolann dk dozda kullanlmas veya hi kullanlmamas sureti ile erken dayanm hedefine ulalabilir. Ancak, alkali-agrega reaksiyon riski mevcutsa puzolan mutlak surette kullanlmal, erken yalarda yksek dayanm portland imentosu kullanm dozajnn arttrlmas sureti ile salanmaldr.

KARIIM DZAYNI zellikle doal puzolanlarn, reaktif agrega kullanlan betonda alkalisilika reaksiyonu sonucu oluan genlemenin azaltlmas asndan olduka etkili olduu saptanmtr. Genlemedeki azalma miktar kullanlan puzolann kimyasal yaps, incelii, ve kullanm dozaj ile deimektedir. Baz puzolanlarda, genlemedeki azalma %90n aabilmektedir. Puzolanlar genlemeyi imentodaki alkalileri agrega ile reaksiyona girmeden nce tketmesi yolu ile azaltmaktadr. Alkali-reaktif agrega kullanlmasnn zorunlu olduu durumlarda, dk alkalili imento ve genlemeyi azaltc etkisi kantlanm puzolan kullanm en iyi yaklam olmaktadr.

KARIIM DZAYNI nce tlm yksek frn crufu da portland imentosuna ilave edilmek sureti ile ktle betonunda balayc olarak kullanlabilmektedir. Portland imentosu ile birlikte kullanldnda hidratasyon ssnn 7 gnde 60cal/g deerinin altna dmesi iin toplam balaycnn en az %70i orannda kullanlmas gerekebilmektedir. Yksek frn crufu hidratasyon hznn dk olmas nedeni ile hidratasyon ssn genellikle drmektedir. nce tlm yksek frn crufu kullanlmas betona bir ok avantajlar da salamaktadr. Bunlar dk geirgenlik, reaktif agrega kaynakl genlemenin kontrol, ilenebilirliin arttrlmas, slfata kar dayankllk olarak sralanabilir. Ancak, bu avantajlardan yararlanabilmek iin tras, uucu kl vb. puzolanlardan ok daha yksek oranlarda cruf kullanlmas gerekmektedir.

KARIIM DZAYNI Ktle beton karm dizaynnda nemli bir dier husus ise kimyasal katklarn gerekli durumlarda kullanlmas konusudur. Ktle betonu asndan nemli etkileri olan katk maddeleri aadaki gibi snflandrlabilmektedir:a) Hava srkleyici, b) Su azaltc, c) Priz geciktirici, d) Su azaltc ve priz geciktirici.

KARIIM DZAYNI Gerekli yerlerde hava srkleyici katklar betonun taze ve sertlemi haldeki zelliklerinin iyiletirilmesi iin kullanlmaktadr. Hava srkleyici katk maddeleri betona karm esnasnda kck hava kabarcklar srklemektedir. Bunun sonucunda ilenebilirlik artmakta, ayrma azalmakta, terleme azalmakta, geirgenlik dmekte ve donma-zlmeye kar dayankllk artmaktadr. Hava srklenmesi imento dozaj dk olan beton karmlarnda ilenebilirlii byk apta arttrmakta ve tane ekli ve granlometrisi iyi olmayan agregann kullanlmasn tolere edebilmektedir.

KARIIM DZAYNI Su azaltc katk maddeleri karma suyu ihtiyacn azaltmak, beton dayanmn arttrmak veya daha dk imento dozajnda ayn dayanm deerini yakalamak maksadyla kullanlmaktadr.

KARIIM DZAYNI Ktle betonunda adyabatik scaklk artn kontrol etmek amacyla zellikle imento hidratasyon hzn yavalatc kimyasallarn kullanlmas (priz geciktirici kimyasal katklar) olduka nemlidir. Priz geciktirici katk maddeleri ktle betonunun daha uzun sre plastik kvamda kalmasn temin ederek st tabaka yerletirilinceye kadar geen sre zarfnda alt tabakann prize balamasn geciktirmekte ve bylece st tabakann vibrasyonla sktrlma ilemi esnasnda alt tabaka ile daha iyi kaynamasn mmkn klmaktadr.

KARIIM DZAYNI Priz hzlandrc katk maddeleri, erken yalarda yksek dayanmn gerekli olmamas ve hidratasyon hzn arttrmasndan dolay ktle betonunda kullanlmamaktadr. Kimyasal katk maddeleri henz plastik durumda olan ktle betonuna nemli faydalar salamaktadr. Bunlar; ilenebilirlii arttrmas ve/veya karma suyu ihtiyacn azaltmas, priz balangcn geciktirmesi, terleme hz ve kapasitesini gelitirmesi, ayrmay engellemesi, slump kayp hzn azaltmas olarak sralanabilir. Kimyasal katk maddeleri sertlemi ktle betonuna da nemli faydalar salamaktadr. Bunlar; sertleme srecinde hidratasyon ssn kontrol etmesi, dayanm arttrmas, imento dozajn drmesi, dayankll arttrmas, geirgenlii azaltmas ve anma/kavitasyon dayanmn arttrmas olarak sralanabilir.

zetleyecek olursak ktle betonu tasarmnda dikkat edilmesi zorunlu artlar aadadr; Dk hidratasyon ssna sahip balayc kullanmak, Toplam balayc miktarn olabilecek en az deerde kullanmak, Beton dkm ve yerletirme scakln n-soutma sistemleri ile 10-15Cde tutmak, imento hidratasyon hzn yavalatc (priz geciktirici) kimyasal ve mineral katklardan mutlaka faydalanmak, Beton elemann ekli ve bykln doru semek, Gerektiinde ard-soutma sisteminin kurulmasn temin etmek, Beton merkez scakl ile d scaklk arasndaki farkn ortalama 20Cyi amamasn salamaktr.

MgO BETONUBarajlar in Yeni Bir Beton Tesadfen Kefedildi

MgO betonu inli baraj mhendisleri tarafndan gelitirildi ve son 30 ylda yaklak 30 barajn yapmnda baar ile kullanld. Ancak, bu ilgin betonla ilgili bilgiler ve uygulamas dier lkelerde henz yaygn deil.


Magnezyum oksit esasl rtre dengeleyen beton (MgO betonu), iinde dk scaklkta elde edilmi toz MgO katks bulunan betondur. MgO hidratasyonu sonunda oluan Mg(OH)2 hacim genlemesi yaptndan MgO betonu genleen bir betondur. ASTM C485, Tip M, K ve S genleen imentolar ilk yalarda genleme salarlar.


MgO betonunda ise genlemenin byk blm daha ge yalarda (7 gnden sonra) meydana gelir. Dolays ile MgO betonunda genleme, soumakta olan bir ktle betonun bzlmesine paralel olarak yer alr.


Bu nedenle baraj inaatlarnda atlak oluumunun en aza indirilmesinde yararl olan MgO betonu scaklk kontroln kolaylatrmakta ve yapm srecini ksaltmaktadr. MgO betonunun basn ve ekme dayanmlar normal betonunkinden daha fazladr. Dayanmlarndaki art, MgO miktar, kr scakl ve betonun ya arttka daha da fazla olur.


Yksek kr scakl MgO hidratasyonunu hzlandrr. Daha etkin hidratasyon sonucu daha youn bir mikroyap oluur. Artan genleme ile mikroatlak saysnda azalma salanr. MgO tozunun katlmas ile toplam su/balayc malzeme oranndaki azalma da gzlenen dayanm artnn ksmen aklanmasna yardmc olmaktadr.


Normal betonunki ile kyaslandnda MgO betonunun elastisite modl biraz daha yksektir, ancak aradaki fark dayanmlarda olduu kadar fazla deildir. Elastisite modlndeki artn betonda atlamalar artraca unutulmamaldr.


Uzun sreli laboratuar test sonularna gre MgO betonunda da snme, sreye ve yke bal olarak deimektedir. Ancak, %3.5 4.5 MgO katkl betonlarda snmenin benzer karm oranlarna sahip normal betonunkinden yaklak %20-25 daha fazla olduu gzlenmitir. Dolays ile, MgO betonunun genlemesi snmesini arttrmakta ve bu da ekme ve basn gerilmelerinde geveme salayarak atlama direncini olumlu etkilemektedir.

TEEKKRLER

kÜtle beton (mass concrete)

Documents