BETONBETON

Bolomey formülünün gelişmiş şekli; hava boşluğunun dayanıma etkisini vurgulamak açısından ilginçtir.açısından ilginçtir.

Bu formülde dayanımı etkileyen en önemli faktör çimento hamuru içindeki çimento miktarıdır. Bağıntı ikinci derecedir. Çimento Bağıntı ikinci derecedir. Çimento hamuru hacmi c+s+h, çimento miktarı ise c dir.

Graf formülü çimento cinsinin etkisini formülde açık bir şekilde göz önüne alan bir şekilde göz önüne alan bir bağıntıdır.

BETON BİLEŞİMİNİN SAPTANMASI İLKELERİ

Herhangi bir şantiyede beton üretimi bakımından şöyle bir durumla karşılaşılır:

a. Yapılan statik, betonarme hesapları sonucu yapı elemanlarının boyutları, donatıları ve istenilen beton kalitesi bellidir.

b. Beton üretiminde kullanılması istenilen agreganın özellikleri deneylerle saptanmıştır.deneylerle saptanmıştır.

c. Zemin iklim koşulları belirlidir. d. Beton üretim araçları, beton üretiminde çalışacak personelin

eğitim, deneyim düzeyi bellidir.

Bütün bu verileri gerçekçi olarak değerlendirerek istenilen nitelikte, 1m3 betonu oluşturacak çimento, agrega ve su miktarlarının doğru olarak saptanması gerekir.

Beton karışım hesaplarınca verileri değerlendirirken üç nokta göz önüne alınır.

1.) Betonun proje dayanımı. Bu veri yapının betonarme hesaplarındaki beton sınıfıdır. Örneğin C20

Ancak ilk hesaplarda betonun bir miktar Δ daha yüksek dayanımlı olmasına çalışılır. Örneğin 20+5=25 N/mm2 alınır. Bu değere amaç dayanım adı verilir ve proje dayanımından Δ kadar fazla olur.

2. Beton üretiminde kullanılacak araçlar ise, betonun kıvamı hakkında bir seçim yapılmasına imkan verir. Örneğin beton şişlenerek, tokmaklanarak yerleştirilecekse akıcı, vibratörle sıkıştırılacaksa plastik kıvamda olmalıdır. sıkıştırılacaksa plastik kıvamda olmalıdır.

3. Betonun kullanım yeri, dayanıklılığı (durabilite) yönünden önemlidir. Bu veri çimento miktarının en az değerini bulmaya yarar. Örneğin bir betonarme yapıda çimento dozajının Cmin=300 kg/m3 den, deniz yapılarında, endüstri kg/m3 den, deniz yapılarında, endüstri bölgelerinde 350 kg/m3 den az alınmaması önerilir.

Beton Karışımı saptamasında iki aşama vardır;

Birinci aşamada beton bileşenlerinin miktarları, teorik yollardan veya tablolardan yararlanarak hesaplanır. İkinci aşamada saptanan değerlerle örnek betonlar üretilir. Taze betonun örnek betonlar üretilir. Taze betonun işlenebilirliği, sertleşmiş betonun istenilen dayanımı sağlayıp, sağlamadığı kontrol edilir. İstenilen sonuç elde edilmemişse gerekli düzeltmeler yapılır ve üretim için kesin değerler bulunur.

BETON KARIŞIM HESAPLARI

Yukarıda açıklanan tüm faktörler göz önüne alınarak teorik yollardan, beton karışım hesapları aşağıdaki şekilde yapılabilir. Örnek üzerinde işlemleri adım adım yapalım.

ÖRNEK: Ilıman bir bölgede yapılacak bir betonarme ÖRNEK: Ilıman bir bölgede yapılacak bir betonarme yapıda betonyer ve vibratör kullanılarak C25 sınıf beton üretilecektir. Betonda aşağıda özellikleri yazılı iki cins mıcır ve kum kullanılacaktır. Malzemelerin aşağıda verilmeyen diğer tüm özellikleri(organik madde içeriği gibi) beton için uygundur. Agrega en büyük çapı 32 mm alınacaktır.

Elek NoElek NoElek NoElek No(mm)(mm)(mm)(mm)

ELEKTEN GEÇEN MALZEME (%)ELEKTEN GEÇEN MALZEME (%)ELEKTEN GEÇEN MALZEME (%)ELEKTEN GEÇEN MALZEME (%) İSTENİLEN İSTENİLEN İSTENİLEN İSTENİLEN SINIR SINIR SINIR SINIR

DEĞERLERDEĞERLERDEĞERLERDEĞERLERI. MICIR II. MICIR KUM

32 100 100 100 100

16 10 85 100 89-62

8 4 20 92 77-38

4 0 5 81 66-23

2 0 0 56 53-14

1 0 0 32 42-8

0,5 0 0 24 28-6

0,25 0 0 12 15-2

ÖZELLİKÖZELLİKÖZELLİKÖZELLİK I. MICIRI. MICIRI. MICIRI. MICIR II.II.II.II. MICIRMICIRMICIRMICIR KUMKUMKUMKUM

Yoğunluk(gr/cm3) (Kuru) 2620 2620 2710

Yoğunluk(gr/cm3) (K.Y.D.) 2641 2641 2743

Su emme (%) 0,8 0,8 1,2

Birim Hacim Ağırlık (kg/m3) 1350 1400 1630Birim Hacim Ağırlık (kg/m3) 1350 1400 1630

Çimento Yoğunluğu 3,15 kg/dm3

K.Y.D.:Kuru Yüzey Doygun Hal

ÇÖZÜM:

1. İlk aşamada agregaların karışım oranları saptanır. Agrega bölümünde verilen bilgilerle yapılan değerlendirmeler sonucu I. Mıcırdan %35, II. Mıcırdan %25, Kumdan %40 alınarak %35, II. Mıcırdan %25, Kumdan %40 alınarak aşağıda verilen granülometri de bir karışım sağlanmaktadır.

ELEK NO 0,35 (I. MICIR )+0,25(II. MICIR)+0,40(KUM)ELEK NO 0,35 (I. MICIR )+0,25(II. MICIR)+0,40(KUM)ELEK NO 0,35 (I. MICIR )+0,25(II. MICIR)+0,40(KUM)ELEK NO 0,35 (I. MICIR )+0,25(II. MICIR)+0,40(KUM)(mm) Elekten Geçen (%) Elekte Kalan (%)(mm) Elekten Geçen (%) Elekte Kalan (%)(mm) Elekten Geçen (%) Elekte Kalan (%)(mm) Elekten Geçen (%) Elekte Kalan (%)

32 100(0,35)+100(0,25)+100(0,40)=100 0

16 0(0,35)+85(0,25)+100(0,40)=64,75 35,25

8 4(0,35)+20(0,25)+92(0,40)=43,20 56,80

4 0+5(0,25)+81(0,40)=33,65 66,35

2 0+0+56(0,40)=22,40 77,60

1 0+0+32(0,40)=12,80 87,20

0,5 0+0+24(0,40)=9,6 90,40

0,25 0+0+12(0,40)=4,8 95,20

İncelik Modülü, k=508,8/100=5,09 Toplam 508,8

2. İkinci aşamada su ve çimento miktarlarının saptanması gerekir. Normal betonarme yapılarda minimum çimento dozajı 300 kg/m3 alınır. Su miktarının saptanması karışımın incelik modülüne bağlı olarak yapılsın:

S=α(10-k)

Tablodan α=37 alınır

S=α(10-k)=37(10-5,09)=181,67 lt 182 lt alınır.

Akışkanlaştırıcı veya diğer kimyasal maddeler kullanılması durumunda su miktarı azaltılabilir.

Çimento miktarının saptanması herhangi bir basınç dayanımı bağlantısından bulunabilir. Bu örnekte Graf formülünden yararlanalım.

Formülde:

fc amaç dayanımı yerine 25+Δ alınması gerekir. Δistatistiksel bir büyüklüktür.

Ancak henüz deneysel çalışma yapılmadığından ilgili standartlardan(TS 802) Δ=6, fc=31 N/mm2 olarak alınmıştır. fcc çimentonun standart dayanımı olup 32,5 N/mm2 olarak alınmalıdır. Bu değerler formülde yerine konursa:

Bu formülde KG katsayısının gerçek değeri henüz bilinmemektedir. Bunun gerçek değeri ancak örnek betonlar üretilip, kırıldıktan sonra bulunabilir. Ancak yaklaşık bir değer, Örneğin KG=4 olarak çimento miktarını hesaplayalım.

C=355,5 kg 356 kg bulunur

C=356 kg > 300 kg olduğundan minimum dozaj koşulu sağlanmaktadır. Çimento torba halinde kullanılmakta ise, 356 kg değeri sorun yaratır. Bu durumunda çimento ise, 356 kg değeri sorun yaratır. Bu durumunda çimento miktarı 7 torba(350 kg) alıp su/çimento oranı değişmeyecek şekilde malzeme miktarlarında ayarlama yapılmalıdır.

3. Üçüncü aşamada agrega miktarları hesaplanır. Bu hesaplamada birim hacim denklemi adı verilen eşitlikten yararlanılır. Diğer bir deyişle 1 m3 sıkışmış taze beton içine giren malzemelerin ayrı ayrı hacimlerinin toplamı yine 1 m3 e eşittir.

1 m3=1000 dm3=Çimento hacmi+su hacmi+hava hacmi+agrega hacmidir

Çimento Hacmi =356/3,15=113,02 dm3

Su Hacmi=182/1=182 dm3

Hava Hacmi betonlarda 0-30 dm3 arasında değişen değerler alır. Bu örnekte Hava Hacmi 15 dm3 olsun.

Agrega Dışı Hacimler Toplamı=113,02+182+15=310,02 dm3

Agrega Hacmi=1000-310,02=689,98 dm3 bulunur.

I. MICIR 689,98*0,35=241,49 dm3II. MICIR 689,98*0,25=172,50 dm3KUM 689,98*0,40=275,99 dm3

Toplam=689,98 dm3

Agrega Ağırlıkları

I. MICIR 241,49*2620=633 kgII. MICIR 172,50*2620=452 kgKUM 275,99*2710=748 kg

Böylece 1 m3 betonun teorik bileşimi bulunmuş olur.

Çimento 356 kgSu 182 kgI. MICIR 633 kgII. MICIR 452 kgKUM 748 kgKUM 748 kg

TOPLAM 2371 kg/m3(Islak birim hacim ağırlık)

Agregalar kuru olarak hesaplanmıştır. Bu nedenle bu miktarların kuru yüzey-doygun konuma getirilmeleri gerekir.

I ve II Nolu Mıcırların kuru konumdan, kuru yüzey-doygun hale getirmek için ağırlıkların %0,8 i kadar (633+452)*0,008=8,68 lt, kumu ise kuru yüzey doygun (633+452)*0,008=8,68 lt, kumu ise kuru yüzey doygun konuma getirmek için 748*0,012=8,98 ly su eklemek gerekir. Betona 8,68+8,98=17,66=18 lt su eklenince S/C oranının bozulmaması için aynı miktar suyu karıştırma suyundan çıkarmak gerekir.

Su=182-18=164 lt

Böylece Yeni karışım şu şekli alır:

ÇİMENTO 356 kgSU 164 kgI. MICIR 638 kg(K.Y.D.)II. MICIR 456 kg(K.Y.D.)II. MICIR 456 kg(K.Y.D.)KUM 757 kg(K.Y.D.)

TOPLAM 2371 kg/m3

4. Dördüncü aşamada bulunan teorik değerlerle örnek betonlar dökülüp aşağıdaki kontroller yapılır.

a. Taze betonun işlenebilme özelliği araştırılır. Taze betonda birim ağırlığı tayini ve slump testleri yapılıp, gerekli su miktarı ve hava boşluğu yüzdesi kontrol gerekli su miktarı ve hava boşluğu yüzdesi kontrol edilir. Gerekli düzeltmeler bu aşamada yapılır.

b. Sertleşmiş betonun 7 ve 28. günlerdeki dayanımları araştırılır. Bulunan sonuçlara göre gereğinde karışım yeniden ayarlanır.