Prefabrik Beton İmalatında Buhar Kürü

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

2

Kürlemenin Beton Dayanımına Etkisi

- Betonun prizini alması ve dayanım kazanması çimentonun

hidratasyonu sonucu agregalar arasında bağ oluşturması ile mümkün

olmaktadır.

- Klinker fazlarının su ile reaksiyona girmesine hidratasyon denir.

Hidratasyonun devamı için su elzemdir. Bu yüzden betonun özellikle

erken yaşlarda mutlaka kürlenmesi gerekir.

365 Gün Boyunca Kürleme

28 Gün Boyunca Kürleme

7 Gün Boyunca Kürleme

Kürlenmemiş Numune

Basın

ç D

ayan

ımı

(M

Pa)

Basın

ç D

ayan

ımı

(p

si)

Test Sırasındaki Numune Yaşı

3

Olgunluk Metodu

− Hidratasyon reaksiyonunda sıcaklık artışı reaksiyon için

gereken aktivasyon enerjisini karşılamakta, reaksiyonun hızını

artırmaktadır.

− Kür sıcaklığının yükseltildiği ortamlarda nemin uygun oranlarda

sağlanması çimento hidratasyonunu, dolayısıyla erken dayanım

gelişimini hızlandırmaktadır.

− Olgunluk metodu betonun basınç dayanımını tahmin edebilmek

amacıyla betonun kür sıcaklığı parametresinin kullanılmasıyla

oluşturulmuştur.

4

Olgunluk Metodu

− Metod, 1940’lı yılların sonu ve 1950’li yılların başında yapılan

betonun farklı sıcaklık ve sürelerde kür edildikten sonra basınç

dayanımının tespitini içeren buhar kürü çalışmalarında

oluşturulmuş ve Nurse-Seul Olgunluk Fonksiyonu bu

çalışmaların ardından ortaya çıkmıştır.

− Erken yaşlarda düşük sıcaklıkta bakımı yapılan betonların

yüksek sıcaklıklarda bakımı yapılan betonlara göre yüksek nihai

dayanım göstermesi, Arrhenius denklemiyle açıklanan bir

olgunluk fonksiyonunun önerilmesine yol açmıştır.

5

Olgunluk Metodu

Olgunluk İndeksi, C°-Gün

Düşük Sıcaklık

Yüksek Sıcaklık

Erken yaşta iken düşük sıcaklıkta kürlenen beton ile yüksek

sıcaklıkta kürlenen betonun dayanım kazanım grafikleri

6

Olgunluk Metodu

ARRHENIUS DENKLEMİ

𝒕𝒆 =

0

𝒕

𝒆−𝑬𝑹(𝟏𝑻−𝟏𝑻𝒓)Δ𝒕

te: referans sıcaklıktaki eşdeğer yaş (gün)

E: zahiri aktivasyon enerjisi (J/mol)

R: evrensel gaz sabiti (8.314 J/mol-°K)

T: Δt zaman aralığında betonun ortalama sıcaklığı (°K)

Tr: referans sıcaklık (°K)

- Aktivasyon enerjisi katkısız gri portland çimentosu için 30 ila 40 j/mol

kabul edilebilmektedir.

- Referans sıcaklığı çimentonun hidratasyonunun gerçekleştiği

ortalama sıcaklık değeridir. Avrupa’da bu değer 20 C° ABD’de ise 23 C°

alınır.

7

Prekast Ürünlerde Hızlandırılmış Kürleme

Yöntemleri

− Betona kür ortamına ısıtılmış havanın veya su buharının enjekte

edilmesi

− Sıcak su veya buhar sirküle eden boruların betonun etrafına

yerleştirilmesi ile kürleme

− Yüksek dirençli kabloların kalıplara yerleştirilmesi ve üstlerinin

kapatılması ile kürleme

8

Buhar Kürü Uygulaması ve Uygulamada Dikkat

Edilmesi Gereken Hususlar

− Betonun erken dayanımının yüksek olabilmesi amacıyla buhar

kürü yöntemi uygulanmaktadır.

− Kürleme işleminde beton prizini almadan betonun sıcaklığı

artırılmamalıdır. Aksi takdirde taze betonun çekme dayanımı

çok düşük olduğu için içerisindeki hava, su ve agrega taze

beton ısıtıldığında ısıl genleşmeye maruz kalır ve betonun

yapısındaki boşluk miktarı artar.

− Betonun nihai dayanımının dikkate değer ölçüde azalmaması

için erken yaşlardaki kür işlemlerinin 65 C° üzerinde

yapılmaması tavsiye edilmektedir. Buhar kürü 40 ila 65 C°

sıcaklıklarında uygulanır.

9

Buhar Kürü Uygulaması ve Uygulamada Dikkat

Edilmesi Gereken Hususlar

- Buhar kürünün ısıtılmış hava ile yapıldığı tesislerde betonun

yüzeyindeki nemin uzaklaşmasını engellemek amacıyla ürünün

üzerine branda gibi kaplayıcı örtüler kullanılmalıdır.

- Buhar kürü havalandırılmamış bir fosil yakıt ısıtıcısı ile

sağlanıyorsa buharın içerisinde bulunan CO2 gazı betondaki

serbest CaO ile tepkimeye girerek karbonatlaşmaya neden olur

ve betonun yüzeyinde beyaz lekeler oluşur. Bu yüzden tesiste

kullanılacak ısıtıcı seçimine dikkat edilmelidir.

10

Tipik bir Buhar Kürü Uygulaması

4 Aşamadan Oluşur.

- İlk aşamada betonun minimum 30 dk priz alması beklenir. Bu

süreçte taze betonun sıcaklığı ortam sıcaklığında bekletilir (20

C°).

- İkinci aşamada beton sıcaklığı 10 ila 20 C°/saat hızında artırılır.

Sıcaklığın 10 C°/saat hızının altında artırılması betonun hızlı kür

almasını engellerken, 20 C°/saat hızının üzerinde artırılması

betonda termal şoka sebep olarak çatlaklara yol açabilir.

- Sıcaklığı yükseltilen betona sabit sıcaklıkta buhar kürü

uygulanır.

- Son aşamada buhar kürü uygulanan ortam eleman referans

sıcaklığına gelecek şekilde soğumaya bırakılır.

11

Tipik bir Buhar Kürü Uygulaması

12

Son Ürün

Fotoğraflar www.precast.org adresinde yer alan Precast Inc.

dergisinden alınmıştır.

13

Demiryolu Traverslerinde Buhar Kürü

− Avrupa’da EN 13230-1 standardı demiryolu uygulamalarında

kullanılan beton traversle ilgili genel kuralları bildirmektedir.

− Standartta belirtilen buhar kürü döngüsü örneği aşağıda verilmiştir.

Beto

n S

ıcaklığı (

C°)

Süre (Saat)

a

b

c d0

a , başlangıç sıcaklığı ≤ 30 C°

b, maksimum sıcaklık

0 – c, bekleme süresi

c – d artış periyodu

14

Demiryolu Traverslerinde Buhar Kürü

EN 13230-1’de ‘b’ değeri ile ifade edilen maksimum buhar kürü sıcaklığı

çimento içeriğinde bulunan SO3 oranına göre düzenlenmiştir.

60

50

0421

Beto

n S

ıcaklığı (C

°)

Çimentodaki SO3 Miktarı (%)

15

Referanslar

- Mccall C. W. ‘Accelerated Concrete Curing, the Basics’ Concrete

Journel, 1995.

- Tokyay M., Kasap Ö., ‘Betonun Eşdeğer Yaşının Çimento Hidratasyon

Isısıyla Tahmini İçin Bir Yöntem’ İMO Teknik Dergi, yazı 215, sayfa

3215-3227, 2004.

- Carino N.J., Lew H.S. ‘The Maturity Method: From Theory to

Application’ Proceedings of the 2001 Structures Congress &

Exposition, pg. 19, 2001.

- Gurley E. ‘To Cure or Not to Cure’ Precast Inc. Magazine, May-June

2011.

- Zemajtis J.Z. ‘Role of Concrete Curing’ Portland Cement Association,

http://www.cement.org/for-concrete-books-learning/concrete-

technology/concrete-construction/curing-in-construction

- EN 13230-1 Railway applications - Track - Concrete sleepers and

bearers - Part 1: General requirements, 2009.

16

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

TEŞEKKÜRLER…

Her türlü soru ve bilgi için..

Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Toroslar Mah. Tekke Cad.

33013 Yenitaşkent/MERSİN

T: 00.90.324 241 23 37 / 241 23 44

C: 00.90.505 462 00 52

F: 00.90.324 454 00 52