BETONDA DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

1. BETONDA DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Hazırlayan: Prof. Asım YEĞİNOBALI AR-GE Enstitüsü Direktörü Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği

2. Beton Basınç Dayanımı • Basınç dayanımı betonun en önemli özelliğidir. • Laboratuvarda kolayca ölçülebilir. • Betonun bir çok özelliği: • — eğilme, çekme, kesme dayanımları, • — elastik özellikleri, • — büyük ölçüde dayanıklılığı • basınç dayanımı ile ilişkilidir. • Beton sınıflarının belirlenmesinde ve kalite kontrolunda basınç dayanımı esas alınmaktadır.

3. Beton Dayanımı Bileşen Fazların Etkileri Deney Yöntemi Sertleşmiş Agrega Arayüzey Hamur

4. Sertleşmiş Çimento Hamuru Dayanım, Gözeneklilik S/Ç Orantısı Çimento özellikleri Hidratasyon derecesi Bakım (rutubet, sıcaklık, süre) Karışım suyu Katkı maddeleri Hava Terleme

5. Agrega (kayaç) Agrega (tane) Dayanım, Gözeneklilik, Mineraloji Şekil Yüzey karakteri Kirlilik En büyük tane boyu Tane boyu dağılımı

6. Agrega - Hamur Arayüzeyi Dayanım, Gözeneklilik Çimento hamuru bölümündeki faktörler Agrega bölümündeki faktörler Agrega - hamur reaksiyonları

7. Deney Yöntemi Numune alınması, hazırlanması Numune özellikleri Ortam koşulları Yükleme hızı Deney cihazı Operatör Sonuçların değerlendirilmesi

8. fc B C A I II 0.30 0.60 S/Ç Su - Çimento Orantısı (Abrams, 1919) Şekil 2: Betonda S/Ç Orantısı ve Basınç Dayanımı İlişkisi

9. fc (Mpa) 25- 20- 0 5 10 15 Çökme (cm) Şekil 3: Betonda Kıvam-Basınç Dayanımı İlişkisi (S/Ç=0.6)

10. Çizelge 1 Çimento Dayanımı Tayin Metodları Ağırlıkça Malzeme Karışım Oranları Standard Standard Standard Deney Numarası Çimento Kum Mıcır Su Numunesi Türü EN 196-1 1 3 0 0.5 40x40x160 mm (TS) 24) prizmatik ASTM 1 2.75 0 0.485 50 mm C 109 kübik BS 1 3 0 0.4 70.7 mm 4550 kübik BS 1 2.5 3.5 0.6 100 mm 4550 kübik Çimento Dayanımı

11. Diğer bütün faktörler aynı kalmak kaydı ile çimento dayanım sınıfı yükseldikçe beton dayanımı da olumlu olarak etkilenir • Bir araştırma sonucu: • = 1.73 - 0.001 (özgül yüzey, m2/kg) - 0.008 (%C3A) • = 1.20 - 1.40 • Güvenilir olarak genel bir ilişki kurmak zor Çimento Dayanımı - Beton Dayanımı

12. BS 18 BS 20BS 25BS 30 Çimento (kg/m3) 305 335 395 445 KÇ 32,5 Su (kg/m3) 190 195 200 200 ____________________________________________________________ Çimento (kg/m3) 270 290 320 PÇ 42,5 Su (kg/m3) 190 195 200 • Farklı çimentolarla farklı beton sınıfları elde etmek için • Beton karışım hesapları yapmak, • Laboratuvarda deneme karışımları ile hesapları kanıtlamak • en güvenilir yaklaşımdır. • Bir beton santralında uygulanan karışımlardaki su ve çimento miktarı:

13. Hidratasyon Derecesi - Dayanım Artışı • Çimento hamuru, arayüzey ve dolayısı ile beton dayanımı çimento hidratasyonu devam ettikce artar. • Hidratasyonun artış hızı ve tamamlanma derecesi bazı faktörlere bağlıdır: • S/Ç orantısı • Çimento özellikleri ve türü • Betonun yaşı • Bakım koşulları (rutubet, sıcaklık, süre)

14. 100 80 60 40 20 0 1 3 7 28 1 3 7 28 1 3 7 28 Süre - gün 0.4 0.6 0.8 S/Ç Şekil 4: Betonda S/Ç Orantısının Dayanım Artışına Etkisi S/Ç Orantısı ve Dayanım Artış Hızı

15. Çizelge 2 Farklı Çimentolarla Yapılmış Betonlarda Göreceli Dayanım Artışları Çimento Türü ve Dayanım Artış Hızı

16. Tane boyu (mm) Etkilenen dayanım < 5-7 1-2 günlük < 25-30 28 günlük < 50 1 yıllık Çimento İnceliği ve Dayanım Artışı

17. Bakım (Kür) • Amaç: • Taze beton kalıplara yerleştirildikten sonra yeterli dayanım kazanıncaya kadar çevresinde çimentonun hidratasyonunu devam ettirecek bir ortam sağlamak. • İlgili Faktörler: • Ortam rutubeti • Ortam sıcaklığı • Süre

18. Bakım Yöntemleri • Karışım Suyunun Buharlaşmasını Önlemek • (S/Ç > 0.40) • — Plastik veya bitümlü örtüler kullanmak • — Yüzeye kür tabakaları (kimyasallar) uygulamak • — Kalıpları geç sökmek • Beton Yüzeyini Islak Tutmak • — Beton elemanı suya batırmak • — Yüzeye sık aralıklarla su püskürtmek • — Yüzeyi hasır, çuval gibi su emen örtülerle kaplamak ve örtüleri ıslak tutmak

19. Göreceli fc 130- 120- 100- 65- 50- Islak bakım havada 7 28 90 180 Süre (Gün) Şekil 5: Islak Kürde ve Havada Bırakılan Betonlarda Dayanım Artışı

20. Çizelge 3 Farklı Çimento ve Kür Koşulları İçin Minimum Kür Süreleri (Gün) Betonun Çimento Beton yüzeyi ortalama sıcaklığı durumu türü 5-10ºC >10ºC 5-25ºC 1) Islak, BN>%80 Bütün güneş ve rüzgardan tipler Özel bir süre yok korunmuş 80(*) 2) Kuru, BN<%50 PÇ, SDÇ 6 4 t+10 güneşden ve rüzgardan korunmamış Diğerleri(**) 10 7 140 t+10 60 3) Kısmen ıslak, PÇ, SDÇ 4 3 t+10 kısmen güneş ve rüzgardan korunmuş Diğerleri(**) 6 4 80 t+10 (*) Formül minimum kür süresini gün olarak verirb t=ºC olarak sıcaklık (**) Yavaş dayanım kazanan ve daha düşük dayanım sınıfı çimentolar Gerekli Bakım Süreleri

21. fc (Mpa) 10ºC 20ºC 45ºC 40- 35- 30- 25- 20- 7 28 90 Süre (Gün) Şekil 6: Betonlarda İlk Sıcaklığa Göre Dayanım Artışı (İlk 2 saat gösterilen sıcaklıkta, sonra hepsi 21ºC’da) Ortam Sıcaklığının Dayanım Artışına Etkileri

22. fc (Mpa) 40- 30- 20- 10- 45ºC 20ºC 13ºC 5ºC 7 28 Süre (Gün) Şekil 7: Betonda Sıcaklığa Bağlı Dayanım Artışı

23. fc (Mpa) 40- 30- 20- 10- 20ºC 10ºC 0ºC - 9ºC 7 28 Süre (Gün) Şekil 8: Betonlarda Kür Sıcaklığına Göre Dayanım Artışı (İlk 6 saat 21ºC’da, sonra gösterilen sıcaklıklarda)

24. (Amerikan Beton Enstitüsü) (Avrupa Beton Birliği) A = S [ 1 - ( 28 )½ ] t S = 0.20, 0.25, 0.38 Betonun Zamanla Dayanım Kazanması

25. fc (Mpa) 30- 20- 10- x x x x x x 200 400 600 800 1000 Olgunluk (ºC gün) Şekil 9: Farklı Sıcaklıklarda Kür Edilmiş Betonlarda Olgunluk-Dayanım İlişkisi

26. fc (Mpa) 30- 20- 10- x x x x x 50 100 500 1000 Olgunluk ºC gün (log) Şekil 10: Betonda Log Olgunluk-Dayanım İlişkisi

27. Beton Dayanımına Agreganın Etkisi • Agrega (Kayaç) iç yapı özellikleri • — Mineraloji • — Gözeneklilik • — Dayanım • Agrega tane özellikleri • — Şekil • — Yüzey karakteri • — Yüzey temizliği • — En büyük tane boyu • — Granülometri

28. fc (Mpa) Kalker Kumtaşı 60- 55- 50- 45- 10 20 30 40 50 60 Kür süresi (gün) Şekil 11: Agrega Mineralojisinin Beton Basınç Dayanımına Etkisi Agrega Mineralojisinin Etkisi

29. Agrega Betonun işlenebilmesi Çimento hamuru tanesi için su ihtiyacı ile aderans Yuvarlak, düzgün Daha az Daha zayıf yüzeyli Köşeli, yüzeyi Daha çok Daha kuvvetli pürüzlü Agrega Tane Şeklinin Etkisi

30. Agrega en büyük Ara yüzey Toplam su ihtiyacı tane boyu oluşumu Daha büyük Daha fazla kılcal Daha küçük toplam çatlak ve su birikimi, agrega yüzeyi, daha daha büyük S/Ç, daha az su ihtiyacı, daha gözenekli ve zayıf ara küçük S/Ç yüzey Daha küçük Yukarıdaki faktörler Daha büyük toplam ters yönde etki yapar, agrega yüzeyi ve daha kuvvetli ara yüzey su ihtiyacı, S/Ç artar Agrega En Büyük Tane Boyunun Etkisi

31. fc 8 16 31,5 En büyük tane boyu (mm) Şekil 12: Agrega En Büyük Tane Boyunun Beton Basınç Dayanımına Etkisi.

32. Diğer Bileşen Etkileri • Karışım suyu • katkı maddeleri • Hava

33. Deney Yöntemi 1. Numune alınması ve hazırlanması 2. Numune şekli 3. Numune büyüklüğü 4. Numune nem durumu ve sıcaklığı 5. Yükleme hızı 6. Numune sayısı ve sonuçların değerlendirilmesi 7. Ortam koşulları 8. Cihazların kalibrasyonu 9. İnsan faktörü

34. A A B 0.9 h h=2d • B • A • A h=d 0.9 h • A • A d d Şekil 15: Basınç Deneyinde Narinlik Faktörünün Etkisi Boy/çap : 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 Düzeltme faktörü : 100 0.98 0.97 0.94 0.89 Numune Şekli ve Büyüklüğü

35. Göreceli fc 110- 100- 90- 80- 15 30 45 60 75 Numune Çapı d(cm) Şekil 16: Beton Basınç Dayanımlarında Silindir Numune Çapının Etkisi (Narinlik Oranı= 2)

36. Çevrim Faktörleri

37. (prizma) (prizma)

38. TEŞEKKÜRLER....