Beton için teknik bilgi

TS EN 206-1’e GÖRE BETON

Tanım

Çimento, iri agrega, ince agrega ve suyun, kimyasal ve mineral katkı da ilâve edilerek veya edilmeden karıştırılmasıyla oluşturulan ve çimentonun hidratasyonu ile gerekli özelliğini  kazanan beton, çok yönlü bir yapı malzemesidir. Betonun sertleşmesi; çimento hamurunun agrega ile birlikte bir iskelet oluşturarak yapay bir taş haline gelmesi ile oluşur.

TS EN 206-1’e göre beton 3 sınıfa ayrılmıştır:

-  Normal beton: Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2000 kg/m3'ten büyük, 2600 kg/m3'ten küçük olan beton.

-  Ağır beton : Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2600 kg/m3'ten daha büyük olan beton.

-  Hafif beton : Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 800 kg/m3'ten büyük, 2000 kg/m3'ten küçük olan beton. Hafif beton, betonda kullanılan agreganın bir kısmı veya tamamı hafif agrega olarak imal edilir.

Bu betonlar ;

-  Şantiyede hazırlanan beton : Beton kullanıcısı tarafından, sadece kendi kullanımı için şantiyede hazırlanan beton.

-  Hazır beton : Kullanıcı olmayan şahıs veya kuruluş tarafından hazırlanarak taze halde iken teslim edilen beton.

-  Prefabrike beton : Son kullanılacağı yer dışında dökülen ve küre tâbi tutulan beton ürün. olarak hazırlanabilirler.

Ayrıca beton aşağıdaki şekillerde kullanılabilir:

-  donatısız beton

-   betonarme yapı betonu

-   öngerilmeli beton

 TS EN 206-1 Beton Standardında,  aşağıda verilenlerle ilgili şartlar belirlenmiştir :

  •  -   Betonun bileşen malzemeleri,
  • -    Taze ve sertleşmiş beton özellikleri ve bunların doğrulanması,
  • -     Beton birleşim oranları için sınırlar,
  • -     Beton özellikleri,
  • -     Taze betonun teslimi,
  • -     İmalât ve kontrol işlemleri,
  • -     Uygunluk kriterleri ve uygunluk değerlendirmesi.

 

Basınç dayanımı sınıfları

 

Betonun, basınç dayanımına göre sınıflandırılmasında, normal beton ve ağır beton için Tablo 1'de veya hafif beton için Tablo 2’de verilen sınıflar uygulanır. Sınıflandırmada,  çapı 150 mm ve yüksekliği 300 mm olan silindir şekilli numunenin 28 günlük karakteristik basınç dayanımı ( fck, sil ) veya kenar uzunluğu 150 mm olan küp şekilli numunenin  28 günlük karakteristik basınç dayanımı ( fck, küp ) kullanılabilir.

 

Tablo 1 : Normal ve ağır beton için basınç dayanımı sınıfları

 

 

Basınç dayanımı sınıfı

 

 

 

En düşük karakteristik

silindir dayanımı

 

fck,sil

 

N/mm2

 

En düşük karakteristik

küp dayanımı

 

fck,küp

 

N/mm2

C  8/10

C 12/15

C 16/20

C 20/25

C 25/30

C 30/37

C 35/45

C 40/50

C 45/55

C 50/60

C 55/67

C 60/75

C 70/85

C 80/95

C 90/105

C 100/115

8

12

16

20

25

30

35

40

45

50

55

60

70

80

90

100

 

10

15

20

25

30

37

45

50

55

60

67

75

85

95

105

115

 


 

Tablo 2 : Hafif beton için basınç dayanımı sınıfları

 

 

Basınç dayanımı sınıfı

 

 

 

En düşük karakteristik

silindir dayanımı

 

fck,sil

 

N/mm2

 

En düşük karakteristik

küp dayanımı a)

 

fck,küp

 

N/mm2

LC  8/9

LC 12/13

LC 16/18

LC 20/22

LC 25/28

LC 30/33

LC 35/38

LC 40/44

LC 45/50

LC 50/55

LC 55/60

LC 60/66

LC 70/77

LC 80/88

 

8

12

16

20

25

30

35

40

45

50

55

60

70

80

 

 

9

13

18

22

28

33

38

44

50

55

60

66

77

88

 

a) Küp ve silindir numune basınç dayanımları arasında yeterli kesinliğe sahip ilişki kurulması ve bu ilişkinin

belgelendirilmesi şartıyla, verilen bu dayanımlardan başka değerler de kullanılabilir.

 

 Tablo 3 :  Hafif betonun birim hacim kütlesine göre sınıflandırılması 

 

Birim hacim kütlesi sınıfı

 

D  1,0

D  1,2

D  1,4

D  1,6

D  1,8

D  2,0

 

Birim hacim kütle sınırları

(aralığı)

 

kg/m3

 

 

³ 800

ve

£ 1000

 

> 1000

ve

£ 1200

> 1200

ve

£ 1400

> 1400

ve

£ 1600

> 1600

ve

£ 1800

> 1800

ve

£ 2000

 Kıvam sınıfları

Taze betonun kıvamı, Tablo 4, Tablo 5, Tablo 6 veya Tablo 7'de verilen şekilde sınıflandırılır.

  

Tablo 4 : Slamp ( Çökme ) sınıfları

Sınıf
Slamp ( Çökme ), mm
S 1

S 2

S 3

S 4

S 5

10 - 40

50 - 90

100 - 150

160 - 210

³ 220

 

 

Tablo 5 : Vebe  sınıfları

Sınıf
Vebe süresi, saniye
V 0

V 1

V 2

V 3

V 4

³ 31
30 - 21

20 - 11

10 - 6

5 - 3

 

Tablo 6 : Sıkışma  sınıfları

Sınıf
Sıkışabilme derecesi
C 0

C 1

C 2

C 3

³ 1,46
1,45 - 1,26

1,25 - 1,11

1,10 - 1,04

 

 

Tablo 7 : Yayılma sınıfları

Sınıf
Yayılma çapı, mm
F 1

F 2

F 3

F 4

F 5

F 6

£ 340
350 - 410

420 - 480

490 - 550

560 - 620

³ 630

 

Klorür İçeriği

Klorür iyonlarının çimento kütlesinin yüzdesi olarak ifade edilen betonun klorür içeriği, seçilen sınıf için Tablo 8’de verilen değeri geçmemelidir.

Tablo 8 : Betonun en fazla klorür içeriği

 

 

Kullanılan beton

 

 

Klorür içeriği sınıfı a

 

Çimento b kütlesine göre en fazla CI-

Korozyona dayanıklı kaldırma (tutma) parçaları hariç, çelik donatı ve diğer gömülü metal ihtiva etmeyen

 

CI  1,0

 

% 1,0

Çelik donatı ve diğer gömülü metal ihtiva eden

CI   0,20

%  0,20

CI   0,40

%  0,40

 

Çelik öngerme donatısı ihtiva eden

CI   0,10

%  0,10

CI   0,20

%  0,20

 

a Özel  kullanım amaçlı betonlarda uygulanacak  sınıf, betonun kullanılacağı yerde geçerli kurallara bağlıdır.

 

b Tip II katkıların kullanıldığı ve katkının çimentoya dahil olarak kabul edildiği yerlerde, klorür muhtevası,

klorür iyonlarının, çimento + dikkate alınan toplam katkı miktarlarına oranlanmasıyla hesaplanır.

 

 Beton Bileşenleri

Çimento ( Hidrolik bağlayıcı )

Su ile karıştırıldığında, hidratasyon reaksiyonları ve işlemleriyle priz alarak sertleşebilen hamur meydana getiren ve sertleştikten sonra dayanım ve kararlılığını su içerisinde bile sürdürebilen öğütülmüş inorganik malzemedir.

Betonda kullanılacak olan çimento, aşağıda verilenler bakımından uygunluğu belirlenmiş olan çimentolardan seçilmelidir.

 -  Yapım (inşaat) yöntemi,

-   Beton yapının kullanım amacı,

-   Kür şartları (ısıl işlem gibi),

-   Yapı boyutları (ısı gelişimi)

-   Yapının maruz kalacağı çevre şartları (Madde 4.1)

-     Bileşenlerden kaynaklanan alkaliler ve agrega arasındaki reaktivite ihtimali.

 

 

 

Agrega

 

Agrega %75

Betonda kullanıma uygun taneli mineral malzemelere agrega denilmektedir.  Agregalar, doğal, yapay veya daha önce yapıda kullanılmış malzemelerden tekrar kazanım yoluyla elde edilmiş olabilir. 4.00 mm. Elek üzerinde kalan agregalara “Kaba Agrega”, 4.00 mm. Elekten geçen agregalara ise “İnce Agrega” denir. Agregaların beton içerisindeki rolü çok önemlidir. Granülometrisi, şekil yapısı, sertliği, betonun davranışını direkt olarak etkiler. Betonda kullanılmadan önce agrega özelliklerinin deneylerle belirlenmiş olması gerekir.

 

su %15

çimento %10

Agrega Tipi

Birim hacim kütlesi (kg/m3)

Normal Agrega

2000-3000

Hafif Agrega

£ 2000

Ağır Agrega

³ 3000

 

Betonda kullanılacak agrega tipi, tane büyüklüğü dağılımı ve yassılık - uzunluk, donma/çözülmeye  dayanıklılığı, aşınmaya dayanıklılığı, incelik gibi agrega özellikleri, aşağıda verilenler dikkate alınarak seçilmelidir :

-   Yapım  (İnşaat) yöntemi,

-   Beton yapının kullanım amacı,

-   Betonun maruz kalacağı çevre şartları,

-  Beton yüzeyinde görünen veya tesviye edilmiş beton yüzeyindeki agrega ile ilgili herhangi özellik.

 Agrega en büyük anma büyüklüğü ( Dmax ), donatının beton örtü tabakası ve beton eleman kesitinin  en küçük boyutu dikkate alınarak belirlenmelidir. Yıkama suyundan veya taze betondan elde edilerek yeniden kazanılmış agrega da beton agregası olarak kullanılabilir.

 Agreganın, alkaliler ( çimento veya diğer kaynaklardan gelen Na2O ve K2O ) ile reaksiyona girmesinden şüphe duyulan silika türlerini ihtiva etmesi ve betonun rutubetli ortamda bulunması halinde, zararlı alkali- silika reaksiyonunu önlemek üzere uygunluğu belirlenmiş işlemler kullanılarak önlemler alınmalıdır.

 Karışım Suyu

 Su, betonu oluşturan temel malzemelerden biridir. Betonun karılmasında kullanılan karışım suyu, iki önemli görevi yerine getirmektedir:

 -         Çimento ve agrega tanelerinin yüzeyini ıslatarak yağlayıcı etki yaratmak ve böylece betonun kolay karıştırılabilmesini, taze betonun yerleştirilmesini, sıkıştırılabilmesini, özetle işlenebilmeyi sağlamak,

 

-          Toz halindeki çimento taneleriyle birleşerek ortaya çıkan çimento hamurunda hidratasyon denilen kimyasal reaksiyonları sağlamak.

 Anlaşılacağı gibi, karışım suyu olarak kullanılan su miktarı, aslında hidratasyon için gerekli olan su miktarından her zaman daha fazla olmaktadır. Bu fazla su tamamen işlenebilirliğin sağlanması amacıyla kullanılmaktadır.

 Beton karışım suları mümkün olduğunca temiz olmalı ve içerisinde taze ve sertleşmiş betona zararlı etki yapabilecek kadar kil, silt, organik madde, asit, klorür, sülfat, madeni yağ ve endüstri atıkları gibi yabancı madde bulundurmaması gerekir. Karışım suyunun içerisinde bulunabilecek yabancı maddelerin miktarı fazla olduğu taktirde çimento ve su arasındaki kimyasal reaksiyonların etkilenmesi nedeniyle çimento hamurunun priz süresi, basınç dayanımı ve hacim sabitliği olumsuz şekilde etkilenmektedir. Fazla miktardaki kalsiyum klorür gibi yabancı maddeler betonarme yapıda donatının korozyonuna neden olmakta veya korozyonu hızlandırmaktadır. Bazı tuzlar ve yabancı maddeler sertleşmiş betonun yüzeyinde çiçeklenmelere ve lekelenmelere neden olarak çirkin bir görünüm yaratmaktadırlar. Ana prensip olarak içilebilir her su, ön deney yapmaksızın beton karışım suyu olarak kullanılabilir.

 Beton üretiminde kullanılan sular aşağıdaki tiplere ayrılabilir:

 -         İçilebilir Sular: Beton yapımında kullanım için uygun kabul edilmektedir, ön deneylere tabi  değildir.

-          Beton Endüstrisindeki İşlemlerden Geri Kazanılan Sular: Standartta belirtilen kriterleri sağlaması koşuluyla betonda kullanım için uygundur.

-          Yeraltı Kaynaklarından Çıkan Sular: Beton yapımında uygun olabilir, ancak deneye tabi tutulmalıdır.

-          Doğal Yüzey Suları ve Endüstriyel Atık Sular: Beton yapımında uygun olabilir, ancak deneye tabi tutulmalıdır.

-          Deniz Suyu ve Acı Göl Suları: Donatısız ve diğer gömülü metal bulunmayan betonlarda kullanılabilir. Ancak kullanılması halinde izin verilen klorür içeriği belirleyici faktördür.

-          Kanalizasyon (lağım) Suları: Beton yapımında kullanım için uygun değildir.

 ANORMAL HAVA KOŞULLARINDA BETON DÖKÜMÜ

 Soğuk Havada Beton Dökümü:

Taze Betonda priz esnasındaki donma tehlikelidir. Priz öncesinde veya beton sertleştikten sonra oluşan donma etkileri farklıdır ve hasarları da nispeten azdır. Taze betonun döküldüğü ortamın sıcaklığı düşünce priz süresi uzar, hitratasyon yavaşlar ve bunun sonucu olarak kalıp alma süresi gecikir. Ancak taze betonun donmasıyla fiziksel olaylar da etkili olur ve suyun donmasıyla hidratasyon durur. Don etkisine uğrayan beton çözülünce hidratasyon yeniden başlayabilir, ancak çimento hamuru –agrega ve çimento hamuru-donatı ara yüzeylerinde aderans büyük ölçüde azalır.

 Taze betonun döküldüğü ortamın sıcaklığı 1 gün içinde +5 oC’nin  altına düşerse 48 saat süreyle, birgün den fazla +50C’nin altına düşerse 72 saat süreyle don etkisinden korunmalıdır.

 Alınacak Önlemler:

-          Don riski olan hava koşullarında beton dökümlerinden olabildiğince kaçınılmalıdır.

-          Yüksek hidratasyon ısısına sahip çimento (yani katkılı olmayan CEM I tipi çimento), izin verilebilen en fazla çimento dozajı ve düşük su / çimento oranı seçilmelidir.

-          Priz hızlandırıcı ve suyun donma noktasını düşürücü katkılar (antifriz) kullanılmalıdır. Sülfat etkisi olmayan ve yüksek mukavemetli çimento kullanılmayan uygulamalarda, çimento dozajının en çok %1 oranında CaCl2kullanılmalıdır.Ayrıca bir hava sürükleyici katkı maddesinin kullanılması da büyük yarar sağlar.

-          Betonun ilk sıcaklığının donma derecesine düşmemesi için agrega,çimento ve özellikle su ısıtılmalıdır. Üretim sırasında bu bileşenlerin sıcaklıklarının özdeş hale getirilmesi yararlı olur. Betonun taşınması sırasında da soğuması önlenmelidir. Buhar kürü uygulamasıda yarar sağlar.

-          Beton dökülmeden kalıplar denetlenmeli, buzlu kalıp yüzeylerine döküm yapılmamalı, varsa buz parçaları temizlenmelidir.