BETON :
Beton, çimento, su, agrega ve kimyasal veya mineral katkı maddelerinin homojen olarak karıştırılmasından oluşan, başlangıçta plastik kıvamda olup, şekil verilebilen, zamanla katılaşıp sertleşerek mukavemet kazanan bir yapı malzemesidir.
Betonun mutlak hacmini %70 oranında agrega (kum, çakıl, mıcır), %10 oranında çimento, % 20 oranında su oluşturur. Gerektiğinde, çimento ağırlığının %5'sinden fazla olmamak kaydıyla, katkı malzemesi ilave edilebilir.
Tablo 1 Beton Karışım Oranları
Beton Karışımları
Karışım
Ağırlıkça (Alman) Hacimce (ABD)
Çimento
kg Kum
kg Çakıl
kg Çimento
lt Kum
lt Çakıl
lt
1 2,5 3,6 1 1,5 3 zengin
1 3 4,5 1 2 3,5 standart
-- -- -- 1 2,5 4 orta
-- -- -- 1 3 5 zayıf
Miktarlar
Kullanıldığı Yerler
Çimento
kg Kum
lt Çakıl
lt
325 400 800 Yüksek mukavemetli kolon, vibrasyon ve su etkisi
275 400 800 Betonarme döşeme, kiriş, kolon, makine temelleri
250 500 800 Toprak üstü beton inşaat, temeller
500 500 850 Kütle betonu, duvar dolgusu
Betonu günümüzün en yaygın taşıyıcı yapı malzemesi yapan özellikleri şöyle sıralamak mümkündür :
• Ucuzluğu,
• Bilgisayar kontrollü santraller, transmikserler, pompalar vs. ile üretim, taşıma ve yerleştirme aşamalarında büyük gelişmelerin sağlanmış olması,
• Şekil verilebilme kolaylığı,
• Çelik donatı ile (betonarme) çekme mukavemetinin yetersizliğinin dengelenmesi
• Yüksek basınç dayanımlarına ulaşılması
• Fiziksel ve kimyasal dış etkilere karşı dayanıklılığı (uzun ömür, bakım kolaylığı),
• Hafif agrega ile hafifletilmesi, pigmentlerle renklendirilmesi
Betonu oluşturan hammaddeler çimento, su, agrega (kum, çakıl, kırma taş), kimyasal katkılar ve mineral katkılardır. Kimyasal katkılarla (akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, geçirimsizlik sağlayıcı, antifriz,... ) mineral katkılar (taş unu, tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı,... ) betonun performansını istediğimiz yönde iyileştiren çağdaş teknoloji unsurlarıdır. Çimentoyla suyun karışımından oluşan çimento hamuru zamanla katılaşıp sertleşerek agrega tanelerini (kum, çakıl, kırmataş) bağlar, yapıştırır, böylece betonun mukavemet kazanmasına imkan verir.
Dolayısıyla betonun mukavemeti,
• çimento hamurunun mukavemetine
• agrega tanelerinin mukavemetine
• agrega taneleri ile çimento hamuru arasındaki yapışmanın gücüne (aderans) bağlıdır.
Betonda aranan özellikler :
Bu özellikleri iki grupta sınıflandırmak mümkündür:
a) Taze Betonda:
• İşlenebilme özelliği, uygun kıvam
• Taze betonun sıcaklığı
• Agrega maksimum dane büyüklüğü
• Homojenlik, kıvam kaybı, hava miktarı,
• Birim ağırlık
b) Sertleşmiş Betonda:
• Dayanım (basınç, çekme, eğilme, yarılma mukavemetleri)
• Dış etkenlere karşı dayanıklılık (geçirimsizlik, aşınmaya dayanıklılık)
• Donma ve çözülmeye dayanıklılık
• Hafiflik veya ağırlık
• Isı, ses yalıtımı ve estetik (Brüt betonda dış görünüş)
• Ekonomi
Beton günümüzde yapıya taşıyıcı elemanlar, dolgu, yalıtım, kaplama elemanları, dekoratif ve hazır elemanlar olarak çeşitli amaçlarla girmektedir. Yapıya taşıyıcılık amacıyla giren normal betonları B16-45 N/mm2 olarak belirlememiz mümkündür. B100 betonları ancak özel üretimle sağlanan ön gerilmeli betonlardır.
Taşıyıcı normal betonlar dışında, betonlar yapıdaki kullanılma yeri ve şekline göre, farklı yöntemlerle ve farklı malzemeler kullanılarak üretilmektedir. Bu şekilde üretilen ve yapıda dolgu, yalıtım, kaplama elemanları, dekoratif yüzeyler, hazır elemanlar olarak kullanılan çeşitli betonları, özel betonlar adı altında incelememiz mümkündür.
ÖZEL BETONLAR :
Bu betonları normal betonlardan ayıran yönler; birim ağırlıklarının, kullanılma yerlerinin farklı olması ve farklı malzemeler kullanılarak üretilmeleridir.
a) Dolgu ve Yalıtım Betonları :
Bu gruba giren özel betonlar, bünyesinde çeşitli niteliğe sahip agregaların (ince agregasız, hafif agragalı, bitkisel agregalı ve asbestli) yer aldığı veya hava ve gaz boşluklarının bulunduğu, birim hacim ağırlıkları 1600 kg/m3’ ten küçük olan hafif betonlardır.
Ayrıca ısı geçirimsizlik değerleri yüksek, mekanik işlemlere elverişli ve genellikle prefabrikasyon ürünü olduklarından, işçilik kalitesi ve ekonomi açısından rasyonel malzemelerdir. Mukavemetleri 5-10 N/mm2 arasında değişir. Yapıda, duvar ve döşeme sistemi içinde kullanılmak amacıyla kalıplama şeklinde bloklar (briket) veya panolar halinde üretilebilir.
-- Bünyesinde sadece 10-20 mm çapında iri agrega bulunan, 200-250 kg dozajlı (mukavemeti 5-15 N/mm2) İnce Agregasız Betonlar,
-- Ponza (bims) taşı, tüf, tuğla kırığı, cüruf, vermikülit, perlit gibi hafif yapı agregalar kullanılarak üretilen, hafifliğini bünyesindeki agreganın özelliğinden alan (mukavemeti 2,5-12 N/mm2, yoğunluğu 0,5-1 gr/cm3, ısı iletim katsayısı 0,25 kcal/mh oC) Hafif Agregalı Betonlar,
-- Ağaç, pirinç, hindistancevizi kabuğu, saz, şeker kamışı, ahşap artığı talaş gibi bitkisel esaslı agreganın çimento, alçı ve magnezyum esaslı bağlayıcılarla birleştirilerek basınçlı kalıplama ile elde edilen, 5 x 10 cm kalınlığında (mukavemeti 1,5-2 N/mm2, yoğunluğu 0,36-0,6 gr/cm3, ısı iletim katsayısı 0,38 kcal/mh oC), ilk defa heraklith (talaş levha) adı altında üretilen Bitkisel Esaslı Betonlar,
-- % 10-20 asbest liflerinin %40 su ve % 40-50 portland çimentosu ile karıştırılmasından elde edilen ve santrifüjden geçirilerek basınç altında 4-60 mm kalınlıkta, 330-125 cm boy ve 92-120 cm eninde düz veya ondüle edilerek şekillendirilen (ondüle genişliği l=1.77cm, yüksekliği h=7cm, mukavemeti 60 N/mm2, eğilme mukavemeti 20 N/mm2, yoğunluğu 1,75 gr/cm3, ısı iletimi 0,30 kcal/mh oC), ayrıca 5-60 cm çapında, basınçlı basınçsız boru şeklinde bulunan yanmaya karşı dayanımlı, su geçirimsiz, yapıda çatı ve cephe kaplaması olarak yer alan ilk defa eternith adı altında üretilmiş olan Asbest Betonları,
-- Çeşitli hava sürükleyici katkı maddeleri ilavesi ile beton bünyesinde % 2-6 miktarında, 150-300 mikron çapında hava kabarcıkları oluşturulan, yalıtım ve plastiklik özelliklerine sahip Hava Sürüklenmiş Beton,
-- Kireç ve çimento bağlayıcı kullanarak meydana getirilen karışımın bünyesine alüminyum tozu katılarak kimyasal reaksiyon sonucu hidrojen gazı çıkması ile oluşan boşluklu dokulu, yapıda donatılı veya donatısız durumda döşeme, duvar blokları ve panoları olarak uygulaması yapılan (mukavemeti 1,5-2,5 N/mm2, yoğunluğu 0,5-10,65 gr7cm3, ısı iletim katsayısı 0,2 kcal/mh oC, 50x25x7,5 – 15 cm boyutlarında), ilk defa Ytong adı altında üretilen Gazlı betonlar, bu grup içinde yer alır.
Bunlardan herhangi biri ile, özel kalıplara dökülmek, dövme, pres veya vibre edilmek suretiyle, yapıda duvar ve döşeme dolgu malzemesi olarak kullanılan beton briketler üretilir. T.S. 406’ ya göre, briketler 11-30 x 6-20 x 23-40 cm boyutunda, içi dolu veya delikli, 250-300 kg dozajlı, mukavemeti 3,5-7,5 N/mm2, Sa = %20 değerinde olmalıdır.
a.1) Hafif Beton :
Ağırlığı az, ısı yalıtımı yüksek, mukavemeti normal betonlardan biraz düşük ve yanmaz bir malzemedir. Birim ağırlıkları 2,0 kg/lt ‘ nin altındadır. Birim ağırlığın küçültülmesi ısı iletkenlik katsayısını küçültür ve ses yutuculuğu artar. Betonun birim ağırlığının azaltılması ise başlıca üç yolla yapılabilir.
-- Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal ve yapay hafif agregaların kullanılmasıyla üretilen hafif agregalı betonlar hafif agrega ile üretilen yalıtım betonunda agrega olarak ponza taşı, genleşmiş perlit, genleşmiş kil, plastik köpüğü veya odun talaşı gibi çok hafif ve çok boşluklu agrega belirli granülometride ve uygun oranlarda çimento ile karıştırılarak kullanılırlar.
Üretilen hafif betonların çoğunluğu öndökümlü blok ve döşemeler şeklindedir ve karışım oranları hacimce yaklaşık 1/6 ile 1/10 (çimento/agrega) arasındadır. Bunlar genellikle iç bölmeler için kullanılırlar, dayanım ve kalınlıklarına göre yük taşıyan veya taşımayan olarak sınıflandırılırlar.
Yalıtım veya taşıyıcı yapılma özelliklerine göre birim ağırlıkları arttırılır veya azaltılabilir. Memleketimizde Nevşehir’de izobims hafif yapı elemanları fabrikaları ponza taşlı briket ve hafif taşıyıcı elemanlar üretmektedir.
-- Beton içinde fiziksel veya kimyasal yolla büyük miktarda boşluk oluşturarak üretilen gaz ve köpük betonlar ; çok ince kum ile yapılmış sulu bir harç içine alüminyum tozu gaz çıkartıcı ve kabartıcı, yahut da çalkalandığı vakit köpürtücü maddeler katmak suretiyle elde edilir. Bu harç sertleşince sünger gibi boşluklu bir yapıya sahip olur.
Gaz veya köpük betonu fazla sulu yapıldığı için rötre ve sünme değerleri yüksektir. İyice kurumadan kullanılmaz. Birim ağırlığı 0,8 kg/lt, yalıtımı yüksek, çivi çakılabilen, testere ile kesilebilen, basınç mukavemetine göre 25-50 kg/cm2 gibi sınıfları vardır.
-- İnce agrega içermeyen beton iri agreganın çimento ve su ile karıştırılması sonucu elde edilir. Agrega normal veya hafif olabilir ve tek büyüklükteki tanelerin baskın olması sağlanmalıdır.
Gerçekten agrega taneleri birbirine değme noktalarında saf çimento hamuru ile tutturulmuştur. Çimento hamurunun su/çimento oranı çok kritiktir. Çünkü çok katı olursa agrega tanelerini yeterince kaplamayacak ve çok yumuşak olursa agregalardan süzülerek alt kısımlara toplanacaktır. En iyisi aşırı emici agregaların kullanılmadan önce iyice ıslatılması ve süzülmesidir.
Normal özgül ağırlıkta agrega kullanıldığında karışım hacimce 1/8 ve su/çimento oranı 0,40 veya daha azdır. Karıştırılan betonun yerleştirilmesinde gecikme olmamalıdır. Isı izolasyon özelliklerinden başka yüzeyi sızdırmaz yapıldığında ince agrega içermeyen beton kılcallığa maruz değildir ve bir tabaka kalınlıktan (genellikle 200 mm/8 inç) her türlü hava koşullarına dayanıklı bir duvar elde edilebilir.
Günümüz beton teknolojisinde yeni yeni gelişmekte olan bu beton türünde beton içinde çeşitli yöntemlerle boşluk oluşturmak genel kuraldır. Boşluk oluşturmaya harç içinde veya iri agrega taneleri arasında veya agreganın içinde yapılır.
‘’ Birim hacimdeki toplam malzeme ağırlığının azalması nedeniyle beton kalıbında daha düşük basınç oluşur,üretim ve yerleştirme kolaylaşır.
‘’ Üretilen bu betonların yapıya vereceği yükler azdır, temel ve diğer yapı boyutları küçük boyutlu yapılabilir.
‘’ Isı yalıtımları yüksektir.
‘’ Yangın bakımından daha elverişlidir.
Bununla birlikte bazı sakıncaları da vardır. Bunlar boşluklu olmaları nedeniyle mukavemeti aşınmaya karşı dayanıklılığı azdır. Bu betonlar birim ağırlıklarına göre kullanma yönünden yalıtım betonları, orta mukavemetli taşıyıcı betonlar olarak kullanılırlar.
Ülkemizde hafif agrega olarak Kayseri, Nevşehir ve Van dolaylarında sadece doğal olanları vardır. Bunlardan da ponza taşı en çok bulunanıdır. Ponza taşı ile yapılan hafif betonlar ise ya yalıtım ya da orta mukavemetli betonlardır. Bu hafif agrega ile daha güvenli taşıyıcı betonlar üretebilmek için ancak yarı hafif türden beton üretmek gerekir. Böylece doğal hafif agregaların daha rasyonel biçimde değerlendirilmesi söz konusudur.
Tablo 2 Hafif beton türleri, kullanış alanları, malzeme özellikleri
Türü
Hafif agregası
Ve
Beton türü Özellikler
Birim ağırlık
(kg/lt) Basınç mukavemeti (kg/cm2) Isı iletkenlik katsayısı (kcal/mh 0C)
Yalıtım betonu Genişletilmiş perlit, plastik köpüğü, gaz betonu
0,2 – 0,6
2- 25
0,05 – 0,20
Hem taşıyıcı hem yalıtım betonu
Bims betonu, genleşmiş kil, cüruf betonu, gaz betonu
0,6 – 1,2
25-100
0,20 – 0,45
Taşıyıcı hafif beton, betonarme öngerilmeli beton
Genleşmiş kil, yüksek fırın cürufu, uçucu kül
1,2 – 3,0
150-160
0,45 - 100
a.2) Hava Sürükleyici Katkılı ve Yumuşatılmış Beton :
Bu beton tipleri ya betonyerde karışıma veya çimentoya katkı maddesi ilavesi ile (genellikle sıvı) yaparak üretilir. Hava sürükleyici katkılı beton havalandırılmış veya köpüklü betondan iri agrega kullanılması ile ayrılır. Yine bu da yaklaşık % 3 ile 6 arası gibi küçük oranda hava içermesine rağmen hafif beton değildir. Normal hava veya su boşluklarından farklı olarak, sürüklenen hava dayanıklılığı azaltmayan küçük kabarcıklar halinde yayılmıştır; gerçekten bu beton, donmaya direnci ile ünlüdür. Hava sürükleyici katkı, dayanımda bir azalmaya sebep olmasına rağmen bu durum çoğunlukla sürüklenen hava ile gelişen işlenebilirlik sayesinde daha düşük bir su/çimento oranı kullanılarak dengelenir.
Yumuşatılmış betonun işlenebilirliği normal yoğun betona göre daha iyidir, bunun sebebi ya katkı maddesinden dolayı karışım suyunun yüzey gerilmesinin azalması veya çok ince tozlardan dolayıdır (yani kireç veya silis). Bazı yumuşatıcılar az miktarda hava sürüklerler.
Hava içeriğinin ölçümü :
Karışım oranları bilindiği takdirde yumuşatılmış betonlardaki hava içeriği, harçlar için gravimetrik yöntemle tayin edilir. Karışımın ıslak yoğunluğu sıkıştırma faktörü aletindeki silindir ile uygun ölçüm yapılarak bulunur.
Bir diğer yaygın yöntem arazi ve laboratuvar deneylerine uygun basınçlı tipteki havametrelerin kullanılmasıdır. Belli hacimdeki normal sıkıştırılmış beton, hava geçirmez bir kap içerisinde basit bir el pompası ile sıkıştırılır. Bu işlem Boyle ilkesine göre hava içeriğinin hacminde azalmaya sebep olacaktır. Ticari havametreler belli bir basınç uygulandığında doğrudan hava içeriğinin yüzdesini verecek şekilde kalibre edilmiştir. Bu yöntemin kullanılması aşırı gözenekli agregalar için uygun olmamakla beraber, diğerleri için güvenilebilir sonuç verir. Yöntemin kullanılışı aşağıdaki deneyde verilmiştir.
Havametre ile betonun hava içeriği ;
(Not : Aşağıda verilen yöntem 7,0 lt numune alabilen ve 1 bar basınç uygulandığında doğrudan okuma alınabilecek şekilde doğru kalibre adilmiş tipik ticari aletlerle uygulanabilir.)
Aletler : havametre – numune kabı – kürek – 16 mm çaplı, 600 mm uzunluğunda yuvarlak uçlu çelik çubuk – lastik tokmak (250 gr) – huni ve lastik tüp – büyük beher – kurutma bezi.
Numune : hava sürükleyici katkılı taze beton.
* Beton, aletin teknesine 3 tabaka halinde yerleştirilir. Her tabaka 25 defa çubukla tokmaklanır ve daha sonra teknenin dışından 15 defa lastik tokmakla vurulur. Üçüncü tabaka teknenin üzerinden biraz taşmalıdır.
* Beton teknenin kenarlarına göre düzeltilir ve aletlerle birlikte verilen metal disk beton yüzeyine yerleştirilir.
* Teknenin kenarları temizlenir, contalar takılarak kelepçeleri sağlamca tutturulur.
* Havametredeki düşey tüpe yarıya kadar su doldurulur (hava deliği açık), alet 300 eğilerek birkaç defa yuvarlatılır ve başlığı lastik tokmakla hafifçe vurularak içerdeki sıkışmış hava çıkartılır.
* Tüp düşey durumda iken su ile doldurulur ve ölçekteki sıfır göstergesine kadar boşaltılır.
* Hava deliği kapatılıp, standart deney basıncı uygulanır ve yeni su seviyesinin verdiği hava içeriği okuması alınır.
* Basınç kaldırılır ve su seviyesinin tekrar sıfır göstergesine gelmesi kontrol edilir. Arada fark var ise bu agreganın emiciliğinden dolayıdır ve bu değer ölçülen hava içeriği değerinden çıkarılmalıdır.
* Aletler temizlenir.
* Taze numune ile bir sonraki deney yapılır. Alternatif olarak 1. adım betonun vibrasyonla sıkıştırılarak yapılabilir.
Sonuç :
6. adımdaki okuma ile bulunan toplam görünen hava içeriği 7. adımda elde edilen agreganın su emmesine göre düzeltilmelidir. Bu yine de agreganın emdiği havanın ihmal edilmesini sağlamaz. Genellikle normal yoğun agregalarda % 0,2 ile 1 arasındadır. Gerekirse uygun bir agrega düzeltme faktörü bulunur ve sonuçtan çıkartılır. Bu faktör agregalar ile aynı miktarda beton numuneler kullanılarak ayrı deneyler yapılıp kolayca elde edilebilir.
Düzeltilmiş iki deney sonucunun ortalaması alınır.
Not: Hava sürükleyici katkısız beton normalde yaklaşık %98 civarında sıkıştırılabilir. Dolayısıyla ölçülen hava içeriğinden %2 çıkartılarak katkı miktarı elde edilir. Alternatif olarak karışımda yumuşatıcı olmaksızın yapılan deney, çıkartılacak miktarı verecektir.
a.3) Gazbeton :
Gazbeton, hem kullanımında ısı yalıtımında hem de üretim süresince enerjinin tasarruf edilmesine katkı sağlayan, hammaddeleri; kuvarsit (kum,kumtaşı) portland çimentosu, sönmemiş kireç ve suyun karışımından oluşan, çoğunlukla kireçli ve silikatlı ham maddelerden meydana gelen ve basınçlı bir buhar ortamında sertleştirilen kalsiyumsilikathidratların oluşturduğu, yanmayan, özgün, gözenekli bir hafif beton yapı malzemesidir.
Gazbetonun önemli özelliklerinden biri gözenekli yapısıdır. Hacminin % 70-80’ i boşluktur. Bu yapı hem düşük birim hacim ağırlığını hem de yüksek ses yalıtımını sağlamaktadır.
Sınıflandırma :
Gazbetonun karakteristik dayanımına,basınç mukavemeti ve kuru birim hacim ağırlıklarına göre sınıflandırabiliriz.
Gazbeton ülkemizde G1, G2, G3, G4, G6 olarak isimlendirilir. Bu isimler malzemenin basınç mukavemet değerlerine bağlıdır. Sınıf işareti ise birim hacim ağırlığa göre belirlenir.
Tablo 3 Karakteristik dayanımına göre
Özellik Düşük Orta Yüksek
Basınç dayanımı(Mpa) <1,8 1,8 – 4,0 >4
Elastisite modülü(Mpa) <900 900-2500 >2500
Kuru birim ağırlık(kg/m3) 200-400 300-600 500-1000
Isıl iletkenlik(kuru) (w/mk) >0,10 0,06 – 0,14 >0,12
Tablo 4 Basınç mukavemetleri ve kuru birim hacim ağırlıklarına göre
Sınıf Basınç mukavemeti ortalama asgari değer (kgf/cm2) Basınç mukavemeti en küçük değer (kgf/cm2) Birim hacim ağırlık Ortalama birim hacim ağırlık Sınıf işareti
G1 15 10 0,4 – 0,5 0,31 – 0,40
0,41 – 0,50 G 1/0,4
G 1/0,5
G2 25 20 0,4 – 0,5 0,31 – 0,40
0,41 – 0,50 G 2/0,4
G 2/0,5
G3 35 30 0,5 – 0,6 0,41 – 0,50
0,51 – 0,60 G 3/0,5
G 3/0,6
G4 50 40 0,6 – 0,7 0,51 – 0,60
0,61 – 0,70 G 4/0,6
G 4/0,7
G6 75 60 0,7 - 0,8 0,61 – 0,70
0,71 – 0,80 G 6/0,7
G 6/0,8
Üretim :
Günümüzde gazbeton üretimi çeşitli oranlardaki bağlayıcı malzemelerle yapılabilmektedir. Bu üretim kireç ve çimentonun miktarlarının oranlarının birbirine göre fazla veya az olmasına göre kireç esaslı veya çimento esaslı üretim diye de sınıflandırılabilir.
Gazbeton üretim süresince hammadde hazırlama esnasında çimento hazır gelmektedir. Kum veya kuvarsit değirmende istenilen inceliğe getirilmektedir. Kireç ise hazır gelebilir veya parça kireç kullanılıyorsa değirmende istenilen inceliğe getirilir. Kum veya kuvarsitin bilyalı değirmenlerde yaş öğütme sistemiyle öğütülmesi yaygındır.
Gazbetonun bileşenlerini Kum/Kuvarsit, Kireç, Çimento, Alüminyum oluşturmaktadır. Bu malzemelerin kimyasal reaksiyonları, malzemenin düşük yoğunluktaki yüksek basınç mukavemeti buhar sertleşmesi ve oktaklavdaki buhar sertleşmesi sonucunda meydana gelir.
Yüzdesi(%)
CaO (kalsiyumoksit) 18-36
SiO (silisyumdioksit) 32-58
Al2O3 (alüminyumoksit) 2,4
MgO (magnezyumoksit) <2
Fe2O3(demiroksit) 2
Alkali <1
Diğer 1-4
Ateşte kayıp 8-12
Alüminyum tozu dışarıdan alınmaktadır. Çimento ve kireç fabrikanın kendi diğer bölümlerinden alınmaktadır ve üretim tesisinin çatı kısmındaki özel olarak hazırlanmış silolarda depolanmaktadır. Kum (silis kumu), kum değirmenlerinde öğütülerek 90 mikron incelik boyutuna getirilmektedir.
Değirmende öğütülen kuvarsit; çimento kireç, alüminyum tozu ve su ile karıştırıldıktan sonra elde edilen gazbeton harcı 6 metre boyundaki formelere dökülür. Gazbeton harcı, içinde bulunan kirecin su ile reaksiyona girmesi sonucu yüksek ısı açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı alüminyum tozunun kabartıcı etkisiyle gazbeton hamurunun kabarmasını ve gözenekli bir yapı kazanmasını sağlar.
Kabaran ve gözenekli bir yapıya sahip olan bu kütle belli bir sertlik kazandıktan sonra otomatik kesme makinasında çelik teller yardımıyla TSE normlarına uygun ölçülerde kesilir.
Önyapımlı donatılı elemanların çelik hasırları, otomatik punto kaynak makinalarında hazırlanır. Hazırlanan çelik hasırlar bitümle kaplanır ve döküm kalıplarına önceden monte edildikten sonra üzerlerine gazbeton harcı dökülür.
Kesim işlemi tamamlanan gazbeton kütlesinin düşük yoğunluk ve yüksek basınç mukavemetine erişmesi için otoklavlarda 12 atmosfer basınç ve 190 oC sıcaklıktaki doymuş buharla 11-12 saat süre ile sertleştirilir.
Malzeme otoklavlardan çıktıktan sonra TSE normlarına uygun mukavemet ve hacim sertliğine ulaşmış olur. Bundan sonra otomatik boşaltma makinalarında boşaltılır ve stok sahasına alınır, bir gün bekletildikten sonra sevk edilir.
Özellikler :
-- Betondan 13, delikli tuğladan 2-4 kez daha fazla ısı yalıtımı özelliğine sahiptir. Bu nedenle kalorifer ilk tesis masraflarından ve yapı ömrünce yakıttan önemli tasarruf sağlar. Gazbeton ile yapı yazın serin, kışın sıcak olur.
Gazbeton’un ısı yalıtımını sağlayan unsuru, küçük gözenekler arasında sıkıştırılmış kuru havadır. Hacminin % 84'ü kuru havadan oluşan ve kuru birim hacim ağırlığı 400 kg/m³ olan gazbeton, doğal olarak başka hiçbir yalıtım malzemesine gerek duymadan ısı yalıtımı sağlayan bir yapı malzeme ve elemanıdır.
Yapılarda gazbeton kullanımı ek hiçbir zahmet getirmediği gibi pek çok konuda kolaylıklar sağlamaktadır. Örneğin; milimetrik ölçülere sahip olduğundan sıva kalınlıkları azaltılabilmekte, işlenmesi kolay olduğu için muhtelif tesisat işleri kolaylaşmakta, kesilebildiği için malzeme kaybı en aza inmekte, hafif olduğu için binaya fazla yük binmesi önlenerek dolayısıyla diğer malzemelerden de tasarruf sağlanmaktadır.
-- Gazbeton betondan 6, tuğladan 3 kez daha hafif olması nedeniyle; nakliyeden, demir ve çimentodan önemli tasarruf sağlar. Yapı hafiflediği için deprem emniyeti artar, her türlü zemin şartlarında güvenlikle inşa edilebilir.
Yapı malzemeleri birim ağırlıklarına bağlı olarak farklı özellikler gösterirler. 100 kg/m³ birim ağırlığa kadar olan malzemeler yüksek ısı yalıtım özelliğine sahip olmalarına karşı taşıma güçleri yoktur. Buna karşın 800-2000 kg/m³ birim ağırlıktaki yapı malzemeleri ise yüksek taşıma gücüne karşı kötü ısı tutucu malzemelerdir.
Bu özellikleri dolayısı ile bu iki grup malzemenin yapıda ancak birlikte ve çok katmanlı veya sandviç tabir edilen boşluklu duvar tipinde kullanılması zorunlu olmaktadır. Nitekim bu gruba giren delikli blok tuğla ısı yalıtımı şartlarını yerine getirebilmek için yalıtım takviyesi ile çok tabakalı olarak kullanılabilmektedir. Çok tabakalı duvar ise işleme güçlüğü, maliyet, detay sorunları, deprem güvenliği, buhar kondenizasyonu gibi sorunları da beraberinde getirmektedir.
Deprem kuşağı üzerinde bulunan ve yangına karşı alınan tedbirlerin de yeterli olmadığı ülkemizde, bu sistemle inşa edilen yapılarda, deprem yönetmeliğinin istediği şartlar ve yangına karşı emniyet tedbirleri, yeterli denetim ve yaptırımlar etkili olmadığı için hiçbir şekilde uygulanmamakta, muhtelif facialar gözardı edilmektedir. Nitekim, benzer facialar çok yakın geçmişte çevremizdeki ülkelerde yüzbinlerce kişinin ölümüne, milyarlarca dolarlık maddi kayba neden olmuştur.
Deprem Araştırma Enstitüsü, yaptığı araştırma ve çalışmalarda, aşağıdaki noktalara dikkat çekmektedir.
Tuğla yığma yapıların genellikle deprem açısından zayıf yapılar olduğu bilinmektedir. Bunların duvarlarının arasında hava boşluğu bırakılarak çift katlı yapılması ile birbirinden bağımsız iki duvar ortaya çıkmaktadır. Bu iki duvarın birtakım usullerle birbirine bağlanması mutlaka gereklidir. Bu duvarların deprem açısından durumu konusunda en son Amerikan ATC Taslak Yönetmeliği, bu tip yapıların özellikle duvar düzlemine dik deprem kuvvetleri karşısında çok zayıf olduklarını ileri sürmekte ve sadece önemsiz ve az katlı yapılarda kullanılması önerilmektedir. Isı tecridi için daha modern ve daha başka ekonomik yöntemlerin kullanılması önerilmektedir
Gazbeton ise 400-600 kg/m³ birim ağırlıkta malzemeler grubuna girmekte, her iki grubun da özelliklerine sahip bulunmaktadır. Nitekim bugün gazbeton Türkiye'de ve Dünyada hem ısı yalıtım yönetmeliklerinin öngördüğü yalıtım şartlarını karşılayabilmekte hem taşıyıcı görevini yerine getirmekte hem de yapılarda deprem güvencesi sağlamaktadır.
-- Gazbeton, beton sınıfına girmesine karşın ahşap gibi kolayca işlenebilir. Testere ile kesilebilir, matkap ile delinebilir, rendelenebilir, çivi çakılıp vidalanabilir, tesisat için kolaylıkla kanallar açılabilir. Kesilebildiği için malzeme kaybı en aza inmektedir.
-- Gazbeton fabrikada özel makinelerle milimetrik hassasiyetle boyutlandırılır. Böylece malzemenin düzgün olması nedeniyle yalnız perdah sıva ile yetinilmesini sağlar. Sıva kalınlıklarının azaltılmasıyla işçilik ve zamandan tasarruf sağlamaktadır.
b) Kaplama Betonları :
Şantiyede, yerinde dökme betonu ile, düzeltme harcı üzerine 2,5-5,0 cm kalınlıkta, en uzun kenarı 1,5 m ve alanı 2m2’den fazla olmayacak şekilde derzli olarak dökülen, döküldükten 3-5 gün sonra bünyesindeki agrega (mermer pirinci veya aynı sertlikte renkli doğal taş pirinci) yüzeyleri ortaya çıkacak şekilde karborondum disklerle silmeye tabi tutulan Dökme Mozaik ve üst katı oluşturan beton içine doğal taş veya mermer parçalarının elle yerleştirilip aralarının harçla doldurulması sonucu elde edilen Palladiyen Döşemeyi bu grup içinde saymak mümkündür.
Mozaik Betonu :
Bu yoğun bir beton olup özellikle döşeme yüzeylerinde sürtünme ve aşınmaya karşı dirençlilik için yapılır. Düşük su içerikli zengin karışımlar gerekir. İri agrega özellikle tane şekli iyi (pul pul veya uzun değil), sert ve dayanıklı olmalıdır ve silt ve çok ince taneler içermemelidir. Uygun tipte olanlar bazalt, gabro, hornfel, bazı kireç taşları, porfir (somaki taşı) ve kuvarsit içerir. İnce agrega doğal kum kırma çakıl veya iri agregaya uygun taşlardan birinin kırması olabilir. Mozaik betonunun dökülmesi ve yüzey bitimi için kalın döşeme dolgusundaki adımlar takip edilir.
c) Dekoratif Yüzeyli Betonlar (Brüt Beton) :
Brüt beton, bilinçli olarak önceden tasarlanmış, üst yüzeyi görülecek şekilde doğal görünümü ile bırakılan veya çeşitli dokusal etkilerin arandığı, yüksek kaliteli ve kalıp sisteminde aşırı özen gösterilen beton yüzeylerdir.
Brüt beton yüzeyler, taşıyıcı beton sisteminin bir yüzeyi şeklinde düşünülmekte veya taşıyıcı sisteme bir kaplama elemanı olarak uygulanmaktadır. Brüt beton yüzeylerin oluşmasında önemli rol oynayan kalıp yapımında metal, plastik, suni ahşap ve geçmeli doğal ahşap gibi malzemeler kullanılır. Ayrıca çeşitli dokusal yüzeylerin meydana getirilmesi için bu kalıp sistemi içinde alçı, kanaviçe, plastik, ahşap veya metal kalıp astarları da yer almaktadır. Kalıp sistemleri yatay ve düşey hareketli veya aşırı özen gösterilmiş klasik sistemle olabilir. Ancak klasik sistemde geçmelere, takviyelere ve genellikle bulonlu birleşimlere önem verilmelidir. Elde edilen brüt beton yüzeyler üzerinde üretimden sonra gerektiğinde yıkama, fırçalama, kırma veya asitle silme gibi işlemler yapılabilir. Brüt beton uygulamasında meydana gelecek herhangi bir hatanın giderilmesi çok zor ve hatta imkansızdır.
d) Çeşitli Amaçlarla Kullanılan Hazır Beton Elemanlar :
Bu grupta karomozaik, karosiman, suni mermer kaplamalar ve bunların dışında yapıya çeşitli amaçlarla (güneş kırıcı, çiçeklik, merdiven basamağı, harapet, pano, beton kiremit vs.) giren prekast beton elemanlar, yüksek mukavemet gösteren (B60) öngerilmeli kirişler, kolonlar ve beton elektrik direkleri sayılabilir.
Karomozaik 2,5 cm kalınlığında, genellikle 20x20 boyutunda dozajı ve agrega dokusu farklı iki tabaka halinde dökülen, atölyede ve yapıda yerinde yapılan, cilalama işleminden sonra kullanılan, çeşitli renk ve desenlerde bulunabilen döşeme kaplamalarıdır. Karosiman, karomozaiğin 2mm boyutunda agrega ile dökülmüş çeşididir.
Suni mermer ise mermer görünümünde bir karışımın bloklar halinde dökülüp kesilmesi ile elde edilen, 150-20 x 20-40 x 1,5-30 cm boyutlarında mukavemeti 74 N/mm2 ve Sa = %7 değerlerinde özelliklere sahip bir kaplama malzemesidir.
Bu malzemeler döşemeye ve duvara çimento harcı ve demir kenetlerle uygulanır. Çeşitli amaçlarla kullanılan prekast beton elemanlar, yapı dışındaki üretimin getirdiği ekonomiklik, işçilik kalitesi ve hız gibi özellikler nedeniyle günümüzde kendine geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. Kullanılacağı yere göre, hazırlanmış bir seri kalıp sistemi ile dökülmekte ve sonradan taşıyıcı sistemdeki yerine çeşitli ek elemanları yardımıyla konulmaktadır.
Günümüzdeki ileri betonarme yapı tekniğinde yer alan, kalıp içine yerleştirilmiş elastiklik özelliği yüksek çeliklerin önceden çekilerek gerilmesi ve beton dökülüp bir miktar mukavemet kazandıktan sonra serbest bırakılması sonucu beraberinde sürüklediği betonu sıkıştırması ile yüksek mukavemete erişmiş Öngerilimli Betonlar ise yapıda genellikle kiriş ve kolon olarak yer almaktadır. Beton elektrik direkleri ise yatay bir eksen etrafında dönen kalıp sistemi (santrifüj metodu) ile üretilen, su geçirimsiz, mukavemetli ve içi boş hazır beton elemanlarıdır.
Ayrıca özel betonlar için günümüzde sürekli araştırmalar yapılmakta, bazı yeni çeşitler ileri sürülmektedir. Örnek olarak, atom radyasyonlarına karşı geçirimsiz, bünyesinde ağır agrega (barit, limonit, magnetit, hematit, metal kırpıntılar) kullanılmak suretiyle üretilen Ağır Betonlar söylenebilir.
Beton, ülkemizde, kısmen şantiyelerde üretilmekte, kısmen de işçilik ve kalite kontrolünü sağlamak amacıyla beton santrallerinde çeşitli kalitelerde hazırlanmakta ve yapı yerine özel araçlarla taşınmaktadır. Büyük şantiyelerde betonu merkezi bir yerde üretip pompalarla yapıdaki yerine sevk etmek mümkündür.
Beton ve özel betonlardan strüktür ve dolgu betonları m3, kaplama betonları ise m2 ölçümü ile değerlendirilir.
d.1) Öndökümlü Beton :
Yapıdaki son konumundan önce kalıplanan her türlü beton imalat, öndökümlü olarak adlandırılır.
Büyük öndökümlü elemanların çoğu donatılı olmalıdır. Bunlar sadece yapıda taşımaları gereken yüklere maruz kalmayacaklar, aynı zamanda taşıma ve kullanım sırasında ortaya çıkacak ekstra gerilmelere karşı da direneceklerdir. Bazı durumlarda normal yapısal donatı, taşıma ve kullanım için özel önlemlere gerek kalmadan yeterli olmaktadır. Fakat bunu her zaman kesin olarak kabul etmemek gerekir.
Uzun elemanlara vinç ile kaldırılmada kolaylık için çoğunlukla çelik çengeller monte edilir. Bunların yerleştirilmesi tasarımcı tarafından kaldırma sırasında riski en aza indirecek şekilde yapılır. Bundan dolayı elamanların kaldırılma işlemi her zaman bu kaldırma noktalarından yapılmalıdır. Kaldırılma sırasında gerilmeler daha büyük olur. Öndökümlü elemanların yapıdaki rollerini tam olarak yerine getirebilmeleri için, yerlerine doğru olarak monte edilmelidirler. Örneğin öndökümlü bir lento doğru olarak yerleştirilmelidir. Esas donatı eğilme tesirine karşı genellikle alt kısma yakın olarak yerleştirilmelidir. Bunu sağlamak için lentonun üst tarafı işaretlenir.
Alternatif olarak hem alt ve hem de üst kısma konulabilir. Böylece lento herhangi bir tarafa göre yerleştirilebilir ve ayrıca taşıma ve kullanma sırasında zarar riski de azaltılmış olur.
d.2) Ağır Beton :
Birim ağırlıkları 2,8 kg/lt ‘ nin üstündedir. Radyografi tesislerinde, atom reaktörlerinde öldürücü ışıklardan korunmak için bu betonların üretimi yoluna gidilir. Koruyucu bir betonun etkisi gamma ve nötron ışınlarına karşı sağladığı fayda ile ölçülür. Aynı zamanda alfa ve beta ışınlarına karşı da yeterlidir.
Ağır agrega ile üretilen bu betonların özgül ağırlıkları da çok yüksektir. Bu betonlarda ağır olmasının dışında aranan diğer şart çatlama yapmamasıdır. Yeter derecede kalınlıkta yapılan bu beton yük taşıma bakımında gerekli mukavemette olacağından orta sınıfta bir beton sınıfında üretilir.
Hidratasyon ısısı yüksek olmayan çimento ve ağır agrega olarak da barit, demir cevheri, demir kırpıntıları, magnetit, limonit, hematit, kurşun veya krom cürufu, çelik kırpıntıları, serpantin ve asbest lifleri kullanılmaktadır. Bunlar kırılıp parçalanarak ufalanır ve elenerek dane gruplarına ayrılır. Sonra da ideal granülometriyi verecek şekilde uygun oranlarda birbirlerine karıştırılarak ağır beton üretilir.
Hesap kuralları normal betonların aynısı olup, nemli toprak kıvamında üretilir. Vibrasyonla işlenerek kür süresi uzun tutulur.
e) Püskürtme Betonlar :
Püskürtme betonu hazırlanan bir beton karışımının basınçla püskürtülmesi esasına dayanır.
Ancak püskürtülen bu karışımın püskürtüldüğü yüzeyde kalıcı olabilmesi için çok kısa bir sürede prize başlaması gereği ortaya çıkmaktadır. Püskürtme betonunun prize başlaması saniye ile ifade edilmektedir. Püskürtme betonunun prize başlaması 75 sn, prizin tamamlanması ise 150 sn olarak belirlenmiştir.
Püskürtme beton kuru yada ıslak olarak hazırlanan karışımın basınçlı veya pompalarla boru hortum içinde 300 – 500 m. uzaklığa ve 100 m. yüksekliğe kadar taşımak ve oradan basınçlı hava ile püskürtmek mümkündür. Bu özelliklerinden dolayı püskürtme beton yüzme havuzu, sıvı depoları, kabuk çatılar, tünel kaplamaları vs. başka özellikle onarım ve takviye işlerinde öncelikle kullanma alanına girer.
Püskürtme betonlar üç çeşittir ;
-- Portland çimentosu, normal agrega ve gerektiğinde alışılmış katkı maddesi karışımından oluşan normal tip püskürtme betonu. Kullanım alanları yeni inşa edilen su tankı, kanal, tavan, duvar, yüzme havuzu ve kanalizasyon sistemleridir. Ayrıca kaplama maddesi olarak ve eski yapıların tamirinde kullanılmaktadır.
-- 1920 ‘li yılların ortasından bu yana kullanılmakta olan kolay işlenemeyen püskürtme betonu. Bu tip püskürtme betonu başlangıçta sanayi yapılarının tamiratında kullanılmaktaydı. Bu gün ise kimyasal, mineral ve seramik üretim santrallerinde uygulanmaktadır. Birkaç metre kalınlıkta uygulamak mümkündür.
-- Paslanmaya ve kimyasal etkilere dayanıklı olması gereken yerlerde uygulanan özel tip püskürtme betonu. Portland çimentosu, agrega ve özel karışımlı katkı maddelerinden oluşur. Sodyum ve potasyum silikat, magnezyum fosfat ve polimeri içerir. Priz hızlandırıcı ve geciktirici katkı maddesi ve puzzolan kullanılır. Genellikle asidik ve bazik malzeme depolarında, bacalarda, kimyasal atık alanlarında ve fazla aşınmaya maruz yapılarda uygulanmaktadır.
f) Vakum Betonu :
Betonda yeterli işlenebilirlik, uygun su/çimento oranı ve gereğinden fazla katılan su önemli problemlerdendir. Bu problemin çözüm yollarından birisi, betonun vakum işlemine tabii tutulmasıdır. Bu amaçla, kalıba yerleştirilen taze betonda bulunan fazla su, yüzeye uygulanan vakum sayesinde belirli derinlikten alınarak uzaklaştırılır. Bu işlem sonucu, kolay işlenebilme amacı ile katılan suyun bir kısmı alınarak beton dayanım ve dayanıklılığında önemli iyileşmeler sağlanabilmektedir.
Beton yapımında karışıma giren suyun çimento ile kimyasal reaksiyon (hidratasyon) meydana getirerek betonun dayanım kazanmasını sağlamak ve betonun işlenebilmesini temin etmek amacı ile katıldığı bilinmektedir.
Jel fazı kılcal boşluklar tarafından kesilmektedir. Kılcal boşluklar hidratasyon olayı için gerekli olan sudan fazla su (işlenebilme suyu) katılması nedeni ile meydana gelmektedir. Eğer karışıma giren su hidratasyonun gerektiği kadar olsaydı kılcal boşlukların olmaması gerekirdi. O halde, işlenebilme için katılan suyun bir kısmının geri alınması durumunda, kılcal boşlukların azalması nedeni ile betonun dayanımında artış olması kaçınılmazdır.
g) Pompa Betonu :
Pompa betonu, yerleştirme yerlerine kadar basınçlı borular içinde iletilen betonlardır. Pompa betonlarının kesintisiz dökülmesi gerekir. O amaçla basınçlı borular içinde hava kabarcıkları oluşmaması ve betonun donmaması çok önem arz etmektedir.
Pompa betonlarında agreganın maksimum tane çapı iletim borusu çapının 0,40 katından fazla olmamalıdır. Pompa betonlarında mıcır kullanılması tercih edilmemeli, bunun yerine yuvarlak agerga tercih edilmelidir. Maksimum tane çapı 20 mm’yi aşmamalıdır. Pompa betonlarında kıvam akıcıya yakın plastik seçilmelidir. Karışıma giren çimento inceliğinin yüksek, kum miktarının yeterli olması gerekmektedir. Fazla oranda su katılarak kıvamın yükseltilmesi yerine bazı katkı maddelerinden yaralanarak kohezyonun (kendini tutma) özelliğinin arttırılması yoluna gidilmelidir.
Pompa betonları oluşturan elemanların hassas olarak ölçülmeleri ve mikserlerle daha homojen karışımları sayesinde dayanımları daha yüksek betonlar üretilebilmektedir. Diğer taraftan hızlı döküm, işgücünü azaltması ve şehir içlerindeki yapıların beton dökümü sırasında verdiği bazı olumsuzlukları önlemesi bakımından pompa beton çok önemlidir.
h) Prepakt Betonu :
Bu betona prepakt agregalı beton denilmesi daha doğru olabilir. Çünkü bu yöntemde, hazırlanan kalıpların içersine 3-5 cm çapında harç doldurma boruları yerleştirilir ve kalıpların içi iri agregalarla doldurulur (tane çapı en az 12 mm), mümkünse sıkıştırılır. Maksimum tane çapı 2 mm’yi aşmayan çok yüksek dozajlı harç (500-600 kg/m3) doldurma boruları yardımı ile enjekte edilir. Bu betonlar süreksiz granülometrili agregalarla yapıldığı için süreksiz granülometrili beton türü olduğu anlaşılmaktadır.
Prepakt betonlar onarım işlerinde, deniz altı beton dökümlerinde ve kesonlar içine dökülen büyük kütle betonlarında kullanılır. Prepekt beton harcının ince ve koheziv değerrinin yüksek olması için çimento tanelerinin çok iyi bir şekilde dağılmaları ve topaklanmamaları gerekir.
i) Ateşe Dayanıklı Betonlar :
Çok yüksek sıcaklıklara maruz kalabilecek atölye ve amonyak fabrikaları gibi yerlerde özel beton kullanılmalıdır. Ateşe dayanıklı betonun agregası reflakter malzemeler (çakmaktaşı, kuvars ve manyezit gibi) ve çimentosu ise alüminli çimentolardır.
j) Polimer Betonlar :
Polimerlerin beton katkı maddesi olarak kullanılması ile beton niteliğinde önemli artışlar meydana gelmiştir. Önceleri doğal kauçuk lateksi betona katılırken, 1965’den sonra suni polimerlerden yararlanılmaya başlanmış, çok önemli gelişmeler elde edilmiş ve halen bu çalışmalar devam etmektedir.
Polimerlerin beton teknolojisinde kullanılması üç yöntemle olmaktadır ;
j.1) Polimer Portland Çimento Betonları (PCC) :
Bu beton, normal taze betona polimerin karıştırılması ile elde edilmektedir. Karışıma girecek polimerin suda eritilerek emülsiyon haline getirilmesi, emülsiyondaki organik maddelerin betonun kireci ile reaksiyona girerek koagüle olmaması ve polimerizasyonun sulu ve alkali ortamda oluşması gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak önceleri PVA (polivinil asetat) kullanılmış. Ancak PVA emülsiyonu, sodyum parafinat türü bir tansioaktif bir madde ile sağlanabilmektedir. Bu polimer ile üretilen betonların dayanımı ve dayanıklılığı düşük olmuştur. Polivinil asetat dışında PVP (polivinil propionat), SBR (stiren bütadiyen lateks), PVC (polivinil klorür) gibi birçok ticari ürün bulunmaktadır.
j.2) Sentetik Reçine Betonları (PC) :
Sentetik reçina betonları üç başlık altında incelenebilir ;
j.2.1) Epoksi Reçine Betonları :
Epoksilerin ana maddesi bir molekül aseton ve iki molekül fenolden itibaren hazırlanan difenilolpropan (bisfenol A da denilen) ile gliserin ve propilen’den itibaren elde edilen glikol epiklorhidrin ’dir.
Epoksi reçineleri iki bileşenli ve sıvı olarak piyasanın arzına sunulmuştur. Bileşenlerin biri prepolimer (difenilolpropan glikol epiklorhidrin ’in alkali ortamda işlemi sonucunda epoksi reçinelerinin pimeri hazırlanır), ikincisi ise sertleştirici olarak adlandırılan çok fonksiyonlu üründür (örneğin, alifatik poliamin. Bu madde normal sıcaklıkta aktif haldedir. Bu nedenle en uygun sertleştirici madde olarak bilinmektedir).
Polimer ile setleştiricinin karıştırılması sonucu polimerizasyon meydana gelir. Polimerizasyon işlemi sonucu köprüleşme ve hacimsel molekül oluşur. Bu işlemde yan ürün oluşmaması ve rötrenin minimum düzeyde kalması ve hava kabarcığı oluşmaması önemli bir avantajdır. Bu karışım maddesinin ömrü pratik bir sorundur. Karıştırıldıktan sonra kullanılmaya imkan veren süre bir saatten birkaç güne kadar değişmektedir. Bu süre, sulandırıcı türdeki katkı maddeleri ile değiştirilebilmektedir.
Epoksi reçinelerinin içine pek çok katkı maddesi katılabilmektedir. Bunların amaçları viskoziteyi değiştirmek, termik genleşme katsayısını düşürmek, elektriksel iletkenlik sağlamak, tiksotropi (çalkalanınca sıvılaşan) kazandırmak, sertliği arttırmak vb. şeklinde sayılabilir. Al, Cu, Fe, Ag, çelik, Al2O3, kolloidal silis, kalker unu, alçı, mika, aspest ve grafit gibi maddelerden dolgu malzemesi olarak yararlanılmaktadır.
Epoksi reçinelerinin inşaat teknolojisi alanında kullanıldığı yerleri şöyle sayabiliriz ;
-- Epoksi reçinesi betonu : Yüksek ve hızlı dayanımlı işlerde kullanılır.
-- Eski ve yeni betonun yapıştırılması, yüzey onarım işleri,
-- Öngerilmeli prefabrike elemanların yapıştırılması,
-- Plaka beton tekniği,
-- Enjeksiyonla çatlak onarımı.
Epoksi betonlarında mineral agregalar (normal beton agregaları), epoksi reçinesiyle bağlanırlar. Yani epoksi reçinesi, bu betonların bağlayıcı maddesidir. Bu tür betonların karışımına girecek agregalar aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır ;
‘’ Çok temiz olmalı,
‘’ Yeterli mekanik dayanımda olmalı,
‘’ Setleştirici ile kimyasal reaksiyona yol açmamalı,
‘’ Çok kuru olmalı,
‘’ Agreganın yığın boşluğu minimum olmalı,
‘’ Kil içermemeli.
Epoksi betonlarının en çok kullanım yerlerinden biri kuşkusuz onarım işleridir. Çok mükemmel yapışma özelliği bulunan epoksi betonları, hasarlı kısımların onarılması, kalınlık arttırılması gibi hususlar için çok iyi neticeler vermektedir. Çelik malzemeye de iyi yapışma özelliğinin bulunması sayesinde onarım yerlerinde ve kalınlık arttırılması hallerinde çelik donatı kullanmaya gerek kalmamaktadır. Epoksi seçiminde çok dikkatli olunmalıdır. Eğer kullanılacak malzeme taze betonla temas edecekse buna uygun epoksi türü seçilmelidir.
Epoksiler belirli bir dereceye kadar sıcaklığa dayansalar da, yangın sırasında ani göçmeler beklenebilir. Bu nedenle, plaka beton uygulamasında, yüzeyin izole edebilecek bir maddeyle örtülmesi gerekir. Örneğin, hafif ve ısıya dayanıklı olması sayesinde perlit betonundan bu amaçla yararlanılabilir.
j.2.2) Poliester Reçine Betonları :
İnşaat mühendisliği alanında sentetik reçine betonu yapımında kullanılan poliesterler çift bağ içeren dialkol ve diasit’in birleşmesi ile elde edilir. Çift bağ bir diyenik hidrokarbür vasıtasıyla (stiren hidrokarbür) körüleşmeye imkan sağlar. Bu sayede üç boyutlu makromolekül meydana gelir (tekstil endüstrisinde kullanılan lineer moleküllü termoplastik bir malzemedir).
Polyester reçine betonlarında yan ürün oluşmaması önemli bir avantajdır. Fakat yine de % 8-14 arasında rötre meydana geldiği vurgulanmaktadır (Akman 1995).
j.2.3) Furan Reçine Betonları :
Furan reçineleri, fenoplast termosetlerinin bir örneğidir. Fenol formaldehit, aromatik bir alkol olan fenol ile basit bir aldehit olan form aldehitin plikondansasyon ürünüdür. Bu ürün sıvı veya parça halinde satılmaktadır. Otomobil fren balataları ve yongalı bölme elemanlarının (örneğin sunta) yapıştırılmasında kullanılır.
j.3) Polimer Emdirilmiş Betonlar (PIC) :
Önceden dökülmüş betonlara polimer emdirilmektedir. Betonun en kılcal boşluklarına kadar nüfuz eden polimer, polimerize olmakta, geçirimsiz ve çok yüksek dayanımlı betonlar üretilmesine imkan vermektedir.
Üretim işlemlerinde önemli özellikler vardır. İlk dikkate alınması gereken husus polimerlerin düşük viskoziteli olması gerekmektedir. (10 santipuaz’dan düşük viskozite). Bu şart termoplastik gruptan metilmetakrilat, stilen, akrilonitril, bütil stiren, termoset gruptan ise stiren artı trimetilol propan trimetil akrilat merlerinin kullanılmasına imkan vermektedir.
Bu betonun üretiminde iki önemli şart vardır ;
‘’ Yüksek oranda polimer emdirilmesi
‘’ Tam polimerizasyondur.
Polimer emdirilmiş betonların çok önemli kullanım yerlerinden bazıları ;
Don ve bazı nedenlerle hasar gören köprü tabliyelerinin onarılması, nüklear atıkların depolandığı yapıların inşa edilmesi, deniz yapıları tünel kaplamaları, su kanalı kaplamaları ve restorasyon işlerinde başarılı bir şekilde kullanılmaktadır.
KAYNAKLAR
(1) George R. WHITE, Concrete Technology.
(2) Joseph A. DOBROWOLSKI, Concrete Construction.
(3) A. M. PAILLERE, Application of Admixtures in Concrete.
(4) E. C. ADAMS, Yapı Bilgisi 3.
(5) Prof. Dr. Murat ERİÇ, Yapı Fiziği ve Malzemesi.
(6) İnş. Yük. Müh. Kemalettin YILMAZ, Yapı Malzemesi ve Beton Teknolojisi.
(7) Doç. Dr. Müh. Engin ANOĞLU & Müh. Ali YÜKSEL, Tünellerde Püskürtme Betonu Karışımı Tasarımı Ve Kaplama Kalınlığının Belirlenmesi.
(
http://www.ytong.com.tr/
(9) Yrd. Doç. Dr. Hüseyin TEMİZ, Ders Notları; Mühendislik-Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Ders Notları 2001
(10) Prof. Dr. M. Süheyl Akman, Yapı Malzemeleri ; İTÜ yayınları
Beton, çimento, su, agrega ve kimyasal veya mineral katkı maddelerinin homojen olarak karıştırılmasından oluşan, başlangıçta plastik kıvamda olup, şekil verilebilen, zamanla katılaşıp sertleşerek mukavemet kazanan bir yapı malzemesidir.
Betonun mutlak hacmini %70 oranında agrega (kum, çakıl, mıcır), %10 oranında çimento, % 20 oranında su oluşturur. Gerektiğinde, çimento ağırlığının %5'sinden fazla olmamak kaydıyla, katkı malzemesi ilave edilebilir.
Tablo 1 Beton Karışım Oranları
Beton Karışımları
Karışım
Ağırlıkça (Alman) Hacimce (ABD)
Çimento
kg Kum
kg Çakıl
kg Çimento
lt Kum
lt Çakıl
lt
1 2,5 3,6 1 1,5 3 zengin
1 3 4,5 1 2 3,5 standart
-- -- -- 1 2,5 4 orta
-- -- -- 1 3 5 zayıf
Miktarlar
Kullanıldığı Yerler
Çimento
kg Kum
lt Çakıl
lt
325 400 800 Yüksek mukavemetli kolon, vibrasyon ve su etkisi
275 400 800 Betonarme döşeme, kiriş, kolon, makine temelleri
250 500 800 Toprak üstü beton inşaat, temeller
500 500 850 Kütle betonu, duvar dolgusu
Betonu günümüzün en yaygın taşıyıcı yapı malzemesi yapan özellikleri şöyle sıralamak mümkündür :
• Ucuzluğu,
• Bilgisayar kontrollü santraller, transmikserler, pompalar vs. ile üretim, taşıma ve yerleştirme aşamalarında büyük gelişmelerin sağlanmış olması,
• Şekil verilebilme kolaylığı,
• Çelik donatı ile (betonarme) çekme mukavemetinin yetersizliğinin dengelenmesi
• Yüksek basınç dayanımlarına ulaşılması
• Fiziksel ve kimyasal dış etkilere karşı dayanıklılığı (uzun ömür, bakım kolaylığı),
• Hafif agrega ile hafifletilmesi, pigmentlerle renklendirilmesi
Betonu oluşturan hammaddeler çimento, su, agrega (kum, çakıl, kırma taş), kimyasal katkılar ve mineral katkılardır. Kimyasal katkılarla (akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, geçirimsizlik sağlayıcı, antifriz,... ) mineral katkılar (taş unu, tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı,... ) betonun performansını istediğimiz yönde iyileştiren çağdaş teknoloji unsurlarıdır. Çimentoyla suyun karışımından oluşan çimento hamuru zamanla katılaşıp sertleşerek agrega tanelerini (kum, çakıl, kırmataş) bağlar, yapıştırır, böylece betonun mukavemet kazanmasına imkan verir.
Dolayısıyla betonun mukavemeti,
• çimento hamurunun mukavemetine
• agrega tanelerinin mukavemetine
• agrega taneleri ile çimento hamuru arasındaki yapışmanın gücüne (aderans) bağlıdır.
Betonda aranan özellikler :
Bu özellikleri iki grupta sınıflandırmak mümkündür:
a) Taze Betonda:
• İşlenebilme özelliği, uygun kıvam
• Taze betonun sıcaklığı
• Agrega maksimum dane büyüklüğü
• Homojenlik, kıvam kaybı, hava miktarı,
• Birim ağırlık
b) Sertleşmiş Betonda:
• Dayanım (basınç, çekme, eğilme, yarılma mukavemetleri)
• Dış etkenlere karşı dayanıklılık (geçirimsizlik, aşınmaya dayanıklılık)
• Donma ve çözülmeye dayanıklılık
• Hafiflik veya ağırlık
• Isı, ses yalıtımı ve estetik (Brüt betonda dış görünüş)
• Ekonomi
Beton günümüzde yapıya taşıyıcı elemanlar, dolgu, yalıtım, kaplama elemanları, dekoratif ve hazır elemanlar olarak çeşitli amaçlarla girmektedir. Yapıya taşıyıcılık amacıyla giren normal betonları B16-45 N/mm2 olarak belirlememiz mümkündür. B100 betonları ancak özel üretimle sağlanan ön gerilmeli betonlardır.
Taşıyıcı normal betonlar dışında, betonlar yapıdaki kullanılma yeri ve şekline göre, farklı yöntemlerle ve farklı malzemeler kullanılarak üretilmektedir. Bu şekilde üretilen ve yapıda dolgu, yalıtım, kaplama elemanları, dekoratif yüzeyler, hazır elemanlar olarak kullanılan çeşitli betonları, özel betonlar adı altında incelememiz mümkündür.
ÖZEL BETONLAR :
Bu betonları normal betonlardan ayıran yönler; birim ağırlıklarının, kullanılma yerlerinin farklı olması ve farklı malzemeler kullanılarak üretilmeleridir.
a) Dolgu ve Yalıtım Betonları :
Bu gruba giren özel betonlar, bünyesinde çeşitli niteliğe sahip agregaların (ince agregasız, hafif agragalı, bitkisel agregalı ve asbestli) yer aldığı veya hava ve gaz boşluklarının bulunduğu, birim hacim ağırlıkları 1600 kg/m3’ ten küçük olan hafif betonlardır.
Ayrıca ısı geçirimsizlik değerleri yüksek, mekanik işlemlere elverişli ve genellikle prefabrikasyon ürünü olduklarından, işçilik kalitesi ve ekonomi açısından rasyonel malzemelerdir. Mukavemetleri 5-10 N/mm2 arasında değişir. Yapıda, duvar ve döşeme sistemi içinde kullanılmak amacıyla kalıplama şeklinde bloklar (briket) veya panolar halinde üretilebilir.
-- Bünyesinde sadece 10-20 mm çapında iri agrega bulunan, 200-250 kg dozajlı (mukavemeti 5-15 N/mm2) İnce Agregasız Betonlar,
-- Ponza (bims) taşı, tüf, tuğla kırığı, cüruf, vermikülit, perlit gibi hafif yapı agregalar kullanılarak üretilen, hafifliğini bünyesindeki agreganın özelliğinden alan (mukavemeti 2,5-12 N/mm2, yoğunluğu 0,5-1 gr/cm3, ısı iletim katsayısı 0,25 kcal/mh oC) Hafif Agregalı Betonlar,
-- Ağaç, pirinç, hindistancevizi kabuğu, saz, şeker kamışı, ahşap artığı talaş gibi bitkisel esaslı agreganın çimento, alçı ve magnezyum esaslı bağlayıcılarla birleştirilerek basınçlı kalıplama ile elde edilen, 5 x 10 cm kalınlığında (mukavemeti 1,5-2 N/mm2, yoğunluğu 0,36-0,6 gr/cm3, ısı iletim katsayısı 0,38 kcal/mh oC), ilk defa heraklith (talaş levha) adı altında üretilen Bitkisel Esaslı Betonlar,
-- % 10-20 asbest liflerinin %40 su ve % 40-50 portland çimentosu ile karıştırılmasından elde edilen ve santrifüjden geçirilerek basınç altında 4-60 mm kalınlıkta, 330-125 cm boy ve 92-120 cm eninde düz veya ondüle edilerek şekillendirilen (ondüle genişliği l=1.77cm, yüksekliği h=7cm, mukavemeti 60 N/mm2, eğilme mukavemeti 20 N/mm2, yoğunluğu 1,75 gr/cm3, ısı iletimi 0,30 kcal/mh oC), ayrıca 5-60 cm çapında, basınçlı basınçsız boru şeklinde bulunan yanmaya karşı dayanımlı, su geçirimsiz, yapıda çatı ve cephe kaplaması olarak yer alan ilk defa eternith adı altında üretilmiş olan Asbest Betonları,
-- Çeşitli hava sürükleyici katkı maddeleri ilavesi ile beton bünyesinde % 2-6 miktarında, 150-300 mikron çapında hava kabarcıkları oluşturulan, yalıtım ve plastiklik özelliklerine sahip Hava Sürüklenmiş Beton,
-- Kireç ve çimento bağlayıcı kullanarak meydana getirilen karışımın bünyesine alüminyum tozu katılarak kimyasal reaksiyon sonucu hidrojen gazı çıkması ile oluşan boşluklu dokulu, yapıda donatılı veya donatısız durumda döşeme, duvar blokları ve panoları olarak uygulaması yapılan (mukavemeti 1,5-2,5 N/mm2, yoğunluğu 0,5-10,65 gr7cm3, ısı iletim katsayısı 0,2 kcal/mh oC, 50x25x7,5 – 15 cm boyutlarında), ilk defa Ytong adı altında üretilen Gazlı betonlar, bu grup içinde yer alır.
Bunlardan herhangi biri ile, özel kalıplara dökülmek, dövme, pres veya vibre edilmek suretiyle, yapıda duvar ve döşeme dolgu malzemesi olarak kullanılan beton briketler üretilir. T.S. 406’ ya göre, briketler 11-30 x 6-20 x 23-40 cm boyutunda, içi dolu veya delikli, 250-300 kg dozajlı, mukavemeti 3,5-7,5 N/mm2, Sa = %20 değerinde olmalıdır.
a.1) Hafif Beton :
Ağırlığı az, ısı yalıtımı yüksek, mukavemeti normal betonlardan biraz düşük ve yanmaz bir malzemedir. Birim ağırlıkları 2,0 kg/lt ‘ nin altındadır. Birim ağırlığın küçültülmesi ısı iletkenlik katsayısını küçültür ve ses yutuculuğu artar. Betonun birim ağırlığının azaltılması ise başlıca üç yolla yapılabilir.
-- Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal ve yapay hafif agregaların kullanılmasıyla üretilen hafif agregalı betonlar hafif agrega ile üretilen yalıtım betonunda agrega olarak ponza taşı, genleşmiş perlit, genleşmiş kil, plastik köpüğü veya odun talaşı gibi çok hafif ve çok boşluklu agrega belirli granülometride ve uygun oranlarda çimento ile karıştırılarak kullanılırlar.
Üretilen hafif betonların çoğunluğu öndökümlü blok ve döşemeler şeklindedir ve karışım oranları hacimce yaklaşık 1/6 ile 1/10 (çimento/agrega) arasındadır. Bunlar genellikle iç bölmeler için kullanılırlar, dayanım ve kalınlıklarına göre yük taşıyan veya taşımayan olarak sınıflandırılırlar.
Yalıtım veya taşıyıcı yapılma özelliklerine göre birim ağırlıkları arttırılır veya azaltılabilir. Memleketimizde Nevşehir’de izobims hafif yapı elemanları fabrikaları ponza taşlı briket ve hafif taşıyıcı elemanlar üretmektedir.
-- Beton içinde fiziksel veya kimyasal yolla büyük miktarda boşluk oluşturarak üretilen gaz ve köpük betonlar ; çok ince kum ile yapılmış sulu bir harç içine alüminyum tozu gaz çıkartıcı ve kabartıcı, yahut da çalkalandığı vakit köpürtücü maddeler katmak suretiyle elde edilir. Bu harç sertleşince sünger gibi boşluklu bir yapıya sahip olur.
Gaz veya köpük betonu fazla sulu yapıldığı için rötre ve sünme değerleri yüksektir. İyice kurumadan kullanılmaz. Birim ağırlığı 0,8 kg/lt, yalıtımı yüksek, çivi çakılabilen, testere ile kesilebilen, basınç mukavemetine göre 25-50 kg/cm2 gibi sınıfları vardır.
-- İnce agrega içermeyen beton iri agreganın çimento ve su ile karıştırılması sonucu elde edilir. Agrega normal veya hafif olabilir ve tek büyüklükteki tanelerin baskın olması sağlanmalıdır.
Gerçekten agrega taneleri birbirine değme noktalarında saf çimento hamuru ile tutturulmuştur. Çimento hamurunun su/çimento oranı çok kritiktir. Çünkü çok katı olursa agrega tanelerini yeterince kaplamayacak ve çok yumuşak olursa agregalardan süzülerek alt kısımlara toplanacaktır. En iyisi aşırı emici agregaların kullanılmadan önce iyice ıslatılması ve süzülmesidir.
Normal özgül ağırlıkta agrega kullanıldığında karışım hacimce 1/8 ve su/çimento oranı 0,40 veya daha azdır. Karıştırılan betonun yerleştirilmesinde gecikme olmamalıdır. Isı izolasyon özelliklerinden başka yüzeyi sızdırmaz yapıldığında ince agrega içermeyen beton kılcallığa maruz değildir ve bir tabaka kalınlıktan (genellikle 200 mm/8 inç) her türlü hava koşullarına dayanıklı bir duvar elde edilebilir.
Günümüz beton teknolojisinde yeni yeni gelişmekte olan bu beton türünde beton içinde çeşitli yöntemlerle boşluk oluşturmak genel kuraldır. Boşluk oluşturmaya harç içinde veya iri agrega taneleri arasında veya agreganın içinde yapılır.
‘’ Birim hacimdeki toplam malzeme ağırlığının azalması nedeniyle beton kalıbında daha düşük basınç oluşur,üretim ve yerleştirme kolaylaşır.
‘’ Üretilen bu betonların yapıya vereceği yükler azdır, temel ve diğer yapı boyutları küçük boyutlu yapılabilir.
‘’ Isı yalıtımları yüksektir.
‘’ Yangın bakımından daha elverişlidir.
Bununla birlikte bazı sakıncaları da vardır. Bunlar boşluklu olmaları nedeniyle mukavemeti aşınmaya karşı dayanıklılığı azdır. Bu betonlar birim ağırlıklarına göre kullanma yönünden yalıtım betonları, orta mukavemetli taşıyıcı betonlar olarak kullanılırlar.
Ülkemizde hafif agrega olarak Kayseri, Nevşehir ve Van dolaylarında sadece doğal olanları vardır. Bunlardan da ponza taşı en çok bulunanıdır. Ponza taşı ile yapılan hafif betonlar ise ya yalıtım ya da orta mukavemetli betonlardır. Bu hafif agrega ile daha güvenli taşıyıcı betonlar üretebilmek için ancak yarı hafif türden beton üretmek gerekir. Böylece doğal hafif agregaların daha rasyonel biçimde değerlendirilmesi söz konusudur.
Tablo 2 Hafif beton türleri, kullanış alanları, malzeme özellikleri
Türü
Hafif agregası
Ve
Beton türü Özellikler
Birim ağırlık
(kg/lt) Basınç mukavemeti (kg/cm2) Isı iletkenlik katsayısı (kcal/mh 0C)
Yalıtım betonu Genişletilmiş perlit, plastik köpüğü, gaz betonu
0,2 – 0,6
2- 25
0,05 – 0,20
Hem taşıyıcı hem yalıtım betonu
Bims betonu, genleşmiş kil, cüruf betonu, gaz betonu
0,6 – 1,2
25-100
0,20 – 0,45
Taşıyıcı hafif beton, betonarme öngerilmeli beton
Genleşmiş kil, yüksek fırın cürufu, uçucu kül
1,2 – 3,0
150-160
0,45 - 100
a.2) Hava Sürükleyici Katkılı ve Yumuşatılmış Beton :
Bu beton tipleri ya betonyerde karışıma veya çimentoya katkı maddesi ilavesi ile (genellikle sıvı) yaparak üretilir. Hava sürükleyici katkılı beton havalandırılmış veya köpüklü betondan iri agrega kullanılması ile ayrılır. Yine bu da yaklaşık % 3 ile 6 arası gibi küçük oranda hava içermesine rağmen hafif beton değildir. Normal hava veya su boşluklarından farklı olarak, sürüklenen hava dayanıklılığı azaltmayan küçük kabarcıklar halinde yayılmıştır; gerçekten bu beton, donmaya direnci ile ünlüdür. Hava sürükleyici katkı, dayanımda bir azalmaya sebep olmasına rağmen bu durum çoğunlukla sürüklenen hava ile gelişen işlenebilirlik sayesinde daha düşük bir su/çimento oranı kullanılarak dengelenir.
Yumuşatılmış betonun işlenebilirliği normal yoğun betona göre daha iyidir, bunun sebebi ya katkı maddesinden dolayı karışım suyunun yüzey gerilmesinin azalması veya çok ince tozlardan dolayıdır (yani kireç veya silis). Bazı yumuşatıcılar az miktarda hava sürüklerler.
Hava içeriğinin ölçümü :
Karışım oranları bilindiği takdirde yumuşatılmış betonlardaki hava içeriği, harçlar için gravimetrik yöntemle tayin edilir. Karışımın ıslak yoğunluğu sıkıştırma faktörü aletindeki silindir ile uygun ölçüm yapılarak bulunur.
Bir diğer yaygın yöntem arazi ve laboratuvar deneylerine uygun basınçlı tipteki havametrelerin kullanılmasıdır. Belli hacimdeki normal sıkıştırılmış beton, hava geçirmez bir kap içerisinde basit bir el pompası ile sıkıştırılır. Bu işlem Boyle ilkesine göre hava içeriğinin hacminde azalmaya sebep olacaktır. Ticari havametreler belli bir basınç uygulandığında doğrudan hava içeriğinin yüzdesini verecek şekilde kalibre edilmiştir. Bu yöntemin kullanılması aşırı gözenekli agregalar için uygun olmamakla beraber, diğerleri için güvenilebilir sonuç verir. Yöntemin kullanılışı aşağıdaki deneyde verilmiştir.
Havametre ile betonun hava içeriği ;
(Not : Aşağıda verilen yöntem 7,0 lt numune alabilen ve 1 bar basınç uygulandığında doğrudan okuma alınabilecek şekilde doğru kalibre adilmiş tipik ticari aletlerle uygulanabilir.)
Aletler : havametre – numune kabı – kürek – 16 mm çaplı, 600 mm uzunluğunda yuvarlak uçlu çelik çubuk – lastik tokmak (250 gr) – huni ve lastik tüp – büyük beher – kurutma bezi.
Numune : hava sürükleyici katkılı taze beton.
* Beton, aletin teknesine 3 tabaka halinde yerleştirilir. Her tabaka 25 defa çubukla tokmaklanır ve daha sonra teknenin dışından 15 defa lastik tokmakla vurulur. Üçüncü tabaka teknenin üzerinden biraz taşmalıdır.
* Beton teknenin kenarlarına göre düzeltilir ve aletlerle birlikte verilen metal disk beton yüzeyine yerleştirilir.
* Teknenin kenarları temizlenir, contalar takılarak kelepçeleri sağlamca tutturulur.
* Havametredeki düşey tüpe yarıya kadar su doldurulur (hava deliği açık), alet 300 eğilerek birkaç defa yuvarlatılır ve başlığı lastik tokmakla hafifçe vurularak içerdeki sıkışmış hava çıkartılır.
* Tüp düşey durumda iken su ile doldurulur ve ölçekteki sıfır göstergesine kadar boşaltılır.
* Hava deliği kapatılıp, standart deney basıncı uygulanır ve yeni su seviyesinin verdiği hava içeriği okuması alınır.
* Basınç kaldırılır ve su seviyesinin tekrar sıfır göstergesine gelmesi kontrol edilir. Arada fark var ise bu agreganın emiciliğinden dolayıdır ve bu değer ölçülen hava içeriği değerinden çıkarılmalıdır.
* Aletler temizlenir.
* Taze numune ile bir sonraki deney yapılır. Alternatif olarak 1. adım betonun vibrasyonla sıkıştırılarak yapılabilir.
Sonuç :
6. adımdaki okuma ile bulunan toplam görünen hava içeriği 7. adımda elde edilen agreganın su emmesine göre düzeltilmelidir. Bu yine de agreganın emdiği havanın ihmal edilmesini sağlamaz. Genellikle normal yoğun agregalarda % 0,2 ile 1 arasındadır. Gerekirse uygun bir agrega düzeltme faktörü bulunur ve sonuçtan çıkartılır. Bu faktör agregalar ile aynı miktarda beton numuneler kullanılarak ayrı deneyler yapılıp kolayca elde edilebilir.
Düzeltilmiş iki deney sonucunun ortalaması alınır.
Not: Hava sürükleyici katkısız beton normalde yaklaşık %98 civarında sıkıştırılabilir. Dolayısıyla ölçülen hava içeriğinden %2 çıkartılarak katkı miktarı elde edilir. Alternatif olarak karışımda yumuşatıcı olmaksızın yapılan deney, çıkartılacak miktarı verecektir.
a.3) Gazbeton :
Gazbeton, hem kullanımında ısı yalıtımında hem de üretim süresince enerjinin tasarruf edilmesine katkı sağlayan, hammaddeleri; kuvarsit (kum,kumtaşı) portland çimentosu, sönmemiş kireç ve suyun karışımından oluşan, çoğunlukla kireçli ve silikatlı ham maddelerden meydana gelen ve basınçlı bir buhar ortamında sertleştirilen kalsiyumsilikathidratların oluşturduğu, yanmayan, özgün, gözenekli bir hafif beton yapı malzemesidir.
Gazbetonun önemli özelliklerinden biri gözenekli yapısıdır. Hacminin % 70-80’ i boşluktur. Bu yapı hem düşük birim hacim ağırlığını hem de yüksek ses yalıtımını sağlamaktadır.
Sınıflandırma :
Gazbetonun karakteristik dayanımına,basınç mukavemeti ve kuru birim hacim ağırlıklarına göre sınıflandırabiliriz.
Gazbeton ülkemizde G1, G2, G3, G4, G6 olarak isimlendirilir. Bu isimler malzemenin basınç mukavemet değerlerine bağlıdır. Sınıf işareti ise birim hacim ağırlığa göre belirlenir.
Tablo 3 Karakteristik dayanımına göre
Özellik Düşük Orta Yüksek
Basınç dayanımı(Mpa) <1,8 1,8 – 4,0 >4
Elastisite modülü(Mpa) <900 900-2500 >2500
Kuru birim ağırlık(kg/m3) 200-400 300-600 500-1000
Isıl iletkenlik(kuru) (w/mk) >0,10 0,06 – 0,14 >0,12
Tablo 4 Basınç mukavemetleri ve kuru birim hacim ağırlıklarına göre
Sınıf Basınç mukavemeti ortalama asgari değer (kgf/cm2) Basınç mukavemeti en küçük değer (kgf/cm2) Birim hacim ağırlık Ortalama birim hacim ağırlık Sınıf işareti
G1 15 10 0,4 – 0,5 0,31 – 0,40
0,41 – 0,50 G 1/0,4
G 1/0,5
G2 25 20 0,4 – 0,5 0,31 – 0,40
0,41 – 0,50 G 2/0,4
G 2/0,5
G3 35 30 0,5 – 0,6 0,41 – 0,50
0,51 – 0,60 G 3/0,5
G 3/0,6
G4 50 40 0,6 – 0,7 0,51 – 0,60
0,61 – 0,70 G 4/0,6
G 4/0,7
G6 75 60 0,7 - 0,8 0,61 – 0,70
0,71 – 0,80 G 6/0,7
G 6/0,8
Üretim :
Günümüzde gazbeton üretimi çeşitli oranlardaki bağlayıcı malzemelerle yapılabilmektedir. Bu üretim kireç ve çimentonun miktarlarının oranlarının birbirine göre fazla veya az olmasına göre kireç esaslı veya çimento esaslı üretim diye de sınıflandırılabilir.
Gazbeton üretim süresince hammadde hazırlama esnasında çimento hazır gelmektedir. Kum veya kuvarsit değirmende istenilen inceliğe getirilmektedir. Kireç ise hazır gelebilir veya parça kireç kullanılıyorsa değirmende istenilen inceliğe getirilir. Kum veya kuvarsitin bilyalı değirmenlerde yaş öğütme sistemiyle öğütülmesi yaygındır.
Gazbetonun bileşenlerini Kum/Kuvarsit, Kireç, Çimento, Alüminyum oluşturmaktadır. Bu malzemelerin kimyasal reaksiyonları, malzemenin düşük yoğunluktaki yüksek basınç mukavemeti buhar sertleşmesi ve oktaklavdaki buhar sertleşmesi sonucunda meydana gelir.
Yüzdesi(%)
CaO (kalsiyumoksit) 18-36
SiO (silisyumdioksit) 32-58
Al2O3 (alüminyumoksit) 2,4
MgO (magnezyumoksit) <2
Fe2O3(demiroksit) 2
Alkali <1
Diğer 1-4
Ateşte kayıp 8-12
Alüminyum tozu dışarıdan alınmaktadır. Çimento ve kireç fabrikanın kendi diğer bölümlerinden alınmaktadır ve üretim tesisinin çatı kısmındaki özel olarak hazırlanmış silolarda depolanmaktadır. Kum (silis kumu), kum değirmenlerinde öğütülerek 90 mikron incelik boyutuna getirilmektedir.
Değirmende öğütülen kuvarsit; çimento kireç, alüminyum tozu ve su ile karıştırıldıktan sonra elde edilen gazbeton harcı 6 metre boyundaki formelere dökülür. Gazbeton harcı, içinde bulunan kirecin su ile reaksiyona girmesi sonucu yüksek ısı açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı alüminyum tozunun kabartıcı etkisiyle gazbeton hamurunun kabarmasını ve gözenekli bir yapı kazanmasını sağlar.
Kabaran ve gözenekli bir yapıya sahip olan bu kütle belli bir sertlik kazandıktan sonra otomatik kesme makinasında çelik teller yardımıyla TSE normlarına uygun ölçülerde kesilir.
Önyapımlı donatılı elemanların çelik hasırları, otomatik punto kaynak makinalarında hazırlanır. Hazırlanan çelik hasırlar bitümle kaplanır ve döküm kalıplarına önceden monte edildikten sonra üzerlerine gazbeton harcı dökülür.
Kesim işlemi tamamlanan gazbeton kütlesinin düşük yoğunluk ve yüksek basınç mukavemetine erişmesi için otoklavlarda 12 atmosfer basınç ve 190 oC sıcaklıktaki doymuş buharla 11-12 saat süre ile sertleştirilir.
Malzeme otoklavlardan çıktıktan sonra TSE normlarına uygun mukavemet ve hacim sertliğine ulaşmış olur. Bundan sonra otomatik boşaltma makinalarında boşaltılır ve stok sahasına alınır, bir gün bekletildikten sonra sevk edilir.
Özellikler :
-- Betondan 13, delikli tuğladan 2-4 kez daha fazla ısı yalıtımı özelliğine sahiptir. Bu nedenle kalorifer ilk tesis masraflarından ve yapı ömrünce yakıttan önemli tasarruf sağlar. Gazbeton ile yapı yazın serin, kışın sıcak olur.
Gazbeton’un ısı yalıtımını sağlayan unsuru, küçük gözenekler arasında sıkıştırılmış kuru havadır. Hacminin % 84'ü kuru havadan oluşan ve kuru birim hacim ağırlığı 400 kg/m³ olan gazbeton, doğal olarak başka hiçbir yalıtım malzemesine gerek duymadan ısı yalıtımı sağlayan bir yapı malzeme ve elemanıdır.
Yapılarda gazbeton kullanımı ek hiçbir zahmet getirmediği gibi pek çok konuda kolaylıklar sağlamaktadır. Örneğin; milimetrik ölçülere sahip olduğundan sıva kalınlıkları azaltılabilmekte, işlenmesi kolay olduğu için muhtelif tesisat işleri kolaylaşmakta, kesilebildiği için malzeme kaybı en aza inmekte, hafif olduğu için binaya fazla yük binmesi önlenerek dolayısıyla diğer malzemelerden de tasarruf sağlanmaktadır.
-- Gazbeton betondan 6, tuğladan 3 kez daha hafif olması nedeniyle; nakliyeden, demir ve çimentodan önemli tasarruf sağlar. Yapı hafiflediği için deprem emniyeti artar, her türlü zemin şartlarında güvenlikle inşa edilebilir.
Yapı malzemeleri birim ağırlıklarına bağlı olarak farklı özellikler gösterirler. 100 kg/m³ birim ağırlığa kadar olan malzemeler yüksek ısı yalıtım özelliğine sahip olmalarına karşı taşıma güçleri yoktur. Buna karşın 800-2000 kg/m³ birim ağırlıktaki yapı malzemeleri ise yüksek taşıma gücüne karşı kötü ısı tutucu malzemelerdir.
Bu özellikleri dolayısı ile bu iki grup malzemenin yapıda ancak birlikte ve çok katmanlı veya sandviç tabir edilen boşluklu duvar tipinde kullanılması zorunlu olmaktadır. Nitekim bu gruba giren delikli blok tuğla ısı yalıtımı şartlarını yerine getirebilmek için yalıtım takviyesi ile çok tabakalı olarak kullanılabilmektedir. Çok tabakalı duvar ise işleme güçlüğü, maliyet, detay sorunları, deprem güvenliği, buhar kondenizasyonu gibi sorunları da beraberinde getirmektedir.
Deprem kuşağı üzerinde bulunan ve yangına karşı alınan tedbirlerin de yeterli olmadığı ülkemizde, bu sistemle inşa edilen yapılarda, deprem yönetmeliğinin istediği şartlar ve yangına karşı emniyet tedbirleri, yeterli denetim ve yaptırımlar etkili olmadığı için hiçbir şekilde uygulanmamakta, muhtelif facialar gözardı edilmektedir. Nitekim, benzer facialar çok yakın geçmişte çevremizdeki ülkelerde yüzbinlerce kişinin ölümüne, milyarlarca dolarlık maddi kayba neden olmuştur.
Deprem Araştırma Enstitüsü, yaptığı araştırma ve çalışmalarda, aşağıdaki noktalara dikkat çekmektedir.
Tuğla yığma yapıların genellikle deprem açısından zayıf yapılar olduğu bilinmektedir. Bunların duvarlarının arasında hava boşluğu bırakılarak çift katlı yapılması ile birbirinden bağımsız iki duvar ortaya çıkmaktadır. Bu iki duvarın birtakım usullerle birbirine bağlanması mutlaka gereklidir. Bu duvarların deprem açısından durumu konusunda en son Amerikan ATC Taslak Yönetmeliği, bu tip yapıların özellikle duvar düzlemine dik deprem kuvvetleri karşısında çok zayıf olduklarını ileri sürmekte ve sadece önemsiz ve az katlı yapılarda kullanılması önerilmektedir. Isı tecridi için daha modern ve daha başka ekonomik yöntemlerin kullanılması önerilmektedir
Gazbeton ise 400-600 kg/m³ birim ağırlıkta malzemeler grubuna girmekte, her iki grubun da özelliklerine sahip bulunmaktadır. Nitekim bugün gazbeton Türkiye'de ve Dünyada hem ısı yalıtım yönetmeliklerinin öngördüğü yalıtım şartlarını karşılayabilmekte hem taşıyıcı görevini yerine getirmekte hem de yapılarda deprem güvencesi sağlamaktadır.
-- Gazbeton, beton sınıfına girmesine karşın ahşap gibi kolayca işlenebilir. Testere ile kesilebilir, matkap ile delinebilir, rendelenebilir, çivi çakılıp vidalanabilir, tesisat için kolaylıkla kanallar açılabilir. Kesilebildiği için malzeme kaybı en aza inmektedir.
-- Gazbeton fabrikada özel makinelerle milimetrik hassasiyetle boyutlandırılır. Böylece malzemenin düzgün olması nedeniyle yalnız perdah sıva ile yetinilmesini sağlar. Sıva kalınlıklarının azaltılmasıyla işçilik ve zamandan tasarruf sağlamaktadır.
b) Kaplama Betonları :
Şantiyede, yerinde dökme betonu ile, düzeltme harcı üzerine 2,5-5,0 cm kalınlıkta, en uzun kenarı 1,5 m ve alanı 2m2’den fazla olmayacak şekilde derzli olarak dökülen, döküldükten 3-5 gün sonra bünyesindeki agrega (mermer pirinci veya aynı sertlikte renkli doğal taş pirinci) yüzeyleri ortaya çıkacak şekilde karborondum disklerle silmeye tabi tutulan Dökme Mozaik ve üst katı oluşturan beton içine doğal taş veya mermer parçalarının elle yerleştirilip aralarının harçla doldurulması sonucu elde edilen Palladiyen Döşemeyi bu grup içinde saymak mümkündür.
Mozaik Betonu :
Bu yoğun bir beton olup özellikle döşeme yüzeylerinde sürtünme ve aşınmaya karşı dirençlilik için yapılır. Düşük su içerikli zengin karışımlar gerekir. İri agrega özellikle tane şekli iyi (pul pul veya uzun değil), sert ve dayanıklı olmalıdır ve silt ve çok ince taneler içermemelidir. Uygun tipte olanlar bazalt, gabro, hornfel, bazı kireç taşları, porfir (somaki taşı) ve kuvarsit içerir. İnce agrega doğal kum kırma çakıl veya iri agregaya uygun taşlardan birinin kırması olabilir. Mozaik betonunun dökülmesi ve yüzey bitimi için kalın döşeme dolgusundaki adımlar takip edilir.
c) Dekoratif Yüzeyli Betonlar (Brüt Beton) :
Brüt beton, bilinçli olarak önceden tasarlanmış, üst yüzeyi görülecek şekilde doğal görünümü ile bırakılan veya çeşitli dokusal etkilerin arandığı, yüksek kaliteli ve kalıp sisteminde aşırı özen gösterilen beton yüzeylerdir.
Brüt beton yüzeyler, taşıyıcı beton sisteminin bir yüzeyi şeklinde düşünülmekte veya taşıyıcı sisteme bir kaplama elemanı olarak uygulanmaktadır. Brüt beton yüzeylerin oluşmasında önemli rol oynayan kalıp yapımında metal, plastik, suni ahşap ve geçmeli doğal ahşap gibi malzemeler kullanılır. Ayrıca çeşitli dokusal yüzeylerin meydana getirilmesi için bu kalıp sistemi içinde alçı, kanaviçe, plastik, ahşap veya metal kalıp astarları da yer almaktadır. Kalıp sistemleri yatay ve düşey hareketli veya aşırı özen gösterilmiş klasik sistemle olabilir. Ancak klasik sistemde geçmelere, takviyelere ve genellikle bulonlu birleşimlere önem verilmelidir. Elde edilen brüt beton yüzeyler üzerinde üretimden sonra gerektiğinde yıkama, fırçalama, kırma veya asitle silme gibi işlemler yapılabilir. Brüt beton uygulamasında meydana gelecek herhangi bir hatanın giderilmesi çok zor ve hatta imkansızdır.
d) Çeşitli Amaçlarla Kullanılan Hazır Beton Elemanlar :
Bu grupta karomozaik, karosiman, suni mermer kaplamalar ve bunların dışında yapıya çeşitli amaçlarla (güneş kırıcı, çiçeklik, merdiven basamağı, harapet, pano, beton kiremit vs.) giren prekast beton elemanlar, yüksek mukavemet gösteren (B60) öngerilmeli kirişler, kolonlar ve beton elektrik direkleri sayılabilir.
Karomozaik 2,5 cm kalınlığında, genellikle 20x20 boyutunda dozajı ve agrega dokusu farklı iki tabaka halinde dökülen, atölyede ve yapıda yerinde yapılan, cilalama işleminden sonra kullanılan, çeşitli renk ve desenlerde bulunabilen döşeme kaplamalarıdır. Karosiman, karomozaiğin 2mm boyutunda agrega ile dökülmüş çeşididir.
Suni mermer ise mermer görünümünde bir karışımın bloklar halinde dökülüp kesilmesi ile elde edilen, 150-20 x 20-40 x 1,5-30 cm boyutlarında mukavemeti 74 N/mm2 ve Sa = %7 değerlerinde özelliklere sahip bir kaplama malzemesidir.
Bu malzemeler döşemeye ve duvara çimento harcı ve demir kenetlerle uygulanır. Çeşitli amaçlarla kullanılan prekast beton elemanlar, yapı dışındaki üretimin getirdiği ekonomiklik, işçilik kalitesi ve hız gibi özellikler nedeniyle günümüzde kendine geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. Kullanılacağı yere göre, hazırlanmış bir seri kalıp sistemi ile dökülmekte ve sonradan taşıyıcı sistemdeki yerine çeşitli ek elemanları yardımıyla konulmaktadır.
Günümüzdeki ileri betonarme yapı tekniğinde yer alan, kalıp içine yerleştirilmiş elastiklik özelliği yüksek çeliklerin önceden çekilerek gerilmesi ve beton dökülüp bir miktar mukavemet kazandıktan sonra serbest bırakılması sonucu beraberinde sürüklediği betonu sıkıştırması ile yüksek mukavemete erişmiş Öngerilimli Betonlar ise yapıda genellikle kiriş ve kolon olarak yer almaktadır. Beton elektrik direkleri ise yatay bir eksen etrafında dönen kalıp sistemi (santrifüj metodu) ile üretilen, su geçirimsiz, mukavemetli ve içi boş hazır beton elemanlarıdır.
Ayrıca özel betonlar için günümüzde sürekli araştırmalar yapılmakta, bazı yeni çeşitler ileri sürülmektedir. Örnek olarak, atom radyasyonlarına karşı geçirimsiz, bünyesinde ağır agrega (barit, limonit, magnetit, hematit, metal kırpıntılar) kullanılmak suretiyle üretilen Ağır Betonlar söylenebilir.
Beton, ülkemizde, kısmen şantiyelerde üretilmekte, kısmen de işçilik ve kalite kontrolünü sağlamak amacıyla beton santrallerinde çeşitli kalitelerde hazırlanmakta ve yapı yerine özel araçlarla taşınmaktadır. Büyük şantiyelerde betonu merkezi bir yerde üretip pompalarla yapıdaki yerine sevk etmek mümkündür.
Beton ve özel betonlardan strüktür ve dolgu betonları m3, kaplama betonları ise m2 ölçümü ile değerlendirilir.
d.1) Öndökümlü Beton :
Yapıdaki son konumundan önce kalıplanan her türlü beton imalat, öndökümlü olarak adlandırılır.
Büyük öndökümlü elemanların çoğu donatılı olmalıdır. Bunlar sadece yapıda taşımaları gereken yüklere maruz kalmayacaklar, aynı zamanda taşıma ve kullanım sırasında ortaya çıkacak ekstra gerilmelere karşı da direneceklerdir. Bazı durumlarda normal yapısal donatı, taşıma ve kullanım için özel önlemlere gerek kalmadan yeterli olmaktadır. Fakat bunu her zaman kesin olarak kabul etmemek gerekir.
Uzun elemanlara vinç ile kaldırılmada kolaylık için çoğunlukla çelik çengeller monte edilir. Bunların yerleştirilmesi tasarımcı tarafından kaldırma sırasında riski en aza indirecek şekilde yapılır. Bundan dolayı elamanların kaldırılma işlemi her zaman bu kaldırma noktalarından yapılmalıdır. Kaldırılma sırasında gerilmeler daha büyük olur. Öndökümlü elemanların yapıdaki rollerini tam olarak yerine getirebilmeleri için, yerlerine doğru olarak monte edilmelidirler. Örneğin öndökümlü bir lento doğru olarak yerleştirilmelidir. Esas donatı eğilme tesirine karşı genellikle alt kısma yakın olarak yerleştirilmelidir. Bunu sağlamak için lentonun üst tarafı işaretlenir.
Alternatif olarak hem alt ve hem de üst kısma konulabilir. Böylece lento herhangi bir tarafa göre yerleştirilebilir ve ayrıca taşıma ve kullanma sırasında zarar riski de azaltılmış olur.
d.2) Ağır Beton :
Birim ağırlıkları 2,8 kg/lt ‘ nin üstündedir. Radyografi tesislerinde, atom reaktörlerinde öldürücü ışıklardan korunmak için bu betonların üretimi yoluna gidilir. Koruyucu bir betonun etkisi gamma ve nötron ışınlarına karşı sağladığı fayda ile ölçülür. Aynı zamanda alfa ve beta ışınlarına karşı da yeterlidir.
Ağır agrega ile üretilen bu betonların özgül ağırlıkları da çok yüksektir. Bu betonlarda ağır olmasının dışında aranan diğer şart çatlama yapmamasıdır. Yeter derecede kalınlıkta yapılan bu beton yük taşıma bakımında gerekli mukavemette olacağından orta sınıfta bir beton sınıfında üretilir.
Hidratasyon ısısı yüksek olmayan çimento ve ağır agrega olarak da barit, demir cevheri, demir kırpıntıları, magnetit, limonit, hematit, kurşun veya krom cürufu, çelik kırpıntıları, serpantin ve asbest lifleri kullanılmaktadır. Bunlar kırılıp parçalanarak ufalanır ve elenerek dane gruplarına ayrılır. Sonra da ideal granülometriyi verecek şekilde uygun oranlarda birbirlerine karıştırılarak ağır beton üretilir.
Hesap kuralları normal betonların aynısı olup, nemli toprak kıvamında üretilir. Vibrasyonla işlenerek kür süresi uzun tutulur.
e) Püskürtme Betonlar :
Püskürtme betonu hazırlanan bir beton karışımının basınçla püskürtülmesi esasına dayanır.
Ancak püskürtülen bu karışımın püskürtüldüğü yüzeyde kalıcı olabilmesi için çok kısa bir sürede prize başlaması gereği ortaya çıkmaktadır. Püskürtme betonunun prize başlaması saniye ile ifade edilmektedir. Püskürtme betonunun prize başlaması 75 sn, prizin tamamlanması ise 150 sn olarak belirlenmiştir.
Püskürtme beton kuru yada ıslak olarak hazırlanan karışımın basınçlı veya pompalarla boru hortum içinde 300 – 500 m. uzaklığa ve 100 m. yüksekliğe kadar taşımak ve oradan basınçlı hava ile püskürtmek mümkündür. Bu özelliklerinden dolayı püskürtme beton yüzme havuzu, sıvı depoları, kabuk çatılar, tünel kaplamaları vs. başka özellikle onarım ve takviye işlerinde öncelikle kullanma alanına girer.
Püskürtme betonlar üç çeşittir ;
-- Portland çimentosu, normal agrega ve gerektiğinde alışılmış katkı maddesi karışımından oluşan normal tip püskürtme betonu. Kullanım alanları yeni inşa edilen su tankı, kanal, tavan, duvar, yüzme havuzu ve kanalizasyon sistemleridir. Ayrıca kaplama maddesi olarak ve eski yapıların tamirinde kullanılmaktadır.
-- 1920 ‘li yılların ortasından bu yana kullanılmakta olan kolay işlenemeyen püskürtme betonu. Bu tip püskürtme betonu başlangıçta sanayi yapılarının tamiratında kullanılmaktaydı. Bu gün ise kimyasal, mineral ve seramik üretim santrallerinde uygulanmaktadır. Birkaç metre kalınlıkta uygulamak mümkündür.
-- Paslanmaya ve kimyasal etkilere dayanıklı olması gereken yerlerde uygulanan özel tip püskürtme betonu. Portland çimentosu, agrega ve özel karışımlı katkı maddelerinden oluşur. Sodyum ve potasyum silikat, magnezyum fosfat ve polimeri içerir. Priz hızlandırıcı ve geciktirici katkı maddesi ve puzzolan kullanılır. Genellikle asidik ve bazik malzeme depolarında, bacalarda, kimyasal atık alanlarında ve fazla aşınmaya maruz yapılarda uygulanmaktadır.
f) Vakum Betonu :
Betonda yeterli işlenebilirlik, uygun su/çimento oranı ve gereğinden fazla katılan su önemli problemlerdendir. Bu problemin çözüm yollarından birisi, betonun vakum işlemine tabii tutulmasıdır. Bu amaçla, kalıba yerleştirilen taze betonda bulunan fazla su, yüzeye uygulanan vakum sayesinde belirli derinlikten alınarak uzaklaştırılır. Bu işlem sonucu, kolay işlenebilme amacı ile katılan suyun bir kısmı alınarak beton dayanım ve dayanıklılığında önemli iyileşmeler sağlanabilmektedir.
Beton yapımında karışıma giren suyun çimento ile kimyasal reaksiyon (hidratasyon) meydana getirerek betonun dayanım kazanmasını sağlamak ve betonun işlenebilmesini temin etmek amacı ile katıldığı bilinmektedir.
Jel fazı kılcal boşluklar tarafından kesilmektedir. Kılcal boşluklar hidratasyon olayı için gerekli olan sudan fazla su (işlenebilme suyu) katılması nedeni ile meydana gelmektedir. Eğer karışıma giren su hidratasyonun gerektiği kadar olsaydı kılcal boşlukların olmaması gerekirdi. O halde, işlenebilme için katılan suyun bir kısmının geri alınması durumunda, kılcal boşlukların azalması nedeni ile betonun dayanımında artış olması kaçınılmazdır.
g) Pompa Betonu :
Pompa betonu, yerleştirme yerlerine kadar basınçlı borular içinde iletilen betonlardır. Pompa betonlarının kesintisiz dökülmesi gerekir. O amaçla basınçlı borular içinde hava kabarcıkları oluşmaması ve betonun donmaması çok önem arz etmektedir.
Pompa betonlarında agreganın maksimum tane çapı iletim borusu çapının 0,40 katından fazla olmamalıdır. Pompa betonlarında mıcır kullanılması tercih edilmemeli, bunun yerine yuvarlak agerga tercih edilmelidir. Maksimum tane çapı 20 mm’yi aşmamalıdır. Pompa betonlarında kıvam akıcıya yakın plastik seçilmelidir. Karışıma giren çimento inceliğinin yüksek, kum miktarının yeterli olması gerekmektedir. Fazla oranda su katılarak kıvamın yükseltilmesi yerine bazı katkı maddelerinden yaralanarak kohezyonun (kendini tutma) özelliğinin arttırılması yoluna gidilmelidir.
Pompa betonları oluşturan elemanların hassas olarak ölçülmeleri ve mikserlerle daha homojen karışımları sayesinde dayanımları daha yüksek betonlar üretilebilmektedir. Diğer taraftan hızlı döküm, işgücünü azaltması ve şehir içlerindeki yapıların beton dökümü sırasında verdiği bazı olumsuzlukları önlemesi bakımından pompa beton çok önemlidir.
h) Prepakt Betonu :
Bu betona prepakt agregalı beton denilmesi daha doğru olabilir. Çünkü bu yöntemde, hazırlanan kalıpların içersine 3-5 cm çapında harç doldurma boruları yerleştirilir ve kalıpların içi iri agregalarla doldurulur (tane çapı en az 12 mm), mümkünse sıkıştırılır. Maksimum tane çapı 2 mm’yi aşmayan çok yüksek dozajlı harç (500-600 kg/m3) doldurma boruları yardımı ile enjekte edilir. Bu betonlar süreksiz granülometrili agregalarla yapıldığı için süreksiz granülometrili beton türü olduğu anlaşılmaktadır.
Prepakt betonlar onarım işlerinde, deniz altı beton dökümlerinde ve kesonlar içine dökülen büyük kütle betonlarında kullanılır. Prepekt beton harcının ince ve koheziv değerrinin yüksek olması için çimento tanelerinin çok iyi bir şekilde dağılmaları ve topaklanmamaları gerekir.
i) Ateşe Dayanıklı Betonlar :
Çok yüksek sıcaklıklara maruz kalabilecek atölye ve amonyak fabrikaları gibi yerlerde özel beton kullanılmalıdır. Ateşe dayanıklı betonun agregası reflakter malzemeler (çakmaktaşı, kuvars ve manyezit gibi) ve çimentosu ise alüminli çimentolardır.
j) Polimer Betonlar :
Polimerlerin beton katkı maddesi olarak kullanılması ile beton niteliğinde önemli artışlar meydana gelmiştir. Önceleri doğal kauçuk lateksi betona katılırken, 1965’den sonra suni polimerlerden yararlanılmaya başlanmış, çok önemli gelişmeler elde edilmiş ve halen bu çalışmalar devam etmektedir.
Polimerlerin beton teknolojisinde kullanılması üç yöntemle olmaktadır ;
j.1) Polimer Portland Çimento Betonları (PCC) :
Bu beton, normal taze betona polimerin karıştırılması ile elde edilmektedir. Karışıma girecek polimerin suda eritilerek emülsiyon haline getirilmesi, emülsiyondaki organik maddelerin betonun kireci ile reaksiyona girerek koagüle olmaması ve polimerizasyonun sulu ve alkali ortamda oluşması gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak önceleri PVA (polivinil asetat) kullanılmış. Ancak PVA emülsiyonu, sodyum parafinat türü bir tansioaktif bir madde ile sağlanabilmektedir. Bu polimer ile üretilen betonların dayanımı ve dayanıklılığı düşük olmuştur. Polivinil asetat dışında PVP (polivinil propionat), SBR (stiren bütadiyen lateks), PVC (polivinil klorür) gibi birçok ticari ürün bulunmaktadır.
j.2) Sentetik Reçine Betonları (PC) :
Sentetik reçina betonları üç başlık altında incelenebilir ;
j.2.1) Epoksi Reçine Betonları :
Epoksilerin ana maddesi bir molekül aseton ve iki molekül fenolden itibaren hazırlanan difenilolpropan (bisfenol A da denilen) ile gliserin ve propilen’den itibaren elde edilen glikol epiklorhidrin ’dir.
Epoksi reçineleri iki bileşenli ve sıvı olarak piyasanın arzına sunulmuştur. Bileşenlerin biri prepolimer (difenilolpropan glikol epiklorhidrin ’in alkali ortamda işlemi sonucunda epoksi reçinelerinin pimeri hazırlanır), ikincisi ise sertleştirici olarak adlandırılan çok fonksiyonlu üründür (örneğin, alifatik poliamin. Bu madde normal sıcaklıkta aktif haldedir. Bu nedenle en uygun sertleştirici madde olarak bilinmektedir).
Polimer ile setleştiricinin karıştırılması sonucu polimerizasyon meydana gelir. Polimerizasyon işlemi sonucu köprüleşme ve hacimsel molekül oluşur. Bu işlemde yan ürün oluşmaması ve rötrenin minimum düzeyde kalması ve hava kabarcığı oluşmaması önemli bir avantajdır. Bu karışım maddesinin ömrü pratik bir sorundur. Karıştırıldıktan sonra kullanılmaya imkan veren süre bir saatten birkaç güne kadar değişmektedir. Bu süre, sulandırıcı türdeki katkı maddeleri ile değiştirilebilmektedir.
Epoksi reçinelerinin içine pek çok katkı maddesi katılabilmektedir. Bunların amaçları viskoziteyi değiştirmek, termik genleşme katsayısını düşürmek, elektriksel iletkenlik sağlamak, tiksotropi (çalkalanınca sıvılaşan) kazandırmak, sertliği arttırmak vb. şeklinde sayılabilir. Al, Cu, Fe, Ag, çelik, Al2O3, kolloidal silis, kalker unu, alçı, mika, aspest ve grafit gibi maddelerden dolgu malzemesi olarak yararlanılmaktadır.
Epoksi reçinelerinin inşaat teknolojisi alanında kullanıldığı yerleri şöyle sayabiliriz ;
-- Epoksi reçinesi betonu : Yüksek ve hızlı dayanımlı işlerde kullanılır.
-- Eski ve yeni betonun yapıştırılması, yüzey onarım işleri,
-- Öngerilmeli prefabrike elemanların yapıştırılması,
-- Plaka beton tekniği,
-- Enjeksiyonla çatlak onarımı.
Epoksi betonlarında mineral agregalar (normal beton agregaları), epoksi reçinesiyle bağlanırlar. Yani epoksi reçinesi, bu betonların bağlayıcı maddesidir. Bu tür betonların karışımına girecek agregalar aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır ;
‘’ Çok temiz olmalı,
‘’ Yeterli mekanik dayanımda olmalı,
‘’ Setleştirici ile kimyasal reaksiyona yol açmamalı,
‘’ Çok kuru olmalı,
‘’ Agreganın yığın boşluğu minimum olmalı,
‘’ Kil içermemeli.
Epoksi betonlarının en çok kullanım yerlerinden biri kuşkusuz onarım işleridir. Çok mükemmel yapışma özelliği bulunan epoksi betonları, hasarlı kısımların onarılması, kalınlık arttırılması gibi hususlar için çok iyi neticeler vermektedir. Çelik malzemeye de iyi yapışma özelliğinin bulunması sayesinde onarım yerlerinde ve kalınlık arttırılması hallerinde çelik donatı kullanmaya gerek kalmamaktadır. Epoksi seçiminde çok dikkatli olunmalıdır. Eğer kullanılacak malzeme taze betonla temas edecekse buna uygun epoksi türü seçilmelidir.
Epoksiler belirli bir dereceye kadar sıcaklığa dayansalar da, yangın sırasında ani göçmeler beklenebilir. Bu nedenle, plaka beton uygulamasında, yüzeyin izole edebilecek bir maddeyle örtülmesi gerekir. Örneğin, hafif ve ısıya dayanıklı olması sayesinde perlit betonundan bu amaçla yararlanılabilir.
j.2.2) Poliester Reçine Betonları :
İnşaat mühendisliği alanında sentetik reçine betonu yapımında kullanılan poliesterler çift bağ içeren dialkol ve diasit’in birleşmesi ile elde edilir. Çift bağ bir diyenik hidrokarbür vasıtasıyla (stiren hidrokarbür) körüleşmeye imkan sağlar. Bu sayede üç boyutlu makromolekül meydana gelir (tekstil endüstrisinde kullanılan lineer moleküllü termoplastik bir malzemedir).
Polyester reçine betonlarında yan ürün oluşmaması önemli bir avantajdır. Fakat yine de % 8-14 arasında rötre meydana geldiği vurgulanmaktadır (Akman 1995).
j.2.3) Furan Reçine Betonları :
Furan reçineleri, fenoplast termosetlerinin bir örneğidir. Fenol formaldehit, aromatik bir alkol olan fenol ile basit bir aldehit olan form aldehitin plikondansasyon ürünüdür. Bu ürün sıvı veya parça halinde satılmaktadır. Otomobil fren balataları ve yongalı bölme elemanlarının (örneğin sunta) yapıştırılmasında kullanılır.
j.3) Polimer Emdirilmiş Betonlar (PIC) :
Önceden dökülmüş betonlara polimer emdirilmektedir. Betonun en kılcal boşluklarına kadar nüfuz eden polimer, polimerize olmakta, geçirimsiz ve çok yüksek dayanımlı betonlar üretilmesine imkan vermektedir.
Üretim işlemlerinde önemli özellikler vardır. İlk dikkate alınması gereken husus polimerlerin düşük viskoziteli olması gerekmektedir. (10 santipuaz’dan düşük viskozite). Bu şart termoplastik gruptan metilmetakrilat, stilen, akrilonitril, bütil stiren, termoset gruptan ise stiren artı trimetilol propan trimetil akrilat merlerinin kullanılmasına imkan vermektedir.
Bu betonun üretiminde iki önemli şart vardır ;
‘’ Yüksek oranda polimer emdirilmesi
‘’ Tam polimerizasyondur.
Polimer emdirilmiş betonların çok önemli kullanım yerlerinden bazıları ;
Don ve bazı nedenlerle hasar gören köprü tabliyelerinin onarılması, nüklear atıkların depolandığı yapıların inşa edilmesi, deniz yapıları tünel kaplamaları, su kanalı kaplamaları ve restorasyon işlerinde başarılı bir şekilde kullanılmaktadır.
KAYNAKLAR
(1) George R. WHITE, Concrete Technology.
(2) Joseph A. DOBROWOLSKI, Concrete Construction.
(3) A. M. PAILLERE, Application of Admixtures in Concrete.
(4) E. C. ADAMS, Yapı Bilgisi 3.
(5) Prof. Dr. Murat ERİÇ, Yapı Fiziği ve Malzemesi.
(6) İnş. Yük. Müh. Kemalettin YILMAZ, Yapı Malzemesi ve Beton Teknolojisi.
(7) Doç. Dr. Müh. Engin ANOĞLU & Müh. Ali YÜKSEL, Tünellerde Püskürtme Betonu Karışımı Tasarımı Ve Kaplama Kalınlığının Belirlenmesi.
(
http://www.ytong.com.tr/(9) Yrd. Doç. Dr. Hüseyin TEMİZ, Ders Notları; Mühendislik-Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Ders Notları 2001
(10) Prof. Dr. M. Süheyl Akman, Yapı Malzemeleri ; İTÜ yayınları
