Beton Karışım Oranları

Deneysel çalışmada hazırlanan tüm beton karışımlar için bağlayıcı (çimento+kül) miktarı birim metreküp için 400 kg olup, su/bağlayıcı oranı ise 0.35’de sabit tutulmuştur. Bütün karışımlardaki agrega oranları, %55 iri ve %45 ince agrega olarak ayarlanmış, ayrıca işlenebilirliği sağlamak için hiper akışkanlaştırıcı miktarı bağlayıcı malzeme miktarının %1’i oranında kullanılmıştır.

F tipi uçucu kül ağırlıkça ikame yoluyla betona %0, %10, %15, %20, %25,

%30 ve %45 oranlarında çimento ile yer değiştirilerek uçucu küllü beton karışımlar hazırlanmıştır. Ayrıca liflerle güçlendirilmiş beton karışımlarında ise uçucu kül ile değişime uğratılarak çimentonun ağırlıkça %15 ve %30’u uçucu kül ile yer değiştirilerek yeni liflerle güçlendirilmiş uçucu küllü beton karışımları elde edilmiştir. Polipropilen lifler fibrile Polyfibers F19 tipi ise hacimce %0, 0.05, 0.10 ve 0.20 oranlarında kullanılmıştır. Beton, harç ve kompozit malzemelerin takviyesinde kullanılan iki ucu kancalı, soğukta çekilmiş Dramix RC-65/35- BN çelik lif hacimce

%0, 0.25, 0.50, 1.00 ve 1.50 oranlarında kullanılmıştır.

Karışım miktarlarının hesabı TS 802 (1985)’de verilen mutlak hacim metoduna göre yapılmıştır. Hesaplarda başlangıçta bağlayıcı miktarı 400 kg/m³ ve su-bağlayıcı oranı 0.35 sabit olarak seçilmiş ve hapsolmuş hava miktarı ise 20 dm³ alınmış olup, gerekli agrega miktarının hacmi hesaplanmış ve daha sonra ağırlıklar bulunmuştur. Bir metreküp beton içinde bulunan malzeme miktarları Çizelge 3.12, Çizelge 3.13 ve Çizelge 3.14’de verilmişlerdir.

Çizelge 3.12. Uçucu kül katkılı beton karışım miktarları Grup Çimento

Taze betonların işlenebilirliklerini düzenlemek amacıyla lif katkısı özelliklede çelik lifler göz önüne alınarak akışkanlaştırıcı katkı farklı oranlarda deneme betonlarına katılmış ve beton kalıplarına dökülmüştür. Özellikle %1.50 çelik lif katkılı şahit betonların kolay yerleşmemesi ve çok boşluklu olmaları nedeniyle akışkanlaştırıcı oranı bağlayıcı miktarının yaklaşık %1’i oranında sabit tutulmuştur.

Çizelge 3.13. Polipropilen lif katkılı beton karışım miktarları Grup Çim. Çizelge 3.14. Çelik lif katkılı beton karışım miktarları

Grup Çim.

3.2.2. Betonun Üretimi ve Kürü

Sertleşmiş beton deneyleri için deney numunesi ve kalıpların şekli ve boyutu TS EN 12390-1 (2002) de belirtilen özelliklerde kullanılmıştır. Beton karışım hesapları sonucunda ağırlıkları bulunan malzemeler hassas terazide tartıldıktan sonra önceden nemlendirilmiş betoniyer içerisine konulmuştur. Betoniyere malzemelerin konuş sırası ve karıştırma süreleri aşağıdaki Şekil 3.2’de gösterilmiştir. Karıştırma işleminin tamamlanmasının ardından, daha önce temizlenmiş ve yağlanmış olan beton numune kalıplarına taze beton karışımları iki aşamalı olarak tablalı vibratör üzerinde yerleştirilmiştir. Dayanım deneylerinde kullanılacak deney numunelerinin hazırlanması ve kürlenmesi TS EN 12390-2 (2002) standardına göre yapılmıştır.

Ayrıca TS 10514 (1992) belirtilen çelik tel takviyeli betonlarda çelik telleri betona karıştırma ve kontrol kuralları göz önünde bulundurulmuştur.

Şekil 3.2. Taze beton karıştırma prosedürü

3.2.3. Deneysel Çalışmalar

Araştırma amacı doğrultusunda hazırlanan uçucu küllü ve liflerle güçlendirilmiş normal ve uçucu küllü toplam 28 grup beton üzerinde taze ve sertleşmiş haldeki özellikleri üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir.

Deneyler ve hazırlanan numune boyutları Çizelge 3.15’te gösterilmiştir.

1-2 dak.

2-3 dak.

3-5 dak.

İri Agrega + İnce Agrega Çimento + U.Kül + Lif Su (% 90) Akışkan + Su (%10)

Çizelge 3.15. Deneysel araştırma programı

Deneyler Numune Boyutu

Puzolanik Dayanım Aktivite 40×40×40 mm ve 50×50×50 mm Taze Beton Birim Ağırlık 150×150×150 mm Sertleşmiş Beton Birim Ağırlık 150×300 mm

Çökme Değeri -

Vebe Süresi -

Basınç Dayanımı 150×150×150 mm ve 100×100×100 mm Elastisite Modülü 150×300 mm

Eğilme Dayanımı 100×100×500 mm ve 40×40×160 mm

Tokluk 100×100×500 mm

Yarmada Çekme Dayanımı 150×300 mm ve 150×150×150 mm

Aşınma 71×71×71 mm ve 71×71×71 mm

Rötre (Kuruma) 50×50×285 mm

Boşluk Oranı 71×71×71 mm

Su Emme Oranı 71×71×71 mm

Kapiler Su Emme Katsayısı 40×40×160 mm

Karbonatlaşma 50×50 mm

Ultrasonik Hız 150×150×150 mm ve 100×100×500 mm

Donma Çözülme 100×100×100 mm

3.2.3.1. Puzolanik Dayanım Aktivite İndeksi Tayini

Uçucu külün puzolanik dayanım aktivite indeksi için TS EN 450 (1998) ve ASTM C 311 (1994) standartlarına uygun iki farklı deney seti hazırlanmıştır.

TS EN 450 (1998) göre aynı yaşta denendiğinde, kütlece %75 referans çimento + %25 uçucu kül ile hazırlanan standart harç çubuklarının basınç dayanımının, sadece referans çimento ile hazırlanan standart harç çubuklarının dayanımına (%) oranı olarak belirtilmektedir. Standart harç çubuklarının hazırlanması ve basınç dayanımının tayini, TS EN 196-1’de (2002) verilen metoda uygun olarak yapılmaktadır. Buna göre numuneler 1 kısım çimento, 3 kısım kum ile 0.50 su/çimento oranındaki taze harçtan hazırlanır. TS EN 450 (1998) göre 28 gün ve 90 gündeki endeksi sırasıyla en az %75 ve %85 olmalıdır. TS 639 (1998) ve TS 25 (1975)standartlarına uçucu kül ve doğal puzolanlar için 28 günlük minimum dayanım aktivite indisi %70 olmalıdır.

ASTM C 311 (1994) standardına göre, önce 500 gr. Portland çimentosu + 1375 gr. uygun dane dağılımlı standart kum + 242 ml. su kullanılarak kontrol karışım harcı hazırlanır. Daha sonra da, 400 gr. Portland çimentosu + 100 gr. denenecek puzolan + 1375 gr. uygun dane dağılımlı standart kum + kontrol karışımının akıcılığını ± %5 kadar sağlayacak miktarda su kullanılarak puzolanlı harçlar elde edilmektedir. Bu iki harçtan 5 cm’lik küp numuneler hazırlanır. Deney örnekleri kalıpları ile beraber sıcaklığı 23±2 ^oC olan nemli kür odasında 20 ile 24 saat için yerleştirilir. Bu süre sonunda örnekler kalıplardan çıkarılır ve kirece doygun su içinde deney gününe kadar bekletilir. 7 ve 28. günlerde basınç dayanımı her bir yaş için ya da her ikisi için bulunur. Her hangi bir zaman için her bir karışımdan 3 tane örnek test edilir. ASTM C 618 (1998) standardında hem F sınıfı hem de C sınıfı uçucu küller için dayanım aktivite indeksinin hem 7 ve 28 günlük en az %75 olması gerektiğini belirtmektedir.

Dayanım aktiflik indisi aşağıdaki gibi hesaplanmıştır:

Dayanım aktiflik indisi=(A/B)×100 (3.1) Burada;

A: Puzolanlı harç karışıma ait ortalama basınç dayanımı B: Kontrol karışımına ait ortalama basınç dayanımı

3.2.3.2. Birim Ağırlık Tayini

Her bir karışım için taze ve sertleşmiş birim ağırlıkları, basınç deneyi için hazırlanan 150 mm’lik küp ve 150×300 mm’lik silindir beton numunelerden TS 5931’e (1988) uygun olarak bulunmuştur. Bu numuneler standart ve yüzeyi düzgün metal kalıplar içinde üretilmiştir. Birim ağırlık tespiti için, kalıplar dökümden önce ve beton iki aşamada sıkıştırılarak doldurulduktan sonra tartılmıştır. Kalıpların tam dolu olmasına ve üstten taşmamasına dikkat edilmiştir. Numune ağırlığı kap hacmine bölünerek taze ve sertleşmiş beton birim ağırlıklarına ulaşılmıştır.

3.2.3.3. İşlenebilirlik Kıvam Tayini

Taze betonun işlenebilirliği TS EN 12350-2 (2002) göre çökme hunisi metodu (slump) ve TS EN 12350-3 (2002) göre vebe metoduyla saptanmıştır.

Çökme metodunda taze beton, ölçüleri belli olan kesik huninin içerisine standart bir şekilde sıkıştırılarak doldurulur. Çökme hunisinin yukarı doğru çekilerek alınmasından sonra, taze beton kütlesindeki kendi ağırlığı nedeniyle çökme mesafesi, betonun kıvam ölçüsü olarak kullanılır. Aradaki yükseklik farkı çökme değeri olarak (mm) cinsinden, betonun işlenebilirliğini verir. Çökme deneyi 10 mm ile 200 mm arasında olan betonların kıvamındaki değişimlere duyarlıdır.

Vebe metodunda vebe silindir kabı içinde çökme hunisi içerisine taze beton standart bir şekilde sıkıştırılarak doldurulur, daha sonra çökme hunisi yukarı doğru çekilerek alınır ve taze beton kütlesi serbest bırakılır. Saydam disk beton kütlesi üzerine, betona temas edinceye kadar indirilerek betonun çökmesi kaydedilir. Vebe titreşim masası çalıştırılır ve saydam diskin alt yüzünün çimento şerbetiyle tamamen kaplanması için geçen süre ölçülür. Vebe süresi 5 saniyeden az ve 30 saniyeden daha fazla olan betonların kıvamı vebe deneyi için uygun değildir. Taze betonun kıvamı çökme ve vebe süresine göre sınıflandırılması Çizelge 3.16’da sunulmuştur.

Çizelge 3.16. Taze betonun çökme ve vebe sınıflaması (TS EN 206-1, 2002) Sınıf S1 S2 S3 S4 S5 Çökme (mm) 10-40 50-90 100-150 160-210 ≥ 220

Sınıf V0 V1 V2 V3 V4

Vebe (sn) ≥ 31 30-21 20-11 10-6 5-3

3.2.3.4. Basınç Dayanımı Tayini

Her bir karışımın basınç dayanımının tayini için 150×150×150 mm’lik küp numuneler üretilmiştir. Numunelerin zamanla göstereceği dayanım artışları için 7, 28, 90 ve 365 günlük dayanımları ölçülmüştür. Numuneler, TS EN 12390-4’e (2002) basınç dayanımı-deney makinalarının özellikleri standardına uygun Ele Test 3000 markalı 300 ton basınç kapasiteli preste, TS EN 12390-3 (2003) deney

numunelerinde basınç dayanımının tayini standardına uygun olarak deneye tabi tutulmuşlardır. Makine otomatik yükleme sistemi ile küp numuneler 530 kg/sn yükleme hızı ile yüklenmiştir. Ayrıca eğilme dayanımının tayininden sonra kiriş numunelerin taş kesme makinesinde baş kısımlarından kesilen 100×100×100 mm‘lik küp numuneler üzerinde de basınç deneyleri yürütülmüştür. Bu numunelerde 300 kg/sn yükleme hızı ile yüklenmiştir. Basınç dayanımları, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

fc=F/Ac (3.2)

Burada;

fc: Basınç dayanımı, MPa

F: Kırılma anında ulaşılan en büyük yük, N

Ac: Numunenin, üzerine basınç yükünün uygulandığı en kesit alanı, mm²

3.2.3.5. Elastisite Modülü Tayini

Betonda elastisite modülü, beton deney numunelerinde elastik bölgede uygulanan kuvvetin oluşturduğu basınç gerilmelerinin numunelerde boyuna kısalmaya oranı olarak ifade edilmektedir. Betondaki gerilme-birim deformasyon ilişkisi TS 3502’ye (1981) uygun deneysel olarak belirlenmiş ve bu amaçla 150×300 mm boyutlu standart silindir numuneler üretilmiş ve 28. günde basınç deneyinde olduğu gibi deney presinde yüklemeye tabi tutulmuştur. Deneye başladıktan sonra, giderek artan yüklere karşılık betonda oluşan deformasyonlar kaydedilmiş ve bu işleme numune kırılıncaya kadar devam edilmiştir. Kaydedilen değerlerden gerilme dikey eksene, birim deformasyonlar ise yatay eksene yerleştirilerek gerilme-birim deformasyon eğrisi elde edilmiştir. Betonların σ-ε eğrisinin üzerinde herhangi bir nokta belirlenmiş ve hem σ-ε eğrisinin başlangıç noktasından (0 noktasından) hem de belirlenen bu noktadan geçen bir doğru çizilmiştir. Bu noktanın seçiminde, genellikle betonun maksimum gerilme değerinin %40’ına karşılık gelen gerilme değeri temel alınmıştır. Çizilen bu doğru çizgi, betonun σ-ε eğrisi imiş gibi kabul

edilerek, bu doğrunun eğiminden sekant elastisite modülü aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır.

E=σ/ε (3.3) Burada;

E: Elastisite modülü σ: Gerilme, MPa ε : Birim deformasyon

3.2.3.6. Eğilme Dayanımı Tayini

Betonun eğilme dayanımı tayini TS EN 12390-5 (2002) ve TS 10515 (1992) standartlarına göre bu deney metodunda açıklığın 1/3 noktalarında yüklenmiş donatısız ve donatılı beton kirişlerde basit kiriş metodu ile yapılmıştır. Eğilme dayanımları tayini için 100×100×500 mm’lik kiriş numuneleri üretilmiştir.

Numunelerin zamanla göstereceği dayanım artışları için 7, 28, 90 ve 365 günlük dayanımları ölçülmüştür. 500 mm uzunluğundaki kiriş numune 450 mm açıklığındaki mesnetler üzerine yerleştirilmiş ve üçte bir noktalarından tekil yük uygulanmıştır. Deney Ele Test 3000 markalı 20 ton eğilme kapasiteli preste, yükleme hızı 20 kg/sn olacak şekilde yüklenmiştir. Ayrıca 40×40×160 mm’lik numuneler üzerinde de sadece 28 günlük eğilme dayanımları ölçülmüştür. Eğilme dayanımı, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

fcf=F×L/(d1×d22) (3.4)

Burada;

fcf: Eğilme dayanımı, MPa F: En büyük yük, N

L: Mesnet silindirleri arasındaki açıklık, mm d1 d2: Numunenin en kesit boyutları, mm

3.2.3.7. Enerji Yutma Kapasitesi (Tokluk) Tayini

Enerji yutma kapasitesi (tokluk), yük-şekil değiştirme altında kalan alanın hesaplanmasıyla bulunmuştur. Özellikle çelik lifli karışımların enerji yutma kapasitelerinin hesaplanması, TS 10515’e (1992) göre kiriş açıklığının 1/3 noktalarında P/2 yük düzenlemesi kullanılarak yapılmaktadır. Çelik lif uzunluğumuzun 35 mm olması yani 40 mm’yi geçmemesinden dolayı deney numunelerimizin genişliği ve yüksekliği 100 mm olabilmektedir.

Lifli betonlarda maksimum yükten sonra da betonun yük taşıması sonucu malzemenin tokluğu değerlendirilirken deney numunesinin belli bir aralığına kadar olan deformasyon boyutu göz önüne alınarak lifli betonun davranışı açıklanmıştır.

Bunun sonucu TS 10515’te (1992) tanımlanan deney yöntemi geliştirilerek elastik şekil değiştirme indeksleri kavramı getirilmiştir. Elastik şekil değiştirme indekslerinin hesaplanmasında, yük-sehim eğrisinin altında yer alıp, ilk çatlak eğrisine ve belirtilen son nokta sehimine kadar devam eden alanlar esas alınır. Yük-sehim eğrisinin lineer bölümden ilk kez ayrıldığı nokta tanımlanarak ilk çatlak belirtilir. Karşılık gelen yükü kullanarak ilk çatlamayı meydana getiren gerilme hesaplanır, ilk çatlama sehimi ve ilk çatlağa kadar olan yük-sehim eğrisinin altındaki alan belirtilir.

Elastik şekil değiştirme indeksleri, belirtilen sehime kadar olan eğri altında kalan alanın, ilk çatlağa kadar olan alana bölünmesi ile elde edilen sayılardır. İlk çatlak sehiminin 3 katı sehime kadar yük-sehim eğrisinin altındaki alanın, ilk çatlağa kadar olan alana bölünmesi ile I5, ilk çatlak sehiminin 5.5 katı sehime kadar yük-sehim eğrisinin altındaki alanın, ilk çatlağa kadar olan alana bölünmesi ile I10, ilk çatlak sehiminin 10.5 katı sehime kadar yük-sehim eğrisinin altındaki alanın, ilk çatlağa kadar olan alana bölünmesi ile I20 şekil değiştirme indeksleri hesaplanır.

Tokluk indekslerinin hesaplanmasında kullanılan yük-sehim eğrisi Şekil 3.3’te gösterilmiştir (TS 10515, 1992). Çelik lifli betonların deney sonucu çizilen yük-şekil değiştirme eğrisi altında kalan alan üzerinden hesaplanan I5, I10 ve I20 elastik şekil değiştirme indeksleri, betonun enerji yutma kapasitesini göstermesi ve şahit beton ile karşılaştırılması açısından önemlidir.

Şekil 3.3. Tokluk indekslerinin hesaplanması için yük-sehim eğrisi

Mukavemet farkı değeri (kalıcı dayanım faktörü) R10.20 ise, ölçülen ilk çatlak dayanımının yüzdesi olarak ilk çatlaktan sonra belirli sehime karşı gelen alanlarındaki ortalama kalıcı dayanımı göstermektedir. Kiriş deneyinden elde edilen yük-sehim eğrisinde ilk çatlak oluştuktan sonra malzemenin yük sehim eğrisi tam plastik davranış gösterirse R10.20=100, yumuşama eğilimi gösterirse R10.20<100 olmaktadır. Yalın betonda ise kalıcı dayanımı faktörleri sıfırdır.

Kiriş numunelerinin yük-şekil değiştirme eğrilerinin oluşturulması için, yük etkisi altında numunede meydana gelecek deformasyonun okunması için de numunenin açıklığının ve genişliğinin orta noktasına strain-gauge yerleştirilmiştir.

Yük numuneye 10 kg/sn yükleme hızı ile uygulanmış, yük ve sehim değerleri kameraya kayıt edilmiştir. Tokluk değerleri şu şekilde hesaplanmıştır:

Fe=(Tb/tb)/(l/bh²) (3.5)

Fu (Ru)=Pmax(l/bh²) (3.6)

OAB=(P×δ)/2 (3.7)

I5=OACD/OAB (3.8)

I10=OAEF/OAB (3.9)

I20=OAGH/OAB (3.10)

R10.20=10×(I20-I10) (3.11)

Burada;

Fe : Eşdeğer çekme dayanımı, N/mm²

Fu (Ru) : Maksimum çekme dayanımı (Rapture Modülü), N/mm² Pmax : Maksimum yük, N

Tb : 3 mm’lik eğilme deformasyonuna (sehim) kadar yük deformasyon eğrisi altında kalan alanın oluşması için harcanan enerji, N.mm

tb : Sehim, 3 mm (l/450)

l : Deney numunesinin iki mesnet arasındaki uzunluğu, mm b : Kırılma yüzeyi kesit genişliği, mm

h : Deney numunesi yüksekliği, mm P : İlk çatlak gerilmesi, N

δ : ilk çatlak sehimi, mm R10.20 : Mukavemet farkı değeri

I5,I10,I20 : Elastik şekil değiştirme indeksleri

3.2.3.8. Yarmada Çekme Dayanımı Tayini

Yarmada çekme dayanımı deneyleri TS EN 12390-6 (2002) standardına uygun olarak 28 günlük 150×300 mm’lik silindir ve 150×150×150 mm‘lik küp beton (Brezilya yöntemi) numuneler üzerinde yürütülmüştür. Yarmada çekme dayanımları, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

fct=2×F/(π×L×d) (3.12)

Burada;

fct: Yarmada çekme dayanımı, MPa F: En büyük yük, N

L: Numunenin yükleme parçasına temas çizgisi uzunluğu, mm d: Numunenin seçilen en kesit boyutu, mm

3.2.3.9. Aşınma Kaybı Tayini

Betonların aşınma direnci; böhme aşındırma cihazı üzerinde 71x71x71’lik küp numunelere sürtünme yolu ile aşınma deneyi TS 699’a (2000) uygun olarak yapılmıştır. Aşınma kaybı, numunenin kütlesindeki veya hacmindeki azalma olarak tayin edilmiştir. Küp numuneler deneye başlamadan önce numune üzerinde tespit edilen toplam 9 noktadan yükseklik ölçümü alındıktan sonra, beton numunenin aşındırılacak yüzeyi döner disk üzerine yapışacak ve temas yüzü yukarı gelecek şekilde yerleştirilmiştir. Baskı pistonu yükleme koluna asılan ağırlık vasıtası ile bastırılmıştır. Sürtünme yolu üzerine standart aşındırıcı olarak 20 gr suni korundum tozu yayıldıktan sonra cihaz çalıştırılır. Bu durumda disk numuneye 294 N’luk aşındırma kuvveti uygulamıştır. Disk 22 devirden sonra (1 periyod sonunda) otomatik olarak durur. Numune saat yönünde 90^° döndürülür ve ize yeni aşındırıcı konulur. Her defasında disk ve temas yüzeyi temizlenir. Bu şekilde ikinci, üçüncü ve dördüncü yüzleri de aşındırılır ve toplam 88 devir yani 4 periyod sonunda birinci aşama tamamlanır. Her periyod sonunda fırça ile temizlenen numuneler dikkatlice ölçülmüş ve tartılmıştır. Numunenin hacmi Arşimet deneyine göre belirlenmiş ve ilk hacmi ile olan fark aşınma kaybı olarak bulunmuştur. Her dört dönüşümden sonra temizlenen numuneler dikkatlice ölçülmüş ve tartılmıştır. Araştırmada her numune üzerinde toplam 16 periyod 352 devir uygulanmıştır. Aşınma kaybı hacim azalması cinsinden aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

∆V=(Vo-Vl)/A×50 (3.13)

Burada;

∆V: Numunenin böhme yüzey aşınma kaybı değeri, cm³/50 cm² Vo: Numunenin deneyden önceki hacmi, cm³

Vl: Numunenin deneyden sonraki hacmi, cm³

A: Numunenin aşınma uygulanan yüzeyin alanı, cm²

Ayrıca betonların aşınma kaybı tayini için alternatif bir yol olabileceği düşünülerek, agregaların parçalanma direncinin tayinini gibi TS EN 1097-2 (2000)

standardına göre Los Angeles deney metodu ile yapılmıştır. 71x71x71 mm’lik küp numuneler tamburda çelik bilyalar konmaksızın önce 100 devir daha sonrada toplamda 500 devir yaptırılmıştır. Çarpma sonucunda aşınmış olan beton numuneler tartılarak aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

P=[(W1–W2)/W1]×100 (3.14)

Burada;

P: Aşınma kaybı, %

W1: Numune ilk ağırlığı, gr W2: Numune son ağırlığı, gr

3.2.3.10. Rötre Tayini

Taze beton kapiler boşluklarında bulunan serbest suyun buharlaşması ile kurur. Kimyasal reaksiyona girmeyen suyun bir bölümü çimento hidratları tarafından absorbe edilir ve jel sistemi oluşturur. Kuruma esnasında çimento jelinde büzülme olur. Jelin büzülmesi agreganın hacimsel miktarı ile sınırlıdır ki, bu büzülmenin en büyük etkenlerindendir. Fazla agrega miktarı daha az harç miktarı demektir. Yüksek su/çimento oranı harcın genleşmesine sebep olur ki bu da daha fazla büzülme demektir. Netice olarak kuruma büzülmesi; betonun sertleşmesi esnasında suyun fiziksel ve kimyasal olarak kaybolması neticesinde meydana gelen hacim azalmasından dolayı meydana gelir. Isı gerilmelerinde olduğu gibi, betonun şekil değiştirmeleri kısıtlanıyorsa (restrain) gerilmeler çatlamalara sebebiyet verir (Cilason ve Aksoy, 2000). Betonların kuruma-büzülme tayini TS 3453’e (1981) uygun olarak her bir grup için 50x50x285 mm’lik kiriş prizma numuneleri üzerinde yapıldı. Her bir karışımdan iki numuneden iki ölçüm yapıldı. Numunelerin kuruma büzülmeleri iki ölçümün ortalaması olarak alındı. 24 saat sonra kalıptan çıkarılan rötre numuneleri ilk günden itibaren 23±2ºC sıcaklıktaki bağıl nemi %65 olan kür odasında tutulmuştur. İlk 28 gün boyunca her gün 91 güne kadar her hafta ve daha sonra ise her ay ölçüm alınmıştır. Ölçümler 0.002 mm hassasiyetli deformasyon saatine sahip ölçüm aletinde yapılmıştır.

3.2.3.11. Boşluk ve Su Emme Oranlarının Tayini

Sertleşmiş betonda boşluk ve su emme oranlarının tayini TS 3624’e (1981) uygun olarak her bir grup için 28 günlük suda kür edilmiş 71×71×71 mm’lik küp numuneler üzerinde yürütülmüştür. Küp numunelerin sırasıyla etüv kurusu ağırlıkları, su içinde tutulduktan sonra suya doygun ağırlıkları ve su içindeki ağırlıkları tayin edilmiştir. Hesaplanan ağırlıklar, aşağıda verilen eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır:

Boşluk Oranı (%)=[(AKYD-AFK)/(AKYD-ASU)]×100 (3.15)

Su emme Oranı (%)=[(AKYD-AFK)/(AFK)]×100 (3.16)

Burada;

AFK: Fırın kurusu ağırlığı, gr

AKYD: Kuru yüzey doygun ağırlığı, gr ASU: Su içindeki ağırlığı, gr

3.2.3.12. Kapiler Su Emme Katsayı Tayini

Beton numunelerin kapiler su emme durumunun belirlenmesi 40x40x160 mm’lik numuneler üzerinde yapılmıştır. Öncelikle numuneler 24 saat boyunca 105°C deki etüvde fırın kurusu haline getirilmiştir. Fırın kurusu ağırlıkları tartıldıktan sonra her bir deney numunesi için beton numunenin sadece alt yüzeyi suya temas edeceğinden dolayı beton numunelerin yan yüzeyleri ısıtılmış parafin ile izole edilmiştir. Parafinli ağırlıkları da tartıldıktan sonra su yüksekliği yaklaşık olarak 5 mm olan deney düzeneğine yerleştirilmişlerdir. Deney numuneleri 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 ve 81. dakikalarda su emme miktarları ölçülmüştür. Ölçülen değerlerden her bir dakikadaki su emme miktarları (Q) hesaplanmıştır. Emilen su miktarının temas eden yüzey alanına bölümünün oranı ile (Q/A) ve geçen zamanın (t) saniye cinsinden değerinin kara kökü arasında lineer bir ilişki kurulmuştur. Bu ilişkiye ait elde edilen eğim bize beton numunelerin kapiler su emme katsayılarını vermiştir. Kapiler su emme kanuna göre;

Q/A=K. t (3.17) Burada;

Q: Emilen su miktarı, cm³

A: Su ile temas eden yüzey alanı, cm² t: Geçen zaman, sn

K: Kapilarite katsayısı, cm²/sn

3.2.3.13. Karbonatlaşma Derinliğinin Tayini

Çalışma kapsamında 50×50×285 mm’lik rötre numunelerinin 23±2ºC ve

%65 bağıl nemde tutulan 210 günlük sadece uçucu kül katkılı beton numunelerinde yapılmıştır. Uçucu küllü betonların karbonatlaşma derinliği, beton numunelerinin ikiye bölünmüş kırılma yüzeylerine fenolphtalein çözeltisi püskürtülerek ölçülmüştür. Serbest Ca(OH)2 pembe renk gösterirken, karbonatlaşmış kısımlar renk değişimine uğramamaktadır. Su içerisinde kür edilen numunelerde karbondioksit gazının sızmasının mümkün olmaması nedeniyle ıslak küre maruz betonlarda

%65 bağıl nemde tutulan 210 günlük sadece uçucu kül katkılı beton numunelerinde yapılmıştır. Uçucu küllü betonların karbonatlaşma derinliği, beton numunelerinin ikiye bölünmüş kırılma yüzeylerine fenolphtalein çözeltisi püskürtülerek ölçülmüştür. Serbest Ca(OH)2 pembe renk gösterirken, karbonatlaşmış kısımlar renk değişimine uğramamaktadır. Su içerisinde kür edilen numunelerde karbondioksit gazının sızmasının mümkün olmaması nedeniyle ıslak küre maruz betonlarda

Belgede İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI (sayfa 108-0)