Köpük katkılı kontrollü düşük dayanımlı hafif malzemeler

Bu bölümde bünyesinde belli oranlarda önceden şekillendirilmiş köpük bulunduran düşük birim ağırlığa sahip KDDM karışımları (hafif KDDM, H-KDDM) üzerinde durulmuştur. Önceden şekillendirilmiş köpük, köpük konsantrelerinden veya gaz oluşturan kimyasallardan meydana gelen hava gözeneklerinden oluşur. H-KDDM karışımlarında köpük kullanmak karışımın standart KDDM karışımlarına göre daha hafif olmasına olanak verir. Köpük, H-KDDM bileşimlerinde hamurun yanında sabit hava boşlukları veya gözenek yapıları elde etmek için kullanılır. H-KDDM karışımları hazır karışım santrallerinde veya özel olarak tasarlanmış şantiye santrallerinde hazırlanabilir. Köpük, H-KDDM karışımlarına hazır karışım tesislerinde karıştırma sırasında, çalışma alanındaki transmikserlere veya özel olarak tasarlanmış şantiye karıştırma tesislerinde harmanlama işlemleri esnasında direkt olarak mikserin içine katılabilir.

2.2.8.1 Uygulamalar

H-KDDM karışımları standart KDDM karışımlarının kullanımının uygun olduğu yerlerde alternatif olarak kullanılabilir. H-KDDM’ler genellikle birim hacim ağırlıklarına göre tasarlanırlar. Düşük birim hacim ağırlığına sahip karışımların elde edilebilmesi özellikle zayıf zemin koşulları ile karşılaşıldığında ve dolgunun ağırlığının minimize edilmesinin gerekli olduğu durumlarda avantajlıdır. H-KDDM yalıtım ve izolasyon dolgusu olarak da etkilidir. H-KDDM karışımlarına özgü hava boşluklu veya gözenekli yapı dolgu malzemesine termal yalıtım sağlar ve bazı şok emici özellikler kazandırabilir.

2.2.8.2 Malzemeler

Portland çimentosu çoğu H-KDDM karışımında kullanılan tipik bir bağlayıcıdır. Katkısız çimento hamurlu H-KDDM karışım esnasında hamura köpük eklemek suretiyle üretilebilir. Köpük ile sürüklenmiş hava H-KDDM karışımlarında başlıca yer kaplayan bileşendir. H-KDDM, uçucu kül, kum gibi mineral dolgular içerecek şekilde de tasarlanabilir. Karışımlarda standart olmayan bağlayıcılar veya mineral dolgu malzemeleri kullanılacaksa öncül deneylerin yapılması önerilmektedir.

Genellikle bütün köpükler köpük üreteci olarak bilinen aletler ile üretilmektedir. Bu köpük üretim aletleri belirli bir köpük oluşturucu katkı ile kullanılmak üzere

18

yapılandırılabilirler. Özel köpük üretim tavsiyeleri için kullanılacak köpük üretici katkının imalatçısına danışılmalıdır.

Köpük oluşumunda kullanılan katkı maddesi, H-KDDM’nin karışım, yerleştirme ve sertleşme süreçlerinde oluşacak fiziksel ve kimyasal kuvvetlere karşı koyabilecek derecede istikrarlı hava gözenekleri oluşturma kapasitesine sahip kimyasal içerikte olmalıdır. Eğer karışımdaki hava boşluğu veya gözeneksel yapı stabil değilse malzemenin birim ağırlığı da üniform olmaz. Köpük katkılarıyla ilgili değerlendirmelerin prosedürleri ASTM C 796 ve ASTM C 869 standartlarında yer almaktadır.

2.2.8.3 Özellikler

H-KDDM’nin özellikleri genellikle yoğunluğa bağlıdır. Standart bileşenler kullanıldığında H-KDDM köpük imalatçısının belirttiği aralıklarda özelliklere sahip olur. Standart olmayan malzemeler kullanıldığında deneme üretimleri yapılıp teorik tahminleri destekleyici deneyler gerçekleştirilmelidir.

H-KDDM’nin en belirgin özelliği kullanım birim hacim ağırlığıdır. Çizelge 2.2 kullanım birim hacim ağırlıklarını minimum basınç dayanım değerlerine göre uygun aralıklara bölmüştür. Sınıf VI ve VII özel uygulamalara göre daha küçük aralıklara da ayrılabilir.

Çizelge 2.2 : Hafif KDDM’lerin birim hacim ağırlıklarına göre genel dayanım özellikleri (ACI 229R).

Sınıf Kullanım Birim Hacim Ağırlığı (kg/m3)

Minimum Basınç Dayanımı (MPa) I 290-380 0,1 II 380-480 0,3 III 480-580 0,6 IV 580-670 0,8 V 670-800 1,1 VI 800-1300 2,2 VII 1300-1900 3,4 2.2.8.4 Karışım oranları

H-KDDM karışım hesapları genellikle amaçlanan kuru birim hacim ağırlığının ve minimum basınç dayanımının belirlenmesi ile başlar. Bu parametrelerle karışım bileşenleri rasyonel bir temel üzerine tasarlanır. Temel H-KDDM karışımları

19

bağlayıcı olarak çimento, su ve köpükten oluşur. Bu temel bileşenlere ek olarak puzolan veya yoğunlaştırıcı malzeme olarak uçucu kül kullanılabilir. 800 kg/m3’üstünde birim ağırlıklar elde etmek için kum agregalar da kullanılabilir. Ortaya çıkacak malzemenin sahip olması istenen fiziksel özelliklere (yoğunluk, basınç dayanımı vs.) göre karışım oranlarının ayarlanmasından genellikle köpük konsantresinin imalatçısı sorumludur.

2.2.8.5 Yapım Harmanlama

H-KDDM karışımlarının karıştırılma işlemi gerekli suyun tartılıp mekanik miksere konması ile başlar. Portland çimentosu, uçucu kül veya agrega miksere konulmadan önce ayrı ayrı tartılır. Bileşenler üniform bir kıvama geldiğinde gerekli miktarda köpük eklenir. Karışıma eklenecek köpük miktarı kalibrasyonu yapılmış olan enjeksiyon püskürtme ağzının yardımı ile veya hacmi bilinen bir kabın doldurulup tartılması suretiyle belirlenebilir. Köpük üretecinin ve karıştırma aparatının hassaslığı en son ortaya çıkacak olan karışımın birim ağırlığı ve tekrar üretilebilirliği açısından kritiktir.

Karıştırma

Köpük eklenmeden önce tüm bileşenler üniform karışım elde edinceye kadar karıştırılmalıdır. Karışım bileşenlerinin düzgün bir şekilde kombine etmek için yeterli karıştırma işlemi ve hızı uygulanmalıdır. Sade veya uçucu kül içeren çimento hamurlarının karışımı için güçlü karıştırma yetisine sahip yüksek hızlı pedallı mikserler tercih edilir. Kamyon mikserler H-KDDM karışımını kolayca karıştırıp köpük eklenmeye müsait kıvama getirebilirler. Sade çimento veya çimento-uçucu kül hamur karışımları hazırlanırken kamyon mikserler kullanılacaksa daha uzun karıştırma zamanları gerekli olabilir. Hacimsel karışım gibi diğer karışım süreçleri de uygulanabilir. Karıştırma prosedürleri ile ilgili özel önerilerden ve kabul edilebilir karıştırma ekipmanlarından köpük katkısının üreticisi sorumludur.

Yerleştirme

H-KDDM boşaltma kanalları, kovalar, kepçeler veya pompalar ile yerleştirilebilir. Yerleştirme metodu hava içeriğinin kaybolmasına neden olarak birim ağırlık değişimlerine sebebiyet vermemelidir. Genellikle sahada üretilmiş H-KDDM’ler kullanım yerine kadar pompalar ile iletilir. Titreşimsiz sabit bir akım sağlayan ve

20

mikser ile döküm yeri arasında hava hacmi kayıplarını minimuma indiren, kavite ilerlemeli pompalar kullanılabilir. Bu metotla H-KDDM 300 m’ye kadar pompalanabilir.