Çalışma kapsamında üretilen numuneler İstanbul Teknik Üniversitesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında üretilmişlerdir.
Boyuna ve enine donatılar Ek B’de detayları verilen poz numaralarına göre uygun boylarda kesilmiş ve demir anahtarı ile şekillendirilmiştir. Boyuna donatılar mesnetlerde 90o açı ile bükülmüştür, Şekil 2.3. Enine donatılar 1998 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmeliği’nde (ABYYHY) belirtildiği gibi uçları 135o
açı ile bükülerek kancalı biçimde değil mevcut kolon donatılarında olduğu gibi 90o
bükülerek yapılmıştır. Burada amaç mevcut yapılarda karşılaşılan tasarım kusurlarını mümkün olduğunca numunelere yansıtmaktır. Şekil 2.2’de enine donatı detayı görülmektedir.
Şekil 2.3 Donatı Detayları
Test bölgesinde iki farklı kesitte tüm donatılara ve birleşim bölgesinden sonraki 2. enine donatının tüm kollarına şekildeğiştirmeölçerler yapıştırılmıştır. Şekildeğiştirmeölçerler yapıştırılmadan önce donatı yüzeyleri zımparalanarak pas ve imalattan kaynaklanan kaplama malzemesinden arındırılmıştır. Zımparalamadan kaynaklanan toz asetonlu pamuk yardımı ile alınmış ve yüzey yapıştırılmaya hazır hale getirilmiştir, Şekil 2.4.
Şekil 2.4 Şekildeğiştirmeölçer Yapıştırılmadan Önceki Yüzey Hazırlığı Hazırlanan yüzeylere Cyanoacrylat içerikli Pattex marka güçlü yapıştırıcılar kullanılarak şekildeğiştirmeölçerler yapıştırılmış ve yapıştırmanın tam anlamı ile sağlanması için yapıştırılan şekildeğiştirmeölçer üzerine bir dakika süre ile sabit
verilmiştir. Yapıştırılan şekildeğiştirmeölçerler suya karşı yalıtılmak amacı ile N-1 yalıtım malzemesi ile iki kat izole edilmiştir, Şekil 2.6. Bu uygulamanın ardından şekildeğiştirmeölçerlerin hem su yalıtımını sağlamak hem de beton dökümü esnasında zarar görmelerini önlemek amacı ile bitum esaslı VM (Vinil Mastik) ile izole edilmiş ve daha sonra VM bandın üzerine ayrı bir izolasyon bandı sarılmıştır. Bu işlem yapılırken mümkün olduğunca donatı üzerinde az bir kısmın izole edilmesine gayret sarf edilerek bu izolasyon bantlarının beton ile donatı arasındaki aderansda yaratacağı olumsuz etkinin en azda tutulması istenmiştir.
Şekil 2.5 Şekildeğiştirmeölçerin Yapıştırılması
Şekil 2.6 N-1 ile Yalıtılmış Şekildeğiştirmeölçer
Yapıştırılan tüm şekildeğiştirmeölçerlerin kablolarına o şekildeğiştirmeölçerin konumunu belirten etiketler yapıştırılarak kalıp dışına alınmış ve beton dökümü sırasında zarar görmemesi için muhafaza edilmişlerdir. Şekildeğiştirmeölçerlerin kabloları kalıp dışına donatı üzerinde en kısa yolu takip edecek şekilde iki grup
numuneler sıkıştırılmış ahşap malzemeden üretilen ve kalıp yağı ile yağlanan kalıplara yerleştirilmişlerdir. Şekil 2.7’de numunelerin beton dökümünden önceki son halleri görülmektedir.
Şekil 2.7 Şekildeğiştirmeölçerlerinin İzolasyon İşlemi Tamamlanmış Numunelerin Beton Dökümünden Önceki Son Hali
Bu aşamadan sonra numunelerin üretim aşaması hepsi aynı gün ve aynı mikserden alınan hazır beton kullanılarak tamamlanmıştır. Betonun kalıba alınması esnasında su/çimento oranın yüksek olmasına karşın yerleşmenin iyi olmasını temin etmek amacıyla vibratör kullanılmıştır, Şekil 2.8.
Numuneler üretildikten sonra mesnet bölgesinde oluşan hasarın önüne geçmek amacı ile mesnet bölgeleri 3 kat karbon lif takviyeli polimer (CFRP) tabakası ile sarılmıştır. CFRP uygulamasından önce köşeler 2 cm yarıçapında yuvarlatılmış beton yüzeyindeki zayıf tabaka zımparalanarak kaldırılmıştır. Tozdan tamamen arındırıldıktan sonra beton yüzeyin tutunma yeteneğini arttırmak amacıyla astar uygulanmış, daha sonra yüzeydeki boşlukları kapatmak amacıyla macun uygulaması yapılmış ve son olarak epoksi yapıştırıcı kullanılarak CFRP tabakaları sarılmıştır. CFRP uygulaması ile ilgili adımlar Şekil 2.9’da verilmiştir.
Şekil 2.9 Mesnetlerde CFRP Uygulaması
2.4 Öndöküm ÇLTB Manto Panellerinin Tasarımı
Güçlendirme panellerinin üretiminde elemanların hem dayanım hem de süneklik bakımından iyi sonuç vermesi için iki farklı tipte çelik lif kullanılmıştır. Bu çelik liflerden kısa olanı (OL6/0.16) yüksek dayanım için, uzun ve kancalı uçlu olanı (Dramix ZP30/0.55) sünekliği arttırmak için kullanılmıştır [32]. Çelik lifin taze betonun işlenebilme özelliğini önemli ölçüde bozması sebebiyle güçlendirme panellerinin tasarımı aşamasında deneme karışımları yapılmıştır. Deneme karışımlarının amacı üretimde kullanılacak işlenebilir uygun karışımı elde etmek olmuştur.
2.4.1 Deneme KarıĢımları
çelik lif ve hiperakışkanlaştırıcı tipi aynı kalmak kaydıyla miktarları değiştirilmiştir. Deneme karışımlarında karıştırma sırası, süresi ve malzeme miktarları değiştirilerek uygun karışım elde edilmeye çalışılmıştır. Tüm deneme karışımlarında iki farklı karıştırma sırası izlenmiştir, Tablo 2.2. Bu amaçla 10 deneme karışımı gerçekleştirilmiş ve her bir karışım 200x200x20 mm boyutlarındaki kalıplara dökülerek karışım içerisindeki çelik lif dağılımının üniform olup olmadığı, beton yüzeyinin mala ile kolayca düzeltilip düzeltilemediği gözlenmiştir.
Tablo 2.2 Karıştırma Sıraları Karışım
Sırası 1 2
1. Adım Silis Dumanı + Çimento Silis Kumu (Kalın) + Silis Dumanı 2. Adım Silis Kumu (Kalın + İnce) Silis Kumu (İnce) + Çimento 3. Adım %50 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı) Çelik Lif (OL6/0.16)
4. Adım Çelik Lif (OL6/0.16) Çelik Lif (ZP30/0.55)
5. Adım Çelik Lif (ZP30/0.55) %50 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı) 6. Adım %25 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı) %25 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı) 7. Adım %25 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı) %15 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı)
8. Adım - %10 (Su + Hiperakışkanlaştırıcı)
Deneme karışımları İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Yapı Malzemesi laboratuarında 2 dm3
kapasiteli düşey karıştırıcıda yapılmıştır, Şekil 2.10.
2.4.1.1 I. Grup Deneme KarıĢımları
Bu karışımlarda 1. karıştırma sırası izlenmiştir. Her bir adımda karıştırma haznesine konulan malzemenin bir dakika karışması sağlandıktan sonra diğer malzeme karıştırma haznesine konulmuştur. Ancak karışıma en son eklenen su ve hiperakışkanlaştırıcıdan sonra 30 saniye kadar karıştırma işlemine devam edilmiş ve beton kalıba alınmıştır. Bu grupta iki deneme karışımı üretilmiştir. Bu karışımlar Tablo 2.3’de verilmiştir.
Deneme karışımı 1’de çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.30:0.30:0.020:0.35 olarak alınmış ve karışımda hacimce %1 OL6/0.16 çelik lifi ve %1 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Bu karışım ile çok akıcı bir beton elde edilmiş ancak betonun kalıba alınması sırasında çelik lifin karıştırma teknesinin altında toplanarak kaldığı ve çelik lif dağılımının homojen olmadığı gözlemlenmiştir.
Deneme karışımı 2’de su miktarı azaltılmış, lif miktarı arttırılmıştır. Buna göre çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.020:0.25 olmuş ve karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Bu karışım ile çok katı bir beton elde edilmiş kalıba alınması mümkün olmamıştır.
Tablo 2.3 I. Grup Deneme Karışımları
K arışım N o D enem e 1 D enem e 2
Ç imento (k g ) 9 8 8 .0 0 9 9 2 .4 2
S ilis D umanı (k g ) 1 4 8 .2 0 1 4 8 .8 6
S ilis K umu (İnce) (k g ) 2 9 6 .4 0 3 9 6 .9 7
S ilis K umu (K alın) (k g ) 2 9 6 .4 0 3 9 6 .9 7
H iperakışkanlaştırıcı (k g ) 1 9 .7 6 1 9 .8 5
S u (l) 3 4 5 .8 0 2 4 8 .1 1
Ç elik Lif 1 (D =0.16, L=6) (k g ) 7 1 .7 0 1 4 3 .4 0
Ç elik Lif 2 (D =0.55, L=30) (k g ) 7 8 .5 0 1 5 7 .0 0
S u/Ç imento 0 .3 5 0 .2 5
S u/(Ç imento +S ilis D umanı) 0 .3 0 0 .2 2
Ç o k akıcı. K alıba kendiliğinden yerleşti. Ç elik teller ho m o jen dağılmadı. Ç o k kuru. İlave su ile kıvam verildi. H o m o jen bir karışım o lmadı. K arıştırma S ırası S o nuç I
2.4.1.2 II. Grup Deneme KarıĢımları
Bu karışımlarda 2. karıştırma sırası izlenmiştir. Her bir adımda karıştırma haznesine konulan malzemeden sonra bir dakika karışması sağlandıktan sonra diğer malzeme karıştırma haznesine konulmuştur. Karışım tamamen kuru yapıldıktan sonra son olarak kademeli bir biçimde su + hiperakışkanlaştırıcı karışımı konulmuştur. Son olarak konulan %25 (su + akışkanlaştırıcı) karışımından sonra karışımın 30 saniye karışması sağlanmış ve kalıba alınmıştır. Bu grupta beş deneme karışımı yapılmış ve sonuçları Tablo 2.4’de özetlenmiştir. Bu karıştırma sırasında aşağıdaki adımlar izlenmiştir.
Deneme karışımı 3’de su miktarı karışım 2 den daha fazla, karışım 1 den daha azdır. Buna göre çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.020:0.30 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Karıştırma esnasında II. karışım sırası izlenmiştir. Plastik kıvamda bir beton elde edilmiştir. Çelik liflerin taze beton içerisinde topaklanmadığı ve
Deneme karışımı 4’de karışım 2’den farklı olarak hiperakışkanlaştırıcı miktarı arttırılmış ve su miktarı azaltılmıştır. Buna göre çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.023:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Çok katı ve kalıba yerleşmesi çok zor bir beton elde edilmiştir.
Deneme karışımı 5’de su ve hiperakışkanlaştırıcı miktarı karışım 4 ile aynı olacak şekilde alınmış fakat çelik lif miktarları azaltılarak çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.023:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %1.5 OL6/0.16 çelik lifi ve %1.5 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Bu karışımdan elde edilen beton çok kuru olmuştur.
Deneme karışımı 6, karışım 4 ile benzer karışım oranına sahip ancak akışkanlaştırıcı miktarı daha fazladır. Çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.030:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Arttırılan hiperakışkanlaştırıcı miktarına karşın elde edilen beton kıvamı deneme karışımı 5’e benzer olmuştur.
Deneme karışımı 7, tüm deneme karışımları içersinde en yüksek akışkanlaştırıcı miktarına sahip olandır. Çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.050:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Karıştırma esnasında II. karışım sırası izlenmiştir. Bu karışımdan elde edilen beton katı plastik kıvamdadır ve kalıba alınıp yüzey düzeltmesi zor olmuştur.
Tablo 2.4 II. Grup Deneme Karışımları
K arışım N o D enem e 3 D enem e 4 D enem e 5 D enem e 6 D enem e 7
Ç imento (k g ) 9 4 3 .1 6 9 8 9 .5 4 9 9 9 .9 6 9 8 2 .8 7 9 6 4 .3 1
S ilis D umanı (k g ) 1 4 1 .4 7 1 4 8 .4 3 1 4 9 .9 9 1 4 7 .4 3 1 4 4 .6 5
S ilis K umu (İnce) (k g ) 3 7 7 .2 6 3 9 5 .8 2 3 9 9 .9 8 3 9 3 .1 5 3 8 5 .7 2
S ilis K umu (K alın) (k g ) 3 7 7 .2 6 3 9 5 .8 2 3 9 9 .9 8 3 9 3 .1 5 3 8 5 .7 2
H iperakışkanlaştırıcı (k g ) 1 8 .8 6 2 2 .7 6 2 3 .0 0 2 9 .4 9 4 8 .2 2
S u (l) 2 8 2 .9 5 2 4 7 .3 8 2 4 9 .9 9 2 4 5 .7 2 2 4 1 .0 8
Ç elik Lif 1 (D =0.16, L=6) (k g ) 1 4 3 .4 0 1 4 3 .4 0 1 0 7 .5 5 1 4 3 .4 0 1 4 3 .4 0
Ç elik Lif 2 (D =0.55, L=30) (k g ) 1 5 7 .0 0 1 5 7 .0 0 1 1 7 .7 5 1 5 7 .0 0 1 5 7 .0 0
S u/Ç imento 0 .3 0 0 .2 5 0 .2 5 0 .2 5 0 .2 5
S u/(Ç imento +S ilis D umanı) 0 .2 6 0 .2 2 0 .2 2 0 .2 2 0 .2 2
P lastik kıvamda. K alıba yerleşmesi zo r o ldu. K arışım ho m o jend i. Ç o k kuru. Ç o k kuru. Ç o k kuru. S u ilavesi ile işlenebilir hale g eld i. H o m o jen bir karışım o ldu K atı plastik kıvamda. K alıba ko nması ve yüzey düzeltmesi zo r. S o nuç K arıştırma S ırası II
2.4.1.3 III. Grup Deneme KarıĢımları:
Karıştırma sırası olarak II. grup denemelerinde takip edilen sıra izlenmiş ancak bundan farklı olarak kademeli olarak su + hiperakışkanlaştırıcı karışımının tamamı konulduktan sonra karışımın yaklaşık 10 dakika karışması sağlanmıştır. Su + hiperakışkanlaştırıcı konulduktan sonra karıştırma süresi uzatıldığında karışımının hiperakışkanlaştırıcının etkisi ile zaman içerisinde işlenebilirliğinin iyileştiği gözlemlenmiştir. Bu grupta üç deneme karışımı yapılmış ve sonuçlar Tablo 2.5’de özetlenmiştir.
Deneme karışımı 8, deneme karışımı 2 ile tamamen aynı olup karıştırma sırası ve süresi farklıdır. Buna göre çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.020:0.25 olmuş ve karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Bu karışım neticesinde katı plastik kıvamda işlenebilirlik bakımından iyi olmayan bir beton elde edilmiştir.
Deneme karışımı 9, karışım 8’den daha fazla akışkanlaştırıcı miktarına sahiptir. Çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.025:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Deneme
karışımı 8’de elde edilen betonun kıvamına yakın ancak yüzey düzeltmesi daha kolay bir beton elde edilmiştir.
Deneme karışımı 10, deneme karışımı 6 ile tamamen aynı olup karıştırma sırası ve süresi farklıdır. Çimento : silis dumanı : silis kumu (ince) : silis kumu (kalın) : hiperakışkanlaştırıcı : su oranları ağırlıkça sırası ile 1:0.15:0.40:0.40:0.030:0.25 olarak alınmıştır. Karışımda hacimce %2 OL6/0.16 çelik lifi ve %2 ZP30/0.55 çelik lifi kullanılmıştır. Arttırılan hiperakışkanlaştırıcı miktarı ile plastik kıvamlı kalıba alması ve yüzey düzelmesi zor olmayan, çelik liflerin beton içersinde homojen dağıldığı bir karışım elde edilmiştir.
Tablo 2.5 III. Grup Deneme Karışımları
K arışım N o D enem e 8 D enem e 9 D enem e 1 0
Ç imento (k g ) 9 9 2 .4 2 9 8 7 .6 3 9 8 2 .8 7
Silis D umanı (k g ) 1 4 8 .8 6 1 4 8 .1 4 1 4 7 .4 3
Silis K umu (İnce) (k g ) 3 9 6 .9 7 3 9 5 .0 5 3 9 3 .1 5
Silis K umu (K alın) (k g ) 3 9 6 .9 7 3 9 5 .0 5 3 9 3 .1 5
H iperakışkanlaştırıcı (k g ) 1 9 .8 5 2 4 .6 9 2 9 .4 9
S u (l) 2 4 8 .1 1 2 4 6 .9 1 2 4 5 .7 2
Ç elik Lif 1 (D =0.16, L=6) (k g ) 1 4 3 .4 0 1 4 3 .4 0 1 4 3 .4 0
Ç elik Lif 2 (D =0.55, L=30) (kg) 1 5 7 .0 0 1 5 7 .0 0 1 5 7 .0 0
Su/Ç imento 0 .2 5 0 .2 5 0 .2 5
Su/(Ç imento +Silis D umanı) 0 .2 2 0 .2 2 0 .2 2
K atı plastik kıvamda. H o m o jen dağılım. Y üzey düzeltme ko lay değil. D enem e karışımı 8'e benzer. Y üzey düzeltmesi karışım 8'den biraz k o lay. Plastik kıvamlı. D enem e karışımı 8 ve 9 'd an d aha akışkan. So nuç II K arışım Sırası
Sonuç olarak deneme karışımı 10’dan elde edilen betonun uygun işlenebilirliğe sahip olması, kalıba alma ve yüzey düzeltme işleminin nispeten kolay olması ve çelik liflerin beton içerisinde homojen dağılması sebebiyle güçlendirme panellerinin üretiminde bu karışım kullanılmıştır.
2.4.2 Güçlendirme Panellerinin Boyut ve Özellikleri
Çalışmada iki farklı kalınlıkta ve iki farklı geometriye sahip paneller üretilmiştir. ÇLTB Panel eleman boyutları ve geometrik özellikleri Şekil 2.11’de, Panel birleşim detayları Şekil 2.12’de görülmektedir.
Ç L T B M anto Panelleri Ç L T B M anto Panelleri B irlesim A lt K o lo n Ü st K o lo n Ç L T B M anto Panelleri Ç L T B M anto Panelleri Ç L T B M an to T ip 2 Ç L T B M an to T ip 1
(T üm birim ler m m 'dir)
Şekil 2.11 ÇLTB Manto Panel Boyutları
Ç L T B M anto T ip 1 K öşe D etayı Ç L T B M anto Panelleri Ç L T B M anto T ip 2 K öşe D etayı Ç L T B M anto Panelleri
Şekil 2.12 ÇLTB Manto Panel Köşe Detayları