Rötreye Etki Eden Parametreler

Hacim değişikliği olarak ifade edilen rötre, genellikle kuruma ve kimyasal rötrenin toplamıdır, toplam ise zamanla azalan oranla artar. Zaman sonsuza ulaştığında rötre son değerini alır ve betonun kurumasına neden olan bütün faktörlere bağlıdır. Bu faktörler, karışım özellikleri (özellikle bağlayıcının türü ve miktarı, su muhteviyatı, su/çimento oranı, ince agreganın kaba agregaya oranı, agrega türü), sıcaklık ve bağıl nem, numunenin boyutu ve şeklidir.

Çimento; Betonda rötreyi etkileyen en önemli özelliklerden birisidir. Çimento dozajı ile rötre arasında doğrusal bir ilişki kurulabilir. Kendiliğinden yerleşen betonun reolojisini elde etmek için, daha büyük miktarda çimentoya ihtiyaç duyulmaktadır.

Daha yaygın olarak, daha büyük macun hacimleri ve daha düşük agrega hacmi olan betonların daha büyük büzülme sergilediği bilinmektedir. Bu nedenle, KYB’nin geleneksel betonlardan daha fazla büzülmesi olduğu varsayılmaktadır.

Betonda kullanılan çimento hamurunun yoğunluğu arttıkça, çimento hamurunu oluşturan tanecikler arası mesafe, C-S-H jellerinin birbirlerine yakınlaşması sonucu azalacak ve rötreyle daha fazla karşı karşıya kalınacaktır.

Çimentonun kimyasal yapısını oluşturan ana malzemeler C3S, C2S, C3A ve C4AF’nin de rötre üzerinde etkili olduğu söylenebilir. C3A’nın hidratasyon üzerinde ki etkisi rötre üzerinde olumsuz bir etki yaratır. Erken priz alması ve yanlış yerleşmesi, su içerisinde Ca ve SO4 tuzları ile reaksiyona girmesi sonucu, yan ürünler oluşturması, betonu dayanıklılık açısından olumsuz etkiler. C3S’in fazla olması yine erken hidratasyon nedeniyle olumsuz bir özellikken, C2S’in

hidratasyonu yavaşlatması rötrenin azalmasında olumlu bir etki yaratır [11].

Çimentonun inceliğinin artması, karışım kompozisyonların da gerekli su ihtiyacını artıracağından, rötreyi artıran faktörlerdendir.

S/ç oranı da rötreye etki eden önemli parametrelerden birisidir. Hacim değişikliği sonucu oluşacak birim boy değişiminin ana etkeni, beton bünyesinden uzaklaşan su miktarıdır. Su çimento hamurunda değişik şekillerde görülebilir. Bunlar; suyun çimento ile kimyasal reaksiyona girmesi ile kimyasal bağlarla tutunan kristal suyu, C-S-H jelleri tarafından absorbe edilen su, boşluklarda bulunan kapiler su olarak tarif edilir. Bu suların bulunma şekillerine göre beton bünyesinden uzaklaştırılmaları farklı olup, birim rötreye etkileri farklıdır [88].

Dizayn edilen betonda s/ç oranı yüksek seçilmesiyle, toplam su içeriğinin arttırılması büzülmeyi artırma eğiliminde olacaktır. Beton içerisinde ki kapiler boşluklar artacak ve buharlaşmanın daha kolay olması nedeniyle büzülme miktarı artacaktır. Aynı zamanda dayanım daha düşük olacak, dayanımın düşük olması çatlakların oluşması gibi dayanıklılığı da etkileyecektir.

Su içeriği ve çimento içeriğinin birleşik etkileri Şekil 2.26’da gösterilmektedir.

Çimento içeriğini 335'den 450 kg / m3'e (564 ila 752 lb/yd³) arttırmak, 290'dan 560 mikrostraine bir büzülme artışı ile sonuçlanır; bu 0.40'lık bir s/ç için yaklaşık % 90'lık bir artış olur [77].

Şekil 2.26. s/ç, çimento ve su içeriğinin uzun süreli büzülme üzerine etkisi [77].

Agrega’nın rötreyi etkileyen unsurlardan bir tanesi, agreganın cinsidir. Betonda kullanılan hafif agregaların, ağır agregalara göre daha fazla boşluk oranına sahip olduğundan rötre oranı daha yüksektir. Ancak bazı çalışmalarda ıslatılarak kullanılan hafif agregaların, normal ağır agrega kullanılarak üretilen betonlardan daha az rötre yaptığı sonucuna da ulaşmışlardır. Agrega tanelerinin küçük olması ve düşük elastite modülüne sahip olması birim rötre üzerinde olumsuz etkiye sahiptirler [88].

Betonun potansiyel büzülmesini etkileyen en önemli faktörlerden biri, çimento macununun büzülmesini sınırladığı için, bir karışımdaki toplam agrega hacmidir.

Agreganın beton karışım içerisindeki hacimsel oranların, büzülme üzerindeki etkisi şekil 2.27’de gösterilmekte olup, formül 1 de agrega hacmi üzerinden formülize edilen rötre hesabı verilmiştir. Karışım içerisinde kullanılan agrega hacminin artması, büzülmeyi asıl etkileyen parametre olan çimento hamur hacminin azalmasına neden olacağından rötreyi azaltacaktır.

Şekil 2.27. Agrega hacimsel içeriğinin beton kuruma büzülmesine etkisi [77].

𝑆

𝑆

(1 − 𝑔)

S_c = betonun büzülmesi S_p = macunun küçülmesi

g = agrega hacimsel fraksiyon n = değişkendir.

Önerilen n değerleri 1,2 ve 1,7 arasındadır. Genel inşaatta kullanılan çoğu beton, 0.6 ila 0.8 arasında agrega volümetrik fraksiyonlara sahiptir [77].

Betonda Mineral katkılar kullanmak su ihtiyacını artıracağından, rötrenin bu artan su ihtiyacından olumsuz etkilenmesi beklenir. Fakat bazı çalışmaların sonuçları bunun aksinin olabileceğini, iyi kür koşullarında, mineral katkıların belirli oranlarda kullanımının rötreyi negatif yönde etkilemediğini savunmuşlardır. Farklı kimyasal katkıların da büzülmeye etkileri farklı olmaktadır. SRA ile herhangi bir kimyasal katkıyı kullanırken üretici firmanın hazırladığı kullanım kılavuzunu dikkate almak gerekmektedir.

Geçirimlilik, betonun sağlıklı yerleşmesiyle alakalı olup, sağlıklı bir şekilde yerleşemeyen betonlarda iyi sıkışmamadan dolayı boşluklar oluşacaktır. Mevcut suyun betondan uzaklaşma hızı geçirimlilik ile doğru orantılı olup, rötreyi etkileyen unsurlardandır. KYB’nin iyi yerleşeme ve sıkışmasından dolayı ve boşluk oranın daha olması nedeniyle geçirimlilik açısından geleneksel betonlara göre daha az rötre ile karşı karşıya kalır [88].

Betonun toplam hava içeriği % 8'den az olduğunda, genellikle kuruma büzülmesinin büyüklüğü üzerinde herhangi bir etkisi yoktur [77].

Ortam koşulları da rötreyi direkt olarak etkileyen unsurlardandır. Sıcaklık, rüzgar koşulları, nem içeriği gibi etkenler beton içeriğinden bağımsız olarak rötreyi azaltıp ya da artırabilirler. Düşük nem, fazla rüzgar, yüksek sıcaklık gibi koşullar rötreyi artırırlar. Yüksek sıcaklıkların tek başına büzülme üzerindeki etkisi, bağıl nemin azaltılmasından daha az belirgindir.

1990 CEB FIP Modeli Kodu (1990), büzülme zaman hızını ve son büzülmeyi ayarlamak için denklemleri göstermektedir. Uzun süreli yüksek sıcaklıklara maruz kalan tipik bir yapısal beton için, 1990 CEB-FIP Model Kodu, sıcaklık artışından 23°

C'den 60°C'ye kadar sabit nispi nem altında, yaklaşık % 6 oranında büzülme zaman hızında bir artış ve yaklaşık % 15 oranında bir nihai büzülme oranında bir artış öngörür [77].