IlAURAN ONiJTRSinsi
GAP 2. l\1UI/ENIJis!.iK KUN(;UESi - 1998 /Jiltliriler Ki(l/b,
CAM Li!<"iNiN HETONUN BASIN( DAYANIMI (jzl~RiNDEKi Kudsi iu~ iLGiLi OiR ARA~TmMA
Servel VILDIZ' Zullli <;:mar IILUCAN"
()ZET: Son YllIardan ocrj Avrupa\la VI: digcr gdi\'lI1i~ liIkclcrtk dcgi~ik liirddi !ilk, "' kalkt~t ilc Orctikn lil1i hclonlar \)Oyiik bir ba,;anyl:t vc gi<kr(.:k yaygll1la~al1 bir ,cklidc klillulllimaklathr. Sal1ayi al'g' olarak elde cdikll ~c,.;illi lilkrill :'''I1I1,da U/TI ol;lIak hll "111m,: i<,:in iiretilclI litler dc kullul11lnl"kl:td,r. lIelol1<1" CII :;Ik knlhnllal1 lil1e.; ",'ilk,
p(}lipropilcn, cain. tnika ve kcvlar gihi IitkHI!r. j,irj; hctOH ;_u, '-~lU\I:nl\' inn- v;: 1.-;lh;1
agn~gn vc hc10nun 1\:inc g~~Ii:;,;ig{j:l.c!L\td.HU',; Hldal nayk!1L C;\liI~ f.:('hk pl1!JprnpikTl. 1nika. kevlar ve bcnzcri ~.dhi li.l1crdcn ohr;~1!1 hil 1,)(lul1 tlirUdO, liner IWfllild\ III-,wlni i ile tmllml:tn:thiii.k. ki bll "rail IiI' hO}'II\I\I\I (I.) lit
';"1"\1"
(I)) hiilUnll.idiii I II ",.Kimjlito,k:;1 isc lit' hacrninin l}t'lnn dolu hacrui j'":i!\\-',,.lulluf',u ',ii/.devi \ '>1 11l1'ttctiir.
Taritimkn de :",la~"lac",'.I uze.c hili klp!1 1\1'1.,,;1\ 'wlc'l1nl1 hi! ,e"li.1 kal~1 11I"d.j,";iylc takviyc nlilmi~; hi, ; ,i, iidOr.
Ikl."nnn dil:,:ilk y('!;rIlC day,wlnll, I',cvrd. bit" lII,lil""" oh.;:;IL li"l. \<\1\11111:<.1<:11 doJ;,yt olu~an 1,::,I,,-)01.-Jr,1',~;n~~crihndj vc kiitk' 0111:11111,du','- \'\J1d11J.I~Hlil H\'1k.lH ohnayun ycrlcnk b,,{!~t;111ldarh.c V~' Y_1fulmnYH f11~"\l/. k,dd!~~1 :n In~k. dl'\;~qHli \
" ynk:.a.:k JSI dett:..;p"i ~.;mth1rl11(1~.\ hchlIUlH Isl:'llIlcn !11i?lvdc VHf'ik F_\_~nl}!";1I1I ('n!(dlemeklcdir. 1\...;:trll;lr alllll<la "ch.""" ihliy;\(,\ ,:..>:,1' .:n('h,\':,', k",I..I.!(' 1...,,1.1
In:l(hh.~:-;i ilc. l;lkv!y('\~ ~.;arIjJL :\rlan ha~;IIH~' \.'c I,"cknw d:I\',I!J!111! .1<1:-;11.<,1(1- lJ}<\dqhi r.bztanddII 1i',! VI' \.'iik:-;(''k darbc Jl1\!k;1V\.~H1("i ik Idli he1up hi il\li\;'I\I:lf I q'
vCIl'h.kt~(~k hi.- "l;)I"1(~nH.~ o!:\r:,I-; \Jygllimwi :;a!1~t:;1 !"'~hhill1lr.;!H
'uk<1nd;-, I'''iirlikn (~/t"lIiklcri III. hilsuk dc"'; JckH\'lnji\T ,;dl1ji lill\ It ,d.. \" Laplarualan" hnv;1 iiuli11l1an dalgakiralilar Plhi h\iyiii-.. PltlJ,,_'kf,kn h,-,,',;I,.I ,,;.qHIP '/nrtlannm /!.cn.+, I i/(f!f',1 lalWll1 l~flf'.':riJII1I'Ii bd '.m IWLltilltk, .vOk:;ck t.;n<1 111;11 11, k;d,1I1 h1fJIiYt: YC b:w:dnrd:J -daimi dad);:' dkismdc ubI! !CI1W! VI.: I,J~prn aY;lkl:1! 111d,1 ., II I~":' i~"kriHdt. vc /-1('11'1''1'1 Yf'llcnk 1t'rrlh ;.;ch(--hi nlrnu:;iur BI-' tI\T.IJ\;un,1\:1 P:If;i!1 j , ~.II p-yi_ir\itii1en hi1iO!~;~i <::J.lI~lnalan SOli 20 yd 1~IIlC :;r{~dH'1J1ak IuiilllKOlldiil Uti ;n:t'.,!11'11hl,j.1 heloJ) nUIIHIIIl'ler;IlC G_Ull liflcil kalliarak bduIll!;! ha~lll) d~h.'aIlHn\lH_l.lkl dinT;II)!:.,1 ar(\~llrlh111~~ v~ lIonwt! h.-I ~HI IHJllIuncicrin :~onlH;lml ik kiW,;jI;I~IIr1illll~,! Ir
Cam iilli \,,:Iollla,. [jz<:rilidc YIlj1i1<1IJ1'<1."111\'\kl1cyimk Iii' "'"111 ,lllld,\.1 .'., ' dayal1ltnmda azalma "Imaktadtr. IIUI]\II1 sclx-\Ji <:;111\IiI' kal~11i l1umu'H:ki,1<- h. :"f Of'a1l1i1ti17.1aoilnasl \(' kart~lIua katllall Ii ,\C,.ill. heltol1 i,<:lisindc .!alta filzl" SII l'11I11I' ., daha az hOlllojen Ollll<lSlIIdall kaynaklalllllaU"dlL Norm:tlde iy i olall "ewnun h,o"Ii I'. dayallnl1l ilzcrinde call' lilk. "llImlu I,i. elki yapil1'\luaklaUII, I-akal IHI "Iumsu/.luk ha~m<,: dayanlf1Jtru 1'.l/.la ,:tkikIlH:!lIcklcdir.
n_._~~_,___~ .~ ~ _ ____.____..___ . Dr.,
.'" Yrd.
FIral Oni. .\ ck. I,gt. Fak. , Val" Lgt. IWhimii, 2J 119 LLAZI(; LJoy,Dr., 1'".,,1Oni, MiUl. Fak. . il1~aalMiih lliilUmu. 23119 Fl.:\ZI(;
1. GtR.t~
Uetonlarm basm« mukavcmctlcrini tayin clmek iyin kUp veya silindir ~eklindeki numuneler kuIlamhr. Genel olarak yaplda iroal edilen her 50 m3 beton i«in en az Uy deney numunesi hazlrJanarak bunJarm 7 veya 28 giiniilk basmy IiJILkavelllctJcri.tayin
cdilir. Basm« deneylerinde bulunan nelieelerin birbiri ill' mukaycsc edilebihnesi ve
mUmkiln oldugu kadar gerycge yakm degerlcrin clde edilcbilmc"i i\,in o,lZl ~artJann ger«ckle~mesi gerckir. Uunlardan en onemlisi bctonun yilzeyi ile alclin tabiasl arasmda
iyi bir intibakm saglanmasldlr. Uu bakuJl(Jan kiip ~ckljndcki numum:lcrin
hazularnnasmda «clik veya metal kahplar kllllamimall<hr.
Bu kahplara dokillen betomm yan yiizleri, gayct diizgiln olan kahp yii/.eyi ile tcmasta olmaslIlIl1 bir sonueu olarak, son dcn:ee diizgilndUr. lJeney csnasmda kuvvcl. bu
yan ylt!:cykre dik d\)gmltuda uygulanmnk sureti ilc yaplhr. !lu durmnda gayet diizgUn
olan yan yiizcylcr alciin tablasmll iyi bir ~ckilde intibak crlcr vcya klOIJ. yiizcyinin her
nokta~1 labia ile temas haiinde buhmur. Bijylcliklc dcney cst)l1smda bir gcrihnr
Ylgllmasl meydarm gclmcdcn lI1ukuvcmd tayin cJilir.
KUp ,~ckhnJc OClonnUl1\lInclcrillinhuzlrlmJlnac;JI\danh~ap kahplarll\ klll1and!l"I~'
dogru Jcgildir. Bu kahplann kulll1B1imasl halindc hct011 yiizcylcrillde dUzgiiuliil:
saglamnadlgmda mnkavemetin dil~mcsine yol ,,\,ar. Hamn" kuvvetleri aitmda bclJJlJUI'
davram~1II1 w;;lga 'luran hirkar11ktcdstik de gr;rililJj-ddormasyoll diyagranudn. KG)
sUrcn yiiklcme ~ntinda cldc cdilcn hI.!diyagram Jency tckll\gi bnkunllldan iki dci1,i~IJi
tcknige gore eldc cdilir. Mctotlardan bill d\'lIcyio gl;rilmellin subit bir IlIzla Ulllrliarul., yap1ima~l, digcrinin isc deli.nnasyoll hizi snbi.! ~lItutIllawll s<.gtayacak ~ekilde kuvvctm :utmlarak dcncyin yiiriitiilmesidir. Sabit gcrihnc Im:,yla yapllmasl halindc yani bclirli
bir silredc gerilmcnill hep aYlll miktarda mtlnLmasJ h;\linde lonhna dlll'inl1\lw\
yakla~tlk<;a boyuna vc cnine deli>rJllasynn "rll~ hu.lan artmaklLJdlL
Da~ka bir dcyi~le uu yonll::m ile ytirUttilc!l dem:ydc lIIukavemet dcgcriuc
yakla~tlk<;a bctonun ie yaplsmm degi~mc 111/,1btiyUmckle ve bUllun sonunda da ani bii'
kmlma mcydana gclmcktedir. Deformasynn hizilla sabit !)ir dcgcr vcrcrek yapltan
dcucylerde klrtlmaya yaklll durumlarda gcriimcdcki arll~ <l7<'1Imaklaoldugundan ani
klnh;l3lar onlcnmektc vc boylclikle Jaha iyi sonw;lar clde cdilmcktedtr
(I'ostacloglu, 1987).
2, DENEV VONTEMi VE KULLANILAN VERiLER
BaslII<; dayamm dencyi iyin ha;mlanan bctonlarm kan~ml oranlan 1'S 3114
csasma gore hazlriallml~tlr. 1'3 3114 csaSllla gore ha,mlanan laze beton IOXIOxlO em'lik kllp kahplara dl~1.anvibrasyon uygulallarak ve sarsllla tablasma yer!e~tirilcrck slkl~ttf1lml~ttr. Laboratuarda hazlrlanall dcney nUllluncleri, dCllcy anma kadar yak!a~lk 230C:UOC slcakhkta vc doygun rutuocUc kilr odasmda muhafaza cdilmi~tir. Burada bir
tam giln bcklctik\iktcn soma 230C:uoCdc degi~mez sicakhktaki su lankma
konulnlU~tur. Kaf1~lIn!ar 28 gUn suda ocklclilJiktcn sonra <;Ikartlml~ ve 2 gUn oda
~artlarlllda kurutulduktan soma dcneye tabi tUlulmu~tur.
TS 3114 esasllla gore beton karl~lmlarma kuvvct uygulanmasl, IIIUl1lme'basmy
presi alclinin tablalarl arasma ycrle~tirildikten vc tablalann, numuncnin alt vc iist
yiiziine iyi bir ~ekilde oturrnasl saglandtktan sonra b~la11Im~br. Uu ~artlar altlllJa
yiiriitUlcn dencyde, bas my presi makinasl, beton numuncsinin ta~lyabileccgi maksimulll
Numune Lif Ktnlma yUkler; Dasm~ Kontrol No Oranl (28 Gnn 10k) Davamml ({.'v,
rm
2,
(~mmi.)
I~o) \' rom.,
K . 41 41.2 42.5 41.57 100 L2 0.2 36 36 38.5 36.83 88.6 L4 0.4 37 35 35 35.67 85.8 L6 0.6 30 32 34 32.00 76.98oranlannda hazIrlannll~ kiip nurnunelerinin kmlrna yiikleri ve bun lara
bulunan basm.. dayamrnlarl Tablo I 'de verilmi~tir. Klnlma yiiklerine dayamrni degerleri (BD) ~agldaki forrniille hesapIanml~tJr.
bag It 0 lara!
gore basm,
BD
= l'~
A
Tablo 1. Carn Lifti Beton Nurnwlelerinin Basm.. Dayamml Deney SonUl;larl
3. ARA~TIRMADA KULLANILAN MALZEMELER
Deneylerde lstanbul-Deyoglu Camsar Sanayi Ara Malian Pazarlama A.~.'det
elde edilen earn lifteri kullandml~tIr. Bu lifter aym zamanda bnir'dc de iiretilrnekte
olup hemen hernen biittln ~ehirlcrde temin edilrnesi rniirnkiindiir. Ba~langl..ta mlola! halinde ve IZgara ~eltlindc olan bu liller ayn~tIrllarlik delleylerde kullamlrnaktadlr.
Carn Jim bu kompozitlerin, par..a biitiinliigii, hafitlik, yiiksek mekanik
rnukavcrnet, darbe daY<Ullrnlve uzun kuIlamrn ornrii gibi l\zeIliklcri, ..ok geni~ kulJamm
ala,nlarmda avantaj saglamaktadtr. ~ok fazla bilinmernekle birlikte, earn clyafl e1astik
bir rnaIzernedir. Yani, yOk altmda diizgiin olarak kopma noktasma kadar uzayan earn elyaf!, ..ekme yUk.Oniin kalkmasl sonueunda herhangi bif akma ozclligi gosteqneden
tckrar ~langl" boyuttma doner.
Diger mctallerde vc orgallik liflerdc bulullmayan bu elastik ozellik ve yliksek
rnukavemet ozcIlikleri, earn elyafma biiyUk.Iniktarda encrjiyi, kaYJpslz olarak depolarna
ve buakma imkam saglarnaktadlr. Bu ozellikle birlikte dinamik yurulma dayammt,
~mmaya kar~l korunmasl ~l ite otomobil, kamyon arnortisor yaylan ve rnobilya
yaylarl gibi iirOnleril1 earn elyafl takviyeli plastik malzemeden yapJlabilrnesini
saglarnaktadtr
.
Carn elyafl tak.viyeJi plastiklerde mukavemeti etkileycn bir diger etmen, earn
elyaf1 tak.viyesinin yonUdUr ve y6n1enme, earn elyafmm fe..ine ile kaplallabilirligini de etkiler. DOIaYlSt ile, earn elyafl takviye miktarmm art11l1ile birlikte rnukaverneti de yiikseltir. Degi~ik sanayi dallarmda kullamlan bu yap! maize me sin in, in~aat sanayinde
de kullamlabilirligi ara~tInlml~tIr. Buna en biiyiik etken de betonun iyi olmayall 001
ozelliklerinin iyile~tirihncsidir.
Ornek olarak, belli bif haeimde tek yonlii takviye He % 80-85 can1 elyafi kaplanabilirkefl, tcsadOfi yonlenIni~ takviyc kullamldtgmda, aym hacirnde en ..ok % 65 oranmda takviye saglanabilmektedir.
Bu Usttln ozelliklerine ragmen, kompoziUerin yiik ta~trna kabiliyetinde zamanla
azahna gorOhnektedir. Bu nedenle, tasarIrll yapIItrken uygun bir enmiyet faktOrO
ongorOlcrek, ani kIrtlmalarm oniine g~ilr lesi gercklidir.
Lif Boyutu OzgOI Young <;:ekme KlnlmatI
-<;:~jdi Aglrhgl Modulo Mukavemctj Uzama
(11m) kN/m' kN/mm' kN/mm' (%)
Cam 9-15 26.0 .v0-80 2.4 2-3.5
KiMY ASAL ANALi.ZLER ("!o)
Cimenlo TOrO Elazli! Cimenlo PC 325
CaO 65.87 slo, 20.42 AI,O, 5.92 Fe,O, 2.81 MgO 3.23 SO, 0.97 Cozlinmeyen Kalmlo 0.18 Tavin Edilemcycn 1.10 (Na,O+K20) Alkaliler 0.15 Klornr CI ~O.I Klzdlnna Kavbl 2.16 C,S 60.06 C2S 13.31 C,A 10.94 C,AF 8.55
Zamana ba~h olarak mukavemetin azalmasl, yekme dayal1lmulln ba~langly
degerinin 2/3 'line yok k1sa slirede dli~mesi ve 1/2'sine 50 yll gibi hir slircde dli~mesi
~eklinde goriilmektcdir. Cam life ait bazl tipik ozcllikler Tablo 2'de vcrilmcktcdir.
Klsaea eam litlerinin kullamldlgl yerleri a~agldaki ~ckildc stralayabiliriz.
Bliylik aglrltk ve kum kullamlan fahrika dii~emclerindc, Yeni veya cski beton do~eme imalatmda,
Deniz, su vc nehir kenarlarma kullamlan hetonlarda, Oto-yol kenarlarmdaki su kanah vc borularda,
Elastikle~tirme yapl1gmdan bctona her ~ekli vcrebilmede,
Su geyirgenligi az oldugundan ev kilerlerinde ve rutllbetli yerlerde, in~aat do~emelcrinde ve benzeri bilumum i~lerde eam elyafJ kullull'labilir
Tablo 2. Cam Litlcrinc Ait Bazl Tipik Dcgcrler
Ar~ttrmada, Elazlg Altrnova <;imento Fabrikasl A.~.'nill liretmi~ oldugu
portland yimclltosu (P<; 325) kullamlm]~ttr. <;imentolarm fizikscl ve kimyasal analiz sonu'Ylarl Tablo ]'de vcrilmi~tir. BiltOn dcneylerdc aym ryimcllto kuIlamlml~ttr.
Basm~ 71!Un 27.5
2811Un 38.5
Ej!iImedc «;ekmc 7 lIOn 5.7
281!Un 6.8
Tablo 7. Elazlg- ~emi~gezek Aj,tregasl Elek Analizi Sonuclan
Elek GOz A~.kh~ Kalan KOmOlatif Ag.rhk % Kalan %GC\'cn
(10m) (gr) (gr) 31.5
-
-
-
100.00
16.0 1210.75 210.75 21.07 78.92-8.0 -40.00 - 250.75 25.07 74.93 4.0 193.30 444.05 44.41 55.59 . 2.0 181.40 625.45 62.55 37.45 1.0 145.00 770.45 77.05 22.95 0.5 117.00 887.45 88.75 11.25 0.25 77.55 965.00 96.50 3.50 TOPlama Kab. 35.00 1000.00 100.00 -FlzlKSEL ANALlzLER 3.00 .I
3927 1.1 7.6 2.25 3.55 5 DAY ANIMLARMevcut agrega numunelcrinde yogunluk 'Y
= 2,70 kg/dmJ
EIIl7.1g-<;emi~gezekkum ocagtna ait elek analiz sonus:lan Tablo 7'de verilmi~tir. .
Dcneylerde kullamlan lis:agreganm graniilomctri egrisi ~ekill 'de verilmi~tir.
100 90 BO 70 ~ '$. 60 ~ _
~
50 ... ,,'40 30. 20 10 o 0,25 r , r-- ,--- ,-.. , ---, s~ik.n__c
__B
I -Jf-A --0,5 2. 4 6 16 31,5 Elck A~lkh!1 (10m)~ekill. Elazlg-C;emi~gezek Agregasl Granillometri Egrisi
BiitUn karl~lmlarda kullamlan sul<yimcnto oram W/C olarak ifadc cdilmi~tir. W/C oram, en elveri~li durumda karl~lm ve karl~tJnCIYl <yah~tJrmak i<yin0.39 olarak ahnml~hr. Fakat OOtonborularda lif oram arthlwa su emmc miktarl arthgmdan bu artl:/ oranmda su miktarl art!lnlml~tlr. Bu oran 0.48'c kadar <ylkarllrnl~!lr.
Kan~lrnlarda; <;;imcnto,1 nolu, 2 nolu vc 3 nolu agrega, carn lift vc su
kullarulml~tlf. BiitUn kan~lmlarda aglrhk<ya %0, 0.2, 0.4 ve %0.6 oranmda cam lifi
kullamlrnl~hr. W/C oranl lif oramna bagh olarak 0.39-0.48 arasmda tutuhnu~tur.
Deneylerde kullamlan malzeme oranlan % olarak Tablo 8'de verilmi~tir.
Tabla 8. Beton KarI~1fOOranlarl Malzemenin Ad, INoluA a 2No\u A a 3 Nolu A a ,imento Su Calli Uti Kan~lmdaki Miktarl "I. 24.1 31.9 16.3 19.9 7.8 0.2-0.4-0.6 4. SONU<;
Cam lifli bclonlar ijzcrinde yapllan baslII<ydcncyindc Tablo I'dc dc goriildiigii gibi lif oranl arttlk<yabasm<ydayanlmmda azalma olmaktadll'. Bunun sebcbini isc ~una
baglamak miimkiindiir; carn lif katklh nurnunclcrdc bo~luk oranm fazla olmasl ve
karl~lma katIlan liflcrin, bcton i<ycrisindc daba fazla su cmmesi ve daba az bomojcn ohnasmdan kaynaklanmaktadlT.
~ekil 2'dc lif oranlarma bagh olarak basm<y dayammlarmm degi~imi
goriilmektedir. ~ekilde de goriildiigii gibi lif oranl arttlk<yabasm<ydayammmda azalma olmaktadlr. 45 H- 40 ~35 !30 § 25 c .. 20
g
15'"
5 10~
5 o o --- i u__ '_-1__ 0.2 0,4 Llf Oranl.n ('/0) t 0,65. KAYNAKLAR
ACI COMMITfEE 644. (1978), "Measurement oC Properties oC Fiber ReinCorced
Concrete". J\CI Journal. July, 75-30. .
CAMSARSanayiAra Malian pazarlarnaA.~., (1992?), Carn Elyaf AtOlyeBilgileri,
.
Katalog, 1stanbul.
DS! Teknik Ara:jtlfma ve Kalite Kontrol Dairesi, (1994), "<;::elik Linerle
Gn~lendirilmi~ Beton", (Yaym No: MLZ-878), Ankara.
POSTACIOGLU, B., (1986), "Beton BaglaYlcl Maddeleri (CUt: 1)", Istanbul:
Matbaa Teknisycnlcri Baslmevi.
POSTACIOGLU, B., (1987), "Beton: Agregalar, Beton (Cilt. II)",1stanbul: Matbaa
Teknisyenleri Baslmevi.
POSTACIOGLU, B., (1988), "Yapi Malzemesinin Esaslarl", Istanbul: Matbua
Teknisyenleri Baslmevi.
RILEM, (1978), "Testing and Test Methods of Fibre Cement Composites",
Poceedings ofRiLEM Symposium 1978, The Construction Press, Lancaster.
ROBiNS, P.J. ve CALDENWOD, R.W., "Explosive Testing oC Fiber ReinCorced
Concrete", Concrete, Ocak, 1978.
ROBiNS, P.J. ve CALDERWOD, R.W. (1978), "Explosive Testing oC Fiber
Reinforced Concrete", Concrete, s. 76-78.
ROMUALDI, J.P. AND MANDEL, lA., (1964), "Tensile Strength of Concrete
Affected by Uniformly Distributed and Closely Spaced Short Lengths of
Wire Reinforcement", Journ. American Concrete Institute, Proc. Vol 61, No
6, pp 657-671.
TSE (Tnrk Standartian EnstitUsil), (1990), "TS 3114 Beton Basm~ Mukavemeti
Tayini", Ankara. .
YILDlZ, S., (1998), ~'Lifli Beton Borularm Durabilitesi Kmlma Performansl ve Kullandabilirliginin Ara~tJnlmasl", (Doktora Tez~ 1~t Miihendisligi Anabilim Dab), Elazlg.
21