Cendere Vadisi Kayaçlarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilmesi

(1)

ĐSTANBUL TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Gülden KESKĐN

Anabilim Dalı : Jeoloji Mühendisliği Programı : Uygulamalı Jeoloji

OCAK 2011

CENDERE VADĐSĐ KAYAÇLARININ BETON AGREGASI OLARAK DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

(2)

OCAK 2011

ĐSTANBUL TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Gülden KESKĐN

(505071309)

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 20 Aralık 2010 Tezin Savunulduğu Tarih : 27 Ocak 2011

Tez Danışmanı : Prof. Dr. Ali Haydar GÜLTEKĐN (ĐTÜ) Eş Danışman : Doç. Dr. Yılmaz AKKAYA (ĐTÜ)

Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Remzi KARAGÜZEL (ĐTÜ) Prof. Dr. Fahri ESENLĐ (ĐTÜ)

Prof. Dr. Hasan ERGĐN (ĐTÜ)

CENDERE VADĐSĐ KAYAÇLARININ BETON AGREGASI OLARAK DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

(3)

ÖNSÖZ

Bu çalışmayı yöneten ve bu süreçte değerli vaktini ayırarak öneri ve görüşlerini benimle paylaşan, danışman hocam, sayın Prof. Dr. Ali Haydar Gültekin’e ve 2006 Mayıs ayından beri İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi, Marmaray Laboratuvarı’nda beraberçalıştığım aynı zamanda eş danışman hocam, sayın Doç. Dr. Yılmaz Akkaya’ya teşekkürü borç bilirim.

Meslek hayatımın başından beri eşsiz bilgi ve birikimlerini benden esirgemeyen Sayın, Jeoloji Yüksek Mühendisi Sinan Biberoğlu’na teşekkür ederim.

Arazi çalışmaları süresince, gerek araç desteği gerek fikir paylaşımlarını esirgemeyen, başta Maden Mühendisi Tansu Şahin olmak üzere, Oyak Beton San. ve Tic. A.Ş.çalışanlarına teşekkür ederim. Yine aynı şekilde, arazi çalışmaları süresince, gerek araç desteği gerek fikir paylaşımlarını esirgemeyen başta Maden Mühendisi Faruk Örücü olmak üzere Akdağlar Şirketler Grubu çalışanlarına teşekkür ederim.

Tez çalışması sırasında desteğini hiç bir zaman esirgemeyen Gama-Nurol Adi Ortaklığı Boğaz Tüp Geçişi Projesi’nde Kalite Kontrol Mühendisi olarak görev alan çok sevgili ve saygılı Jeoloji Mühendisi Neşe Şahin’e teşekkür ederim.

Tez çalışması sırasında yapılan laboratuar çalışmalarında emeklerini hiç bir zaman esirgemeyen İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi, Marmaray Laboratuvarı’nda çalışan Erdoğan Kılavuz, Namık Kemal Özkan, Cüneyt Yıldız, Erol Tokalak, Rıfat Özer ve Ali Çakır’a teşekkür ederim.

Tez süresince yardımlarını ve sabırlarını esirgemeyen sevgili arkadaşlarım Ahmet Şinikoğlu, Şükran Hepgüler, Arş. Gör. A. Aslı Özbora, A. Pınar Güner, Deniz Özgün, Derya Pastırmacı ve Utkan Çorbacıoğlu’na çok teşekkür ederim.

Hayatımın her anında, tüm kararlarımda yanımda olan, destek olan canım annem Gülümser Keskin, babam Seyfettin Keskin, ablam Sinem Keskin ve abim H. Cem Keskin’e teşekkürü borç bilir, şükranlarımı sunarım.

Aralık 2010 Gülden KESKİN (Jeoloji Mühendisi)

(4)

(5)

ĠÇĠNDEKĠLER Sayfa ÖNSÖZ ... ĠĠĠ ĠÇĠNDEKĠLER ... V KISALTMALAR ... ĠX SEMBOL LĠSTESĠ ... XĠ ÇĠZELGE LĠSTESĠ ... XĠĠĠ ġEKĠL LĠSTESĠ ... XV ÖZET ... XĠX SUMMARY ... XXĠ 1. GĠRĠġ ... 1 1.1 Çalışmanın Amacı ... 1 1.2 Çalışma Alanı ... 2 1.2.1 Coğrafi konum ... 2 1.2.2 İklim ve bitki örtüsü ... 2 1.2.3 Morfoloji ... 3 1.2.4 Yerleşim ve ulaşım ... 3 1.2.5 Ekonomik durum ... 3 1.3 Çalışma Yöntemleri ... 4 1.3.1 Arazi çalışmaları ... 4

1.3.2 Örnek alma koşul ve yöntemleri ... 4

1.3.3 Laboratuvar çalışmaları ... 5

1.4 Önceki Çalışmalar ... 5

2. ÇALIġMA ALANIN JEOLOJĠK KONUMU ... 7

2.1 Bölgesel Jeoloji ... 7

2.2 Çalışma Alanın Jeolojisi ... 9

2.2.1 Trakya formasyonu ... 10 2.2.2 Belgrad formasyonu ... 12 2.2.3 Alüvyon ... 13 2.3 Yapısal Jeoloji ... 13 2.3.1 Kıvrımlar ... 13 2.4 Faylar ... 13 2.5 Hidroloji ... 14

3. BETON ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER VE DENEYSEL ÇALIġMALAR ... 15

3.1 Tanım ve Genel Bilgiler ... 15

3.2 Betonu Oluşturan Malzemeler ... 17

3.2.1 Beton karşım suyu ... 17

3.2.2 Çimento ... 17

3.2.2.1 Portland çimentosunu oluşturan oksitler ve anabileşenler 18 3.2.3 Agrega ... 19

3.2.3.1 Agregaların sınıflandırılması ve tanımlar 20

(6)

3.2.3.3 Agregaların fiziksel özelliklerini belirlemek için kullanılan

deneysel yöntemler 23

3.2.3.3.1 Rutubet durumu 23

3.2.3.3.2 Birim ağırlık 24

3.2.3.3.3 Özgül ağırlık 25

3.2.3.3.4 Granülometri (Tane dağılımı) 27

3.2.3.3.5 Agrega tane şekli 30

3.2.3.4 Agregaların mekanik özelliklerini belirlemek için kullanılan

3.2.3.4.1 Agregaların aşınmaya veya parçalanmaya karşı dayanıklılığı 31

3.2.3.4.2 Agregalarda dona dayanıklılık 32

3.2.3.5 Agregalarda zararlı maddeleri belirlemek için kullanılan

3.2.3.5.1 Organik maddeler 35

3.2.3.5.2 İnce maddeler 35

3.2.3.5.3 Kil topakları 38

3.2.3.5.4 Hafif maddeler 38

3.2.3.6 Agregaların kimyasal özelliklerini belirlemek için kullanılan

3.2.3.6.1 Agregalarda suda çözülebilen klorür iyon miktarının belirlenmesi 39 3.2.3.6.2 Agregalarda suda çözülebilen alkali miktarının tayini 40 3.2.3.7 Agregaların mineralojik ve petrografik özelliklerinin belirlenmesi 41

3.2.3.9 Alkali agrega reaksiyonu (AAR) 42

3.2.3.9.1Alkali karbonat reaksiyonu (AKR) 42

3.2.3.9.2 Alkali silika reaksiyonu (ASR) 44

3.2.3.9.3 ASR deney metotları 48

3.2.3.9.4 ASR önleyiciyöntemler 52

4. BETON ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER VE DENEYSEL ÇALIġMALAR ... 55

4.1 Fiziksel Deney Sonuçları ... 55

4.1.1 Granülometri (Tane dağılımı) ... 55

4.1.2 Birim ağırlık ... 59

4.1.3 Özgül ağırlık ve su emme... 59

4.1.4 Agregaların geometrik özellikleri içintane şekli ... 63

4.1.4.1 Yassılık İndisi 63 4.1.4.2 Şekil indisi 64 4.2 Mekanik Deney Sonuçları ... 66

4.2.1 Agregaların aşınmaya veya parçalanmaya karşı dayanıklılığı ... 66

4.2.2 Agregalarda dona dayanıklılık ... 66

4.3 Agregalarda Bulunabilecek Zararlı Maddeleri Tayin Etmek İçin Kullanılan Deneylerin Sonuçları ... 67

4.3.1 Organik madde tayini ... 67

4.3.2 İnce madde tayini ... 68

4.4 Kimyasal Deney Sonuçları ... 70

4.5 Petrografik incelemeler ... 72 4.5.1 Kayaç petrografisi ... 72 4.5.1.1 Makro inceleme 72 4.5.1.2 Mikro inceleme 78 4.5.2 Agrega Petrografisi ... 81 4.5.2.1 Makro inceleme 81 4.5.2.2 Mikro inceleme 86

(7)

4.6 AAR Deney Sonuçları ... 105

4.6.1 İki haftalık deney yöntemi ile ASR deney sonuçları ... 105

4.6.2 Altı aylık deney yöntemi ile ASR deney sonuçları ... 123

5. DENEY SONUÇLARININ DEĞERLENDĠRĠLMESĠ ... 131

5.1.1 Granülometri (Tane dağılımı) ... 131

5.1.2 Birim ağırlık ... 132

5.1.3 Özgül ağırlık ve su emme ... 132

5.1.4 Agregaların geometrik özellikleri için tane şekli ... 133

5.1.4.1 Yassılık İndisi 133 5.1.4.2 Şekil İndisi 133 5.2 Mekanik Deney Sonuçları ... 133

5.2.1 Agregaların aşınmaya veya parçalanmaya karşı dayanıklılığı ... 133

5.2.2 Agregalarda dona dayanıklılık ... 133

5.3 Agregalarda Bulunabilecek Zararlı Maddeleri Tayin Etmek İçin Kullanılan Deneylerin Sonuçları ... 134

5.3.1 Organik madde tayini ... 134

5.3.2 İnce madde miktarı ... 134

5.4 Kimyasal Deney Sonuçları ... 135

5.5 Petrografik İncelemeler ... 135

5.5.1 Kayaç petrografisi ... 135

5.5.2 Agrega petrografisi ... 136

5.6.1 İki haftalık deney yöntemi ile ASR deney sonuçları ... 137

5.6.2 Altı aylık deney yöntemi ile ASR deney sonuçları ... 139

6. SONUÇLAR ... 141

6.2 Mekanik Deney Sonuçları ... 142

6.3 Kimyasal Sonuçları ... 142

6.4 Petrografik İncelemeler ... 142

7. TARTIġMA ... 145

KAYNAKLAR ... 147

(8)

(9)

KISALTMALAR

AAR : Alkali Agrega Reaksiyonu

AKR : Alkali Karbonat Reaksiyonu

AKÜT : A Kırmataş Üretim Tesisi

ASR : Alkali Silika Reaksiyonu

ASTM : American Society for Testing and Materials

BS : British Standards

ERMCO : European Ready Mixed Concrete Organization OBKÜT : OB Kırmataş Üretim Tesisi

TI - B : Teknologist Institut, Byggeri

TS : Türk Standardı

(10)

(11)

SEMBOL LĠSTESĠ

B.A : Agrega birim ağırlığı

cm : Santimetre

CT : Ayarlı tiyosiyonat çözeltisnin derişimi, mol / l Dmax16 : En büyük tane boyu 16 milimetre olan agrega

Dmax32 : En büyük tane boyu 32 milimetre olan agrega

FI : Yassılık İndeksi

g : gram

K : Kompasite

kg : Kilogram

LA : Agreganın darbe dayanımı, Los Angeles aşınma kat sayısı

MB : Metilen mavisi

µm : Mikrometre

mg : Miligram

ml : Mililitre

mm : Milimetre

MS : Agreganın dona dayanıklılığı, Magnezyum Sülfat, ağırlık kaybı

P : Birim hacimdeki boşluk oranı

pH : Power of hydrogen

SC : Agreganın kavkı içeriği

Sdyk : Agreganın doygun, yüzey kuru haldeki özgül ağırlığı

Sg : Agreganın mutlak özgül ağırlığı

Sh : Agreganın görünen özgül ağırlığı

SI : Şekil İndisi

Sk : Agreganın kuru özgül ağırlığı

V5 : Gümüş nitrat çözeltisinin hacmi, ml

Vg : İlave edilen ayarlı tiyosiyanat çözeltisinin hacmi, ml

WA24 : Yirmi dört saatlik daldırmadan sonra, kuru kütlenin bir yüzdesi olarak agreganın su emme oranı

γw : Suyun özgül ağırlığı

o

(12)

(13)

ÇĠZELGE LĠSTESĠ

Sayfa

Çizelge 3.1 : Çimento hamuru, harç ve betonun genel tanımı... 16

Çizelge 3.2 : Portland çimentosunu oluşturan oksitler ve miktarları... 18

Çizelge 3.3 : Deney numunesi için gerekli elek aralığı ve miktarı. ... 49

Çizelge 4.1 : Sıkışık birim ağırlık deney sonuçları... 60

Çizelge 4.2 : Gevşek birim ağırlık deney sonuçları. ... 61

Çizelge 4.3 : Özgül ağırlık ve su emme deney sonuçları. ... 62

Çizelge 4.4 : OBKÜT kırmataş 1 yassılık indisi deney sonucu. ... 63

Çizelge 4.5 : OBKÜT kırmataş 2 yassılık indisi deney sonucu. ... 63

Çizelge 4.6 : AKÜT kırmataş 1 yassılık indisi deney sonucu. ... 64

Çizelge 4.7 : AKÜT kırmataş 2 yassılık indisi deney sonucu. ... 64

Çizelge 4.8 : OBKÜT kırmataş 1 şekil indisi deney sonucu. ... 65

Çizelge 4.10 : AKÜT kırmataş 1 şekil indisi deney sonucu. ... 65

Çizelge 4.12 : Los Angeles parçalanma direnci deney sonuçları. ... 66

Çizelge 4.13 : Magnezyum sülfat direnci deney sonuçları. ... 67

Çizelge 4.14 : Metilen mavisi deney sonuçları. ... 69

Çizelge 4.15 : Kum eşdeğeri deney sonuçları. ... 70

Çizelge 4.16 : Agrega numunelerinin suda çözülebilen klorür içeriği. ... 71

Çizelge 4.17 : Agrega numunelerinin suda çözülebilen alkali içeriği. ... 71

Çizelge 4.18 : Kırıntılı tortul kayaç numunelerinin ortalama mineralojik bileşimi. . 79

Çizelge 4.19 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum mikroskop incelemesi sonuçları. .. 86

Çizelge 4.20 : OBKÜT yıkanmış kırma kum numunesinin mikro inceleme sonuçları. ... 88

Çizelge 4.21 : AKÜT yıkanmamış kırma kum mikroskop incelemesi sonuçları. ... 96

Çizelge 4.22 : AKÜT yıkanmış kırma kum mikroskop incelemesi sonuçları. ... 98

Çizelge 4.23 : Çimentonun kimyasal özellikleri... 106

Çizelge 5.1 : Agregaların elek analizi sonuçları ve incelik modülleri. ... 131

Çizelge 5.2 : Kırıntılı tortul kayaç numunelerin ortalama mineralojik bileşimi. .... 136

Çizelge 5.3 : Kırma kum numunelerinin mikroskop incelemesi sonuçları. ... 137

Çizelge 5.4 : Kırmataş numunelerinin mikroskop incelemesi sonuçları. ... 137

Çizelge 5.5 : ASTM C 1260 harç numunelerinin ortalama boy değişimleri. ... 138

Çizelge 5.6 : Harç numunelerinin boy değişim oranları ve ASR jel izi sayıları. .... 138

(14)

(15)

ġEKĠL LĠSTESĠ

Sayfa

ġekil 1.1 : Çalışma alanının yer bulduru haritası. ... 2

ġekil 1.2 : Cendere havzasında yer alan kırmataş üretim tesisleri ve beton santralleri. ... 4

ġekil 2.1 : İstanbul ilinin genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesidi (Akyüz, S., 2010). ... 8

ġekil 2.2 : İnceleme alanının genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesidi... 9

ġekil 2.3 : Çalışma alanındaki silttaşı-kiltaşı ardalanması. ... 11

ġekil 2.4 : Çalışma alanındaki kirli sarı, açık sarı, gri renkli kumtaşı. ... 11

ġekil 2.5 : Çalışma alanındaki Belgrad formasyonuna ait genel görünüm... 12

ġekil 2.6 : Trakya formasyonu ile Belgrad formasyonu arasındaki uyumsuz dokanak. ... 12

ġekil 2.7 : Ocak içersinde bulunan birikmiş yüzey suları. ... 14

ġekil 3.1 : ERMCO’ya üye ülkelerde 2008 yılı hazır beton üretim miktarı. ... 15

ġekil 3.2 : Türkiye’de yıllara gore toplam hazır beton üretimi. ... 16

ġekil 3.3 : Betonunu oluşturan malzemelerin hacimce oranları. ... 17

ġekil 3.4 : Agregaların sınıflandırılması. ... 20

ġekil 3.5 : Kaba agregalara ait örnekeler. ... 21

ġekil 3.6 : İnce agregalara ait örnekeler. ... 21

ġekil 3.7 : Agrega tanelerindeki su durumları. ... 24

ġekil 3.8 : Referans granülometri eğrileri (Dmax = 16 mm). ... 28

ġekil 3.9 : Referans granülometri eğrileri (Dmax = 31.5 mm). ... 29

ġekil 3.10 : Çelik tambur, agrega numunesi ve çelik bilyalar. ... 32

ġekil 3.11 : Magnezyum sülfat deney aşamaları. ... 34

ġekil 3.12 : Organik madde tayini. ... 35

ġekil 3.13 : Metilen mavisi deney aşamaları. ... 37

ġekil 3.14 : Suda çözülebilen alkali miktarı tayini deney aşamaları. ... 40

ġekil 3.15 : Polarizan ve binoküler mikroskop. ... 41

ġekil 3.16 : AAR sonucu oluşmuş çatlaklar. ... 42

ġekil 3.17 : ASTM C 1260’da belirtilen elek aralığına sınıflandırılmış numune. ... 48

ġekil 3.18 : Harç numunesinin karıştırılması, yayılması ve kalıba yerleştirilmesi. .. 49

ġekil 3.19 : Harç numunesinin kalıptaki ve kalıptan çıktıktan sonraki görünümü. ... 49

ġekil 3.20 : Harç çubuklarının 80 Co su banyosunda ve çıktıktan sonraki görünümü. ... 50

ġekil 3.21 : (a) Eloktronik ölçme cihazı ve referans çubuk. (b) ölçüm işlemi. ... 50

ġekil 3.22 : TI-B 51 Standardında belirtilen deney yöntemi aşamaları. ... 52

ġekil 4.1 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum tane dağılımı. ... 56

ġekil 4.2 : OBKÜT yıkanmış kırma kum tane dağılımı. ... 56

ġekil 4.3 : OBKÜT kırmataş 1 tane dağılımı. ... 57

ġekil 4.4 : OBKÜT kırmataş 2 tane dağılımı. ... 57

(16)

ġekil 4.6 : AKÜT yıkanmış kırma kum tane dağılımı. ... 58

ġekil 4.7 : AKÜT kırmataş 1 tane dağılımı. ... 58

ġekil 4.8 : AKÜT kırmataş 2 tane dağılımı. ... 59

ġekil 4.9 : AKÜT agregalarının organik madde tayini deney sonucu. ... 67

ġekil 4.10 : OBKÜT agregalarının organik madde tayini deney sonucu. ... 68

ġekil 4.11 : OBKÜT agrega numunelerinin metilen mavisi deney sonucu. ... 68

ġekil 4.12 : AKÜT agrega numunelerinin metilen mavisi deney sonucu. ... 69

ġekil 4.13 : Çalışma alanı ve örnek yerleri. ... 72

ġekil 4.14 : Örnek no 1. ... 73 ġekil 4.15 : Örnek no 2. ... 73 ġekil 4.16 : Örnek no 3. ... 73 ġekil 4.17 : Örnek no 4. ... 74 ġekil 4.18 : Örnek no 5. ... 74 ġekil 4.19 : Örnek no 6. ... 75 ġekil 4.20 : Örnek no 7. ... 75 ġekil 4.21 : Örnek no 8. ... 75 ġekil 4.22 : Örnek no 9. ... 76 ġekil 4.23 : Örnek no 10. ... 76 ġekil 4.24 : Örnek no 11. ... 77 ġekil 4.25 : Örnek no 12. ... 77 ġekil 4.26 : Örnek no 13. ... 77 ġekil 4.27 : Örnek no 14. ... 78 ġekil 4.28 : Örnek no 15. ... 78

ġekil 4.29 : İnce taneli kumtaşı örneğinin ince kesitteki görünümü. ... 80

ġekil 4.30 : Çok ince taneli kumtaşı ile silttaşı geçişinin ince kesitteki görünümü. .. 80

ġekil 4.31 : Orta – kaba taneli kumtaşı örneğininince kesitteki görünümü. ... 80

ġekil 4.32 : Silttaşı örneğinin ince kesitteki görünümü. ... 81

ġekil 4.33 : Diyabaz örneğinin ince kesitteki görünümü. ... 81

ġekil 4.34 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum. ... 82

ġekil 4.35 : OBKÜT yıkanmış kırma kum. ... 82

ġekil 4.36 : OBKÜT kırmataş 1. ... 83

ġekil 4.37 : OBKÜT kırmataş 2. ... 83

ġekil 4.38 : AKÜT yıkanmamış kırma kum. ... 84

ġekil 4.39 : AKÜT yıkanmış kırma kum. ... 84

ġekil 4.40 : AKÜT kırmataş 1. ... 85

ġekil 4.41 : AKÜT kırmataş 2. ... 85

ġekil 4.42 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum numunesinin ince kesidi. ... 86

ġekil 4.43 : OBKÜT silttaşı agregasının ince kesitteki görünümü. ... 87

ġekil 4.44 : Silttaşı ve çok ince-ince taneli kumtaşı agregasının ince kesit görünümü. ... 87

ġekil 4.45 : OBKÜT yıkanmış kırma kum numunesinin ince kesidi. ... 87

ġekil 4.46 : Silttaşı agregasının ince kesitteki görünümü. ... 88

ġekil 4.47 : Orta taneli kumtaşı agregasının ince kesitteki görünümü. ... 88

ġekil 4.48 : Diyabaz agregasının ince kesitteki görünümü. ... 89

ġekil 4.49 : OBKÜT kırmataş 1 numunesinin ince kesidi. ... 89

ġekil 4.50 : 2 olarak numaralandırılmış agreganın ince kesit görünümleri. ... 89

ġekil 4.53 : OBKÜT kırmataş 2 numunesinin ince kesidi. ... 92

(17)

ġekil 4.55 : 10 Olarak numaralandırılmış agreganın ince kesit görünümleri. ... 94

ġekil 4.58 : AKÜT yıkanmamış kırma kum numunesinin ince kesidi. ... 96

ġekil 4.59 : Diyabaz agregasının ince kesitteki görünümleri. ... 97

ġekil 4.60 : Çok ince-ince taneli kumtaşı agregasının ince kesitteki görünümleri. ... 97

ġekil 4.61 : Orta taneli kumtaşı agregasının ince kesitteki görünümleri. ... 97

ġekil 4.62 : AKÜT yıkanmış kırma kum numunesinin ince kesidi. ... 98

ġekil 4.63 : AKÜT yıkanmış kırma kum agregalarının ince kesitteki görünümü. .... 98

ġekil 4.64 : İnce-orta taneli kumtaşı agregasının ince kesitteki görünümü. ... 99

ġekil 4.65 : AKÜT kırmataş 1 agrega numunesinin ince kesidi... 99

ġekil 4.70 : AKÜT kırmataş 2 agrega numunesinin ince kesidi... 102

ġekil 4.74 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum ASTM C 1260 deney sonucu. ... 106

ġekil 4.75 : OBKÜT yıkanmış kırma kum ASTM C 1260 deney sonucu. ... 107

ġekil 4.76 : OBKÜT kırmataş 1 ASTM C 1260 deney sonucu. ... 107

ġekil 4.77 : OBKÜT kırmataş 2 ASTM C 1260 deney sonucu. ... 108

ġekil 4.78 : AKÜT yıkanmamış kırma kum ASTM C 1260 deney sonucu. ... 108

ġekil 4.79 : AKÜT yıkanmış kırma kum ASTM C 1260 deney sonucu. ... 109

ġekil 4.80 : AKÜT kırmataş 1 ASTM C 1260 deney sonucu. ... 109

ġekil 4.81 : AKÜT kırmataş 2 ASTM C 1260 deney sonucu. ... 110

ġekil 4.82 : OBKÜT agregaları ile ASTC 1260’a göre hazırlanan harç çubukları. 110 ġekil 4.83 : AKÜT agregaları ile ASTC 1260’a göre hazırlanan harç çubukları. ... 111

ġekil 4.84 : OBKÜT yıkanmış kırma kumun ASTM C 1260 ince kesidi. ... 111

ġekil 4.85 : 21 Olarak numaralandırılmış ASR jel izinin ince kesitteki görünümleri. ... 112

ġekil 4.88 : OBKÜT yıkanmamış kırma kumun ASTM C 1260 ince kesidi. ... 113

ġekil 4.91 : OBKÜT kırmataş 1’in ASTM C 1260 ince kesidi. ... 114

(18)

ġekil 4.96 : 3 Olarak numaralandırılmış ASR jel izinin ince kesitteki

görünümleri. ... 116

ġekil 4.98 : AKÜT yıkanmış kırma kumun ASTM C 1260 ince kesidi. ... 117

ġekil 4.101 : AKÜT yıkanmamış kırma kumun ASTM C 1260 ince kesidi. ... 118

ġekil 4.104 : AKÜT kırmataş 1’in ASTM C 1260 ince kesidi. ... 119

ġekil 4.108 : AKÜT kırmataş 1’in ASTM C 1260 ince kesidi. ... 120

ġekil 4.111 : ASTM C 1260’a göre üretilmiş harç çubuğu ve ince kesidi. ... 122

ġekil 4.112 : Deney numunesi tanımı ve ince kesitte gözlenen ASR jel izi sayısı. . 122

ġekil 4.113 : ASR jel izinin ince kesit kenarına uzaklığı ve sayısı. ... 123

ġekil 4.114 : OBKÜT yıkanmamış kırma kum TI B 51 deney sonucu. ... 124

ġekil 4.115 : OBKÜT yıkanmış kırma kum TI B 51 deney sonucu. ... 124

ġekil 4.116 : OBKÜT kırmataş 1, TI B 51 deney sonucu. ... 125

ġekil 4.118 : AKÜT yıkanmamış kırma kum TI B 51 deney sonucu. ... 126

ġekil 4.119 : AKÜT yıkanmış kırma kum TI B 51 deney sonucu. ... 126

ġekil 4.120 : AKÜT kırmataş 1, TI B 51 deney sonucu. ... 127

ġekil 4.122 : OBKÜT agregaları ile TI B 51’e göre hazırlanan harç çubukları. ... 128

ġekil 4.123 : AKÜT agregaları ile TI B 51’e göre hazırlanan harç çubukları. ... 128

ġekil 4.124 : OBKÜT kırmataş 1’in TI B 51 ince kesidi. ... 128

ġekil 4.125 : OBKÜT kırmataş 1’in TI B 51 ince kesitindeki görünümleri. ... 129

ġekil 4.126 : AKÜT kırmataş 1’in TI B 51 ince kesidi. ... 129

ġekil 4.127 : AKÜT kırmataş 1’in TI B 51 ince kesitindeki görünümleri. ... 130

(19)

CENDERE VADĠSĠ KAYAÇLARININ BETON AGREGASI OLARAK DEĞERLENDĠRĠLMESĠ

ÖZET

Günümüzde çok geniş bir kullanım alanı olan beton, sudan sonra dünyada en fazla tüketilen malzeme haline gelmiştir. Betonun özellikleri, beton bileşimini oluşturan çimento, agrega, su ve gerektiği takdirde ilave edilen kimyasal ve mineral katkılar tarafından belirlenebilmektedir. Agreganın kalitesi, petrografik ve mineralojik yapısı betonun performansını önemli ölçüde etkilemektedir. Bu nedenle agreganın fiziksel, mekanik, kimyasal ve mineralojik özelliklerinin bilinmesi beton kalitesi ve yapıların hizmet ömrü açısından önemlidir. Bu çalışmada İstanbul ilinin Avrupa yakasında yer alan Ayazağa bölgesinde, Cendere vadisi kayaçları beton agregası olarak değerlendirmeye alınmıştır.

Bu tez çalışmasının birinci bölümünde, çalışmanın amacı, çalışma alanın coğrafi konumu, iklimi ve bitki örtüsü, morfolojisi, yerleşim ve ulaşımı ve ekonomik durumundan bahsedilmiştir. Ayrıca arazi çalışma yöntemleri, örnek alma koşul ve yöntemleri, labaratuvar çalışmaları ve önceki çalışmalar ile ilgili bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, çalışma alanının jeolojik konumuyla ilgili olarak bölgesel jeoloji, çalışma alanın jeolojisi, yapısal jeolojisi ve hidrojeolojisi ile ilgili bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, beton ile ilgili tanım ve genel bilgiler, betonu oluşturan malzemeler, agreganın sınıflandırılması, agregayla ilgili tanımlar, agregaların fiziksel, mekanik, kimyasal özelliklerini belirlemek için kullanılan deneysel yöntemler, agregalarda zararlı maddeleri belirlemek için kullanılan deneysel yöntemler, agregaların mineralojik ve petrografik özelliklerinin belirlenmesi, Alkali Agrega Reaksiyonu (AAR), Alkali Karbonat Reaksiyonu (AKR) ve Alkali Silika Reaksiyonu (ASR) ve ASR deney metotları ile ilgili bilgilere yer verilmiştir.

Dördüncü bölümde, kırmataş üretim tesislerinin stok sahalarından alınan agrega numunelerinin fiziksel deneysel çalışma sonuçları (granülometri, birim ağırlık, özgül ağırlık ve su emme, yasıllık endeksi ve şekil indisi), mekanik deneysel çalışma sonuçları (aşınma direnci, dona dayanıklılık), agregalarda bulunabilecek zararlı maddeleri tayin etmek için kullanılan deneysel çalışma sonuçları (organik madde tayini, ince madde miktarı tayini için kullanılan metilen mavisi ve kum eşdeğeri deneyleri), kimyasal deneysel çalışma sonuçları (suda çözülebilen klorür iyon içeriği ve suda çözülebilen toplam alkali içeriği) sunulmuştur. Ayrıca, çalışma sahasından alınan ondört adet kayaç, bir kum ve kırmataş üretim tesislerinden sekiz agrega numunelerinin mineralojik-petrografik özellikleri bu bölümde ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Yine dördüncü bölümde AAR riski araştırma deney sonuçları ile ilgili ayrıntılı çalışmalar anlatılmıştır. ASTM C 1260 ve TI B 51 standartlarına göre hazırlanmış harç çubuklarından üretilen ince kesitlerde ASR jel izi mikroskobik gözlemlerle araştırılmıştır.

(20)

Beşinci bölümde, elde edilen deneysel çalışma sonçları doğrultusunda Cendere vadisi kayaçlarının beton agregası olarak değerlendirilmesi yapılmıştır.

Altıncı bölümde, çalışmada elde edilen sonuçlar vurgulanmıştır. Son olarak, yedinci bölümde çalışma tartışılmıştır.

(21)

EVALUATION OF CENDERE VALLEY ROCKS AS CONCRETE AGGREGATE

SUMMARY

Nowadays, concrete which has a common usage, is the most widely consumed material after water in the world. Concrete, a composite construction material, is composed of cement, aggregate, water, and if necessary chemical admixtures and mineral additives. The quality, petrographic and mineralogical properties of the aggregate affect the performance of the concrete. Therefore physical, mechanical, chemical and mineralogical properties of the aggregate have an important role on the quality and the service life of the concrete. In this research, Cendere valley rocks which were located in Ayazağa at European side of Istanbul were evaluated as concrete aggregate.

In section one, the scope of the study is expressed. Geographical location, climate, vegetation, morphology, transportation, residential unit and economic conditions of the field are given. Additionally field study methods, sampling methods, laboratory studies and previous studies are presented.

In section two, regional geology, structural geology, hydrogeology and geology of the field are expressed.

In section three, general definitions and information concerning concrete and aggregate are mentioned. Moreover, experimental test methods for determining the physical, mechanical and chemical properties of aggregates are summarized. Furthermore, general information about aggregate mineralogy and petrography, Alkali Aggregate Reaction (AAR), Alkali Carbonate Reaction (ACR), Alkali Silica Reaction (ASR) and ASR experimental test methods are explained in detail.

In section four, physical (gradation, bulk density, particle density and water absorption, flakiness and shape index), mechanical (abrasion and impact resistance and soundness of aggregate), harmful matter (organic matter, methylene blue and sand equivalent tests) and chemical experimental test results (water soluble chloride content and total water soluble alkali content) of the aggregates which were sampled from the quarries were

(22)

shown. Additionally, mineralogical and petrographic analysis results of fourteen rock samples, one sand sample and eight aggregate samples were presented.

Also in section four, experimental test results for AAR were expressed, combined with ASR sign investigations. For the ASR sign investigations, thin sections were prepared from the ASTM C 1260 and TI B 51 mortars and microscopic observations are carried out.

In section five, according to the experimental test results, macro and microscopic observations Cendere valley rocks were evaluated as concrete aggregate.

In section six, the results of this study were presented. Finally in section seven the argument of this study is given.

(23)

1. GĠRĠġ

1.1 ÇalıĢmanın Amacı

Beton, insanlık tarihinin gelişiminde ve eski medeniyetlerin günümüze kadar gelebilen eserlerinde önemli bir yere sahiptir. Piramitlerin yapımında kireç bazlı bağlayıcılar kullanılmış, Pantheon ve Colleseum gibi yapılar doğal hidrolik bağlayıcı olan puzzolanlarla yapılmış ve Orta Asya ile Anadolu’da Horasan Harçı adı verilen bir bağlayıcının kullanılmış olması beton olarak nitelendirilebilecek malzemelerin tarihinin çok eskilere dayandığını göstermektedir. Çağdaş beton kronolojisi ise 1800’lü yılların başında ilk yapay çimentonun üretilmesi ve “Portland Çimentosu”nun patentinin alınmasıyla başlamıştır. 1900’lü yılların başında ilk “hazır beton” patenti alınmış ve birbirini izleyen teknolojik yeniliklerin ardından beton kalitesi de yükselmeye başlamıştır (Türkiye Hazır Beton Birliği,Uygarlığın Harçı: Beton, 2003).

Günümüzde çok geniş bir kullanım alanı olan beton, sudan sonra dünyada en fazla tüketilen malzeme haline gelmiştir. Beton, ekonomik olması, kolay temin edilmesi, istenilen şekli alması, üretiminin ve kullanımının kolay olması ve birçok avantajlı özellikleri ile en çok kullanılan yapı malzemesidir.

Betonun özellikleri, beton bileşimini oluşturan malzemeler tarafından belirlenebilmektedir. Agreganın kalitesi ve mineralojik yapısı betonun performansını etkileyen bileşenlerindendir. Kaliteli beton elde edebilmek için uygun özellikleri taşıyan agrega kullanılması gerekmektedir. Bu nedenle agreganın fiziksel, mekanik, kimyasal ve mineralojik özelliklerinin bilinmesi beton üretimi ve hizmet ömrü konusunda çok önemlidir.

Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında, İstanbul ili agrega ihtiyacını önemli ölçüde karşılayan Cendere havzası agregalarının beton üretimi için uygunluğu değerlendirilecektir. Bu doğrultuda Cendere havzasında yaklaşık 15 km2_{’lik bir} yüzeye sahip alan jeolojik olarak incelenecektir. Bölgede bulunan ve toplamda yaklaşık olarak yılda 4.200.000 ton agrega üretimi yapan, iki adet kırmataş üretim

(24)

tesislerinden temin edilen farklı boyutlardaki yıkanmamış kırma kum, yıkanmış kırma kum, kırmataş 1 ve kırmataş 2 olarak tanımlanan agregaların fiziksel, mekanik, kimyasal, mineralojik ve petrografik özellikleri ile alkali agrega reaksiyon riski İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi, Marmaray Laboratuvarı’nda araştırılacaktır.

1.2 ÇalıĢma Alanı

1.2.1 Coğrafi konum

Çalışma alanı İstanbul ilinin Avrupa yakasında yer alan Ayazağa bölgesinin içerisinde bulunmaktadır. Yaklaşık 15 km2_{’lik bir yüzeye sahip alan, 1/25000 ölçekli} İstanbul F21-c2 paftasında yer almaktadır. Çalışma alanının yer bulduru haritası Şekil 1.1’de görülmektedir.

ġekil 1.1 : Çalışma alanının yer bulduru haritası. 1.2.2 Ġklim ve bitki örtüsü

Çalışma alanında genel anlamda karasal iklim egemen olup, bölge Akdeniz ve Karadeniz iklimlerinin kesişme sahasıdır. Yazların sıcak ve kurak, kışların ise yağışlı ve soğuk geçtiği bölgede en çok yağış Ocak, Şubat, Mart ve Nisan aylarında görülür.

(25)

İstanbul’da yerleşim alanlarının genişlemesiyle bitki örtüsü giderek azalmaktadır. Ağaçcıl maki bitki topluluklarından, çayırlardan ve orman alanlarından oluşan Cendere Vadisi’nde ise bitki örtüsü kuzeyden güneye doğru azalmaktadır.

1.2.3 Morfoloji

Cendere Havzası, İstanbul’un Avrupa yakasında, Kemerburgaz ve Ayazağa bölgeleri arasında, yaklaşık 10 km uzunlukta, KB-GD doğrultulu, Trakya formasyonu içinde doğal bir vadi konumundadır.

Cendere Vadisi, Ayazağa bölgesi tarafından yüksek sırtlar ve tepelerle çevrelenmişken, bu yükselti Kemerburgaz tarafına doğru azalmaktadır.

1.2.4 YerleĢim ve ulaĢım

Ayazağa bölgesinde, altyapısı olmadan oluşturulmuş yerleşim birimleri öncellikle gecekondu biçiminde meydana geldiğinden kurulu sanayi ile yerleşim iç içe geçmiştir.

Toplu taşıma araçlarının düzenli bir şekilde ulaşımı sağladığı Ayazağa Bölgesi’nde, taşocaklarının çevresindeki yollara ulaşım genellikle özel araçlarla yapılmaktadır.

1.2.5 Ekonomik durum

Cendere havzasında, beş adet kırmataş üretim tesisi, üç adet beton santrali yer almaktadır. Tüm bu tesislerde yaklaşık olarak yılda altı milyon ton agrega ürerilmektedir. Cendere havzasında yer alan kırmataş üretim tesisleri ve beton santralleri Şekil 1.2’de görülmektedir.

(26)

ġekil 1.2 : Cendere havzasında yer alan kırmataş üretim tesisleri ve beton santralleri. 1.3 ÇalıĢma Yöntemleri

1.3.1 Arazi çalıĢmaları

Çalışma kapsamında ilk arazi çalışması Temmuz 2010’da yapılmış ve saha genel hatlarıyla incelenmiştir. Arazinin 1/1000’lik jeoloji haritası çalışmanın amacına uygun olarak önceki çalışmalardan da yararlanılarak hazırlanmış, çalışma sahası içerisinde bulunan kırmataş üretim tesisleri jeolojik olarak incelenmiştir.

1.3.2 Örnek alma koĢul ve yöntemleri

Çalışmanın amaca ulaşmasında örneklemenin önemi çok büyüktür. Saha içerisinden ondört adet kayaç nunumesi alınmış, bir kum örneklemesi yapılmıştır. Çalışma alanı içerisinde yer alan beş adet kırmataş üretim tesislerinden Şekil 1.2’de, iki numaralı olarak gösterilen OB kırmataş ürertim tesisi (OBKÜT) ve üç numaralı olarak gösterilen A kırmataş üretim tesisi (AKÜT) detaylı olarak çalışılmıştır. OBKÜT ve AKÜT’ün stok sahalarından yıkanmış kırma kum, yıkanmamış kırma kum, farklı tane boyutlu kırmataş 1 ve kırmataş 2 örnekleri alınmıştır. Agregalar, kayaç ve kum örnekleri İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi, Marmaray Laboratuvarı’nda incelenmiştir.

Kırmataş Üretim Tesisi Beton Santrali

(27)

1.3.3 Laboratuvar çalıĢmaları

Sahadan alınan kayaç, kum örneklerinin ve agregaların mineralojik-petrografik özellikleri, ince kesitleri hazırlanarak Polarizan ve Binoküler Mikroskop kullanılarak belirlenmiştir. Agregaların fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri TS EN 706 12620 Standardına göre ortaya konmuştur. Agrega numunelerinin alkali agrega reaksiyon riski ASTM C 1260 ve TI B 51 Standartlarına göre araştırılmıştır. Bu doğrultuda hazırlanan harç çubuklarından ince kesitler üretilmiştir. Floresanlı epoksi kullanılarak hazırlanan ince kesitlerin mikro çatlak ve alkali silika jel durumu polarizan mikroskop altında sarı ve mavi filtre kullanılarak incelenmiştir.

1.4 Önceki ÇalıĢmalar

19.yy. ortalarından günümüze kadar yerli ve yabancı birçok araştırmacı tarafından incelenen İstanbul’un jeolojisi ile ilgili çalışmalar kronolojik olarak sunulmuştur. Paeckelman, 1938: Trakya serisinin denizel kökenli olduğunu ve Primer derecelenme gösterdiğini belirtmiştir. Trakya formasyonu üyesi Çamurluhan’ın şeyl ve konglomeralarının Orta Devoniyen yaşlı olduğunu belirtmiştir.

Yalçınlar, 1954: İlk defa, Trakya formasyonunun Karbonifer yaşlı olabileceğini belirtmiştir. Cebeciköy’de Vizeen yaşlı kireçtaşının varlığını ortaya çıkarmış ve Cebeciköy kireçtaşı üzerine gelen silisli şeyllerin florasına dayanarak Trakya serisini karasal, Üst Devoniyen-Vestfaliyen yaşında bir istif olarak kabul etmiştir.

Baykal ve Kaya, 1963: Trakya formasyonun yaşını, içerisinde bulunan fosillere dayanarak Vizeen olarak belirtmişlerdir.

Abdüsselamoğlu 1963: Baltalimanı formasyonunu çörtler (lidit, radyolarit) olarak nitelendirmiş ve Trakya formasyonunun içinde, grovak şistlerin çörtler üzerinde bulunmaları dolaysı ile Karbonifer yaşında olduklarını belirtmiştir.

Kaya, 1971: İstanbul Bölgesi’nin genel Karbonifer stratigrafisini çalışmış ve Trakya formasyonun Vizeen ortası sonuna kadar olan bir zaman aralığını kapsadığını belirtmiştir.

Ketin ve Güner, 1989: Trakya formasyonun hetsiniyen ve alpin orojenez döneminde şiddetle deforme olup, farklı doğrultularda çatlak sistemleri ve kayma düzlemleriyle parçalandığı belirtilmiştir.

(28)

İlkışık, vd. 2006: İstanbul’un batı yakasında mostra veren Trakya formasyonunun başlıca kumtaşı, kiltaşı ve silttaşından oluştuğunu ve bu birimlerin arasında mercekler şeklinde kireçtaşı, karbonatlı şeyl ve konglomeralar ile yer yer diyabaz ve andezit dayklarının bulunduğunu belirtmiştir.

(29)

2. ÇALIġMA ALANIN JEOLOJĠK KONUMU

2.1 Bölgesel Jeoloji

Bu bölümde İstanbul Paleozik, Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı kaya birimlerinden genelce bahsedilmiş ve İstanbul’un genelleştirilmiş stratigrafik kesiti Şekil 2.1’de verilmiştir.

İstanbul Paleozoyik kayaları Ordovisiyen’den Karbonifer’e uzanan transgresif bir istiften ve Permiyen yaşlı granitik kayalardan oluşur. Paleozoyik çökelleri Ordovisiyen yaşlı Kurtköy Formasyonu ve Aydos Formasyonu, Üst Ordovisiyen-Alt Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu, Üst Silüriyen-Alt-Devoniyen yaşlı Dolayoba Formasyonu, Orta Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonu, Üst Devoniyen yaşlı Tuzla Formasyonu ve Karbonifer yaşlı Baltalimanı ve Trakya formasyonlarından oluşur. Bu istif Granodiyoritik bileşimli Çavuşbaşı ve Sancaktepe plütonları ile kesilmiştir (Akyüz, S., 2010).

Paleozoik istifinin üstünde Mesozoyik yaşlı Kretase ve Tersiyer çökelleri, üzerlerine de Senozoyik yaşlı birimler yerleşmiştir. Bu birimleren, inceleme alanının üst kesimlerinde, sadece Pliyosen yaşlı kum, silt ve kil ardalanmasından oluşan Belgrad formasyonu ve üzerinde Kuvarterner yaşlı alüvyon çökelleri bulunmaktadır.

(30)

(31)

2.2 ÇalıĢma Alanın Jeolojisi

İstanbul Paleozoyik istifi içinde yer alan Cendere Vadisi’nin en alt seviyesinde Karbonifer yaşlı derin deniz fasiyesini belirten, filiş niteliğindeki kumtaşı ve kiltaşı ardalanmasından oluşan Trakya formasyonu yer alır. Trakya formasyonu üzerinde Piliyosen yaşlı çakıllı, kumlu killi, killi Belgrad formasyonu uyumsuz olarak yer alır. Bölgenin en genç çökeli ise Kuvaterner yaşlı alüvyondur. İnceleme alanının stratigrafik kesiti Şekil 2.2’de gösterilmiştir.

(32)

2.2.1 Trakya formasyonu

İnceleme alanının temelini oluşturan bu formasyon çalışma alanında geniş yayılım göstermektedir. Sarımsı gri, gri renkli, silisli şeyl, mikalı kumtaşı ve mercekli kiltaşı kumtaşı ara seviyeli şeyllerden oluşan bir litolojiye sahiptir. Birim içersinde bazı yerlerde andezit, diyabaz daykları gözlenmektedir.

Trakya Formasyonu sarı-kahverengi kumtaşı, gri-yeşil silttaşı ve kiltaşı, yerel merceksel çakıltaşları, kalsitürbidit araseviyelerinden oluşur. Birim, ilk olarak Tchihatcheff (1864) tarafından “Fosilsiz şeyl ve kumtaşları” olarak adlandırılmıştır. Daha sonra Penck (1919) ve Paeckelmann (1938) “Trakya serisi”, Haas (1968) “Ober Trazische Serie” adını önermişlerdir. Kaya (1971), Önalan (1981) ve Seymen (1995) “Trakya Formasyonu” adını benimsemişlerdir.

İstanbul boğazının batı kesiminde geniş alanlar kaplayan Trakya Formasyonu’nun kumtaşları orta-kalın tabakalıdır. Tabaka içlerinde yaygın olarak derecelenme, ender olarak da paralel laminasyon, akıntı ripıl laminasyonu ve konvolut tabakalanma görülür. Tabakaların alt yüzeyleri genellikle keskin, bazen küçük ölçekte aşınmalıdır. Bu yüzeylerde küçük ölçekli oygu-dolgu yapıları ve çeşitli alet izleri (oluk, çarpma vs.) mevcuttur. Kumtaşları, serizitleşmiş kil matriks (yaklaşık %30) içindeki köşeli-yarı köşeli kuvars, feldispat (çoğunlukla plajioklas), mika ve çoğunlukla metamorfik kökenli olmak üzere çeşitli kaya parçalarından oluşur. Kumtaşları bu bileşimiyle Dott (1964) sınıflamasına göre “litik vake”dir. Kumtaşlarıyla ardalanan gri-yeşil şeyller ince tabakalı, laminalıdır. Trakya Formasyonu’nun alt kesimlerinde kalın seviyeler halinde görülen şeyller üste doğru daha seyrelir ve incelir. Trakya Formasyonu’nun stratigrafik özellikleri ve sedimenter yapıları, istifin türbititik akıntılarla depolanmış bir derin deniz çökeli olduğunu gösterir. Trakya Formasyonun üst düzeylerinde kalsitürbidit aratabakaları da mevcuttur. Bu seviyelerin alt yüzeyleri keskin, içleri normal derecelenmeli, üst kesimleri paralel laminalıdır. Bu özellikler de bu araseviyelerin türbit akıntılarla çökeldikleri göstermektedir (Akyüz, 2010). Trakya formasyonun büyük bir kısmını oluşturan silttaşı, kiltaşı birimleri istifin büyük bir kısmını oluşturmaktadır. İnce tabakalı ve yer yer laminalı özellikteki bu oluşumlar düzenli tabakalanma ve kumtaşları ile ardalanma gösterirler. Kumtaşları kirli sarı, açık sarı, gri renkte ve orta kalın tabakalanmalı iken şeyller, koyu gri,

(33)

yeşilimsi gri renklerde ince tabakalanmalı olarak görülürler. Çalışma alanındaki silttaşı- kiltaşı ardalanmasına ait genel bir görünüm Şekil 2.3’de görülmektedir.

ġekil 2.3 : Çalışma alanındaki silttaşı-kiltaşı ardalanması.

Çalışma alanındaki kirli sarı, açık sarı, gri renkte ve orta kalın tabakalanmalı kumtaşlarına ait genel bir görünüm Şekil 2.4’de görülmektedir

ġekil 2.4 : Çalışma alanındaki kirli sarı, açık sarı, gri renkli kumtaşı.

Trakya Formasyonu İstanbul Paleozoyik istifinin en üst kesimini oluşturur. Birim Gebze civarında Triyas, Rumeli yakasında ise Neojen çökelleri ile örtülür. Bu nedenle Trakya Formasyonu’nun gerçek kalınlığı bilinmese de 1000 m’den fazla olduğu kabul edilir (Akyüz, 2010).

(34)

2.2.2 Belgrad formasyonu

İnceleme alanında Belgrad formasyonu, kırmızı renklikil-silt ile tutturulmuş, büyük oranda kum ve daha az oranda çakıldan oluşmaktadır. Çalışma alanındaki Belgrad formasyonuna ait genel bir görünüm Şekil 2.5’de görülmektedir. Birim, Trakya formasyonu üzerine uyumsuz olarak gelir. Şekil 2.6’da Trakya formasyonu ve Belgrad formasyonu arasındaki uyumsuz dokanak görülmektedir.

ġekil 2.5 : Çalışma alanındaki Belgrad formasyonuna ait genel görünüm.

(35)

2.2.3 Alüvyon

Stratigrafik istifin en genç birimi olan alüvyon, Belgrad formasyonu üzerinde gözlenmektedir. Özellikle dere kenarlıklarında ve alçak kesimlerde yayılım göstermekte olup, koyu gri, gri arasında bir renge sahiptir. Genellikle tutturulmamış kil-kum ve ufak çakıllı seviyelerin birbiriyle geçişli ardalanmasından oluşmaktadır. Litolojik olarak kendisinden yaşlı Belgrad formasyonunun erozyonu neticesinde gelen parçalar birimde sedimantasyona uğramış, grovakların çok gevrek ve kırılgan oluşundan dolayı alüvyon içerisinde bolca bulunmasına neden olmuştur.

2.3 Yapısal Jeoloji

İnceleme alanının yapısal jeolojisi çeşitli faylara, oldukça yoğun kıvrım ve kırıklara, birmlerin stratigrafik dağılımlarına ve yanal-düşey geçişlere bağlı olarak oldukça karmaşık bir yapı sunar. Bölgenin örtülü olması, bu karmaşık yapının anlaşılabilmesi için yapılan çalışmalarda çözümü zorlaştırmaktadır. İnceleme alanının yapısal jeolojisinin en rahat çalışılabilindiği yerler kırmataş üretim tesislerinde bulunan ocak yüzeyleridir.

2.3.1 Kıvrımlar

Trakya Formasyonu hersiyen ve alpin orojenez dönemlerinde şiddetle deforme olmuş, kıvrılmış ve farklı doğrultularda çatlak sistemleri ve kayma düzlemleriyle parçalanmıştır (Ketin, 1989). İnceleme alanında bu hareketler sonrası gelişmiş birden çok çatlak sistemi gözlenmiştir.

Bölgede orojenezlerin sonucunda oluşan ileri derecede kırıklı ve çatlaklı süreksizlikler görülmektedir. Tabaka kalınlıkları birkaç santimetre veya birkaç metreyi bulmakta ve bol kırıklı ve çatlaklı bir yapı sunmaktadır.

2.4 Faylar

İnceleme alanında faylar kırmataş üretim tesislerinde bulunan ocak yüzeylerinde gözlenmiştir.

(36)

2.5 Hidroloji

İnceleme alanında geniş bir yayılım gösteren Karbonifer yaşlı Trakya formasyonu, çatlaklı ve yarı geçirimli akifer özelliğindedir ve bu birim yer altı suyu potansiyeli yönünden zengin değildir. Kırmataş üretim tesislerinde bulunan ocak yüzeylerinden yer altı su düzeyinin, işletme kotlarının altında olduğu gözlenmektedir. Yüzeysel yağış ocak içerisinde birikmektedir. En alt kotta biriken su ocakta ve kırma – eleme tesislerinde açığa çıkan tozun bastırılmasında kullanılmaktadır. Şekil 2.7’de kırmataş üretim tesisinin en üst kotundan görüntülenmiş, ocak içerisinde bulunan birikmiş yüzey suları görülmektedir.

(37)

3. BETON ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER VE DENEYSEL ÇALIġMALAR

3.1 Tanım ve Genel Bilgiler

Beton çağdaş toplumların temelini oluşturan malzemelerin en önemlilerinden biridir. Çevremize baktığımızda, binalar, yollar, köprüler, barajlar, santraller, istinat duvarları, su depoları, limanlar, hava alanları, kent mobilyaları vb.nin betondan yapıldığını görürüz. Şekil 3.1’de ERMCO (Avrupa Hazır Beton Birliği)’ya üye ülkelerde 2008 yılında hazır beton üretim miktarları görülmektedir. Şekil 3.2’de Türkiye’de yıllara göre toplam hazır beton üretimi gösterilmektedir. Şekil 3.1 ve Şekil 3.2, 2009 yılı hazır beton istatistiklerine göre hazırlanmıştır.

(38)

ġekil 3.2 : Türkiye’de yıllara gore toplam hazır beton üretimi.

Betonun bu derece yaygın kullanılmasının çeşitli nedenleri vardır. Diğer birçok yapı malzemesine göre:

 Daha kolay şekil verilebilir olması

 Ekonomik olması

 Dayanıklı olması

 Üretiminde daha az enerji tüketilmesi

 Her yerde üretilebilir olması

 Estetik özellikleri nedeniyle beton en çok kullanılan yapı malzemesidir. Beton çimento, ince agrega, kaba agrega, su ve gerektiğinde çeşitli kimyasal ve/veya mineral kakılar içeren kompozitbir malzemedir. Bu üç malzemenin, genel hatlarıyla tanımı Çizelge 3.1’de verilmiştir

Çizelge 3.1 : Çimento hamuru, harç ve betonun genel tanımı.

Malzeme BileĢimi

Çimento hamuru Çimento + Su

Harç İnce agrega + Çimento hamuru

Beton Kaba agrega + İnce agrega + Çimento hamuru

İyi bir betonda tüm ince agrega tanelerinin çimento hamuruyla; tüm kaba agrega tanelerinin de harçla bütünüyle kaplanmış olmas gerekir.

(39)

3.2 Betonu OluĢturan Malzemeler

Beton esas itibariyle, ince agrega, kaba agrega, çimento ve sudan oluşur. Sözkonusu bu dört malzeme betonun iki bileşenini meydana getirirler. Çimento ve su birlikte çimento hamurunu; ince ve kaba agregalar da agrega bileşinini oluşturur. Bunların yanısıra betonda birmiktarda hava bulunur. Ayrıca, gerektiğinde, betonun belirli özelliklerini değiştirmek amacıyla, çeşitli mineral ve kimyasal katkılar da kullanılabilir. Şekil 3.3’te bir portland çimentosu betonunda bulunan malzemelerinhacimsel miktarları şematik olarak gösterilmiştir.

ġekil 3.3 : Betonunu oluşturan malzemelerin hacimce oranları. 3.2.1 Beton karĢım suyu

Beton malzemelerin karılmasında kullanılan karışım suyunun iki önemli görevi bulunmaktadır. Bunlardan birincisi, çimento ile birleşerek kimyasal reaksiyonların yer almasını sağlamak. İkincisi ise, beton karılma işleminde agrega ve çimento tanelerinin yüzeyini ıslatarak üretilen taze beton karışımında istenilen işlenebilmeyi sağlamak.

Beton karışımında kullanılan sular değişik kaynaklardan elde edilebilmektedir. TS EN 206’ya göre karma suyu TS EN 1008’e uygun olmalıdır.

3.2.2 Çimento

Çimento su ile reaksiyon sonucu hem havada ve hem de su altında katılaştığı ve sertleştiği için hidrolik bağlayıcı olarak sınıflandırılır. Betonda kullanılan çimento tipleri ve uygunluk değerlendirilmesi TS EN 197 – 1’e göre standartlaştırılmıştır.

(40)

3.2.2.1 Portland çimentosunu oluĢturan oksitler ve anabileĢenler

Portland çimentosunun içerisinde yer alan oksitler ve yaklaşık miktarları çizelge 3.2’deki gibidir.

Çizelge 3.2 : Portland çimentosunu oluşturan oksitler ve miktarları.

Genel İsmi Oksit Miktarı (%)

Kireç CaO 60-67 Silis SiO2 17-25 Alümin Al2O3 3-8 Demir Fe2O3 0,5-6 Magnezit MgO 0,1-4 Alkaliler Na2O + K2O 0,2-1,3 Kükürt Anhidrit SO3 1-3

Çizelge 3.2’de belirtilen oksitler, çimento anabileşenlerini oluşturan temel oksitlerdir. O nedenle, bu oksitlerin ne miktarda yer almış oldukları, çimentonun içerisindeki anabileşenlerin miktarını etkilemektedir.

Portland çimentosundaki SO3 miktarının belirli bir değerden fazla olması istenmemektedir. Örneğin, ASTM standartlarına göre, normal portland çimentosundaki maksimum SO3 miktarı %3,0 olmalıdır (Erdoğan, T., Y., 2007). Portland çimentosunun içerisindeki MgO, serbest CaO ve alkaliler, çimento hamurunun ve betonun özelliklerinde, olumsuz etkiler yaratabilecek oksitlerdir. MgO’nun su ile reaksiyonu sonucunda hem açığa ısı çıkmakta, hem de genleşmesi meydana gelmektedir. Çimentonun içerisindeki MgO, döner fırındaki işlemler esnasında normalin üzerindeki sıcaklıklara tabi tutlmuş olduğundan, MgO ile su arasındaki reaksiyonlar, çimento hamurunun sertleşmesinden sonraki zaman içerisinde oluşmaktadır. Sertleşmiş durumdaki çimento hamurunun içerisinde genleşmeye yol açan reaksiyonların oluşması, çimento hamurunun çatlamasına yol açabilmektedir. O nedenle, çimentolarda bulunabilecek MgO miktarının belirli bir yüzdeden (%5’den ) fazla olmaması istenmektedir (Erdoğan, T., Y., 2007).

Na2O ve K2O (alkaliler), üretilen çimentonun yapısında da yeralmaktadır. Beton yapımında kullanılan agregalar reaktif silis veya reaktif karbonat içerdiği takdirde, alkalilerle agrega arasında “alkali agrega reaksiyonu (AAR)” olarak adlandırılan kimyasal olaylar gelişmektedir. Sonuç olarak çok büyük su emme kapasitesine sahip

(41)

olan alkali – silika jelleri meydana gelmekte, betonda çok büyük genleşmelere yol açılmaktadır (Erdoğan, T., Y., 2007).

AAR beton yapımından sonraki sürede (birkaç ay, hatta birkaç yıl sonra) yer aldığı için, sertleşmiş betonun içerisinde böyle büyük genleşmelerin oluşması, betonun çatlayıp kırılmasına neden olmaktadır. Çimentonun yapısında yer alan alkalilerin miktarının belirli bir değerden daha fazla olmaması istenmektedir. Standartlara göre, “Na2O + 0,66 K2O” miktarının % 0,6’dan fazla olmaması tavsiye edilmektedir (Erdoğan, T., Y., 2007).

3.2.3 Agrega

Agrega, konut sanayi tesisleri, hastane gibi her türlü bina inşaatını, alt yapı faaliyetlerini kapsayan geniş bir faaliyet alanına sahip olan inşaat sektörünün bir parçası olan beton imalatının ve asfalt üretiminin en önemli hammaddesidir.

Beton yapımında kullanılan temel malzemeler içerisinde agrega, çimentoya göre çok düşük maaliyettedir.

Beton yapımında agrega kullanılmasının tek nedeni daha ekonomik beton üretmek değildir. Agrega, betonun teknik özelliklerine de önemli katkılarda bulunmaktadır. Agreganın sağladığı teknik yararlar aşağıdaki gibi özetlenebilir;

Çimento hamuru, zamanla, kuruyarak büzülme gösteren bir malzemedir. Betonun içerisinde bulunan agrega taneleri, çimento hamurunun zamana bağlı olarak gösterebileceği hacim değişikliğinin serbestçe yer alabilmesini belirli ölçüde engellemektedir. O nedenle, sadece çimento hamurunda oluşmuş olan bir malzemeye oranla, betonun göstereceği hacim değişikliği ve buna bağlı olarak yer alabilecek çatlklar daha az olmaktadır.

Beton yapımında kullanılan agregalar, genellikle sert ve dayanımı oldukça yüksek olan malzemelerdir. Agrega dayanımının yüksek olması, beton dayanımının da yüksek olmasına katkıda bulunmaktadır. Sert ve dayanıklı agregalar, betonun aşınmaya karşı veya çevreden gelebilecek diğer yıpratıcı etkenlere karşı daha dayanıklı olabilmesine yardımcı olmaktadır.

Agrega özellikleri betonun özelliklerini etkilediği gibi, beton karşımında yer alacak malzeme miktarlarını, o nedenle, betonun ekonomikliğinide etkilemektedir. Betonun

(42)

ekonomikliğini etkileyen başka faktör ise, agreganın ne kadar uzak mesafeden temin edilebileceği, maliyeti ve bulunabilirliğindeki kolaylıktır.

3.2.3.1 Agregaların sınıflandırılması ve tanımlar

Agregaları birçok şekilde sınıflandırılabilmek mümkündür. Sınıflama işlemi, agregaları daha iyi tanımlamak ve değişik sınıflara ait agregaları beton yapımında daha doğru kullanabilmek amacıyla yapılmaktadır. Sınıflandırma işlemi, belirli bir sınıf içerisinde yer alan agreganın beton için uygunluğunu göstermemektedir. Herhangi bir agreganının beton yapımı için uygunluğuna karar verebilmek için o agreganın özelliklerinin deneysel olarak araştırılmasına gerek vardır. Şekil 3.4’te Agregaların sınıflandırılması şematik olarak gösterilmektedir.

ġekil 3.4 : Agregaların sınıflandırılması.

Kaynaklarına göre agregalar doğal, yapay ve geri kazanılmış agregalar olmak üzere üç grupta sınıflandırılabilinir. Doğal agregalar, nehir yatakları, teraslar, eski buzul yatakları, deniz ve göl kenarları, taş ocakları gibi, agrega yataklarından alınarak, doğadaki yapısında değişiklik uygulanmadan kullanılan agregalardır. Yapay agregalar (sanayi ürünü),yüksek fırın curufu, pişmiş kil, genleştirilmis perlit ve uçucu külün pişirilmesiyle elde edilen çesitli büyüklükteki agregalardır.Geri kazanılmış

(43)

agregalar daha önce yapıda kullanılmış ve işlemden geçirilerek yeniden elde edilen agregalardır.

Jeolojik kökenlerine göre agregalar; Magmatik, Metomorfik ve Tortul olarak sınıflandırılabilinir.

Boyutlarına göre agregalar kaba, ince ve dolgu malzemesi (filler) olarak üç grupta sınıflandırılabilinir.

Kaba agregalar, taneleri 4 mm elek üzerinde kalan agregalardır. Şekil 3.5’te kaba agregalara ait örnekler görülmektedir.

 Çakıl: Kırılmamış doğal durumdaki tanelerden oluşan iri agregalardır.

 Kırma taş (Mıcır): Kırılmış tanelerden oluşan iri agregalardır.

 Yapay taş: Sanayi ürünü olan kırılmış veya kırılmamış iri agregalardır.

ġekil 3.5 : Kaba agregalara ait örnekeler.

İnce agregalar, 4 mm gözlü elekten geçen agregalardır. Şekil 3.6’da ince agregalara ait örnekler görülmektedir.

 Kum: Kırılmamış tanelerden meydana gelen ince agregalardır.

 Kırma Kum: Kırılmış tanelerden oluşan ince agregalardır.

 Yapay Kum: Sanayi ürünü olan kırılmış veya kırılmamış ince agregalardır.

ġekil 3.6 : İnce agregalara ait örnekeler.

Dolgu malzemesi (filler) çoğunluğu, 0.063 mm göz aralıklı elekten geçen ve tamamı 0.25 mm’den daha küçük boyuta sahip ince malzemelerdir. Özellikle taze betonun ayrışmasını önleyen, kohezyonu yüksek beton üretiminde kullanılır.

(44)

Doğal agregalar, yuvarlak, yassı, uzun ve keskin köşelidir ve bu şekillerine göre sınıflandırılır. Yüzey dokusuna göre agregalar düzgün, granüler, pütürlü, kristalli ve petekli olarak sınıflandırılabilirler.

Birim ağırlıklarına göre agregalar hafif, normal ve ağır agregalar olarak sınıflandırılabilinir.Hafif agregalar, birim ağırlığı 2,4 t/m3_{’ten daha az olan} agregalardır. Hafif beton eldesinde, betonun birim ağırlığını azaltmak, ısı ve ses yalıtım özelliklerini arttırmak icin kullanılır. Bu sınıf agregaların su emmeleri ve boşluk oranları yuksektir. Sünger taşı, volkan tüfleri, yüksek fırın cürufu, genleşmiş kil, sist, perlit örneklerdir. Normal agregalar, birim ağırlıkları 2,4–2,8 t/m3

arasında olan agregalardır. Ağır agregalar birim ağırlığı 2,8 t/m3_{’ten daha fazla olan} agregalardır. Barit, manyetit, hematit, limonit, vb. agregalardır. Nükleer santral su deposu, röntgen odaları gibi geçirimliliği az kompasitesi yüksek ağır beton elde etmek için kullanılırlar.

3.2.3.2 Agregalardan numune alma

Agrega yığınınından numune almanın amacı, deneysel çalışma ile özellikleri belirlenecek agrega numunesinin, betonda kullanılacak tüm agrega kaynağını (depo, yığın, ocak vb.) tam ve en iyi şekilde temsil etmesini sağlamaktır.

Beton agregalarından numune alma yöntemi TS EN 932-1, ASTM C 33 ve TS 707’de belirtilmektedir.

Depolanmış agrega yığınından alınacak örnekler, yığının tepe ve etek kısımlarından değil orta kısımlarından farklı noktalardan alınmalıdır. Toplanan örnekler daha sonra homojen bir şekilde karıştırılmalıdır. Elde edilen toplam örneğin tek bir deney için istenen miktara kadar küçültülmesi gerekir. Hangi deney isteniyorsa, o deneyle ilgili standartta tek deney için gerekli en az deney numunesi miktarları en büyük tane büyüklüğüne bağlı olarak belitilir. Deney numuneleri, toplam numuneyi dörde bölerek çeyrekleme yöntemiyle veya bölgeç kullanarak elde edilir.

Çeyrekleme yönteminde, sert, temiz ve düzgün bir yüzey üzerinde konik şekilli bir yığın oluşturacak tarzda toplanmış olan agrega, küreğin tersiyle, her tarafı eşit yükseklikte olacak şekilde dairesel bir alana yayılmaktadır. Daire şeklindeki alan, küreğin kenarı ile planda yaklaşık dört eşit kısıma bölünmektedir. Eğer bu yeni numunenin miktarı da istenilen numune miktarından daha çok ise çeyrekleme yöntemi bu yeni numuneye de uygulanmaktadır.

(45)

Bölgeç aygıtını kullanarak numune küçültme yönteminde, bölgeç (numune ayırıcı) gibi bir aygıt kullanılarak agrega numunesi yaklaşık iki eşit miktara bölünmektedir. Bölgecin yanlarındaki kaplarda biriken ikiye bölünmüş agrega yığınından birincisi, küçültülmüş numune olarak kullanılmaktadır. Eğer bu numune yeterince küçük değil ise işlem tekrar edilmektedir.

3.2.3.3 Agregaların fiziksel özelliklerini belirlemek için kullanılan deneysel yöntemler

Agregaların fiziksel özelliklerini belirleyebilmek içn agregaların,

 Rutubet durumu

 Birim ağırlık

 Özgül ağırlık

 Granülometri (Tane Dağılımı)

 Agrega tane şekli araştırılmalıdır.

3.2.3.3.1 Rutubet durumu

Agrega taneleri boşluk içermesinden dolayı agregalarda bulunabilecek rutubet durumları aşağıda sıralanmıştır;

 Tamamen Kuru Durum (A) : Agrega boşluklarında hiç su yoktur.

 Hava Kurusu Durum (B) : Agreganın su geçirgen boşluklarının içerisinde bir miktar su vardır. Ancak boşluklar tamamen suyla dolu, tanelerin yüzeyinde su yoktur.

 Doygun, Yüzey Kuru Durum (C) : Su geçirgen boşlukları tamamen suyla dolu, fakat tanelerin yüzeyinin kuru olduğu durumdur.

 Islak Durum (D) : Agreganın su geçirgen boşlukları tamamen suyla doludur ve ayrıca tanelerin üzerinde bir miktar su filmi vardır.

(46)

ġekil 3.7 : Agrega tanelerindeki su durumları.

Beton agregalarının özelliklerini belirlemek için yapılan su emme oranın tayini için“yüzey kuru suya doygun” durumu esas alınmaktadır.

Agreganın su emme kapasitesini belirleyebilmek için TS EN 1097 – 6 Türk standardı ve ASTM C 127 ve ASTM C 128 Amerikan standardı kullanılmaktadır.

Agreganın su emmesi, agreganın bünyesine alacağı su miktarının yüzde olarak ifadesidir. Su emme oranı (WA24), 24 saatlik daldırmadan sonra, kuru kütlenin bir yüzdesi olarakdenklem 3.1 yardımıyla hesaplanmaktadır;

M1: Doygun ve havada yüzeyi kurutulmuş agreganın kütlesi. M2: Etüvde kurutulmuş deney numunesi kısmının kütlesi.

WA24 = ( 100 x ( M1 – M2 ) ) / M2 (3.1)

Agrega su emme kapasitesi, betonun ve betonda kullanılan agreganın dayanıklılığı için büyük önem taşımaktadır. Su emme kapasitesi yüksek olan gözenekli agregaların içerisine su kolayca girebilmekte ve soğuk havalarda buz haline dönüşerek genleşmeye, çatlamaya yol açmaktadır.

TS 706 EN 12620’ye göre, agreganın su emme oranı %1’den daha büyük değilse, donma ve çözülmeye karşı dirençli kabul edilebilmektedir. Su emme oranı %1’den daha fazla olan bazı agrega tiplerinin de donma ve çözülmeye dirençli olabileceği hatırlatılmaktadır.

3.2.3.3.2 Birim ağırlık

Birim ağırlık, yığın halindeki bir agreganın taneler arasındaki boşluklar da dahil birim hacimimin ağırlığıdır. TS EN 1097 – 3 Türk standardı ve ASTM C 29 no.lu satndartlarda agregaların gevşek ve sıkışık birim ağırlık tayini için yöntemler belirtilmiştir.

(47)

Sıkışmış birim ağırlık tayininde, agregalar silindir şeklinde bir kap içerisine, her seferinde kabın yüksekliğinin 1/3’ünü dolduracak şekilde, üç aşamada doldurulmakta ve her aşamada demir çubukla 25’er defa şişlenerek sıkıştırılmaktadır. Gevşek birim ağırlık tayini için, agrega kap içerisine bir kürekle doldurulmakta, her hangi bir sıkıştırma uygulanmamaktadır. Denklem 3.2’de agregaların birim ağırlık hesabı gösterilmiştir.

B.A= Agrega birim agırlıgı M1 = Bos ölçü kabı kütlesi

M2 = Ölçü kabı ve deney numunesinin kütlesi V= Ölçü kabının hacmi

B.A = (M2-M1) / V (3.2) 3.2.3.3.3 Özgül ağırlık

Herhangi bir maddenin özgül ağırlığı, madde yoğunluğunun suyun yoğunluğuna bölünmesiyle bulunur. Agrega numunesinin özgül ağırlığı, agrega tanelerinin toplam ağırlığının, agrega tanelerinin toplam hacmine bölünmesiyle elde edilir.Agregadaki değişik türdeki özgül ağırlıklar aşağıda tanımlanmıştır.

Hakiki (veya, mutlak) Özgül Ağırlık (Sh) WS = Agreganın etüv kurusu hali

Vs = Agregadaki katı kısımların hacmi

Sh = WS / Vs (3.3)

Görünen Özgül Ağırlık (Sg)

Vi = Su geçirmeyen boşlukların hacmi ɤw = Suyun özgül ağırlığı, 1.0.

Sg = WS / ((Vs + Vi ) x ɤw ) (3.4) Kuru Özgül Ağırlık, (Sk)

Vp = Su geçirgen boşlukların hacmi