MEVHİBE İNÖNÜ TÜNELİNDE BETON KALİTE KONTROL DEĞERLENDİRMESİ

MEVHİBE İNÖNÜ TÜNELİNDE

BETON KALİTE KONTROL DEĞERLENDİRMESİ

Prof.Dr. Ergin ARIOĞLU

İ.T.Ü. Maden Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Dr. Canan GİRGİN

Yapı Merkezi İnşaat A.Ş AR-GE Bölümü 1. GİRİŞ

Betonun kalite kontrolunda üniversal ölçüde temel faktör olarak dikkate alınan basınç dayanımında genellikle 28 günlük değerler standart olarak dikkate alınmaktadır. Ancak bazı durumlarda (erken kalıp sökümü, erken ön ve ard germe dayanımının sağlanması, püskürtme beton uygulaması v.b) 28 günlük dayanımdan önce 1,3 ve 7 günlük beton dayanımlarının da öngörülen bir erken dayanım düzeyini sağlaması arzu edilir. Ayrıca, erken dayanım ve 28 günlük dayanım düzeyleri arasında elde edilen regresyon ifadeleri olası problemlere 28 günü beklemeden müdahale etme imkanı da vermektedir.

• Endüstri mühendisliği kapsamında geliştirilen Shewhart kalite ve Cusum kümülatif toplamlar yöntemlerinin inşaat mühendisliği disiplinine uygulanması sonucunda, yerinde üretilen standart kontrol numunelerindeki dayanım değişiklikleri kalite gereksinimleri açısından düzenli olarak izlenebilmekte ve gerektiği yerde üretime müdahale edilebilmektedir. Ayrıca, beton kalitesinin daha yakından takibine yönelik olarak çökme, hava içeriği ve deney içi değişimleri ortaya çıkarmak amacı ile de dağılım aralığı abakları oluşturulmaktadır. Sözkonusu kontrol yöntemleri yakından incelendiğinde aşağıdaki sonuçlar elde edilmektedir:

• Shewhart yöntemi ile yapılan kalite kontrolda, ortalama tekil ve ardıl dayanım düzeylerinin, projenin önemine ve şantiyedeki kalite kontrol seviyesine göre öngörülen standart sapma “S” e göre belirlenen kabul kriterlerini sağlayıp sağlamadığı sürekli olarak kontrol edilir. Kümülatif toplamlar yönteminde ise kalite denetimi, koordinatları standart sapma S’e ve numune sayısına bağlı olarak belirlenen “V” maskeleri ile yapılır. Basınç dayanımlarının maskeden taşıp taşmadığı veya taşmaya meyilli bir sürekliliğin mevcut olup olmadığı devamlı kontrol edilir.

Her iki sistemde de temel felsefe betonun hazırlık aşamasından üretimine, yerleştirilmesinden deney aşamasına kadar olan bütün safhaların istatistiksel olarak kontrol altında tutulmasıdır.

• Shewhart kontrol diyagramlarına nitelik açısından bakıldığında bütün parametrelerin işlenmesi pratik ve kolaydır. Buna karşın incelenen büyüklükteki basınç dayanımında bir anomoni (değişim) meydana geldiğinde bu yöntem ile çökme, hava boşluğu gibi parametrik büyüklüklerin hangisinin değişim üzerinde etkin olduğu konusunda hassas bir sonuca varmak zordur. Buna karşın kümülatif toplamlar yöntemi ile değişimin büyüklüğü ve başlama zamanı hakkında diğer yönteme göre daha hassas çözüm bulunabilir. Ancak, hedef dayanımdan büyük sapmalar sözkonusu olduğunda bu yöntem Shewhart’ a göre daha az hassasdır (Alper, Arıoğlu, Odbay, 1993).

• Uygulama açısından, Shewhart yönteminin A.B.D de, kümülatif toplamların ise Birleşik Krallık ve Avustralya’ da kalite kontrol yöntemi olarak yaygın şekilde kullanıldığı bilinmektedir. Ülkemizde her iki yöntemin birlikte kullanıldığı bir çalışmaya yazarların bilgisi dahilinde rastlanmamıştır. Sözkonusu yöntemlerin tünel gibi kalite değişimlerine açık bir inşaat uygulamasında kullanılması özel öneme sahiptir. Türk mühendisliğine katkı getirmek amacı ile

Mevhibe İNÖNÜ tünelinde üretilen BS 30 kaplama betonunun kalite kontrolunda Shewhart ve Kümülatif toplamlar yöntemleri birlikte kullanılmıştır. Kullanılan bu yöntemlerin kalite kontrol ilkeleri ve (Şubat–Mayıs 94) dönemine ait sonuçların irdelenmesi bu çalışmanın ana içeriğini oluşturmuştur.

2. MEVHİBE İNÖNÜ TÜNELİ KAPLAMA BETONU (ŞUBAT-MAYIS 94 ÜRETİMİ) KALİTE KONTROL DEĞERLENDİRMESİ

2.1 Tünel Hakkında Özet Bilgi

Söz konusu tünel ile ilgili teknik bilgi, üretici firma ve teknik kadro Çizelge 1 de özetlenmiştir.

Bu çalışmada kalite kontrola konu olan kaplama betonu BS 30 betonudur ve su geçirimsiz olarak üretilmiştir. Bu çalışmada Şubat-Mayıs 94 dönemine ait kaplama betonun kalitesi çeşitli tarihlerde alınan toplam 39x2=78 adet kontrol numunesinin sonuçları ile denetlenmiştir.

2.2 Kalite Kontrol Amacı İle Kullanılan İstatistik Büyüklüklerin Değerlendirilmesi

Şubat-Mayıs 94 dönemine ait kaplama betonu üretimlerindeki basınç dayanımlarının frekans dağılımlarındaki değişim ve olasılık analizi istatistiksel olarak incelenmiş, sonuçları Şekil 1 de verilmiştir. Şekil 1a da standart kontrol numunelerinin (15 cm lik küp) 28 günlük basınç dayanımlarındaki deneysel ve teorik frekans değişimleri gösterilmiştir. İlk bakışta normal ve lognormal dağılımın hemen hemen aynı sonucu verdiği düşünülmekte ise de (Gündüz, A., 1996) referansına göre uygulanan khi kare testi (Çizelge 2) ile lognormal dağılımın daha iyi sonuç verdiği görülmüştür¹. Ayrıca frekans dağılımının simetri ekseninden sapmasını temsil eden çarpıklık katsayısı C= 0.298>0 olarak bulunmuştur. Bu da, sapmanın ortalama dayanımın üzerinde bir değere doğru meylettiği göstermektedir. Normal olasılık kağıdına işlenmiş 28 günlük basınç dayanım değerlerinden geçirilen doğrunun üzerinde % 50 olasılık düzeyi için f50= X =420.487 kgf/cm² basınç dayanımı kestirilmektedir (Şekil 1b). % 84 olasılıklı basınç dayanım düzeyine karşı gelen yatay fark değer (standart sapma) olarak da grafikten S=18.8 kgf/cm² okunmaktadır ve bu değer projenin öngördüğü S=25 kgf/cm² değerinin ve ACI 214-77

2 (Neville,1995) in öngördüğü değerlerin altındadır. Hedef dayanımın (fh) hesabında (Bkz.

Çizelge 3), basınç dayanımının proje dayanımından düşük olma olasılığı olarak kabul edilen % 10 değerine karşı gelen basınç dayanımı Şekil 1b den f10= 393 kgf/cm²>375 kgf/cm² olarak bulunur. Buna göre fp= 375 kgf/cm² den daha düşük değerler elde etme olasılığı %1’den küçüktür.

1 Tabsh, S., Aswad, A. [1995] kaynağında normal ve yüksek dayanımlı betonlardaki frekans değişimlerinin lognormal dağılıma uyduğu belirtilmiştir.

2Şantiyelerde üretilen betonların 435 kgf/cm² (küp)’e kadar olan dayanım düzeylerinde ACI 214-77,mükemmel nitelikteki betonlar için 37.5 kgf/cm², çok iyi nitelikli betonlar için 37.5-43.75 kgf/cm², iyi nitelikli betonlar için 43.75-50 kgf/cm² standart sapma değerlerini öngörmektedir.

Çizelge 1 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli İle İlgili Bazı Karakteristik Büyüklükler

Parametre Değeri

Derin Tünel Uzunluğu 1340 m

Aç Kapa Tünel Uzunluğu 68 m

Tünel Tipi Atnalı, Tek Tüp, Çift Hat

Maks. Eğim % 3.4

Örtü Kalınlığı Ortalama : 11 m, Maks/Min: 20 m / 6 m Tünel Kazı Yüksekliği/Genişliği 10.76 m / 8.25 m

Kesit Alanı Kazı: ∼ 73 m² , Net : 52.6 m² Formasyon Cinsi Siltli Kil, Kil, Kireçtaşı, Marn Kazı Destekleme Yöntemi Yeni Avusturya Tünel Metodu Kazı Destekleme Sistemi

Püskürtme Beton (t= 20-25 cm) BS 20 + Çelik Kafes İksa+Çelik Hasır (2 kat) +

Kaya Bulonu + Önsüren Çubuk İç Kaplama t=40 cm, Su Geçirimsiz, BS 30 Betonu +

Çift Kat Hasır Çelik (Q 589/378) Donatı Kazı Başlangıcı ve Bitimi 5 Mayıs 1993 – 6 Mayıs 1994

Çalışılan Toplam İş Günü 293

Yapımcı Firma ABB-Yapı Merkezi – ADtranz

Teknik Kadro Başar ARIOĞLU - Yapı Merkezi Değer YALAZA - “ Ali YÜKSEL - “ Necati BAL - “ Otto Jainz - Yap-Tag

Kalite denetiminde dağılımın büyüklüğünü karakterize eden ve numune sayısının bir fonksiyonu olan standart sapmanın Mevhibe İnönü Tüneli kaplama betonu üretimlerindeki değişimi Sn/S30 cinsinden, Şekil 2a da ACI 318-83 in öngördüğü ve Yapı Merkezi’nin kendi şantiyelerinden elde ettiği grafik ile birarada gösterilmiştir (S30 = 30 numune için, Sn = n adet numune için hesaplanan standart sapma). Grafikte, 15 numuneye kadar ACI ve Yapı Merkezi’nin diğer şantiyelerindeki üretimlerinden bir farklılık gözlenmektedir, bu durum

Çizelge 2 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonuna Uygulanan Khi-kare testi

Teorik frekans ( e_i ) (n_i-e_i)²/e_i Aralık

(kgf/cm²)

Gözlenen Frekans

(n_i) Normal Lognormal Normal Lognormal

<386 2 2.60 2.28 0.14 0.03

386-402 14 10.09 10.41 1.51 1.24

402-418 19 22.2 22.89 0.46 0.66

418-434 21 24.69 24.28 0.55 0.44

434-450 18 13.88 13.33 1.22 1.64

450-466 2 3.94 4.02 0.95 1.02

>466 2 0.6 0.79 3.23 1.86

Toplam 78* 78 78 8.06 > 6.89 * 39x 2=78 adet numune mevcuttur.

Şekil 1 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) Normal Olasılık Kağıdına İşlenmiş 39x2 Adet Numunenin 28 Günlük Basınç Dayanımları (15 cm küp) ve Deneysel-Teorik Frekans Dağılımları

S= 18.8 kgf/cm V= 4.47 %

2

X

2

= 420.487 kg/cm²

360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480

Basınç dayanımı [kgf/cm ]

Birikim li Olasılık

⁵⁰

1

5

10 20 4030 6070 80 90 84 92.595 97.5

X S

f10

376 384 392 400 408 416 424 432 440 448 456 464 472 480

Basınç dayanımı [kgf/cm ]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Frekans

2

Normal dağılım Lognormal dağılım C= 0.298

2.60

10.09

22.20

24.69

13.88

3.94

0.60 2.28

10.41

22.89 24.28

13.33

4.02

0.79

kaplama betonu üretimlerindeki standart sapmanın normalden çok düşük olması ile açıklanabilir (S30= 20.08 kgf/cm² < 37.5 kgf/cm²) . 15 numuneden sonra bütün Sn/S30 değerleri pratik olarak üst üste düşmektedir. n=30 numuneye kadar Sn/S30 değerleri 1’ e yakınsamaktadır.

Bir üretim grubundaki numune sayısının 30 u bulması beklenmeden Sn/S30 düzeltme faktörüne göre hesaplanan yeni standart sapma değeri açısından hedef dayanım ve kabul kriterleri tekrar gözden geçirilebilir (Bkz. Bölüm 2.3.1).

Dağılmanın bir ölçüsü olan değişkenlik katsayısının 30 ve 39 numuneye ait değerleri sırası ile V30 = % 4.78 ve V39 = % 4.47 bulunmuştur. Bu değişim katsayısı (Bungey, 1989)’e göre “çok iyi”bir kontrolun yapıldığını işaret etmektedir (Şekil 2b).

Şekil 2 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) İle İlgili Bazı İstatistiksel Büyüklükler

2.3 Shewhart Diyagramları İle Kalite Kontrol Değerlendirmesi

Shewhart Diyagramları ile yapılan kalite kontrolunda ağırlıklı ortalama ardıl dayanımlar kullanılmaktadır. 4 ardıl deney ortalamalarında değişime neden olabilen parametreler önem sırasına göre aşağıda sıralanmıştır :

• Kullanılan malzemelerde ve çimentonun anma dayanımında değişiklik

• Agreganın granülometri dağılımı ve incelik modülünde değişim

0 100 200 300 400 500 600

Ortalama Basınç Dayanımı , küp [kgf/cm ] 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

V (%)

Çok iyi Normal

Kötü

V39

Yerindeki dayanım Kontrol numunesi

2 V₃₀

b

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Numune sayısı, n 0.4

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

S /S30n

YAPI MERKEZİ-1994 ACI 318-83

Mevhibe İNÖNÜ Tüneli

Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) a

• Üretim sırasında kullanılan su/çimento oranında değişim

• Karıştırma süresi

• Beton sıcaklığı

Deney içi dağılım R ’e etki eden faktörler ise önem sırası ile şöyle özetlenebilir (Gebler,1991) :

• Deney personelinin eğitim durumu ve personeldeki değişiklikler

• Personelin deney performansı

• Makina kalibrasyonunun bozulması, hidrolik sistemde arıza, numune başlığındaki bozulma, numunenin standart geometrik boyutlarından sapması, kür şartlarında değişiklik

• Yukarıda sözü edilen bütün faktörler bazen tek başına bazen birlikte etkiyerek basınç dayanımında önemli değişimlere neden olabilirler.

Mevhibe İNÖNÜ tüneli kaplama betonu üretimlerinin (Şubat-Mayıs 94) dönemine ait Shewhart diyagramları ile basınç dayanımı kontrolu Yapı Merkezi kabul kriterleri esas alınarak gerçekleştirilmiştir. Bu konu hakkında ayrıntılı bilgi (Arıoğlu, Ersin,Arıoğlu, Ülkü, 1982,1985) kaynağından elde edilebilir. Yapı Merkezi kabul kriterleri ve üretimde gerçekleşen istatistiksel büyüklükler sırası ile Çizelge 3 de verilmiştir. Standart sapmanın çok düşük çıkmasının başlıca nedeni üretim süresince kalite kontrolunun yanında, seçilen çimentonun, agrega ve kum ocaklarının da Yapı Merkezi personeli tarafından sürekli denetlenmesi, diğer bir deyişle malzeme faktöründeki doğal değişimlerin üretim boyunca etkili kalite denetimi ile minimize edilmesi olarak algılanabilir.

Mevhibe İNÖNÜ Tüneli kaplama betonuna ait Şubat-Mayıs 94 üretimi basınç dayanım sonuçları Şekil 3 de irdelenmiştir. Buna göre 28 günlük iki adet numunenin ağırlıklı ortalaması olarak ele alınan 39 adet ortalama basınç dayanımı değerlerinin tümü, Yapı Merkezi’nin kabul kriterlerine ait ortalama basınç dayanımları için öngördüğü min. değer [X1]min = 356 kgf/cm² ve dört ardıl deney ortalamalarına ait min. değer

[ ]

^X4 _min= 381 kgf/cm² bakımından rahatlıkla sağlanmıştır. Ayrıca 10 hareketli dağılma aralığına ait maks. değer R_maks= 23 kgf/cm² hiç bir noktada aşılmamıştır. Ayrıca bu dayanımlar Çizelge 3 de ACI 318-83 in öngördüğü ort.basınç dayanımı için [X1]min = 331.25, 3 ardıl deney ortalaması için de

[ ]

X3 min = 375 kgf/cm² değerini rahatlıkla sağlamıştır. Şekil 3 den de görüldüğü gibi bütün basınç dayanımları, Yapı Merkezi kabul kriterlerine göre daha esnek olan, ACI 318-83 kriterleri bakımından da sağlanmaktadır.

Kaplama betonuna ait 28 günlük dayanım düzeylerinin tahkikinin yanısıra, her üretimde standart olarak alınan 4 adet küp numunenin 2 tanesi bütün üretim süresince 28 günlük dayanım düzeyinin önden kestirilmesi ve olası problemlere erken müdahale imkanı yaratılması bakımından 7 günlük iken basınç testine tabi tutulmuş ve 28 günlük dayanımı kestirme amacı ile sonuçlardan,

7

28 f

f (kgf/cm²) (Yapı Merkezi, 1994)

bağıntısı elde edilmiştir. Bu bağıntının “yalnız” Mevhibe İNÖNÜ Tüneli kaplama betonu üretimine ait malzeme özellikleri, karışım oranları ve o şantiyenin koşulları için geçerli olabileceği, her şantiyenin kendine özgü 7-28 günlük dayanım ilişkisini çıkartmasının gerekli olduğu unutulmamalıdır.

Çizelge 3 28 Günlük Betonun Kalite Kontrolunda Kullanılan Temel Büyüklükler

• Üretilmek istenen betonun proje dayanımı [fp] : BS 30 MPa silindir ≅ [ 375 kgf/cm², küp ]

• Kabul edilen standart sapma düzeyi : S = 25 kgf/cm²- küp

• Hedeflenen dayanım : fh = fp + t^*.S , [küp]

fh = 375 + 1.28x25 = 407 kgf/cm²

• Kabul Kriterleri (Yapı Merkezi)- (Arıoğlu,Ersin, Arıoğlu, Ülkü,1982,1985) I- 1 deney sonucu için minimum : [X1]min ≥ fp - 0.75S

dayanım düzeyi : [X1]min ≥ 375 - 0.75x25

= 356 kgf/cm², küp

II- 4 ardıl deney ortalaması için :

[ ]

X4 min ≥ fp + 0.25S minimum değer :

[ ]

X4 min ≥ 375 + 0.25x25

≥ 381 kgf/cm² , küp

• Maksimum deney içi dağılma : R_maks= V_d .d .f_h

i 2 **

= 0.05x1.128x407= 23 kgf/cm²

• ACI (318-83) kodunda kabul edilen kabul ölçütleri (Balaguru-Ramakrishnan 1987) [X1]min ≥ fp – 35 kgf/cm² - (silindir dayanımı φ 150 mmx300 mm)

küp için 35 kgf/cm² değeri 1.25x35 = 43.75 kgf/cm² alınır.

[X1]min ≥ 331.25 kgf/cm²

[ ]

X3 min ≥ fp = 375 kgf/cm²

•

Üretimde gerçekleşen istatistiksel büyüklükler :

• Üretimde grubundaki numune sayısı : n= 39

• Ortalama dayanım : X = 420.487 kgf/cm²

• Standart sapma : S = 18.8 kgf/cm² < 25 kgf/cm²

• Değişkenlik katsayısı : 100 487 420

8

100 18 x

. x .

X

V= S = = % 4.47

* t= Proje dayanımından daha düşük dayanımlı betonlar bulunması olasılığını ifade eder. Bu olasılık 100 de 10 ise t=1.28 dir, 100 de 5 ise t=1.64 dir

**

di

V =Deney içi değişkenlik katsayısı , “ iyi bir kontrol düzeyi” için ,

di

V = % 5

d2 =Bir deney grubundaki örnek sayısına bağlı bir faktör olup, 2 örnek sayısı için d2 = 1.128 dir (ACI 214-77)

• Ortalama deney içi dağılım : R = 14 kgf/cm² , küp

• Deney içi dağılmanın standart sapması : .R S_d d

2

= 1 = 14/1.128 = 12.4 kg/cm²

• Üretimden üretime standart sapma : S= S_ü² +S²_d , S_ü = S² −S²_d

: S_ü = (18.8)² −(12.4)² =14.13 kg/cm², küp

• Deney sonuçlarının ortalamasına göre ,

fp = 375 kg/cm² den küçük dayanım değerlerinin üretimdeki olasılığı, 42

8 2 18

487 420

375 .

. . S

X

t f^p − = − =

= ’e karşı β= % 99.22 bulunmuştur.

Diğer bir anlatımla, ortalama dayanımın fp proje dayanımından küçük olma olasılığı, % 100- β = 100 - 99.22 = % 0.78 << % 10 dir.

Buna göre, 28 günlük gerçek ve regresyon ifadesine göre elde edilmiş tahmini dayanım düzeyleri aynı diyagram üzerinde Şekil 4 de gösterilmiştir. Kestirilen 28 günlük standart sapma düzeyi S=15.6 kgf/cm² , tahmini ortalama dayanım düzeyi X = 406.08 kgf/cm² dir ki bu değerler 28 günlük gerçek değerlere oldukça yakındır. Ayrıca hiç bir noktada kabul kriterleri için öngörülen dayanımların altına inilmemiştir (İlave bilgi için Bkz. Bölüm 2.3.1).

2.3.1 Üretimin Herhangi Bir Anında Elde Edilen İstatistiksel Büyüklüklerin Tahkiki

• Süregelen bir üretim süreci içerisinde, özellikle belirsizliklerin mevcut olduğu “ilk üretim grubu” istatistiksel büyüklüklerin belirlenmesi bakımından özel önem kazanır. Doğaldır ki bu kontrolun ilk grup üretim (örneğin 30 adet ) içinde yapılması için öngörülen standart sapma S=25 kgf/cm² ve ürtilen numune sayısına ait ortalama bir düzeltme faktöründen, örneğin 15 numune için, r= 1.15 den başka bir veri mevcut değildir. Bu durumda 15 numune için düzeltilmiş standart sapma S15= 28.75 kgf/cm² olarak elde edilerek Yapı Merkezi kabul kriterleri uygulanır.

Bu durumda,

Hedef dayanım : fh = 375 + 1.28x28.75 = 411.8 kgf/cm² 1 deney sonucu için min. dayanım düzeyi : [X1]min ≥ fp - 0.75S

: [X1]min ≥ 375 - 0.75x28.75 = 353.44 kgf/cm² 4 ardıl deney ortalaması için min. değer :

[ ]

X4 min ≥ fp + 0.25S

:

[ ]

X4 min ≥ 375 + 0.25x28.75 ≥ 382.2 kgf/cm² , küp Maksimum deney içi dağılma : R_maks = V_d .d .f_h

i 2

= 0.05x1.128x411.8= 23.2 kgf/cm²

Şekil 3 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) 28 Günlük Basınç Dayanım Büyüklüklerinin Shewhart Kontrol Diyagramları İle Değerlendirimesi olarak belirlenir. Şekil 4 deki gerek 28 günlük değerlerin, gerekse 7 günlükten kestirilen tahmini 28 günlük değerlerin kabul kriteri olarak öngörülen dayanım değerlerinin hiç bir noktada altına inmediği görülmektedir. Ayrıca, 28 günlük gerçek S15 = 22.05 < 28.75 kgf/cm² ve 28 günlük tahmini S15 = 13.47 < 28.75 kgf/cm² olarak elde edilmiştir, başka bir deyişle, 15 günlük gerçek değerler öngörülen standart sapma değerinden düşük olduğundan emniyetli tarafta kalınmıştır.

2.4 Kümülatif Toplamlar Yöntemi İle Kalite Kontrolu

Shewhart diyagramlarına alternatif olarak geliştirilen Kümülatif Toplamlar Yöntemi ile gerçek performansın hedef dayanımdan farkı kümülatif olarak izlenerek sürecin kontrol altında mı yoksa kontrol dışı mı olduğu araştırılır. Her yeni basınç dayanımı fi den hedef dayanım fh

çıkartılarak bulunan farklar her adımda üstü üste toplanarak “M Maskesi”ile kontrola esas teşkil 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44

150 200 250 300 350 400 450 500 550

300 320 340 360 380 400 420 440460 480 500

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Numune sayısı

0 4 8 12 16 20 24 28

Ortalama Basınç Dayanımı

3-4 Ardıl Deney Ortalaması

10 Ardıl Hareketli Dağılma Aralığı

f_h

= 407 kgf/cm² [X ]_{1 min}=356 kgf/cm²

=381 kgf/cm

4 2

R_maks.=23 kgf/cm² [kgf/cm ]²

[kgf/cm ]²

1 min=331 kgf/cm² YM

ACI YM

YM

[X ]_min [X ]

YM

3 min^ACI=375 kgf/cm² 3 Ardıl 4 Ardıl

=407 kgf/cm²

[kgf/cm ]

f_h

[X ]

öngörülenden olan farkını kontrol amacı ile, Rh= 1.128 S, Ri= fi - fi-1 olmak üzere, oluşturulan kümülatif farklar SR=

∑

= j −

i

h

i R )

R (

2

“R Maskesi” ile kontrola esas teşkil eder.

Kümülatif Toplamlar Yönteminin esasları, maske koordinatlarının belirlenmesi ve sonuçların değerlendirilmesi konusunda çok geniş bir bilgi ve yazı hacmi bulunduğundan ve makale hacmi içinde bunları tümü ile anlatmak mümkün olmadığından, burada ayrıntılı bilgi alınabilecek referanslar (Alper, Arıoğlu, Odbay, 1994) , (Brown, 1984), (British Standards Institution, 1981) belirtilmek sureti ile detaylı bilgi verilmeyecektir.

İlk üretim grubunda standart sapma olarak projede öngörülen değer alınır ve üretim sürecinde R maskesinin taşıp taşmadığı ve taşmaya doğru bir meyilin varlığı kontrol edilir. İlk üretim sürecinde bulunan “gerçek standart sapma” değerinin sonraki üretimlerde R maskesine esas teşkil etmesi uygun olmaktadır. Yöntem genel özelliği nedeni ile eğilme, yarma dayanımı gibi mekanik büyüklüklerin veya yoğunluk, hava içeriği, çökme gibi fiziksel büyüklüklerin kontroluna da imkan verir.

Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu Şubat-Mayıs 94 üretimlerinde kalite kontrolu amacı ile Shewhart diyagramlarının haricinde uygulanan maske yönteminde, projede öngörülen S=25 kgf/cm² değerine göre oluşturulan M ve R maskelerinden ilk incelemede taşma gözlenmiştir.

“Standart sapmanın gerçekte daha düşük olduğu” yönünde R maskesindeki yukarı yöndeki taşma eğilimi dikkate alınarak gerçek S=18.8 kgf/cm² değerine göre tekrar aynı inceleme yapılmış, bütün kümülatif farkların orta eksen etrafında oluştuğu gözlenmiştir (Şekil 5).

Shewhart diyagramında gözlenen basınç dayanımlarının hedef dayanımın üstündeki değerlerine paralel olarak standart sapmadan bağımsız olan M maskesinde de benzer durum

Şekil 4 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) Gerçek ve Tahmini 28 Günlük Basınç Dayanım Büyüklüklerinin Shewhart Diyagramları İle Denetlenmesi

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 200250

300350 400450 500550 600

200250 300350 400450 500550 600

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Numune sayısı

Ortalama Basınç Dayanımı

3-4 Ardıl Deney Ortalaması

fh

= 407 kgf/cm² [X ]_{1 min}=356 kgf/cm²

=381 kgf/cm

4 2

[kgf/cm ]²

1 min=331 kgf/cm² YM

ACI

[X ]min

[X ]

YM

3 min^ACI=375 kgf/cm² Kestirilen Gerçek

=407 kgf/cm²

2

h

3 Ardıl Deney Gerçek 4 Ardıl Deney [X ]

[kgf/cm ]

f

Şekil 5 Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama Betonu (Şubat-Mayıs 94) 28 Günlük Basınç Dayanımlarının Kümülatif Yöntemlerle Değerlendirilmesi

gözlenmiştir, maskeden oluşan taşmalar çimentodaki fazlalığa işaret etmektedir. Ancak bu uygulama geçirimsizliğin sağlanması amacı ile özellikle yapıldığından M maskesindeki bu taşma rahatsız etmemektedir.

SONUÇLAR

Bu çalışmada incelenen konulardan elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır:

• Yapı Merkezi Mevhibe İNÖNÜ Tüneli Kaplama betonunun kalite kontrolunda, Shewhart Diyagramları ve Kümülatif Yöntemin birlikte etkin bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.

• Şubat-Mayıs 94 dönemine ait 39 adet numunenin standart sapması, projede öngörülen S=25 kgf/cm² değerinin altında S=18.8 kgf/cm² düzeyinde gerçekleşmiştir. Bu değerler ACI 214-77 nin öngördüğü en düşük değer olan S=37.5 kgf/cm² den de daha düşüktür. Değişkenlik

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Numune sayısı

-700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

[R - R ]

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 -200-1001002003004005006007008009000

10001100 12001300

[f -f ]

R Maskesi

M Maskesi

ih

Σ

ih

Σ

[kgf/cm ]²

[kgf/cm ]²

S=25 kgf/cm S =18.8 kgf/cm R ve M Maskesi ,

, 2

2 39

S azaltılmalı

Orta eksen

katsayısı açısından da V= % 4.47 olup uluslararası ölçüde kalite denetiminin çok iyi olduğunu göstermektedir (Şekil 2, Bungey, 1989).

• Kaplama betonunun frekans dağılımı Tabsh, Aswad [1995] kaynağında belirtilen, normal ve yüksek dağılımlı betonların “lognormal dağılım modu” ile uyum içindedir (Çizelge 1,Şekil 1)

• Üretimlerde, ortalama dayanımın proje dayanımından küçük kalma olasılığı t= % 0.78 olarak bulunmuştur. Bu değer projede öngörülen % 10 değerinin çok altındadır (Çizelge 3).

• Shewhart Diyagramları ile yapılan kalite kontrolda, gerek Yapı Merkezi, gerekse ACI 318-83 in öngördüğü kabul kriterlerine göre, Şubat-Mayıs dönemine ait beton dayanımları, gerçek 28 günlük ve 7 günlükten kestirilen tahmini 28 günlük dayanımlar açısından tüm noktalarda sağlanmaktadır (Çizelge 3, Şekil 3,4).

• Kümülatif yöntemler ile başlangıçta öngörülen S=25 kgf/cm² için yapılan analizde R maskesinden taşma meydana gelmiş, ikinci analizde üretimin gerçek standart sapma değeri S=18.8 kgf/cm² olarak alınmış, bu durumda R maskesinden bir taşma veya taşmaya eğilim meydana gelmemiştir (Şekil 5) .

TEŞEKKÜR

Yazarlar, bu çalışmanın ortaya çıkması sırasında kendilerinden hiç bir desteği esirgemeyen Yapı Merkezi Yönetim Kurulu Başkanı Sayın Dr.Müh. Ersin ARIOĞLU'na teşekkürlerini sunarlar. Ayrıca o dönemde Mevhibe İNÖNÜ Tünelinde görevli bulunan ve verileri temin etmekte yardımcı olan Y.Müh.Başar ARIOĞLU ve Y.Müh. Ali YÜKSEL'e teşekkür ederler.

Çalışmada açıklanan görüş ve sonuçlar tamamen yazarların sorumluluğundadır.

KAYNAKLAR

ACI 214-77 Recommended Practice For Evaluation of Strength Test Results of Concrete, ACI Manual of Concrete Practice, 1986.

ALPER, H ,ARIOĞLU, Ergin, ODBAY,O “Beton Kalite Kontrolunda Kümülatif Toplamlar Yöntemi” ,Yapı Merkezi, AR-GE Bölümü, 1993.

ARIOĞLU, Ersin ,ARIOĞLU, Ülkü “Beton Üretiminde Nitelik Denetimi ve Bir Öneri Yöntmelik” Boğaziçi Üniversitesi Dergisi, V.10-11-12-13, 1982-1985.

BROWN, B.V “Monitoring Concrete by the Cusum System”, Concrete Society Digest No 6, The Concrete Society, London, 1984.

British Standards Institution, BS 5703 Guide to Data Analysis and Quality Control Using Cusum Techniques ,Part 3 :Cusum Methods for Process / Quality Control by Measurement, London 1981.

BUNGEY, J.H. Testing of Concrete in Structures, Surrey University press, 1989.

CHUNG, H.W. “Control of Concrete Quality Through Statistics”, Concrete International : Design and Construction , V.15, No.5, May 1993.

GEBLER, S.H “Interpretation of Quality-Control Charts for Concrete Production” ACI Materials Journal, V.87, No 4, July-August 1990.

GÜNDÜZ,A. Mühendislikte Olasılık, İstatistik, Risk ve Güvenilirlik Küre Basım Yayın San.,1996.

NEVILLE,A.M. Properties of Concrete , Longman Group Ltd., 1995.

TABSH, S., ASWAD, A “Statistical Properties of Plant-Produced High Strength Concrete in Compression” PCI Journal, Vol.40, No.4, 1995, pp.72-77.