YÜKSEK BAŞARIMLI BETON-DONATI ADERANSININ KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ

(1)

Özet

Bu çalışmanın temel amacı, Doğu Karadeniz Bölümü agregalarından biriyle üretilen yüksek başarımlı (per- formanslı) ve geleneksel betonların değişik çaplardaki düz ve nervürlü donatılarla aderanslarının incelenme- sinden ibarettir. Bu amaçla yüksek başarımlı beton özelikleri ve beton-donatı aderansına ilişkin bazı bilgi- lerden sonra üretilen yüksek başarımlı ve geleneksel betonların fiziksel ve mekanik özellikleri, bu betonlarla üretilen betonarme kirişler üzerinde gerçekleştirilen eğilmede aderans deneyleri üzerinde durulmaktadır.

Elde edilen sonuçlar, üretilen yüksek başarımlı beton- donatı aderansının geleneksel betonlarınkine göre çok daha yüksek olduğunu, donatı aderans boyunun azaltılabileceğini ve bu betonlarla inşa edilen yapı- ların tasarımı için bugün yürürlükte bulunan “TS 500 - Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları”nın geçerli olmadığını da göstermektedir.

Anahtar sözcükler: Yüksek başarımlı beton, gelenek- sel beton, nervürlü donatı, düz donatı, eğilme deneyi, beton-donatı aderansı.

Giriş

Bilindiği gibi betonarmenin varlığı bile betonla donatı arasında mevcut ve önemi ilk araştırmacıla- rın gözünden dahi kaçmamış olan, aderans olayına bağlıdır. Gerçekten, ilk betonarme yönetmeliğinin çıktığı 1904 yılından önce, Considere (1889) bu konuda birçok deneysel çalışmalar yapmıştır. Daha sonra Abrams (1913) sistematik araştırmaların baş- langıcını teşkil eden deney sonuçlarını yayınlamış- tır. Araştırmacılar arasında büyük bir ilgi uyandıran bu konuda bugüne kadar birçok çalışma gerçek- leştirilmiştir. Bunların en çarpıcı olanlarından olmak üzere Fransa’da Bichara (1951), Almanya’da Emperger (1935) ve Rusya’da Murasev’den (1950) söz edilebilmektedir. Bu konuda 1957’de Stockholm’da gerçekleştirilen “On Bond and Crack Formation in Reinforced Concrete” konulu Rilem

Sempozyumuna ilişkin bildirilerde o güne kadar konuyla ilgili bilgiler derlenmiştir (Rilem, 1957).

Ancak bugüne kadar bu konuda yapılan deneysel ve teorik çalışmalar çoğunlukla, standart silindir basınç dayanımı 50 MPa’ı geçmeyen, geleneksel betonlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu bakımdan bugün yürürlükte bulunan betonarme yapı tekni- ğine ilişkin yönetmeliklerdeki öneriler ve verilen bağıntılar sadece geleneksel betonlar için geçerli- dir. Bunların son yıllarda üretilmeye başlanıp gelişti- rilen yüksek başarımlı betonlar için de geçerlilikleri, bu konuda yapılan bazı araştırmalara rağmen hala yeterli derecede aydınlatılamamıştır. Durum böyle olunca bu çalışmada yüksek başarımlı betonlar konusunda bazı hatırlatmalardan sonra bu betonun Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyiyle belir- lenen donatıyla aderansı geleneksel betonunkiyle karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Yüksek Başarımlı Beton Hakkında Bazı Hatırlatmalar

Geleneksel beton ile yüksek başarımlı betonu bir- birinden ayıran sınır basınç dayanımı, üretim koşul- larının ve teknolojilerinin farklı olmasından dolayı, ülkeden ülkeye değişmektedir. Yönetmeliklerde geleneksel olarak kabul edilen en büyük basınç dayanımı değerinin üzerine dayanıma sahip betonlar yüksek başarımlı beton olarak adlandırılmak- tadır. Bazı ülkelerin yüksek başarımlı beton olarak kabul ettikleri dayanım sınırları Çizelge 1’de verilmektedir. Bu değerlerin üst sınırını aşan dayanıma sahip betonlar ise çok yüksek başarımlı betonlar olarak adlandırılmaktadır.

Günümüzde birçok mühendislik yapısında kullanı- lan bu betonun üretiminde geleneksel betonların- kinden farklı olarak silis dumanı ve mineral katkılar, su/çimento oranını düşürmek için (0,25 civarına) süperakışkanlaştırıcılar, yüksek dayanımlı (en az CEM I 42,5) ve yüksek dozajda (400–550 kg/m³) portland çimentoları ve kaliteli agregalar kulla- nılmaktadır. Mineral katkı maddeleri hidratasyon

YÜKSEK BAŞARIMLI BETON-DONATI ADERANSININ KARŞILAŞTIRMALI

OLARAK İNCELENMESİ

Ahmet DURMUŞ*, Hakan DAHİL**, Mehmet Emin ARSLAN**

(*) Prof. Dr., (**) Arş. Gör., Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Trabzon

(2)

sonucu açığa çıkan ısıyı azaltmakta, böylece çat- lamayı önlemekte ve doluluk oranını da artırarak özellikle ileri yaşlarda beton dayanımını yükselt- mektedir.

Beton-Donatı Aderansı Üzerine Gerçekleştirilen Araştırmalar

Bu başlık altında son 20 yıl içinde yüksek başarımlı beton donatı aderansı konusunda gerçekleştiril- miş olan bazı çalışmalardan örnekler verilmektedir.

Rosenberg ve Gaids, biri silis dumanlı, diğeri silis dumansız iki sınıf yüksek başarımlı beton üzerinde gerçekleştirdikleri bir dizi çekip-çıkarma deneyle- rinden, basınç dayanımında %50 artışın aderans

dayanımında %40’a varan artış meydana getirebi- leceğini gözlemlemişlerdir (Rosenberg ve Gaids 1986).

Maton (1988), Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyleri’nde yüksek başarımlı betonlarda erişi- len en büyük kaymaya karşılık elde edilen yüklerin geleneksel betonlara göre daha büyük olduğunu gözlemlemiş ve kalın donatıların aderansının ince donatılarınkinden düşük olduğunu savunmuştur.

De Larrard ve Malier (1991)’in araştırmasında bu durumun ancak bünyesel büzülme ile açıklanabi- leceği iddia edilmektedir.

Larrard (1988), geleneksel ve yüksek başarımlı betonlarla ürettiği bir doğrultuda çalışan döşeme plaklarının donatılarını en büyük gerilme değerine kadar çalıştırarak, çatlak genişliklerinin yüksek başarımlı beton döşeme plaklarda daha düşük olduğunu gözlemiştir.

Burada eksenel çekip-çıkarma deneyinde donatıya dik doğrultuda kesme kuvvetlerinin bulunmaması, mesnetin uyguladığı yerel basınç gerilmelerinin, beton örtü kalınlığının çok büyük olması ve betonda çekme çatlaklarının oluşmamasının bu deneyin baş- lıca sakıncalarını teşkil etmesine karşılık Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyinin bu tür sakıncaları- nın bulunmadığı belirtilmelidir (Ersoy, 1985; Hüsem ve Durmuş, 1995).

Yüksek Başarımlı ve Geleneksel Betonlar Üzerinde Gerçekleştirilen Deneysel Çalışmalar, Bulgular ve İrdelemeler

Bu çalışmada kullanılan kalker agregasının mineralojik ve fiziksel özelikleri Çizelge 2, mekanik özel- likleri ise Çizelge 3’de verilmiştir. Bu agregalarla, su/çimento oranı yüksek başarımlı betonlar için Yönetmelik

En Küçük Basınç Dayanımı(MPa) En Büyük Basınç Dayanımı(MPa)

Numune Tipi

TS 500 50 -

Ø = 150 mm, h=300 mm

silindir

ACI 318–89 62–69 100

Ø =150 mm, h=300 mm

silindir CEB-FIP

(MC90) 60 80

Ø =150 mm, h=300 mm

silindir

DIN 1045 55 115 a=150 mm küp

BS 8110 60 110 a=150 mm küp

Çizelge 1 - Bazı Yönetmeliklere Göre Yüksek Başarımlı Beton Dayanım Sınırları (Pul, 1999).

Agrega Türü

Mineral Türü

Minerallerin Kayaç İçindeki Durumu

Mineral Yüzdesi

Tane Boyutu

(mm)

Gevşek Birim Kütle (kg/m³)

Özgül Kütle

(kg/m³) Kütlece Su Emme kuru doygun (%)

Kalker Kalsit

Mikritik çimentolu kireçtaşı, kısmen yaşlı mikrofosiller

99,5

İri

>4mm 1400 2685 2670 0,42

İnce

≤4mm 1450 2626 2640 0,52

Opak - 0,5

Çizelge 2 - Çalışmada Kullanılan Agreganın Mineralojik ve Fiziksel Özellikleri

Kayaç Türü

Ortalama Basınç Dayanımı (MPa) (∅ 75mm h=150 mm boyutlarındaki karot

numuneler üzerinde)

Ortalama Eğilmede çekme Dayanımı (MPa) (40x40x160mm

boyutlarındaki prizmatik numuneler üzerinde)

Elastisite Modülü

(MPa)

Poisson Oranı

Kalker 74 17 46.000 0,17

Çizelge 3 - Çalışmada Kullanılan Kalker Kayacının Mekanik Özellikleri

(3)

0,30, geleneksel betonlar için ise 0,50 olmak üzere üretilen betonların özelikleri araştırılmıştır. Kalker agregasının ortalama basınç ve eğilmede çekme dayanımını, elastisite modülünü ve poisson oranını belirlemek için, bu agreganın üretiminde kullanılan kalker kayacından alınan 75 mm x 150 mm boyut- larındaki karot ve 40 mm x 40 mm x 160 mm prizmatik numuneler kullanılmıştır.

Geleneksel betonların üretiminde Ordu ili, Ünye Çimento Fabrikası’nda TS EN 197-1’e göre üreti- len CEM II/B-M (PKÇ/B 32,5 R) çimentosu, yüksek başarımlı betonların üretiminde ise; Yibitaş Sivas Çimento Fabrikası’nda üretilen CEM I 42,5 (PÇ 42,5) çimentosu kullanılmıştır.

Yüksek başarımlı betonların üretiminde kimyasal özellikleri Çizelge 4’de verilen Silis dumanı ve Sikament FF tipinde süperakışkanlaştırıcı katkı maddeleri kullanılmıştır.

Yüksek Başarımlı Betonların ve geleneksel beton üretiminde kullanılan malzeme miktarları Çizelge 5’te verilmiştir.

Üzerlerine aktif boyları 90 mm olan TML-PL90 tipinde birim şekildeğiştirme ölçerleri yapıştırılan beton numuneler üzerinde 0,15 MPa/s yükleme hızıyla gerçekleştirilen merkezi basınç deneyle- rinden elde edilen mekanik özelikler Çizelge 6’da verilmiştir.

Eğilmede Beton-Donatı Aderansına İlişkin Deney Düzeneği

Daha önce de belirtilmeye çalışıldığı gibi bu çalış- manın temel amacı, yüksek başarımlı ve geleneksel betonlarla üretilen betonarme basit kirişler üzerinde gerçekleştirilen deneyler yardımıyla eğil- mede beton-donatı aderansını karşılaştırmalı olarak incelemektir. Bunun için eğilmede beton-donatı aderansını daha iyi temsil ettiğinden incelemeler, Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyleriyle (Şekil 1) yapılmıştır.

Gerçekten Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyi, donatı çubuklarına eğilme durumunda çekme

gerilmesi vererek donatıyı betondan sıyırmaya çalı- şan bir yük uyguladığın- dan eğilmede beton-donatı aderansının belirlenmesi bakımından daha uygun olmaktadır. Deney düze- neğine ilişkin kiriş ortasın- daki (Şekil 2) çelik mafsalın kullanılma amacı, eğilme esnasında boyuna dona- tıya etkiyen kuvvetin daha hassas olarak belirlenme- sini sağlamaktır.

Eğilmede Beton-Donatı Aderansı Deneyinde Kullanılan Kirişlerin Üretimi, Bakımı ve Deney Anındaki Yaşları

Daha önce belirtilen öze- liklerde üretilen beton, 2800 devir/dak frekanslı sarsma tablası kullanılarak üç tabaka halinde yerleşti-

Birleşim Kütlece Yüzde (%)

Çözünen SiO₂ 92,82

Çözünmeyen SiO₂ 0,58

Al₂O₃ 0,35

Fe₂O₃ 0,54

CaO 2,30

MgO 1,09

SO₃ -

Kızdırma kaybı 1,31

Tayin edilemeyen 1,01

Çizelge 4 - Kullanılan Silis Dumanının Kimyasal Birleşimi

Beton Türü

Elek Gözenek Açıklıklarına Göre Agrega Miktarları (kg)

Doyma Suyu Miktarı (kg/m3) Karma Suyu Miktarı (kg/m3) Çimento Miktarı (kg/m3) Silis Dumanı (kg/m3) Süper Akışkanlaştırıcı Miktarı (kg/m3) Açıklıklar

0,5 – 1 1 – 2 2 – 4 (mm)

4 – 8 (mm)

8 – 16 (mm)

YBB 265,6 443,1 531,7 8,275 150 500 50 16,5

GB 289,7 480,3 576,4 8,972 150 300 - -

Çizelge 5 - Yüksek Başarımlı (YBB) ve Geleneksel Betonların (GB) Bileşimi

Beton Türü

S/Ç Oranı

Ortalama Basınç Dayanımı

(MPa)

Karakteristik Basınç Dayanımı

(MPa)

Başlangıç Elastisite

Modülü (MPa)

Poisson Oranı

10³* _ε_co

YBB 0,30 63 59 29.500 0,21 2,42

GB 0,50 31 29 26.500 0,19 2,34

Not: Bu çizelgedeki elastisite modülleri deneyseldir. Teknik literatürde mevcut bağıntılar yüksek başarımlı beton için çok daha büyük değerler vermektedir (Dahil, 2001).

Çizelge 6 - Çalışmaya Konu Olan Betonların Silindir Numunelerinin Mekanik Özellikleri. (εco beton dayanımına karşılık gelen birim kısalmayı göstermektedir)

(4)

rilmiştir. Her tabakada tabla 10 s süre ile çalıştırıl- mıştır. Deney kirişlerinin kalıplarından çıkarılıp kür havuzuna taşınması ve deney anına kadar yapıla- cak taşımalarda boyuna donatının beton içerisinde burulmasını ve eğilmesini önlemek için bu dona- tının iki yanına beton kütleleri birbirine bağlaya- cak uzunlukta Ø8’lik düz yüzeyli donatı parçaları konulmuştur (Dahil, 2001). Deney kirişlerinin oluş- turulması sırasında aynı betondan üç adet standart silindirik tanık numune alınmıştır.

Deney kirişleri ve alınan tanık numuneler, büzülme- lerin betona zarar vermesini önlemek için üretimden 1 saat sonra ıslak çuvallarla örtülerek 1 gün süreyle laboratuvar ortamında kalıp içerisinde saklanmıştır.

Daha sonra kalıplar sökülerek ve 21 gün boyunca sıcaklığı 22 ± 1 °C olan kür havuzunda tutulmuştur.

Daha sonra kür havuzundan çıkarılan numuneler deney anına kadar 23 ± 3 °C ve bağıl nemi % 75 ± 5 olan laboratuvar ortamında bekletilmiştir. Deney anında numuneler 28 günlüktür.

Eğilmede Beton-Donatı Aderansı Deneyi’nin Yapılışı

Deneyin temel ilkesi, bir P dış yükü ile yüklenen kirişte çekme bölgesindeki donatının betondan sıy- rılmanın ve F donatıya uygulanan çekme kuvvetini göstermek üzere aderans çözülmesi ya da kopma anında, donatıdaki σ_sa çekme gerilmesinin ve τ_b, aderans gerilmesinin belirlenmesinden ibarettir.

Deneye başlamadan önce aderansı incelenecek donatının zarar görmesini engellemek amacıyla iki yana yerleştirilen donatılar kesilmiştir (Dahil, 2001).

P dış yükü sabit yükleme hızıyla 1 kN/dak’lık artım- larla kirişe yüklenmiş ve her iki uç için donatının betondan sıyrılması ölçülmüştür.

Teknik literatürde, donatının betondan 3 mm sıy- rılması donatı-beton aderansının çözülmesi olarak kabul edilmektedir (Dahil, 2001). Aderans çözül- mesinin donatının her iki ucunda aynı anda meydana gelmemesi durumunda çözülme meydana gelen uç sabitleştirilmekte ve diğer uçta aderans çözülmesi oluncaya kadar deneye devam edilmektedir. Her iki ucun aderans çözülmesi anındaki P dış yük değerlerinin ortalaması aderans çözülmesi anındaki dış yük olarak alınmakta ve buna göre nihai σsa ve τb değerleri hesaplanmaktadır. Mafsalın orta noktasına göre momentin sıfır olduğu dikkate alınırsa τb, aderans gerilmesini, σsa donatı çekme gerilmesini, ∅, donatı çapını ve lb, aderans boyunu göstermektedir bunlar arasında

şeklinde bir bağıntı elde edilmektedir.

Şekil 1 - Standart Belçika Mafsallı Kiriş Deneyi’nin Düzeneği

Şekil 2 - Deney Düzeneğinin Görünümü

(5)

Birinci Seri Deneyler

Birinci seri deneyler 8 mm, 10 mm, 12 mm ve 14 mm düz yüzeyli donatıların kullanıldığı 24 adet kiriş üzerinde gerçekleştirilmiştir. Geleneksel ve yüksek başarımlı beton kullanılarak 12’şer adet üretilen kirişler üzerinde yapılan deneylerle çekme bölge-

sindeki beton-donatı dış aderansı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kenetlenme boyu 20∅ alına- rak gerçekleştirilen bu deneylerden elde edilen bulgular Çizelge 7’de gerilme-sıyrılma eğrileri ise Şekil 3’de verilmektedir.

Su/çimento oranı 0,50 olan geleneksel betonlarla

Şekil 3 - 8, 10, 12 ve 14 mm’lik Düz Yüzeyli Donatılara İlişkin Gerilme- Sıyrılma Diyagramı Beton türü

Kullanılan Betonun Ortalama Basınç Dayanımı

(MPa)

Donatı Anma Çapı (mm)

Aderans Boyu (l_b)

(cm)

Ortalama P_max/P_adr

(kN)

Ortalama F_max/F_adr

(kN)

Ortalama σ_max/σ_adr

(MPa)

Ortalama τ_adr (MPa)

Geleneksel beton

29,6 8 16 10,0/6,5 12,5/8,1 248,7/161,6 2,02

31,3 10 20 11,0/7,0 13,8/8,8 175,1/111,4 1,39

33,4 12 24 13,5/9,0 16,9/11,3 149,2/99,5 1,24

29,3 14 28 16,0/10,5 20,0/13,1 129,9/85,3 1,07

Yüksek başarımlı beton

63,4 8 16 18,5/15,0 23,1/18,8 460,1/373,0 4,66

60,5 10 20 25,0/21,0 31,3/26,3 397,9/334,2 4,18

63,6 12 24 33,5/28,0 41,9/35,0 370,3/309,5 3,87

65,8 14 28 38,5/33,5 48,1/41,9 312,6/272,0 3,40

Çizelge 7 - Birinci Seri Deneylerden Elde Edilen Bulgular

(6)

üretilen betonarme kirişlerde her çaptaki donatı betona göre 3 mm’lik kayma sınırı donatı akmadan aşılmış ve aderans çözülmesi meydana gelmiş- tir. Su/çimento oranı 0,30 olan yüksek başarımlı

betonlarla üretilen betonarme kirişlerde ise her bir boyuna donatıda 3 mm’lik kayma meydana gelmiş ve donatı akmıştır.

Beton türü

(MPa)

Aderans Boyu (l_b)

(cm)

(kN)

(MPa)

Geleneksel beton

32,3 8 16 22,0/21,0 27,5/26,3 547,1/523,2 6,54

29,2 10 20 34,0/30,0 42,5/37,5 541,1/477,5 5,97

30,5 12 24 59,0/52,0 73,8/65,0 652,5/574,7 7,18

31,1 14 28 73,0/59,0 91,3/73,8 593,1/479,4 6,00

62,3 8 16 23,0/23,0 28,8/28,8 573,0/573,0 7,16

60,8 10 20 33,0/33,0 41,3/41,3 525,8/525,8 6,57

59,8 12 24 60,0/60,0 75,0/75,0 663,1/663,1 8,29

61,2 14 28 72,0/72,0 90,0/90,0 584,7/584,7 7,31

Çizelge 8 - İkinci Seri Deneylerden Elde Edilen Bulgular

Şekil 4 - 8, 10, 12 ve 14 mm’lik Nervürlü Donatılara İlişkin Gerilme- Sıyrılma Diyagramı

(7)

İkinci Seri Deneyler

İkinci seri deneyler 8 mm, 10 mm, 12 mm ve 14 mm nervürlü donatıların kullanıldığı 24 adet kiriş üzerinde gerçekleştirilmiştir. Geleneksel ve yüksek başarımlı beton kullanılarak 12’şer adet üretilen kirişler üzerinde yapılan deneylerle çekme bölge- sindeki beton-donatı dış aderansı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kenetlenme boyu 20∅ alına- rak gerçekleştirilen bu deneylerden elde edilen bulgular Çizelge 8’de gerilme-sıyrılma eğrileri ise Şekil 4’de verilmektedir.

Su/çimento oranı 0,50 olan geleneksel betonlarla üretilen betonarme kirişlerde her çaptaki donatı betona göre 3 mm’lik kayma sınırını aşarken dona- tılar kopmuştur. Su/çimento oranı 0,30 olan yüksek başarımlı betonlarla üretilen betonarme kirişlerde

ise, donatılarda betona göre 6.10^–2 mertebesinde küçük kaymalar meydana gelmesi beton-donatı aderansının çok daha iyi olduğunu göstermiştir.

Üçüncü Seri Deneyler

Üçüncü seri deneyler 8 mm, 10 mm, 12 mm ve 14 mm hem düz yüzeyli, hem de nervürlü dona- tıların kullanıldığı 24 adet yüksek başarımlı betondan üretilmiş kirişler üzerinde gerçekleştirilmiştir.

Bu betondan üretilen 12’şer adet nervürlü ve düz donatılı kirişler üzerinde yapılan deneylerle çekme bölgesindeki beton-donatı dış aderansı karşılaştır- malı olarak incelenmiştir. Aderans boyu 10∅ alı- narak gerçekleştirilen bu deneylerden elde edilen bulgular Çizelge 9’da gerilme-sıyrılma eğrileri ise Şekil 5’de verilmektedir.

Çizelge 9 - Üçüncü Seri Deneylerden Elde Edilen Bulgular

Beton türü

(MPa)

Aderans Boyu (l_b)

(cm)

(kN)

(MPa)

61,4 8-D 8 13,0/10,0 16,3/12,5 324,3/248,7 6,22

62,1 10-D 10 19,0/14,5 23,8/18,1 303,0/230,5 5,76 63,9 12-D 12 24,0/17,5 30,0/21,9 265,3/193,4 4,84 60,3 14-D 14 27,0/20,0 33,8/25,0 219,6/162,4 4,06

61,8 8-N 8 18,5/16,0 23,1/20,0 460,1/397,9 9,95

59,9 10-N 10 28,0/24,0 35,0/30,0 445,6/382,8 9,55 62,5 12-N 12 47,0/34,0 58,8/42,5 519,9/375,8 9,39 63,1 14-N 14 57,0/45,5 71,3/56,9 462,8/369,5 9,24

Şekil 5 - 8, 10, 12 ve 14 mm’lik Düz Yüzeyli ve Nervürlü Donatılarla Yüksek Performanslı Beton Arasında Donatı Gerilme-Sıyrılma Diyagramı

(8)

Düz yüzeyli donatıların kullanıldığı betonarme kiriş- lerde, donatı betona göre 3 mm’lik kayma sınırını aşmış ve aderans çözülmesi meydana gelmiştir.

Nervürlü donatıların kullanılması halinde ise dona- tılar betona göre 3 mm’lik kayma sınırını aşmış ve donatılarda da akma meydana gelmiştir.

Sonuçlar ve Değerlendirmeler

Bu çalışmadan çıkarılabilecek başlıca sonuç ve öneri- ler aşağıda özetlenmektedir:

1) Yüksek başarımlı betonların birim kütlesi, geleneksel betonlarınkinden büyüktür. Bunun; çimento miktarının yüksek, su/çimento oranının düşük olmasından ve kullanılan mineral katkı maddeleri- nin beton içerisindeki boşlukları doldurmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.

2) Elastisite modülünü belirlemede kullanılan bağın- tılar yüksek başarımlı betonlarda büyük değer- ler vermektedir. Bu durum bu bağıntıların yüksek başarımlı betonlar için geliştirilmemiş olmasıyla açıklanabilmektedir.

3) Geleneksel betonlar ile düz yüzeyli donatılar ara- sında kenetlenmenin sağlanabilmesi için 20∅ kenetlenme boyu yeterli olmamaktadır. Zira bu boy için donatılar karakteristik dayanımlarının çapa bağlı olarak %40’ı ile %60’ı arasında yüklendiğinde, beton-donatı aderansı çözülmektedir.

4) Geleneksel betonlarla nervürlü donatılar arasındaki kenetlenmenin sağlanabilmesi için ise 20 ∅ kenetlenme boyu yeterli olmaktadır. Zira bu boy için aderans çözülmesi meydana geldiği anda, donatılar da kopmaktadır.

5) Yüksek başarımlı betonla düz yüzeyli donatılar ara- sındaki kenetlenmenin sağlanabilmesi için 10∅ kenetlenme boyu yeterli olmamaktadır. Zira bu durumda donatılar çapa bağlı olarak karakteristik dayanımlarının %70’i ile %80’i arasında yüklendi- ğinde, beton-donatı aderansı çözülmekte bu boyun 20∅ olması durumunda ise çözülmemektedir.

6) Yüksek başarımlı betonlarla nervürlü donatıların kenetlenmesinin sağlanabilmesi için 20∅ kenetlenme boyu gereğinden fazla olmaktadır. Zira bu boy için donatılar koptuğu halde beton ile donatı arasında kayda değer bir kayma meydana gelme- mektedir. Bu boyun 10∅ olması ise kenetlenme için yeterli olmaktadır.

7) Yüksek başarımlı betonla düz yüzeyli donatılar arasında aderans çözülmesi anındaki aderans gerilmeleri; 20∅ kenetlenme boyu için, geleneksel betonlarınkinden, beton dayanımları arasında yaklaşık 2 kat farklılık olduğu halde, küçük çaptan büyük çapa doğru 2,3 ile 3,2 kat arasında daha büyük olmaktadır. Bu katsayılar nervürlü donatı kul- lanılması durumunda 1,1 ile 1,2 arasında değerler almaktadır.

8) Aderans dayanımı küçük çaplı donatılarda daha yüksek olmaktadır (Çizelge 7, 8, 9). Bu durum;

küçük çaplı donatıların betondaki bünyesel büzül- meden dolayı daha büyük yanal basınçlara maruz kalması ve bu yanal basınçların aderans dayanı- mını artırıcı etkisinin bulunmasına atfedilmektedir.

Özetle, TS 500-2000’de geleneksel betonlarla üreti- len betonarme elemanlarda beton ile donatı arasında yeterli aderansın sağlanabilmesi için kenetlenme boyu düz yüzeyli donatıların kullanılması halinde en az 40∅, nervürlü donatıların kullanılması halinde ise;

en az 20∅ olması gerektiği belirtilmiştir. Bu çalışmada kullanılan deney standardının donatının betona göre 3 mm’lik kayma sınırını aşmadığında kenetlenmeyi kabul ettiği ve betonarme yönetmeliğinde donatı için hesap akma dayanımının kullanıldığı göz önüne alındı- ğında, bu çalışmada kullanılan malzemeler ve çalışma koşulları da yüksek başarımlı beton-donatı aderansı için, düz yüzeyli donatı kullanılması halinde, 20∅ ve nervürlü donatı kullanılması halinde ise 10∅ kenetlenme boyunun yeterli olduğu görülmektedir. Buna göre, TS 500-2000’deki kenetlenme boyu sınırlarının yüksek başarımlı beton kullanılması halinde %50 mertebesinde azaltılabileceği anlaşılmaktadır.

Kaynaklar

Abrams, D. A. (1913) Test of bond between concrete and steel, University of Illinois, Bul 71.

Bichara, A. (1951) Etude du probléme de l’adhérence dans le béton armé, Cahiers du C.S.T.B N° 117 et 127, France.

Considere, J. (1899) Influence des armatures métalliques sur les propriétés des et betons, Genié Civil, tome XXXIV-N°.

Dahil, H. (2001) Yüksek Performanslı Beton-Donatı Aderansının Geleneksel Beton-Donatı Aderansıyla Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.

De Larrard, F. (1988) Formulation et Propriétés des Bétons á Trés Hautes Performances, Thèse de Doctorale, ENPC-L.P. C.

Research Report No. 149.

De Larrard, F. ve Malier, Y. (1991) Çok Yüksek Mukavemetli Betonların Mühendislik Özellikleri, 2. Ulusal Beton Kongresi, Bildiriler Kitabı, İstanbul, s. 76-113.

Emperger, V. (1935) Die Rissfrage bei hohen Stahlspannungen und die zülassige Blosslegung des Stahles, Wien, Deutschland.

Ersoy, U. (1985) Betonarme Temel İlkeler ve Taşıma Gücü Hesabı, Cilt 1, 3. Baskı, Evrim Kitabevi, İstanbul.

Hüsem, M. ve Durmuş A. (1995) Hafif Beton-Donatı Aderansının Geleneksel Beton Donatı Aderansıyla Karşılaştırılmalı Olarak İncelenmesi, Türkiye İnşaat Mühendisliği XIII. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı, cilt I, s.s:341-354

Maton, R. (1988) Adhérence Acier- Béton: Propriétés des Bétons á Hautes ét Trés Hautes Performances, Thèse de l’ Université Nancy I, France.

Murasev, (1950) Trescinoustoicivost jestkoski i procinosti jelezo- betona, Masstroizdat, Moskva.

Pul, S. (1999) Doğu Karadeniz Agregalarıyla Yüksek Performanslı Beton Üretimi ve Özelliklerinin Diğer Betonlarla Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi, Doktora Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.

Rilem, (1957) Symposium on Bond and Crack Formation in Reinforced Concrete, Proceedings- Subject I, Stockholm.