2 3 MENTOLAR HAKKINDA GENEL BLGLER VE KALTE
2. 3. ÇİMENTOLAR HAKKINDA GENEL BİLGİLER VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ 2. 3. 1. Çimentonun Tanımı ve Sınıflandırılması 2. 3. 2. Türkiyede Üretilen Çimentolar. 2. 3. 2. 1. Portland Çimentosu 2. 3. 2. 2. Portland Çimentosu Türleri Normal portland çimentosu Çabuk sertleşen portlan çim. Düşük ısılı portlan çimentosu Sülfat etkisine dayanıklı p. ç. Beyaz portland çimentosu 2. 3. Puzolan Katkılı Portland Çimentoları Doğal Puzolan (Tras) katkılı çimentolar Cüruf Katkılı Çimentolar Uçucu Kül Katkılı Çimentolar
2. 3. 2. 4. Diğer Çimento Türleri a) Harç çimentosu b) Sorel çimentosu c) Yüksek alüminli çimento 2. 3. 3. Çimentoların Üzerinde Yapılan Kalite Deneyleri Kontrol 1) Toz çimento üzerinde yapılan deneyler a)Özgül ağırlık deneyi b)İncelik deneyi c) Elek analizi d)Özgül yüzey 2)Çimento hamuru üzerinde yapılan deneyler a)Normal kıvam için su miktarının saptanması b)Priz süresinin saptanması c)Hacim sabitliği deneyi
Çimento harcı mukavemet deneyleri (Rilem Cenburea Metodu) a)Normal Harç Üretimi b)Deney numunelerinin hazırlanması c)Numunelerin korunması d)Eğilme ve basınç deneyleri 2. 4. KARMA SUYU ÖZELLİKLERİ VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ 2. 4. 1. Beton Karma Suyu Özellikleri 2. 4. 2. Beton Karma Suyu Üzerinde Yapılan Deneyler 2. 5. BETON KATKI MADDELERİNİN ÖZELLİKLERİ VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ
2. 5. 1. Beton Katkı Maddelerinin Özellikleri Priz hızlandırıcı katkı maddeleri Priz geciktirici katkı maddeleri Su indirgeyici katkı maddeleri Süper akışkanlaştırıcı katkı maddeleri Priz hızlandırıcı ve su indirgeyici katkı maddeleri Priz geciktirici ve su indirgeyici katkı maddeleri Hava sürükleyici katkı maddeleri Su yalıtımı sağlayan katkı maddeleri 2. 5. 2. Katkı Maddeleri Üzerinde Yapılan Kalite Kontrol Deneyleri
2. 3. ÇİMENTOLAR HAKKINDA GENEL BİLGİLER VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ 2. 3. 1. Çimentonun Tanımı ve sınıflandırılması Çimento , su agrega ve botonu oluşturan temel malzemelerden biri bir olan hidrolik bağlayıcıdır. Yani su ile reaksiyon sonucu sertleşir ve sertleştikten sonra suyla temas edecek olursa yumaşamaz. Çimento su ile birleştiğinde ismine “çimento hamuru” denilen yumuşak plastik bir karışım ortaya çıkmaktadır. Çimento ve su birleştiği andan itibaren kimyasal reaksiyonlar başlamaktadır. Bu reaksiyonlar sonucu önceleri yumuşak , plastik durumdaki çimento hamuru giderek daha sert ve dayanımı artan bir yapıya kavuşmaktadır. Çimento hamuru , beton yapmak için bir araya getirilimiş binlerce irili ufaklı
agrega tanelerinin yüzeyini kaplayarak ve taneler arasında boşlukları kullanarak baplayıcılık görevi yapmaktadır. Çimento ve suyun bir araya getirilmesi ile oluşan kimyasal rekasiyonların (Hidratasyonun) hızı , ortaya çıkan ısı miktarı ve reaksiyon hızı , çimento hamurunun katılaşma ve sertleşme süresi ve kazanılan bağlayıcılık değeri (dayanım) kullanılan çimentonun özellikleri ile yakından ilgilidir. O nedenle bütün bu özelliklerin beton özellikleri üzerinde doğrudan etkisi bulunmaktadır.
2. 3. 2. Türkiyede Üretilen Çimentolar. Türkiye` de yaygın olarak Portland , Katkılı ve Traslı çimentolar üretilmektedir. Bunların dışında da sipariş üzerinde bazı tür çimentolar üretilebilmektedir. *Uçucu küllü çimentolar *Cüruflu çimentolar (Yüksek fırın cüruflu çimento) *Süper sülfat çimentosu *Sülfata dayanıklı çimento *Erken dayanımlı yüksek çimento *Beyaz portland çimentosu *Harç çimentosu şeklinde sıralanabilir.
2. 3. 2. 1. Portland Çimentosu Protland çimentosu , killi ve kalkerli hammaddelerin pişirilmesi ile elde edilen klinkerin , az miktarda (%3 -%6 oranında) alçı taşı ile birlikte çok ince parçacıklar oluşturabilecek derecede öğütülmesi sonucunda elde edilen ve su ile birleştiğinde bağlayıcı özellik kazanan bir üründür. Portland çimentosu klinkeri ; kireç , alümin , demiroksit ve silis bileşimi hammaddlerin uygun oranda karıştırılıp yüksek sıcaklıkta , sinterleşmeye kadar (1350 -1450 o. C) pişirilmeleri sonucunda elde edilen ürüne “klinker” adı verilmektedir. Portland çimentosunu elde edebilmek için alçı taşı miktarı %3%6 arasındadır. Alçı taşı çimentonun katılaşmasında geciktirici rol oynamaktadır. Çimento bileşiminde olan ama hiçbir yararı olmayan oksit ve miktarları aşağıdaki çizelgede verilmektedir.
C 2 S: Di Kalsiyum Silikat (2 Ca. O. Si. O 2) C 3 S: Tri Kalsiyum Silikat (3 Ca. O. Si. O 2) C 3 A: Tri Kalsiyum Alüminat (3 Ca. O. Al 2 O 3) C 4 AF: Tetra Kalsiyum Alimino Ferrit (4 Ca. O. Al 2 O 3. Fe 2 O 3) Kaliteli bir beton üretiminde seçilecek çimento tipi , çimentounu ana bileşimine bağlı olarak yapılabilir. Buna göre bileşenler Çizelge 2. 5`de verilmektedir.
Çimentonun su ile reaksiyona girmesi sonucunda hidratasyon ısısı açığa çıkmaktadır. Kimyasal olaylar sırasında açığa çıkan ısı miktarı çimentounun kullanılışında çok önemli olabilmektedir. Özellikle barajlarda olduğu gibi , kütle yapılarında kullanılan betonun sıcaklığının arttırmakta ve genleşmeye neden olmaktadır. Bunun sounucu olarak da beton çatlar ve su geçirimli bir hale gelir. Çimentonun bileşiminde verilen kızdırma kaybı; ağırlığı çnceden bilinen (1 -+0. 05 gram) bir çimento numunesinin çok yüksek sıcaklıkta (975+25 o. C) kızdırılması sonucunda meydana gelen ağırlık kaybıdır
Bu işlemde yüksek sıcaklıkta kızdırma sonucu çimetoyu terk eden, çimentoda bulunabilecek nem ve karbondioksittir. Kızdırma kaybı , çimentonun iyi korunamayacak , uygun olmayan koşullarda saklandığına ve çok uzun süre bekletilmiş olduğuna ve bu maddelerde bir miktar karbonatlaşma ve vaktinden önce hidratasyon yapıp yapmadığına işaret eder. Çözünmeyen kalıntı ise, hidrolik asit içerisine konulan çimento numunesinin asit içerisinde çözünme göstermeyen kısmıdır ve numune ağırlığının yüzdesi olarak ifade edilmektedir. Çözünmeyen kalıntı yüzdesi çimento üretimi esnasındaki kimyasal reaksiyonların tam olarak cereyan edip etmediğine ve dolayısıyla bileşenlerin ne derecede mükemmel oluşabildiğine işaret eder. Ayrıca çimento bileşiminde yer alan Na 2 O ve K 2 O gibi alkillerin miktarının yüksek olması istenmez. Çünkü alkali miktarı yüksek olan çimentolar bünyesinde reaktif silis bulunanagregalar ile birlikte beton yapımında kulanılırsa alkali-agrega reaksiyonuna neden olmaktadırlar. Bu da betonun çatlamasına neden olur.
2. 3. 2. 2. Portland Çimentosu Türleri Normal portland çimentosu Çabuk sertleşen portlan çim. Düşük ısılı portlan çimentosu Sülfat etkisine dayanıklı p. ç. Beyaz portland çimentosu Normal portland çimentosu Bu çimeto portland çimentosu klinkerinin , alçı taşı ile birlikte öğütülmesi sonucu elde edilen , her türlü beton üretiminde kullanılan genel amaçlı çimentodur. Sülfat etkisine dayanıklı değildir.
Çabuk sertleşen portlan çim. Bu çimento , hidratasyon ısısı portland çimetosuna C 2 S oranla daha çabuk dayanım kazanan bir çimentodur. Bunlar normal portlan çimentolarının 28 günde ulaştığı dayanıma 7 günde , normal portland çimentosunun 7 günde ulaştığı dayanıma ise 2 -3 günde ulaşırlar. Dayanım kazanma hızındaki bu artış bileşimindeki C 3 S miktarı arttırılarak ve çimento daha ince öğütülerek sağlanır. Hidratasyon ısısı yüksek olduğu için kütle betonları , sıcak havada yapılan beton işleri için uygun değildir. Bu tür çimentolar erken kalıp alınması gereken yapı işlerinde , trafiğe çabuk açılması istenen beton yol ve tamir işlerinde kullanılmaktadır.
Düşük ısılı portlan çimentosu Bu çimento , hidratasyon ısısı portland çimentosuna göre daha düşük olan bir çimentodur. Hidratasyon sıcaklığındaki bu azalma hızlı hidratasyon yapan C 3 S ve C 4 A miktarının azalması ile sağlanmaktadır. Bu tür çimentolar , hidratasyon ısısının düşük olması istenen kütle betonları , sıcak havada betonlama işleri için uygun olmaktadır. Sülfat etkisine dayanıklı p. ç. Bu çimento magnezyum ve sodyum sülfat tuzlarının etkisine normal portland çimentesuna oranla daha iyi dayanan bir çimentodur. Bilindiği gibi , bu tuzlar sertleşmiş çimento hamuru içinde C 3 A`nın suyla reaksiyonu sonucu oluşan C 3 AH 6 (Kalsiyum aliminat hidrate) üzerinde etkili olarak onu büyük bir hacim artışıyla C 3 A 3(Ca. SO 4). Hn`a (Kalsiyum sülfo alüminat) dönüşmektedir.
Hacim artışı nedeni ile beton çatlamakta ve parçalanabilmektedir. Bu tür çimentolar (C 3 A oranı düşürülmüş) , sülfatlı zemin ve sularda , deniz suyunda yapılacak yapılar için uygundur. Beyaz portland çimentosu Beyaz portlan çimentosunun bileşiminde demir oksit çok az miktarda bulunur. Bunu sağlamak için beyaz renk veren kil , beyaz kalkaer, yakıt olarak da fuel-oil , hammaddelerin öğütülmesi sırasında da demiroksit buluşması ihtimaline karşı özel değirmenler kullanılır. Bu tür çimentolar mimari işlerde ve kaplamalarda kullanılır.
2. 3. Puzolan Katkılı Portland Çimentoları Puzolanik maddeler veya kısaca puzolanlar silis ve alümino silis maddeler olup yalnız başlarında hidrolik bağlayıcı özelliği göstermektedikleri halde , çok ince öğütüldüğünde sulu ortamlarda normal sıcaklıkta kalsiyum hidroksitte reaksiyona girerek hidrolik bağlayıcılık özelliği gösteren bileşikler oluşturan maddelerdir. Bu tanıma göre puzolanik maddeler kireç veya çimento ile birlikte kullanıldıklarında , incelik ve ortam koşulları uygun olmak koşulu ile , bir hidrolik bağlayıcı gibi davranabilmektedirler.
Puzalona katkılı çimentonların portland çimentolarına göre üstünlükleri: a)Katkı olarak kullanılan puzolan, kireci (Kalsiyum hidroksit) bağlandığından bunun asitli ve CO 2`li suların etkisi ile erimesini önler , çimentonun kimyasal dayanımını arttırı. Bu bakımından su içinde yapılan yapılar için özellikle uygundur. b)Bu çimentolarda hidratasyon ısısı ve bu ısıının çıkış hızı düşüktür. Bu bakımdan kütle beton üretimi ve sıcak havada beton dökümü için uygundur. c)Geçirimslizlikleri daha falzadır. d)Dona karşı dayanıklılıklar daha fazladır.
Puzolan katkılı çimentoların sakıncaları a)Portland çimentolarına oranla daha yavaş dayanım kazandıkları söylenebilir. b)Hidratasyon ısısı düşük olduğu için soğuk iklimler için ideal bir çimento türü değildir. c)Dayanımlarını daha uzun sürede aldıkları için , bunlarla yapılan betonun daha uzun süre kalıpta kalma süresi gerekir. Puzolanlı çimentolar katkı türlerine göre a)Doğal puzolan (Tras) katkılı çimento b)Cüruf katkılı çimento c)Uçucu kül katkılı çimento
Doğal Puzolan (Tras) katkılı çimentolar Bunlar ağrlıkça %40`a varan oranlarda doğal puzolan ile portland çimentosu klinkeri bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesi ile üretilmektedir. Tras adı verilen doğal puzolanlara örnek olarak , volkanik küller , opaklı şeyl ve çetler verilebilir. Cüruf Katkılı Çimentolar Bunlar ağırlıkça %85 `e varan oranlarda granüle yüksek fırın curufu ile portland çimentosu klinkerinin bir miktar alçı taşıyla birlikte öğütülmesi ile üretilir. Granüle yüksek fırın curufü demir üretiminde yan ürün olarak yüksek fırında ergimiş olarak çıkan , ani soğutularak granüle hale getirilen ve aynı zamanda amorf yapıya kavuşturan bir yapay puzolandır.
Uçucu Kül Katkılı Çimentolar Bunlarda ağırlıça %20 `ye varan oranlarda uçucu kül ie portlan çimentosunun karıştırılması ile oluşur. Portland çimentosu yerine portland çimentosu klinkeri kullanılcak olursa iki maddenin bir miktar alçı taşı ile öğütülmesi gerekir. Uçucu kül , toz halinde veya öğütülmüş taş kömürü veya linyit kömürünün yüksek sıcaklıkta yansıma sonucu oluşan ve baca gazları ile sürüklenen silis ve alümino silisli toz halinde bir yanma kalıntısıdır. 2. 3. 2. 4. Diğer Çimento Türleri a) Harç çimentosu b) Sorel çimentosu c) Yüksek alüminli çimento
a) Harç çimentosu En az %40 oranında portland çimentosu klinkeri ile bazı puzolanik maddelerin veya taş unu gibi dolgu maddelerinin bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesi ile elde edielen çimentodur. b) Sorel çimentosu klinker ile magnezyum klorür çözeltisinin testere unu veya herhangi bir mineral ile karıştırılması ile edilen bir hidrolik bağlayıcıdır. Sorel çimetosu klinkeri magnezyum karbonat veya başka bir magnezyum bileşiğinin yüksek sıcaklıkta kızdırılması , ince öğütülmesi sonucunda elde edilen bir maddedir. Gerek portland çimentosundan ve gerekse katkılı çimentodan çok farklı bir bileşime sahiptir.
c) Yüksek alüminli çimento Bu çimentoların üretimi normal portland çimentosu gibi olup sadece kil yerine alümin bakımında zengin boksit kullanılır. Sonuçta çimnetonun bileşimi %40 Ca. O , %40 Al 2 O 3 ve az miktarda Fe 2 O 3 ve Si. O 2 den oluşru. Hidratasyon yapmış çimentoda Ca(OH)2 bulunmadığı için sülfatlı ve CO 2` li suların etkisine karşı çok dayanıklıdır. 2. 3. 3. Çimentoların Üzerinde Yapılan Kalite Kontrol Deneyleri 1) Toz çimento üzerinde yapılan deneyler a)Özgül ağırlık deneyi b)İncelik deneyi c) Elek analizi d)Özgül yüzey
a)Özgül ağırlık deneyi Bu deneyde , Löşatiye balonun içine 0 (sıfır) çizgisine kadar gazyağı , neft veya benzin doldurulur. İçine hassas tartılmış 64 gr. Çimento kuru bi rhuni ile boşaltılır. Balon ekseni etrafında döndürülerek sıvı içinde hava kabarcığı kalması önlenir. Sıvı seviyesi okunarak çimentounu hacmi belirlenir. Özgül ağırlığı ise a=64/V olarak hesaplanır. b)İncelik deneyi Çimetoların inceliği çimento tanelerinin ortalama boyutunu gösterir. İnceliği yüksek olması , çimento tanelerinin daha küçük boyutlara sahip olacak şekilde öğütüldüğünü gösterir. Çimentoların inceliği iki yolla belirlenebilmektedir.
c) Elek analizi deÇimento cm 2 standart eleklerden elenir. TS 19`a göre portland çimentoları için elek üzerinde kalan miktar ağırlık yüzdesi olarak 4700 delikli elek kullanılması halinde %14`ü ve 950 delikli elek kullanılması halinde ise %1 `i geçmemektedir. d)Özgül yüzey Çimentoların özgül yüzeyi 1 gr. Çimentoyu oluşturan taneciklerin yüzey alanlarının toplmıdır. Bu değer ne kadar büyükse çimento o kadar ince demektir. Bu deneyde BLAINE aleti kullanılır. Aletin silindirik haznesinin dibinde delikli bir disk vardır. Bu diskin üst kısmına bir süzgeç kağıdı konur ve sonra slilindirin içine belirli miktarda çimento konulup sıkıştırılır. En üste yine bir süzgeç kağıdı konup silindirik hazne alete takılır.
Aletin çalışması belirli hacimde havanın çimento içinde geçme süresinin çimento taneceiklerinin ufaklığına bağlı olduğu esasına dayanmaktadır. Doğal olarak tanecikler küçük ise bunlar arasındaki boşluklar da küçük olacak ve hava bu taneler arasında daha yavaş geçecektir. Deney sırasında kullanacağınız aletler işlemleri otomatikleştirir. Bunun için çimento dolu hazneyi alete yerleştirdikten sonra bir düğmeye basmanızla deney başlayacak ve deney sonunda aletin göstergesinde belirli hacimde havanın çimento içinden geçmesi için gerekn sürenin iki misli saniye sinsinden gözükecektir. (2 t). Bu zaman yarısı olan t değeri S=a√t denkleminde yerine konularak çimentonun özgül yüzeyi bulanacaktır. A katsayısının değeri deney sırasısında bildirilecektir.
2)Çimento hamuru üzerinde yapılan deneyler a)Normal kıvam için su miktarının saptanması b)Priz süresinin saptanması c)Hacim sabitliği deneyi a)Normal kıvam için su miktarının saptanması; Deney standartlaştırmak için normal kıvam adı verilen kıvamda hamur yapılır. Bunun için çimentoya eklenmesı gereken su miktarı çimento ağırlığının %25 ile %30`u arasındadır. Her çimento için bu miktarın saptanması gerekir. Bu dneyde 300 gr çimento alınır ve yukarıdaki sınırlar içinde herhangi bir su yüzdesi ile karıştırılarak hamur yapılır. Bu hamur 40 mm yüksekliğindeki kalıp içerisine doldurulup sonda çapı 10 mm olan silindirik bir çubuktan oluşan kıvam sondası aletinin altına konur.
Bu çubuk kalıptaki hamurun yüzeyine değecek kadar alçatıldıktan sonra 300 gr. Olan kendi ağırlığı altında hamuru içine batmaya bırakılır. Eğer sonda çubuğuın ucu dipten 3 -5 mm mesafeye kadar batarsa kıvam normal kabul edilmektedir. Sonda daha derine gidiyorsa su miktarı daha fazla , yukarıda kalıyorsa su miktarı daha az demektir. Su miktarı buna göre değiştirilerek normal kıvam elde edilinceye kadar deney tekrarlanır. b)Priz süresinin saptanması Çimento hamuru priz süresinin saptanması , normal kıvam için gerekli su oranı kullanılarak yapılır ve aynı 40 mm yüksekliğindeki kalıp içine doldurulur. Kalıp bu sefer VİCAT aleti veya sondası denilen aletin altına konur. Bu aletin sonda çubuğuda yukarıda anlatılan aletin sonda çubuğuna benzer. Ancak binada sonda en kesit alanı 1 mm 2 olan bir iğnedir. Deneyde söz konusu bu iğnenin hamur içerisine batması sağlanır ve batma miktarı yine dipten itibaren ölçülülür.
Önceleri iğne dibe kadar batarsa da çimento su ile reaksiyona devam ettikçe sertleştiğinden iğne gittikçe daha yukarılarda durur. Deney reasksiyona devam ettikçe sertleşştiğinden iğne gittikçe andan iğnenin 5 -7 -mm saplanmasına kadar geçen süre priz süresi denir. Benzer şekilde ğnenin dipten 39 mm battığı yani kalıp yüzünden ancak 1 mm saplandığı an vardır. Deney başlangıcında bu ana kadar geçen süreye de priz sona erme süresi denir. TS 19`a göre priz başlama süresi 1 saatten az , priz sona ermesi de 10 saatten fazla olamaz. c)Hacim sabitliği deneyi Bu deney La Chatelier deneyi olarak da bilinmektedir. Çimento içinde en az miktarda Ca. O ve Mg. O bulunabilir. Su ile birleştiklerinde şişen bu maddeler falza miktarda bulunursa çimento hamurunun ve o çimentoyla yapılmış harç , beton vs. `nin parçalanmasına neden olabilir.
Bu maddelerin miktarlarını kontrol için hacim sabitliği deneyi yapılır. 30 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde silindir biçiminde olan ve bir doğrultmanı bir yarık bulunan La Chatelier halkası içine normal hamur doldurularak 24 saat su içinde bırakılır. Eğer hamurda sertleşme sırasında bir şişme olursa silindirik yarık boyunca açılacaktır. Açılma miktarını ölçmek üzere yarığın her iki tarafına 15 cm uzunluğunda birer iğne lehimlenmiştir. Bu iğneler açılmayı büyüterek göstermektedir. Bu deneyde , başlangıçta çimento hamuru doldurulduğu zaman iğnelerin arasındaki açıklık ölçülür. Aynı ölçme işlemide 24 saat sonrada yapılır. İlk açıklıkta 24 saat sonraki açıklık farkı 4 mm`den ilk açıklık ile kaynamadan sonraki açıklık arasındaki fark 10 mm`den küçük olmalıdır.
2)Çimento hamuru üzerinde yapılan deneyler a)Normal kıvam için su miktarının saptanması b)Priz süresinin saptanması c)Hacim sabitliği deneyi a)Normal kıvam için su miktarının saptanması Mukavemet denylerinde kullanılacak olan harçlar norm kullanılarak hazırlanmaktadır. Norm harcı bileşimi ağırlık cinsinden bir kısım çimento , üç kısım norm kum ve ½ içilebilir su olrak verilmektedir. Norm kumu TS 19`da tanelerin büyüküğü 0. 60 ile 1. 39 mm arasında bulunan ve bileşimi en az %88 silis olan kum olarak tanımlanmaktadır.
da karıştırıcının hızı yükseltilerek karıştırmaya 30 saniye daha devam edilir. Karıştırıcı durduktan sonra 15 sn içierisinde kabık kenarında toplanan harçlar kabın içerisine kazılarak kabın üzeri örtülür ve 75 sn bekelenilir. Sonra karıştırıcı yüksek hızda yine 60 sn çalıştırlır. Bu şekilde norm harcı iyice hazırlanmış olur.
b)Priz süresinin saptanması Çimento hamuru priz süresinin saptanması , normal kıvam için gerekli su oranı kullanılarak yapılır ve aynı 40 mm yüksekliğindeki kalıp içine doldurulur. Kalıp bu sefer VİCAT aleti veya sondası denilen aletin altına konur. Bu aletin sonda çubuğuda yukarıda anlatılan aletin sonda çubuğuna benzer. Ancak binada sonda en kesit alanı 1 mm 2 olan bir iğnedir. Deneyde söz konusu bu iğnenin hamur içerisine batması sağlanır ve batma miktarı yine dipten itibaren ölçülülür. Önceleri iğne dibe kadar batarsa da çimento su ile reaksiyona devam ettikçe sertleştiğinden iğne gittikçe daha yukarılarda durur. Deney reasksiyona devam ettikçe sertleşştiğinden iğne gittikçe andan iğnenin 5 -7 -mm saplanmasına kadar geçen süre priz süresi denir.
Benzer şekilde ğnenin dipten 39 mm battığı yani kalıp yüzünden ancak 1 mm saplandığı an vardır. Deney başlangıcında bu ana kadar geçen süreye de priz sona erme süresi denir. TS 19`a göre priz başlama süresi 1 saatten az , priz sona ermesi de 10 saatten fazla olamaz. c)Hacim sabitliği deneyi Bu deney La Chatelier deneyi olarak da bilinmektedir. Çimento içinde en az miktarda Ca. O ve Mg. O bulunabilir. Su ile birleştiklerinde şişen bu maddeler falza miktarda bulunursa çimento hamurunun ve o çimentoyla yapılmış harç , beton vs. `nin parçalanmasına neden olabilir. Bu maddelerin miktarlarını kontrol için hacim sabitliği deneyi yapılır. 30 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde silindir biçiminde olan ve bir doğrultmanı bir yarık bulunan La Chatelier halkası içine normal hamur doldurularak 24 saat su içinde bırakılır.
Eğer hamurda sertleşme sırasında bir şişme olursa silindirik yarık boyunca açılacaktır. Açılma miktarını ölçmek üzere yarığın her iki tarafına 15 cm uzunluğunda birer iğne lehimlenmiştir. Bu iğneler açılmayı büyüterek göstermektedir. Bu deneyde , başlangıçta çimento hamuru doldurulduğu zaman iğnelerin arasındaki açıklık ölçülür. Aynı ölçme işlemide 24 saat sonrada yapılır. İlk açıklıkta 24 saat sonraki açıklık farkı 4 mm`den ilk açıklık ile kaynamadan sonraki açıklık arasındaki fark 10 mm`den küçük olmalıdır. Çimento harcı mukavemet deneyleri (Rilem Cenburea Metodu) a)Normal Harç Üretimi b)Deney numunelerinin hazırlanması c)Numunelerin korunması d)Eğilme ve basınç deneyleri
a)Normal Harç Üretimi Mukavemet denylerinde kullanılacak olan harçlar norm kullanılarak hazırlanmaktadır. Norm harcı bileşimi ağırlık cinsinden bir kısım çimento , üç kısım norm kum ve ½ içilebilir su olrak verilmektedir. Norm kumu TS 19`da tanelerin büyüküğü 0. 60 ile 1. 39 mm arasında bulunan ve bileşimi en az &8 silis olan kum olarak tanımlanmaktadır. Bu deneyde 3 adet numune üretmek için 450 gr. Çimento , 1350 gr kum ve 255 gr su kullanılmalıdır. Karıştırma kabına su boşaltılır ve üzerine çimento ekelenek 30 saniye karıştırıldıktan sonra karışıma yavaş su katılır. Kumun katılması işlemi 60 saniyede tamamlanmalıdır. Kum katma işleminin sonunda karıştırıcının hızı yükseltilerek karıştırmaya 30 saniye daha devam edilir.
Karıştırıcı durduktan sonra 15 sn içierisinde kabık kenarında toplanan harçlar kabın içerisine kazılarak kabın üzeri örtülür ve 75 sn bekelenilir. Sonra karıştırıcı yüksek hızda yine 60 sn çalıştırlır. Bu şekilde norm harcı iyice hazırlanmış olur. b)Deney numunelerinin hazırlanması Kullanılan malzeme ile ancak 3 adet standart numune üretilebilmektedir. Standart numuneler 40*40*160 mm boyutlarında prizma şeklindedir. Kalıplar her seferinde üç numune verce şekilde yapılmıştır. Kalıpların doldurulması ve saklanması sarsma aleti ile yapılmaktadır. Harç üretiminde kalıpların içleri iyice yağlanır ve kalıp sarsama alaetinin tablasına vidalanır. Kalıp bölmeleri yaklaşık yarıya kadar harç ile doldurulur ve alet yeniden 60 sn çalıştırılır. Kalıp üzerinde kalan harç fazlası bir metal mastar ile alınır ve yüzeyler düzlenir.
c)Numunelerin korunması Deney numuneleri %30 rutubetli 20 o. C sıcaklıkta olan bir odada 24 saat bekletildikten sonra sökülür ve deney gününe kadar 20 o. C `lik su içine bırakılır. Deneyden 1 dak. Önce sudan çıkartılarak yüzeyleri kurulanır. d)Numenler Üzerinde Yapılan Eğilme ve basınç deneyleri Eğilme deneyinde harç numunelerin çökme mukavemetleri dolaylı olarak saptanır. Bu deneyde prizmatik numuneler iki silinidirk mesnet üzerine oturtulup açıklığın ortasında tekil bir yük etki ettirilerek kırılırlar. Mesnetleri ve yükleme kafalarını oluşturan silindirlerin çapı 10 mm, mesetler arası açıklık ise 100 mm` dir. Bu deneyde çekme mukavemti (T) , P kırılmaya neden olan yükü olan , L mesnetler arası açıklığı, b prizma kare kesitinin kenar uzunluğu göstermek üzere,
T=3 PL/2 b 3 emleri ektedir. dart numuneler için (40 mm*160 mm) b=40 mmi, L=100 mm `dir. Dolayısı ile yukarıda verilen denklem T=0. 234*P şekline dönüşmektedir. Eğilme deneyinden elde edilen yarım prizmaların yan yüzlerine basınç kuvveti uygulanarak basınç deneyi yapılır. Bunun için eğilme deneyinde iki parçaya ayrılmış olan numuneler , basınç deneyine kadar rutubetli olan bir ortamda saklanır. Her yarım prizma 40*40 mm`lik ve kalınlığı 10 mm olan iki çelik metal arasında kalıplaşmış yan yüzey üzerinde kırılarak basınç dayanımı belirlenir.
2. 4. KARMA SUYU ÖZELLİKLERİ VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ 2. 4. 1. Beton Karma Suyu Özellikleri 2. 4. 2. Beton Karma Suyu Üzerinde Yapılan Deneyler Betonu oluşturan maddelerden olan beton karma suyu , priz olayına , ileri yaşlarda betonun dayanıklılığına olumsuz etki yapmaması gerekmektedir. Genel olarak içilebilen sular beton üretiminde rahatlıkla kullanılabilmektedir. Ancak her zaman her nitelikte su bulmak olası değildir. TS 55`de bazı koşullar verilmiştir. Buna göre Karma suyunda asit olmamalıdır. Yani PH derecesi 7 veya 7`nin üstünde olmalıdır. Sudan agresif karbonik asit , mangan bileşikleri amonyum tuzları , serbest klor , yağlar (madeni , organik maddeler ve endüsrti artıkları) bulunmamalıdır. Litresinde en ok çözünmüş (erimiş) halde 15 g ve yüzer olarak 2 gr madeni tuz , yine litresinde en çok 2 gram SO 3 bulunabilir.
Su içerisinde bulunan bazı anyonlar ve katyonlardan da kaçınılmalıdır. Bunlar Cl- , CO 3 -2 , NH 4+ , Mg+2 vb gibi maddelerdir. Priz geciktirmeleri açısından ağır metal tuzlarından ve oksitlerinden de kaçınılmalıdır. (Kurşun ve çinko tuzları gibi). Beton karma suyunda organik maddeler , yani çözünmüş bitki kökleri , bitkiler , hümik asitlere dönüştüğünden , bulunmamalıdır. Deniz suyunun karma suyu olarak kullanılması çok tartışılan bir konudur. Deniz suyunda yerine göre toplam tuzluluk oranı 35 gr/lt` yi bulmaktadır. Toplam tuzluluğunun büyük bir bölümü (30 gr/lt) Na. Cl` den oluşur. Na+ prizi bir miktar geciktirir. Clise daha çok beton içerisindeki donatı bakımından büyük önem taşır. Deniz suyununu beton , çimento üzerindeki etkisi ise daha çok Mg. SO 4 yüzündendir.
SO 3 konsantrasyonu ise sakıncalı sınırı aşmaz. Bu durumda zorunlu durumlarda deniz suyu karma suyu olarak kullanılabilmektedir. Ancak deniz suyu ile yapılan betonların bir süre sonra lekelendiği görüldüğünden yapının dış görünüşü ile ilgili bir konunun önemlilik dercesi önceden düşünülmelidir. Alüminli çimentolarla yapılan betonlarda tuzlu su kullanılmamalıdır. 2. 4. 2. Beton Karma Suyu Üzerinde Yapılan Deneyler Beton karma suyu olarak kullanılması istenilen sudan şüphelendiğinde , kullanılmasından önce bazı analizlerin yapılması da gerekmektedir. Örneğin sudaki sülfat içeriği SO 4 - iyonunun 0. 002`yi aşmaması istenmektedir. Eğer su sülfatlı bir zeminden geliyorsa ve böyle bir endişe varsa , suya bir yada iki damla Ba. Cl 2 çözeltisi damlatmak yeterli olmaktadır. Bu çözelti damlatıldıktan sonra su bulunuyorsa , suda sülfat ver demektir ve kullanılmadan önce miktarının tespit edilmesi için kimyasal analizi yaptırılmalıdır. Beton karma suyunun beton üretimi için uygun olup olmadığına söz konusu suyun kimyasal suyun analizi yapılarak karar verilebilmektedir.
2. 5. BETON KATKI MADDELERİNİN ÖZELLİKLERİ VE KALİTE KONTROL DENEYLERİ 2. 5. 1. Beton Katkı Maddelerinin Özellikleri Priz hızlandırıcı katkı maddeleri Priz geciktirici katkı maddeleri Su indirgeyici katkı maddeleri Süper akışkanlaştırıcı katkı maddeleri Priz hızlandırıcı ve su indirgeyici katkı maddeleri Priz geciktirici ve su indirgeyici katkı maddeleri Hava sürükleyici katkı maddeleri Su yalıtımı sağlayan katkı maddeleri
2. 5. 1. Beton Katkı Maddelerinin Özellikleri Katkı maddeleri betonlara çok düşük miktarlarda katılan organik veya inorganik maddelerdir. Bunların kullanılması beton üretimi için zorunluluk taşımaz. Katkı maddeleri konusunda aşağıda verilen genel bilgiler ve değerlendirmeleri daima hatırda tutmak gerekmektedir. 1)Katkı maddeleri asla sihirli maddeler değildir. Kurallara uygun olarak üretilmeyen kötü bir betonu katkı maddesi kullanarak iyileştirmek imkansızdır. 2)Katkı maddeleri her çimento, her agrega türü ve granülometrisi için olumlu sonuçlar vermeyebilir. Bu nedenle katkı maddesinin eldeki diğer malzeme ile uyumu önceden deneyle araştırılmalıdır.
3)Pazarlayıcı tarafından (yada üretiici) önerilen yüzdeler , her durumda uygulanabilir değildir. Bu nedenle katı dozajı ön deney ile araştırılmalıdır. 4)Katkı maddelerinin ara fonksiyonları yanında daima ikincil etkileri de vardır. Bir özelliğin düzeltilmesi diğer bir özelliği bozabilir. 5)Bazı durumlarda birden fazla katkı maddesi birlikte kullanılır. Bunların uyumları , birbirlerinin etkilerii bozmadıkları kanıtlanmalıdır.
Priz hızlandırıcı katkı maddeleri Bunlar hidratsayon hızını arttırarak etkili olurlar ve prizin yanı sıra dayanım kazanma hızını , hidratasyon ısısını da arttırılar. Kullanım alanları olarak kalıpların çabuk alınması istenen inşaat işleri , yapının kısa sürede tekrar kullanılma açılması istenen tamir işlerinde , su sızıntılarının tıkanmasında kullanılmaktadır. Bu katkı maddelerinin etkin maddesine örnek olarak ; kalsiyum klorür , kalsiyum format , tricionalamin , kalsiyum nitrür , lityum oksalat ve bazı alüminatlar sayılabilir. Betonarme yapılarda kalsiyum içerikli katkı maddelerinin kullanılması , donatı korrozyonuna neden olduklarından istenmez.
Priz geciktirici katkı maddeleri Bazı katkı maddeleri çimento tanelerini kaplayarak C 3 A fazını örtmekte ve bunun su ile reaksiyonu güçleştirilerek prizi geciktirmektedir. Geciktime etkisi birkaç güne kadar uzatılabildiğinden bu katkının sadece C 3 A değil , C 3 S üzerinde de etkili olduuğ sanılmaktadır. Kullanım alanı olarak sıcak havada beton dökülmesi, brüt betonlar vb. Sayılabilmektedir. Bu katkıların etkin maddesi , şeker dahil bazı karbonhidratlar , bileşiminde şeker bulunan linyosul soratlar veya bunların türevleri , hidrokarbolik asitler , bunların tuzları ve türevleridir.
Su indirgeyici katkı maddeleri Bunların akışkanlaştırıcı veya plastikleştirici katı maddleri de denilmektedir. Bu tür katkı maddeleri betonu dah akışkan hale getirir. Bu katkılar , betonun kıvamını , su miktarını arttırmadan dolayısı ile de dayanımı azaltmadan daha akıcı hale getirmektedir. Bu katkıların etkin maddeleri ; linyosülfonal tuzları (kalsiyum linyosülsonal) , polihidroksi bileşikleri (karboksilik asit)`dir.
Süper akışkanlaştırıcı katkı maddeleri Bu tür katkı maddeleri gerçekte bir tür su indirgeyici katkı maddeleridir. Ancak , sağladıkları etki normal su indirgeyicilerden çok fazla olduğundan ayrı bir gurup oluşturmaktadır. Bunların etkin maddesi; sülfone edilmiş melamin formaldehit , sülfone edilmiş naftalin formaldehit ve takviye edilmiş linyosülfonat olabilir. Uygulama alanaları arasında yüksek dayanımlı beton üretimi , geniş alanların kolayca betonlanması için döşeme kalıbına kendiliğinden yayılan ve düzlenen akıcı beton üretimi , pompayla beton dökülmesi sayılabilir.
Priz hızlandırıcı ve su indirgeyici katkı maddeleri Bunlar bir su indirgeyici ile kalsiyum klorür karışımıdır. Priz geciktirici ve su indirgeyici katkı maddeleri Bunlarda bir su indirgeyici katkı ile şekerin veya hidroksikarbolik asitin veya tuzların karışımıdır. Hava sürükleyici katkı maddeleri Bu katkı maddeleri suyun yüzey gerilimini azlatarak beton için ufak hava kabarcıkları oluşmasını ve oluşan hava kabarcıklarının kararlı halde kalmasını sağlar. Bu tür katkıların etkin maddesie örnek olarak doğal reçineler ve sabunlar (vinsol reçinesi) , bazı katı sıvı yağlar (zeytin yağı) ve linyosülfonatlar gösterilebilir.
Su yalıtımı sağlayan katkılar: Betonun su geçirimliliği içindeki kılcal ve daha büyük boyuttaki boşluk miktarına bağlıdır. Su yalıtımı sağlayan katkılar iki şekilde etkili olabilir. Bunlar , betondaki boşluk miktarını azaltarak ve betona su itici özellik kazandırmak şeklindedir. 2. 5. 2. Katkı Maddeleri Üzerinde Yapılan Kalite Kontrol Deneyleri Katkı maddelerinin kullanılması , betonun istenilen özellikleri sağlaması sonucunda her zaman doğru olarak yansıtmaz. Bunun nedeni , katkı maddeleri istenilen oranlarda kullanılsa dahi , kimyasal içeriklerinden dolayı bu katkı maddelerinin zamanla bozulmasıdır. Özellikle üreticinin belittiği kullanma talimatalrına bakmakla yetinilmeyip , kullanılamsı düşünülen katkı maddesi ile mutlaka ön üretim
Bu ön üretimden çıkan sonuca göre , söz konusu katkının kullanılıp kullanılmayacağına karar verilmelidir. Ayrıca , betonun bir özelliğine iyileştirme yapılırken diğer özelliklerine ya da diğer bileşenlerine zarar verilmemelidir.
- Slides: 51