TS EN 206-1’e GÖRE BETON

Tanım

Çimento, iri agrega, ince agrega ve suyun, kimyasal ve mineral katkı da ilâve edilerek veya edilmeden karıştırılmasıyla oluşturulan ve çimentonun hidratasyonu ile gerekli özelliğini  kazanan beton, çok yönlü bir yapı malzemesidir. Betonun sertleşmesi; çimento hamurunun agrega ile birlikte bir iskelet oluşturarak yapay bir taş haline gelmesi ile oluşur.

TS EN 206-1’e göre beton 3 sınıfa ayrılmıştır:

-  Normal beton: Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2000 kg/m³'ten büyük, 2600 kg/m³'ten küçük olan beton.

-  Ağır beton : Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2600 kg/m³'ten daha büyük olan beton.

-  Hafif beton : Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 800 kg/m³'ten büyük, 2000 kg/m³'ten küçük olan beton. Hafif beton, betonda kullanılan agreganın bir kısmı veya tamamı hafif agrega olarak imal edilir.

Bu betonlar ;

-  Şantiyede hazırlanan beton : Beton kullanıcısı tarafından, sadece kendi kullanımı için şantiyede hazırlanan beton.

-  Hazır beton : Kullanıcı olmayan şahıs veya kuruluş tarafından hazırlanarak taze halde iken teslim edilen beton.

-  Prefabrike beton : Son kullanılacağı yer dışında dökülen ve küre tâbi tutulan beton ürün. olarak hazırlanabilirler.

Ayrıca beton aşağıdaki şekillerde kullanılabilir:

-  donatısız beton

-   betonarme yapı betonu

-   öngerilmeli beton

 TS EN 206-1 Beton Standardında,  aşağıda verilenlerle ilgili şartlar belirlenmiştir :

•  -   Betonun bileşen malzemeleri,
• -    Taze ve sertleşmiş beton özellikleri ve bunların doğrulanması,
• -     Beton birleşim oranları için sınırlar,
• -     Beton özellikleri,
• -     Taze betonun teslimi,
• -     İmalât ve kontrol işlemleri,
• -     Uygunluk kriterleri ve uygunluk değerlendirmesi.

 

Basınç dayanımı sınıfları

 

Betonun, basınç dayanımına göre sınıflandırılmasında, normal beton ve ağır beton için Tablo 1'de veya hafif beton için Tablo 2’de verilen sınıflar uygulanır. Sınıflandırmada,  çapı 150 mm ve yüksekliği 300 mm olan silindir şekilli numunenin 28 günlük karakteristik basınç dayanımı ( f_{ck, sil} ) veya kenar uzunluğu 150 mm olan küp şekilli numunenin  28 günlük karakteristik basınç dayanımı ( f_{ck, küp} ) kullanılabilir.

 

Tablo 1 : Normal ve ağır beton için basınç dayanımı sınıfları

 

Basınç dayanımı sınıfı	En düşük karakteristik silindir dayanımı   fck,sil   N/mm2	En düşük karakteristik küp dayanımı   fck,küp   N/mm2
C  8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 C 55/67 C 60/75 C 70/85 C 80/95 C 90/105 C 100/115	8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100	10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115

 

---

 

Tablo 2 : Hafif beton için basınç dayanımı sınıfları

 

Basınç dayanımı sınıfı	En düşük karakteristik silindir dayanımı   fck,sil   N/mm2	En düşük karakteristik küp dayanımı a)   fck,küp   N/mm2
LC  8/9 LC 12/13 LC 16/18 LC 20/22 LC 25/28 LC 30/33 LC 35/38 LC 40/44 LC 45/50 LC 50/55 LC 55/60 LC 60/66 LC 70/77 LC 80/88	8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80	9 13 18 22 28 33 38 44 50 55 60 66 77 88
a) Küp ve silindir numune basınç dayanımları arasında yeterli kesinliğe sahip ilişki kurulması ve bu ilişkinin belgelendirilmesi şartıyla, verilen bu dayanımlardan başka değerler de kullanılabilir.

 Tablo 3 :  Hafif betonun birim hacim kütlesine göre sınıflandırılması 

Birim hacim kütlesi sınıfı	D  1,0	D  1,2	D  1,4	D  1,6	D  1,8	D  2,0
Birim hacim kütle sınırları (aralığı)   kg/m3	³ 800 ve £ 1000	> 1000 ve £ 1200	> 1200 ve £ 1400	> 1400 ve £ 1600	> 1600 ve £ 1800	> 1800 ve £ 2000

 Kıvam sınıfları

Taze betonun kıvamı, Tablo 4, Tablo 5, Tablo 6 veya Tablo 7'de verilen şekilde sınıflandırılır.

  

Tablo 4 : Slamp ( Çökme ) sınıfları

Sınıf	Slamp ( Çökme ), mm
S 1 S 2 S 3 S 4 S 5	10 - 40 50 - 90 100 - 150 160 - 210 ³ 220

 

 

Tablo 5 : Vebe  sınıfları

Sınıf	Vebe süresi, saniye
V 0 V 1 V 2 V 3 V 4	³ 31 30 - 21 20 - 11 10 - 6 5 - 3

 

Tablo 6 : Sıkışma  sınıfları

Sınıf	Sıkışabilme derecesi
C 0 C 1 C 2 C 3	³ 1,46 1,45 - 1,26 1,25 - 1,11 1,10 - 1,04

 

 

Tablo 7 : Yayılma sınıfları

Sınıf	Yayılma çapı, mm
F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6	£ 340 350 - 410 420 - 480 490 - 550 560 - 620 ³ 630

 

Klorür İçeriği

Klorür iyonlarının çimento kütlesinin yüzdesi olarak ifade edilen betonun klorür içeriği, seçilen sınıf için Tablo 8’de verilen değeri geçmemelidir.

Tablo 8 : Betonun en fazla klorür içeriği

 

Kullanılan beton	Klorür içeriği sınıfı a	Çimento b kütlesine göre en fazla CI-
Korozyona dayanıklı kaldırma (tutma) parçaları hariç, çelik donatı ve diğer gömülü metal ihtiva etmeyen	CI  1,0	% 1,0
Çelik donatı ve diğer gömülü metal ihtiva eden	CI   0,20	%  0,20
	CI   0,40	%  0,40
Çelik öngerme donatısı ihtiva eden	CI   0,10	%  0,10
	CI   0,20	%  0,20
a Özel  kullanım amaçlı betonlarda uygulanacak  sınıf, betonun kullanılacağı yerde geçerli kurallara bağlıdır.   b Tip II katkıların kullanıldığı ve katkının çimentoya dahil olarak kabul edildiği yerlerde, klorür muhtevası, klorür iyonlarının, çimento + dikkate alınan toplam katkı miktarlarına oranlanmasıyla hesaplanır.

 Beton Bileşenleri

Çimento ( Hidrolik bağlayıcı )

Su ile karıştırıldığında, hidratasyon reaksiyonları ve işlemleriyle priz alarak sertleşebilen hamur meydana getiren ve sertleştikten sonra dayanım ve kararlılığını su içerisinde bile sürdürebilen öğütülmüş inorganik malzemedir.

Betonda kullanılacak olan çimento, aşağıda verilenler bakımından uygunluğu belirlenmiş olan çimentolardan seçilmelidir.

 -  Yapım (inşaat) yöntemi,

-   Beton yapının kullanım amacı,

-   Kür şartları (ısıl işlem gibi),

-   Yapı boyutları (ısı gelişimi)

-   Yapının maruz kalacağı çevre şartları (Madde 4.1)

-     Bileşenlerden kaynaklanan alkaliler ve agrega arasındaki reaktivite ihtimali.

 

 

 

Agrega

 

Agrega %75

Betonda kullanıma uygun taneli mineral malzemelere agrega denilmektedir.  Agregalar, doğal, yapay veya daha önce yapıda kullanılmış malzemelerden tekrar kazanım yoluyla elde edilmiş olabilir. 4.00 mm. Elek üzerinde kalan agregalara “Kaba Agrega”, 4.00 mm. Elekten geçen agregalara ise “İnce Agrega” denir. Agregaların beton içerisindeki rolü çok önemlidir. Granülometrisi, şekil yapısı, sertliği, betonun davranışını direkt olarak etkiler. Betonda kullanılmadan önce agrega özelliklerinin deneylerle belirlenmiş olması gerekir.

 

su %15 çimento %10 Agrega Tipi	Birim hacim kütlesi (kg/m3)
Normal Agrega	2000-3000
Hafif Agrega	£ 2000
Ağır Agrega	³ 3000

 

Betonda kullanılacak agrega tipi, tane büyüklüğü dağılımı ve yassılık - uzunluk, donma/çözülmeye  dayanıklılığı, aşınmaya dayanıklılığı, incelik gibi agrega özellikleri, aşağıda verilenler dikkate alınarak seçilmelidir :

-   Yapım  (İnşaat) yöntemi,

-   Beton yapının kullanım amacı,

-   Betonun maruz kalacağı çevre şartları,

-  Beton yüzeyinde görünen veya tesviye edilmiş beton yüzeyindeki agrega ile ilgili herhangi özellik.

 Agrega en büyük anma büyüklüğü ( D_max ), donatının beton örtü tabakası ve beton eleman kesitinin  en küçük boyutu dikkate alınarak belirlenmelidir. Yıkama suyundan veya taze betondan elde edilerek yeniden kazanılmış agrega da beton agregası olarak kullanılabilir.

 Agreganın, alkaliler ( çimento veya diğer kaynaklardan gelen Na₂O ve K₂O ) ile reaksiyona girmesinden şüphe duyulan silika türlerini ihtiva etmesi ve betonun rutubetli ortamda bulunması halinde, zararlı alkali- silika reaksiyonunu önlemek üzere uygunluğu belirlenmiş işlemler kullanılarak önlemler alınmalıdır.

 Karışım Suyu

 Su, betonu oluşturan temel malzemelerden biridir. Betonun karılmasında kullanılan karışım suyu, iki önemli görevi yerine getirmektedir:

 -         Çimento ve agrega tanelerinin yüzeyini ıslatarak yağlayıcı etki yaratmak ve böylece betonun kolay karıştırılabilmesini, taze betonun yerleştirilmesini, sıkıştırılabilmesini, özetle işlenebilmeyi sağlamak,

 

-          Toz halindeki çimento taneleriyle birleşerek ortaya çıkan çimento hamurunda hidratasyon denilen kimyasal reaksiyonları sağlamak.

 Anlaşılacağı gibi, karışım suyu olarak kullanılan su miktarı, aslında hidratasyon için gerekli olan su miktarından her zaman daha fazla olmaktadır. Bu fazla su tamamen işlenebilirliğin sağlanması amacıyla kullanılmaktadır.

 Beton karışım suları mümkün olduğunca temiz olmalı ve içerisinde taze ve sertleşmiş betona zararlı etki yapabilecek kadar kil, silt, organik madde, asit, klorür, sülfat, madeni yağ ve endüstri atıkları gibi yabancı madde bulundurmaması gerekir. Karışım suyunun içerisinde bulunabilecek yabancı maddelerin miktarı fazla olduğu taktirde çimento ve su arasındaki kimyasal reaksiyonların etkilenmesi nedeniyle çimento hamurunun priz süresi, basınç dayanımı ve hacim sabitliği olumsuz şekilde etkilenmektedir. Fazla miktardaki kalsiyum klorür gibi yabancı maddeler betonarme yapıda donatının korozyonuna neden olmakta veya korozyonu hızlandırmaktadır. Bazı tuzlar ve yabancı maddeler sertleşmiş betonun yüzeyinde çiçeklenmelere ve lekelenmelere neden olarak çirkin bir görünüm yaratmaktadırlar. Ana prensip olarak içilebilir her su, ön deney yapmaksızın beton karışım suyu olarak kullanılabilir.

 Beton üretiminde kullanılan sular aşağıdaki tiplere ayrılabilir:

 -         İçilebilir Sular: Beton yapımında kullanım için uygun kabul edilmektedir, ön deneylere tabi  değildir.

-          Beton Endüstrisindeki İşlemlerden Geri Kazanılan Sular: Standartta belirtilen kriterleri sağlaması koşuluyla betonda kullanım için uygundur.

-          Yeraltı Kaynaklarından Çıkan Sular: Beton yapımında uygun olabilir, ancak deneye tabi tutulmalıdır.

-          Doğal Yüzey Suları ve Endüstriyel Atık Sular: Beton yapımında uygun olabilir, ancak deneye tabi tutulmalıdır.

-          Deniz Suyu ve Acı Göl Suları: Donatısız ve diğer gömülü metal bulunmayan betonlarda kullanılabilir. Ancak kullanılması halinde izin verilen klorür içeriği belirleyici faktördür.

-          Kanalizasyon (lağım) Suları: Beton yapımında kullanım için uygun değildir.

 ANORMAL HAVA KOŞULLARINDA BETON DÖKÜMÜ

 Soğuk Havada Beton Dökümü:

Taze Betonda priz esnasındaki donma tehlikelidir. Priz öncesinde veya beton sertleştikten sonra oluşan donma etkileri farklıdır ve hasarları da nispeten azdır. Taze betonun döküldüğü ortamın sıcaklığı düşünce priz süresi uzar, hitratasyon yavaşlar ve bunun sonucu olarak kalıp alma süresi gecikir. Ancak taze betonun donmasıyla fiziksel olaylar da etkili olur ve suyun donmasıyla hidratasyon durur. Don etkisine uğrayan beton çözülünce hidratasyon yeniden başlayabilir, ancak çimento hamuru –agrega ve çimento hamuru-donatı ara yüzeylerinde aderans büyük ölçüde azalır.

 Taze betonun döküldüğü ortamın sıcaklığı 1 gün içinde +5 ^oC’nin  altına düşerse 48 saat süreyle, birgün den fazla +5⁰C’nin altına düşerse 72 saat süreyle don etkisinden korunmalıdır.

 Alınacak Önlemler:

-          Don riski olan hava koşullarında beton dökümlerinden olabildiğince kaçınılmalıdır.

-          Yüksek hidratasyon ısısına sahip çimento (yani katkılı olmayan CEM I tipi çimento), izin verilebilen en fazla çimento dozajı ve düşük su / çimento oranı seçilmelidir.

-          Priz hızlandırıcı ve suyun donma noktasını düşürücü katkılar (antifriz) kullanılmalıdır. Sülfat etkisi olmayan ve yüksek mukavemetli çimento kullanılmayan uygulamalarda, çimento dozajının en çok %1 oranında CaCl₂ kullanılmalıdır.Ayrıca bir hava sürükleyici katkı maddesinin kullanılması da büyük yarar sağlar.

-          Betonun ilk sıcaklığının donma derecesine düşmemesi için agrega,çimento ve özellikle su ısıtılmalıdır. Üretim sırasında bu bileşenlerin sıcaklıklarının özdeş hale getirilmesi yararlı olur. Betonun taşınması sırasında da soğuması önlenmelidir. Buhar kürü uygulamasıda yarar sağlar.

-          Beton dökülmeden kalıplar denetlenmeli, buzlu kalıp yüzeylerine döküm yapılmamalı, varsa buz parçaları temizlenmelidir.

-          Çimentonun hidratasyonu sonucu ortaya çıkan ısının beton dışına yayılması önlenmelidir. Bunun için kalıpların dış yüzeylerine uygun yalıtımlar yapılmalıdır. Açık beton yüzeyleri ise odun talaşı ,saman,cam yünü ve köpük levha gibi örtüler kullanılarak yalıtılmalıdır.

-          Kalıp alma süresinin uzatılması da yararlıdır.

 Sıcak Havada Beton Dökümü:

Sıcak havada beton dökülürken betonun hazırlanması, yerine yerleştirilmesi ve kürü aşamalarında bazı güçlüklerin aşılması gerekir. Genel olarak beton sıcaklığının 10 ^{0C – 20 0C arasında kalması istenir, ancak bu ideal durum her zaman gerçekleşmez. Beton sıcaklığının 27 0C ve üstünde olması durumunda  betonu sıcak ve kuru havanın etkisinden korumak için bazı önlemler almak gerekir. Beton sıcaklığının 30 0}C’ yi aşması halinde bazı önlemler alınarak beton dökümü yapılabilir.Sıcak havada beton dökülürken aşağıdaki etkenler denetlenmelidir.

1-Su ihtiyacının artması,

2-Slump (çökme) kayıp hızının artması,

3-Sertleşme hızının artması,

4-Plastik rötrenin artma olasılığı,

5-Sürüklenmiş havanın kontrolünde artan güçlük,

6-Betonun erken kürü için ivedi gereksinim.

Sıcak havada  beton dökümünün taze betona etkileri şu şekilde özetlene bilir:

a)       Öngörülen çökmeyi tutturmak için ilave suya bağlı dasyanımın azalması,

b)       Kuruma rötresi ve ısıl gerilme farklılıkları,

c)       Kuru ve sıcak havada plastik rötre çatlaklarının oluşma olasılığı,

d)       Olası çatlamaya bağlı olarak beton dürabilitesinin azalması.

Alınacak Önlemler:

-          Yerel meteorolojik hava tahmini raporlarına göre havanın sıcaklığının, neminin, rüzgar hızının ve bunlara bağlı olarak beton sıcaklığının alabileceği kritik kombinasyonları tahmin etmek.

-          Karma suyu sıcaklığının yüksek olmamasına özen gösterilmelidir. Su beyaza boyanmış tanklarda tutulmalı ve güneş ışınlarının etkisinden korunmalıdır.Karma suyunun geçtiği boru şebekesi de toprağa gömülmüş veya yalıtılmış olmalıdır.Beton suyunun bir bölümünün agrega büyüklüğündeki buz parçalarıyla yer değiştirmesi de bir önlem sayılabilir. Ancak betondaki buzun tümünün erimesi sağlanıncaya kadar karıştırma süresi uzatılmalıdır.

-          Çimentonun fabrikadan sıcak gelmesi halinde, soğutulmadan kullanılması sakıncalıdır.Sıcak çimento, hem beton sıcaklığını yükseltir hen de priz süresini etkiler.

-          Betonda en büyük hacme sahip bilerşen olan agreganın sıcaklığıda denetlenmelidir.Agreganın sıcaklığı beton sıcaklığını önemli ölçüde etkilediğinden agrega yığınını güneş ışınlarının direkt etkisinden koruyarak veya su püskürterek sıcaklığının düşürülmesi sağlana bilir.

 -          Çimento hamuru fazının hidratasyon hızının artması sonucu sertleşme hızını düşürmek için F tipi bir uçuçu kül veya öğütülmüş yüksek fırın cürufu , C₃A değeri düşük, optimum SO₃’e sahip hidratasyon ısısı düşük bir çimento kullanılabilir.

-          Çökme (slump) kayıp hızını azaltan bir katkı maddesi tercih edilebilir.

-          Karıştırıcı ve tansmikserin beyaza boyanması, transmikserlerin dış yüzeyinin ıslak çuval ile kaplanması ve bu yüzeylerin betonun taşınması sırasındqa zaman zaman sulanması yararlı olur.Aşırı ısnmayı önlemek için betonun karma süresini kısaltmak ve transmikserle betonun taşınması sırasında da çalkalanmayı sınırlandırmak gerekebilir.

-          Betonun döküleceği zemin, donatı ve kalıpta göllenmeye meydan vermeyecek şekilde ıslatılır, ıslatma suyu buharlaşır buharlaşmaz döküm yapılır.Böylece sıcak havada hem donatıların hem de kalıbın sıcaklığı düşürülür.

-          Önce agregalar ve suyu karıştırıp sonra çimentoyu ekleyip mikserde karıştırmak hem şok prizi, dolayısıyla hızlı sertleşmeyi engeller, hemde beton sıcaklığının yükselmemesini sağlar.

-          Derinliği fazla olan beton dökümlerinde sığ tabakalar oluşturulmalı, vibrasyonla tabakaların birleşmesi sağlanmalıdır.

-          Döküm yerine ulaşan beton bekletilmeden yerleştirilmeli ve vibrasyon kısa sürede tamamlanmalıdır.Dökümün geçikmesi halinde priz geciktirici katkılar da kullanılmalıdır.Soğuk derzlerin oluşması önlenmelidir. Gece beton dökümü de düşünülebilir.

-          Sıcak ve kuru havalarda ortamı soğutmak ve nemlendirmek için sis oluşturmak veya su püskürtmek olumlu sonuç verebilir. Bu işlem beton dökümünden önce kalıp ve donatılara da uygulanabilir.

-          Beton dökülüp yerine yerleştirildikten sonra hemen ilk mastarlama yapılır. Daha sonra bir insan beton üzerine çıktığında 1-2 mm derinlikte iz oluşunca ikinci mastarlama işlemi yapılır.

-          Betonun kür süresi değişik etkenlere bağlıdır. Ancak, normal betonarme yapılarda bu süre yaz aylarında en az bir hafta olmalıdır. Bu süre içinde günde en az 3 defa sulama yapılmalıdır. Sulama için kullanılan su şehir suyu değilse,içinde betonarme için zararlı olan sülfat,asit ve tuz gibi kimyasal maddeler bulunmamalıdır.Özellikle döşeme gibi beton yüzeylerinde ‘’curing compound’’ adı verilen bakım maddelerinin kullanılması,buharlaşmanın geçikmesi açısından yararlıdır.

-          Rüzgara karşı korumak için rüzgar kırıcı engeller oluşturulur.Güneş ve ürzgarın doğrudan etkisine korumak için, açıkta kalan beton yüzeyler ıslak çuval ve plastik örtü gibi malzemelerle örtülmelidir.

-          Üretim süresince çökme (slump) , taze beton birim ağırlığı ve hava içeriği gibi özellikler yeterli sıklıkta denetlenmelidir. Gerekli değerlendirmeler için betonu oluşturan malzemelerin ve transmikserden çıkan betonun sıcaklıkları ve bağıl nemi sürekli ölçülüp kaydedilmelidir.

 Anormal hava koşullarında betonun üretilmesi, işlenmesi ve kürlenmesi ile ilgili ek bilgiler

 20^oC ve 5^oC’de mukavemet gelişimi

 Çimentonun sertleşmesi ve donmasıkimyasal işlemler olup, bu nedenle sıcaklığa bağımlıdır.Düşük ısılarda hidratasyon gecikir. 0^o C’lik bir beton ısısında hemen hemen tüm kimyasal reaksiyonlar durma noktasına gelir.

Hızlı ısı artımı ve dayanıklılık gelişimi gösteren çimentolar bu nedenle düşük hava sıcaklığında yapılan inşaatlarda daha uygun olur.

 Şekiller

28 günlük betonun mukavemet gelişimi % olarak

 

Şekil 1 +20^oC                           Şekil 2 +5^oC

 

Örnek:

CEM I 32,5 R gibi normal bir çimento ile hazırlanmış bir beton 20^oC’de 28 günlük mukavemetinin % 50’sine 3 ^½ günde ulaşır. Aynı beton 5^oC ‘de bu gelişimi 6 günde tamamlar.

 6.12.2          Olağan dışı ısılar

 Gerekli olan taze beton ısıları

Hava Isısı (oC)	Taze betonun dökümdeki min. Isısı (oC)
+ 5 ‘den – 3’e kadar	Genel :   + 5
	Çimento miktarı < 240kg/m3 : + 10
< - 3	En az 3 gün    :  +10

 

Taze betonun ısısı +30^oC’yi aşmamalı ve mümkün olduğunca 15 ^oC ile 25 ^oC arasında kalmalıdır.

 Don esnasında beton dökümü

Tek seferlik donmaya karşı don mukavemeti

Taze beton 5 N/mm²’lik bir basınca ulaştıktan sonra donma mukavemetine sahip olmaya başlar. Bunun için gerekli olan süreler çimento dayanım sınıfına, su-çimento oranına, çevre ve beton ısısına bağlıdır.

Çimento kitabına (1984) dayanılarak minimum sertleşme süreleri aşağıda belirtilmiştir.

Çimento dayanım sınıfı	Su – çimento oranı	Gerekli sertleşme süresi (gün olarak)
		5 oC beton ısısında	20 oC beton ısısında
52,5 ; 52,5 R ; 42,5 R	0,4	1/2	1 / 4
	0,6	3/4	1 / 2
42,5 ; 32,5 R	0,4	1	1 / 2
	0,6	2	1
32,5	0,4	2	1
	0,6	5	2

DURABİLİTE (KALICILIK)

 

Bir yapıdaki betonun işlevini uzun yıllar boyu bozulmadan yerine getirebilmelerine durabilite, yani dayanıklılık veya kalıcılık denir. Bir yapının projelendirilmesi aşağıdaki ilkelerin birlikte ele alınmasıyla oluşmaktadır:

 

• Dayanım: Yapı servis yüklerini ve deprem etkilerini belirli bir güzenlikle taşıyabilmelidir.
• Dayanıklılık: Planlanan hizmet ömrü süresince çevreden gelen yıpratıcı etkilere karşı dayanıklı (kalıcı) olmalıdır.
• İşlevsellik: İhtiyaca cevap verebilmelidir.
• Ekonomi: Kaynaklar verimli kullanılmalıdır.
• Estetik: Özgün ve estetik bir görünüşe sahip olmalıdır.

Yapay bir malzeme olan betonarmenin olumlu özeliklerini sürdürebilmesi kalıcı olmasına bağlıdır. Beton elemanların, bazen işlevleri gereği taşımaları gerekli yükler veya aşırı yüklemenin etkisi dışında da zaman içinde bozulmaları mümkündür. Yapıların kalıcı olması yalnızca doğru taşıyıcı sistemin seçimi, projelendirilmesi ve yapımı ile kısıtlı değildir. Aynı zamanda yapının servis ömrü boyunca kalıcı olmasını sağlayacak önlemler de alınmalı ve malzeme kalitesine, mimari düzenlemelere, detaylara, işçilik kalitesine, denetime ve bakım işlemlerine dikkat edilmelidir.

 Beton veya betonarme elemanların zamanla bozulmalarına çeşitli iç veya dış etkenler neden olur. Bu etkenler fiziksel, kimyasal, fiziko-kimyasal, biyolojik veya mekanik kökenli olabilir. Dış etkenler olarak:

 

• Sülfat etkisi
• Donma-çözülme
• Aşınma
• Karbonatlaşma
• Asit ve tuz etkileri

 sayılabilir.Hasarın şiddeti bu dış etkilerin derecesi ve betonun kalitesine bağlı olarak değişmektedir. Ancak çok şiddetli etkiler altında korunmadığı takdirde, çok kaliteli betonlar da tahrip olabilir.  İç etkiler arasında

 

• Alkali-agrega reaksiyonu (ASR)
• Gecikmiş etrenjit oluşumu (DEF)
• Agrega ve çimento hamuru arasında termal farklılıklar

 Yer alabilir. Doğru şekilde tasarlanmış, üretilmiş, taşınmış, yerleştirilmiş ve kür edilmiş beton geçirimsiz ve son derece kalıcı bir malzemedir. Durabil bir beton, basınçlı veya basınçsız sıvı ve gazlara karşı geçirimsiz bir betondur.

 

 

Çevre etkileriyle ilgili etki sınıfları

 Çevreden kaynaklanan etkiler, Çizelge 1'de verilen etki sınıfları şeklinde tasnif edilebilir.

 Beton, Çizelge 1'de tarif edilen etkilerin birden daha fazlasına maruz kalabilir ve bu nedenle betonun maruz kaldığı çevre şartlarının, etki sınıflarının birleşimi olarak ifade edilmesi gerekli olabilir.

 

Tablo 11 :  Etki sınıfları

Sınıf Gösterimi	Çevrenin tanımı	Etki sınıflarının meydana gelebileceği yerlere ait bilgi mahiyetinde örnekler
1.    Korozyon veya zararlı etki tehlikesi yok
X0	Donatı veya gömülü metal bulunmayan      beton : Donma / çözülme etkisi ve kimyasal etki haricindeki bütün etkiler             Donatı veya gömülü metal içeren beton :    Çok kuru	Çok düşük rutubetli havaya sahip binaların iç kısımlarındaki beton
2.    Karbonatlaşmanın sebep olduğu korozyon
Donatı veya diğer gömülü metal ihtiva eden betonun  hava ve nem etkisine maruz kalması halinde etki,           aşağıda  verilen şekilde sınıflandırılır.   NOT : Burada bahse konu olan nem şartları, donatı veya diğer gömülü metali saran beton örtü tabakası         içerisindeki  şartlardır. Ancak çoğu durumda beton örtü tabakası şartlarının betonun içerisinde bulunduğu       çevre şartlarını yansıttığı kabul edilir. Bu durumda çevre şartlarının sınıflandırılması yeterli olabilir. Beton        ve içerisinde bulunduğu çevre ( ortam ) arasında bariyer tabaka varsa bu şartlar geçerli olmayabilir.
XC 1	Kuru veya sürekli ıslak	Çok düşük rutubetli havaya sahip binaların iç kısımlarındaki beton   Sürekli şekilde su içerisindeki beton
XC 2	Islak, arasıra kuru	Su ile uzun süreli temas eden beton yüzeyler     Çoğu temeller
XC 3	Orta derecede nemli	Orta veya yüksek rutubetli havaya sahip binaların iç kısımlarındaki beton   Bina içlerinde rutubetli yerlerdeki  beton yüzeyler   Yağmurdan korunmuş, açıkta bulunan beton
XC 4	Döngülü ıslak ve kuru	XC 2 etki sınıfı dışındaki, su temasına                maruz beton yüzeyler

 

Tablo 11 :  Etki sınıfları ( Devamı )

 

Sınıf gösterimi	Çevrenin tanımı	Etki sınıflarının meydana gelebileceği yerlere ait bilgi mahiyetinde örnekler
3.    Deniz suyu haricindeki klorürlerin sebep olduğu korozyon
Donatı veya diğer gömülü metal ihtiva eden betonun,  buz çözücü tuzları da ihtiva eden, deniz suyu                 haricindeki kaynaklardan gelen klorürleri ihtiva etmesi halinde  etki, aşağıda  verilen şekilde sınıflandırılır.   NOT : Nem şartları hakkında bilgi, bu çizelgenin 2. bölümünde verilmiştir.
XD 1	Orta derecede nemli	Hava ile taşınan klorürlere maruz beton yüzeyler
XD 2	Islak, arasıra kuru	Yüzme havuzları   Klorür içeren endüstriyel sulara maruz betonlar
XD 3	Döngülü ıslak ve kuru	Klorür ihtiva eden serpintilere maruz köprü     kısımları       Yer döşemeleri   Araba park yeri döşemeleri
4.    Deniz suyundan kaynaklanan klorürlerin sebep olduğu korozyon
Donatı veya diğer gömülü metal ihtiva eden betonun deniz suyunda bulunan klorürlere veya deniz                   suyundan kaynaklanan  tuz taşıyan hava ile  temas etmesi halinde etki, aşağıda  verilen şekilde                      sınıflandırılır.
XS 1	Hava ile taşınan tuzlara maruz, fakat        deniz suyu ile doğrudan temas                   etmeyen	Sahilde veya sahile yakın yerde bulunan yapılar
XS 2	Sürekli olarak su içerisinde	deniz yapılarının bölümleri
XS 3	Gelgit, dalga ve serpinti bölgeleri	deniz yapılarının bölümleri

 

---

 

 

Tablo 11 :  Etki sınıfları ( Devamı )

Sınıf gösterimi	Çevrenin tanımı	Etki sınıflarının meydana gelebileceği yerlere ait bilgi mahiyetinde örnekler
5.   Buz çözücü maddenin de bulunduğu veya bulunmadığı donma/çözülme etkisi
Betonun, etkili donma/çözülme döngülerine, ıslak durumda maruz kalması halinde etki, aşağıda  verilen         şekilde sınıflandırılır.
XF 1	Buz çözücü madde içermeyen suyla orta    derecede  doygun	Yağmura ve donmaya maruz düşey beton           yüzeyler
XF 2	Buz çözücü madde içeren suyla orta          derecede doygun	Donma ve hava ile taşınan buz çözücü madde etkisine maruz yol yapılarının düşey beton yüzeyleri
XF 3	Buz çözücü madde  içermeyen suyla          yüksek  derecede doygun	Yağmur ve donmaya maruz yatay beton yüzeyler.
XF 4	Buz çözücü madde içeren su veya deniz  suyu ile yüksek derecede        doygun	Buz çözücü maddelere maruz yol ve köprü kaplamaları Buz çözücü tuz ihtiva eden su serpintisine doğrudan ve donma etkisine maruz  beton yüzeyler   Deniz yapılarının dalga etkisi altındaki donmaya maruz bölgeleri..
.6. Kimyasal etkiler
Betonun, Çizelge 2'de verilen tabii zeminler ve yer altı sularından kaynaklanan zararlı kimyasal etkilere           maruz kalması durumunda etki, aşağıda  verilen şekilde sınıflandırılır. Deniz suyu, coğrafik bölgeye göre        sınıflandırılır, bu nedenle betonun kullanılacağı yerde geçerli sınıflandırma uygulanır.   NOT : Aşağıda verilenlerin bulunması halinde, geçerli etki sınıfının tayini için özel çalışma yapılmasına           gerek duyulabilir:   Çizelge 2'de verilenler dışındaki sınır değerler, Diğer zararlı kimyasal maddeler, Kimyasal maddelerle kirlenmiş zemin veya su, Çizelge 2'de verilen kimyasallarla birlikte yüksek hızda akan su bulunması.
XA 1	Çizelge 2'ye göre az zararlı kimyasal           ortam
XA 2	Çizelge 2'ye göre orta zararlı kimyasal         ortam
XA 3	Çizelge 2'ye göre çok zararlı kimyasal         ortam

Tablo 12 : Doğal zeminler ve yer altı sularından kaynaklanan kimyasal etkiler için etki sınıflarının sınır

değerleri

Zararlı kimyasal ortamların aşağıda verilen sınıflaması, doğal zemin ve yer altı suyunun 5°C ilâ 25°C              arasında sıcaklığa sahip olması ve su akış hızının durguna yakın derecede yavaş olması esas alınarak          yapılmıştır.   Kimyasal özelliğe ait en baskın herhangi tek değer, sınıfı belirler.   İki veya daha fazla zararlı kimyasal özelliğin aynı sınıfı belirtmesi durumunda çevre, bir sonraki daha yüksek sınıfa dahil olarak alınmalıdır.  Ancak bu özel  durum için yapılan çalışmanın bir üst sınıf                      seçmenin  gerekli olmadığını göstermesi durumunda bu işlem uygulanmaz.
Kimyasal özellik	Referans deney metodu	XA 1	XA 2	XA 3
Yeraltı suyu
mg/L	EN 196-2	³   200   ve £   600	>  600   ve £  3000	>  3000  ve £  6000
	ISO 4316	£  6,5  ve  ³ 5,5	<  5,5  ve ³  4,5	<  4,5  ve ³  4,0
mg/l  ( zararlı     etkiye sahip )	pr EN 13577 : 1999	³  15  ve  £  40	>  40   ve £  100	>  100  den doygun hale gelinceye kadar
mg/L	ISO 7150-1 veya ISO 7150-2	³  15  ve  £  30	>  30   ve £  60	>  60   ve £  100
mg/L	ISO 7980	³   300   ve £   1000	>  1000   ve £  3000	>  3000  den doygun hale gelinceye kadar
Zemin
mg/kga ( toplam )	EN 196-2b	³   2000   ve £   3000c)	>  3000c ve £  12000	>  12000   ve £  24000
Asidite  mg/kg	DIN  4030-2	>  12000 Baumann Gully	Uygulamada dikkate alınmaz
a Geçirgenliği (permeabilitesi) 10-5' den daha düşük olan kil zeminler bir aşağı sınıfa geçirilebilirler. b Deney metodunda, 'ün hidroklorik asitle açığa çıkarılması ( ekstraksiyon ) metodu tarif edilmiştir;          Alternatif olarak, betonun kullanılacağı yerde yapılıyorsa,  su ile açığa çıkarma metodu da kullanılabilir. c Islanma kuruma döngüleri veya kapiler emme nedeniyle, betonda sülfat iyonu  birikimi tehlikesi  olan               yerlerde  3000 mg/kg olan sınır 2000 mg/kg'a indirilir.

NOT : Hafif betonun birim hacim kütlesi, aynı zamanda hedef değerle de tarif edilebilir.

Beton karışımı için sınır değerle ilgili öneriler

Bu tabloda, etki sınıfları için beton karışım özelliklerinin sınır değerleri verilmiştir ve bu değerler  yapının 50 yıl kullanım ömrüne sahip olarak plânlanmasını esas alınarak belirlenmiştir. En küçük dayanım sınıfları, su/çimento oranı ile 32.5 sınıfı dayanıma sahip çimento ile yapılmış betonun dayanım sınıfı arasındaki ilişki kullanılarak belirlenmiştir. En yüksek su/çimento oranı ve en az çimento miktarı sınır değerleri her durumda uygulanır.  Aynı zamanda beton dayanım sınıfı da ilâve olarak belirtilebilir.

 

 

Tablo 13 : Beton karışımı ve özellikleri için önerilen sınır değerler

	Etki sınıfları
	Korozyon veya zararlı etki tehlikesi yok	Karbonatlaşma nedeniyle korozyon				Klorürün sebep olduğu korozyon						Donma/çözülme etkisi				Zararlı kimyasal ortam
						Deniz suyu			Deniz suyu haricinde klorür
	X0	XC1	XC2	X3	XC4	XS1	XS2	XS3	XD1	XD2	XD3	XF1	XF2	XF3	XF4	XA1	XA2	XA3
En büyük su/çimento oranı	-	0,65	0,60	0,55	0,50	0,50	0,45	0,45	0,55	0,55	0,45	0,55	0,55	0,50	0,45	0,55	0,50	0,45
En küçük dayanım sınıfı	C12/15	C20/25	C25/30	C30/37	C30/37	C30/37	C35/45	C35/45	C30/37	C30/37	C35/45	C30/37	C25/30	C30/37	C30/37	C30/37	C30/37	C35/45
En az çimento içeriği(kg/m3	-	260	280	280	300	300	320	340	300	300	320	300	300	320	340	300	320	360
En az hava içeriği (%)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	4,0 a	4,0 a	4,0 a	-	-	-
Diğer şartlar											Pr EN 12620 : 2000'e uygun donma/çözülme dayanıklılığına sahip agrega					Sülfatlara dayanıklı çimento
a Hava sürüklenmemiş betonda,beton performansı,ilgili etki sınıfı için donma/çözülme etkisine dayanıklılığı kanıtlanmış betonla kıyas için uygun deney metoduna göre belirlenmelidir  . b XA2  ve XA3 etki sınıfında baskın etkinin ’den kaynaklanması halinde sülfatlara dayanıklı çimento kullanılması zorunludur.Sülfatlara dayanıklılık bakımından çimentonun sınıflandırılması halinde orta ve yüksek dayanıklı olarak sınıflandırılan çimento X A2 etki sınıfında (uygulanabiliyorsa X A1 etki sınıfında)ve yüksek                   dayanıklı çimento ise XA3 etki sınıfında kullanılmalıdır.