HARRAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

İnşaat Mühendisliği Bölümü

BETONARME I Ders Notları

Kâzım TÜRK

ŞANLIURFA, Şubat 2011

TEŞEKKÜR

Bu ders notlarının düzenlenmesinde yararlandığım Eskişehir Osmangazi Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü “Betonarme I” ders notları için Emekli Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ahmet TOPÇU Hocamıza saygı ve teşekkürlerimi sunarım.

Yrd. Doç. Dr. Kâzım TÜRK

BETON ÇİMENTO+AGREGA+SU → BETON

1 m3 beton yaklaşık (hacim olarak)

%10 çimento,

%70 agrega (kum, çakıl, kırmataş),

%20 su

içerir. Belli amaca yönelik olarak, örneğin kıvam ayarı için, katkı maddesi de eklenebilir. Ancak, katkı

maddesi çimento ağırlığının genelde %0.5- 2 si kadardır ve %5 ini aşmamalıdır.

ÇİMENTO - TS EN 197–1/2004

Çimentonun görevi; su ile reaksiyona girerek, agrega tanelerinin çevresini kaplamak, taneler arasındaki

boşlukları doldurmak ve bunları birbirine bağlayarak kaynaştırmaktır.

Yeni çimento standardı “TS EN 197–1 Genel Çimentolar Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri” 2004

sonunda yürürlüğe girmiştir. Yürürlükten kalkan birçok çimento standardının yerini TS EN 197–1 almıştır.

TS EN 197–1/2004 standardında çimentolar beş ana tip ile adlandırılmaktadır:

CEM I Portland çimento

CEM II Portland-kompoze çimento

CEM III Yüksek Fırın cüruflu çimento

CEM IV Puzolanik çimento

CEM V Kompoze çimento

Çimentonun ana hammaddesi klinkerdir. CEM I %95-%100 klinkerden üretilir ve Portland çimentosu adını

alır. Değerleri (CEM II, CEM III, CEM IV ve CEM V) klinkere, Yüksek Fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı

gibi katkılar eklenerek üretilirler. Bu nedenle CEM I dışındaki çimentoların, katkı maddesi ve miktarına bağlı

olarak, çok sayıda farklı tipleri vardır. TS EN 197-1/2004 de 27 farklı çimento tanımlanmıştır.

Dayanım sınıfları ve priz süreleri: Çimentolar, 28 günlük basınç dayanımı en az 32,5 N/mm2, 42,5 N/mm2 ve 52,5 N/mm2 olan üç farklı

dayanım sınıfında üretilirler. Ancak, üretim şekli ve içerdiği katkı maddeleri nedeniyle aynı dayanıma sahip

çimentoların 2. ve 7. gün sonundaki dayanımları farklı olur. Dayanım kazanımı hızlı olan çimentolara erken

dayanımı yüksek çimentolar denir ve R harfi ile belirtilir. Erken dayanımı normal olan çimentolar N

harfi ile belirtilir.

SU - TS EN 1008/2003 Suyun görevi kimyasal reaksiyonu başlatarak sürdürmek ve betona işlenebilir bir akıcılık (kıvam) sağlamaktır.

İçilebilen her su beton yapımında kullanılabilir.

•Tuzlu olmamalı

•Asit bulunmamalı

•Yağ bulunmamalı

•Kirli, bulanık olmamalı

Deniz suyu kullanılamaz!

KİMYASAL KATKILAR - TS EN 934–2/2004

Betonun bazı özelliklerini iyileştirmek veya bazı özellikler kazandırmak için kullanılırlar. Çimento miktarının

belli bir yüzdesi kadar, genelde karışım suyuna katılırlar.

Katkı maddeleri aşağıdaki amaçla kullanılırlar:

•Priz (katılaşma) süresini kısaltmak veya uzatmak

•Su/çimento oranını azaltmak, dayanımı artırmak (süper akışkanlaştırıcı)

•Dayanımı düşürmeden akıcı beton yapmak (akışkanlaştırıcı)

•Betonun donmasını önlemek (antifriz)

•Genleşebilen beton yapmak (onarım işlerinde)

•Hava sürükleyici katkılar (donma-çözülmeye dayanıklılığı arttırmak)

•Su ve buhar sızdırmayan beton yapmak (su deposu)

•Korozyonu önlemek

•Betona renk vermek

•Katkı maddesi mutlaka üreticinin reçetesine göre kullanılmalıdır. Gereğinden fazlası zararlı, gereğinden azı faydasız

olabilir.

•Katkı maddelerinin çoğu dayanımı %10 kadar düşürür.

•Katkı maddesi çimento kütlesinin genelde %0.5–2 si kadardır ve %5 ini aşmamalıdır.

•Reçetesine göre kullanılsa bile, katkının miktarı ve etkisi ön deneylerle belirlenmelidir.

AGREGA-TS 706 EN 12620/2003

Kum + çakıl → AGREGA

Kum + kırmataş→ AGREGA

Kum + çakıl+kırmataş → AGREGA

İnce KUM: 0–4 mm

Kalın KUM: 4–8 mm

ÇAKIL: 8–70 mm

KIRMATAS (MICIR):

5–13 mm

13–24 mm

24–30 mm

En büyük tane çapı; normal yapılarda 32 mm, köprülerde 70 mm, yol ve hava alanı saha kaplamalarında 90

mm, barajlarda 250 mm dir. Normal yapılarda en büyük tane çapının daha da küçük tutulması, 26 mm yi

aşmaması önerilir.

Kullanılan agreganın maksimum tane çapı: kiriş/kolon küçük kenarının 1/5 inden, iki donatı arasındaki

uzaklığın ¾ ünden, döşeme kalınlığının 1/3 ünden ve net beton örtüsünden küçük olmalıdır (TS 500/2000).

Agrega: •Temiz olmalı

•Kil, silt (toprak, bitki) içermemeli

•Tuz, yağ, kimyasal madde içermemeli

•Dayanımı, kullanılan çimentonun dayanımından yüksek olmalı

•İyi GRANÜLOMETRİ (agrega karışım oranı) sağlamalı

•Deniz kumu/çakılı kullanılamaz! (Zorunlu hallerde çok iyi yıkamak ve atıkları ayıklamak kaydıyla

kullanılabilir)

•Normal yapılarda maksimum tane çapı 32 mm olmalıdır. Hazır betonda 16–25 mm dane çapı yoğun

olarak kullanılmaktadır.

Karışım-tanımlar KARIŞIM: Yüksek dayanımlı ve işlenebilir bir beton elde edebilmek için kum, çakıl, çimento ve su

miktarının ayarlanmasıdır.

DOZAJ: Yerine yerleştirilip sıkıştırılmış 1 m3 betondaki çimentonun kilogram olarak miktarıdır. Yaygın

olarak 300 dozlu beton kullanılır. Temellerde ve kütle betonlarında 250–300 dozlu, kiriş, kolon ve

döşemelerde 300–350 dozlu, köprülerde 350–450 dozlu, deniz yapılarında 400–500 dozlu beton kullanılır.

Betonarme taşıyıcı elemanlarda dozaj 250 kg dan az olamaz. Gereğinden yüksek dozaj büzülmeyi (rötre)

artırır, hızlandırır, dayanım düşer ve betonda çatlaklar oluşur.

SU/ÇİMENTO ORANI: 1 m3 betondaki, kilogram cinsinden su miktarının çimento miktarına oranıdır:

SÇO=Su/Çimento. Beton dayanımını doğrudan etkileyen en önemli faktördür.

Teorik olarak, hidratasyon için gerekli su/çimento oranı 0.25 dir. Ancak beton kıvamı kurudur, işlenmesi

zordur. Betona işlenebilirlik kazandırmak amacıyla uygulamada su/çimento oranı çok daha yüksek, 0.40-0.55

arasında, tutulur. SÇO düşük ise dayanım yüksek, SÇO yüksek ise dayanım düşük olur. Gereğinden fazla

konulan her 20 litre (bir teneke) su dayanımı yaklaşık %15 düşürür.

KIVAM: Yaş betonun kuru ya da akıcı mı olduğunu belirtir, işlenebilirliğin bir ölçüsüdür. Beş farklı kıvam

sınıfı TS EN 206–1/2004 de tanımlanmıştır. S1 sınıfı kuru, S5 sınıfı akıcı beton anlamındadır. Yüksek

dayanım betonda aranan en önemli özellik olmakla birlikte, işlenebilirlik açısından kıvam da bir o kadar

önemlidir. Bu iki özellik birbirini ters düşer. Yüksek dayanım için düşük su/çimento oranı, yani az su,

gerekirken işlenebilir bir beton için de çok su gerekir. Farklı kıvam ölçme yöntemleri olmasına rağmen en çok

kullanılanı ve en basit olanı çökme deneyi (SLUMP test) dir.

BASINÇ DAYANIMI: Suda saklanmış (laboratuar şartlarında), 28 günlük standart silindir (çap: 15 cm,

yükseklik: 30 cm) beton numunenin eksenel basınç altında taşıyabileceği en büyük gerilmedir. Dayanım

deneyi için ilgili Standartlar: TS EN 12390 serisi.

ÇEKME DAYANIMI: Betonun çatlamasına neden olan gerilmedir.

Kıvam testi-çökme (SLUMP) deneyi-TS EN 12350–2/2002 Betonun kıvamı Çökme deneyi, Vebe deneyi, Sıkıştırma faktörü, Yayılma tablası deneyi ile belirlenir.

Şantiyede, kullanım kolaylığı açısından, çoğunlukla çökme deneyi kullanılır. Deneyde altı ve üstü açık bir

koni kullanılır.

Yaş betonun çökme deneyi, beton üretildikten (hazır beton teslim edildikten) sonraki ilk 15 dakika içinde

yapılır.

Deneyin yapılışı:

•Koninin iç yüzeyi temizlenir ve nemlendirilir.

• Yaş beton üç kerede koniye doldurulur.

• Her tabaka yuvarlak uçlu, 60 cm uzunluğunda ve 16 mm

çaplı düz yüzeyli çubukla 25 kez şişlenir.

• Koni 5–10 saniye içinde sarsılmadan çıkartılır, çökme

ölçülür.

• Deney 150 saniye içinde tamamlanmalıdır.

KIVAM SINIFLARI (TS EN 206–1/2004)

Sınıf Çökme (mm)

S1 10–40

S2 50–90

S3 100–150

S4 160–210

S5 220 den büyük

Yaklaşık çökme miktarları:

•Donatılı temel betonu: 30–80 mm

•Kat kiriş, kolon, perde, döşemeleri: 50–100 mm

•Donatısız betonlar, kanal kaplamaları: 20–70 mm

•Yol kaplamaları, köprü ayakları: 30–50 mm

•Tünel taban kaplamaları: 20–50 mm

•Tünel yan ve kemer betonları: 50–100 mm

•Kütle betonları: 20–50 mm

Betonun taşınması, dökülmesi, sıkıştırılması ve bakımı

Transmikser, beton pompası, konveyör, vinç veya küçük işlerde, el arabası ile taşınır. Taşıma ve döküm

sırasında ayrışma (segregasyon) olmamalıdır. Kullanılan çimento cinsine ve ortam şartlarına göre katılaşma

45–60 dakika içinde başlar ve 5–10 saat içinde tamamlanır. Bu nedenle, karışım hazırlandıktan (hazır beton

teslim edildikten) sonra 20–30 dakika içinde yerleştirilip sıkıştırılmalıdır. Bu süre, priz geciktirici katkı

maddeleri yardımıyla 2 saate kadar uzatılabilir. Yaş karışımlı hazır betonlar 2 saatlik, kuru karışımlı hazır

betonlar (özel transmikserler ile) 3 saatlik uzaklıklara taşınabilir. Yaş karışımlı beton taşınırken transmikser

1–4 devir/dakika ile dönmeli ve taşıma süresince en fazla 300 devir yapmalıdır.

Döküm öncesi betonun kıvamı çökme deneyi (slump test) ile kontrol edilir. T500–2000 de belirtilen sayıda

silindir (nadiren küp) numuneler alınarak laboratuar şartlarında saklanır. 7. ve 28. gün numuneler kırılarak

öngörülen dayanımı sağlayıp sağlamadığı belirlenir.

Döküm öncesi kalıp, iskele ve donatının projeye uygunluğu kontrol edilmeli, özellikle yeterli yedek dikme ve

yeterli beton örtüsü bırakılıp bırakılmadığına, donatının döküm sırasında yer değiştirmeyecek şekilde sıkıca

bağlanıp bağlanmadığına dikkat edilmeli, kalıp temizlenmeli, suya iyice doyurulmalıdır. Göllenme olmamalı,

kalıp suyu emdikten sonra fakat kurumadan beton dökülmelidir. Beton dökümü kalıba darbe uygulamamalı,

döküm yüksekliği 50 cm den az olmalıdır. Kıvamı düşük betonlar vibratör ile sıkıştırılmalıdır. Küçük hacimli

betonlar şişlenerek ve tokmaklanarak da sıkıştırılabilir. Ancak, şişleme ve tokmaklama yönteminin vibratörün

yerini alamayacağı bilinmelidir.

Transmikser Beton pompası

Dalgıç vibratör Dalgıç vibratör uygulaması

Vibratörler ve kullanımı:

Vibratör, titreşim hareketi yapan makinedir. Elektrik veya basınçlı hava ile çalışan tipleri vardır.

Dalgıç vibratör (iç vibratör), titreşim yapan ucu betona daldırılarak kullanılır. Yüzey vibratörü (kompaktör),

betonun yüzeyine titreşim uygular. Dış vibratör (kalıp vibratörü) kalıp sistemine takılır ve kalıbı titreştirerek

betonun sıkışmasını sağlar.

Kalın betonlar (kirişler, 20 cm den kalın döşemeler) yüksek frekanslı (9000–11000 vibrasyon/dakika) dalgıç

vibratör ile sıkıştırılır. Beton kalınlığı 40 cm yi aşmamalıdır. Daha kalın betonlar tabakalar halinde dökülüp

sıkıştırılır. Vibratör beton harcının dibine kadar hızlı ve dik olarak sokulur. Beton suyu yüzeyde toplanmaya

başladığı an yavaşça çıkartılır. Tabakalı sıkıştırma durumunda vibratör alt tabakaya 5–10 cm kadar daldırılır,

tabakaların kaynaşması sağlanır.

Vibratör rastgele noktalara daldırılmamalıdır. Vibratörün sıkıştırma çapı gözlemsel denemelerle belirlenmeli

ve bu çap dikkate alınarak elden geldiğince düzenli aralıklarla daldırılmalıdır. Her vibratörün sıkıştırma çapı

farklı olabildiği gibi, aynı vibratör, kalıbın genişliğine bağlı olarak, farklı çapta sıkıştırma yapar. Sıkıştırılan

bölgeler arasında ve kalıp köşelerinde sıkıştırılmamış bölge kalmaması için, gerekirse sıkıştırma çapından

daha küçük aralıklarla daldırma yapılmalıdır. Dalgıç vibratör hiçbir zaman doğrudan donatıya ve kalıba

dokunmamalıdır. Aksi halde titreşen donatı çevresi çimento şerbeti ile kaplanır, aderans kaybına neden olur

ve donatı yer değiştirir.

Dar bir kirişin sıkıştırma şeması

Bir döşemenin veya geniş bir kirişin sıkıştırma şeması

Tüm deprem bölgelerinde vibratör kullanımı zorunludur. Yeterince sıkıştırılmayan betonlarda büyük

boşluklar oluşur ( bilhassa kolon kiriş birleşim bölgelerinde), dayanım beklenenin %20~30 altında

kalır. Ayrıca plastik büzülme ve betonun çökmesi nedeniyle dökümü izleyen ilk 1–5 saat içinde

(katılaşma tamamlanmadan önce) 10 cm derinliğe ve 1–2 m uzunluğa varan çatlaklar oluşur. Bu tür

garip çatlaklar genelde enine ve boyuna donatı boyunca uzanırlar. Gereğinden çok vibrasyon da

zararlıdır (AYRIŞMA tehlikesi). Ancak, gereğinden çok vibrasyon yetersiz sıkıştırmadan daha iyidir.

Vibratör kullanımının yararları:

Betonda (genellikle kolon-kiriş birleşim noktalarında) boşlukların kalma olasılığı azalır.

Betonun basınç dayanımı yüksek olur.

Donatı ile beton daha iyi kenetlenir (yüksek aderans).

Betonun geçirgenliği (su, buhar) düşer.

Beton dış etkilere karşı daha dayanıklı ve uzun ömürlü olur.

İş derzleri:

Beton döküm işi ara vermeden tamamlanmalıdır. Ancak, büyük hacimli betonlar aynı gün içerisinde

dökülemeyebilirler. Beton dökümüne yapının hangi ucundan başlanacağı, hangi yöne doğru devam edileceği

ve gerekirse zorunlu ekin (iş derzi) nerede bırakılacağı döküm öncesi belirlenmiş olmalıdır.

Zorunlu ek yerleri (iş derzleri) momentlerin küçük olduğu yerlerde yaklaşık 45° eğimli ve pürüzlü bırakılır.

Yeni beton dökülmeden önce bu yüzeyler temizlenir, basınçlı su ile yıkanır, suya doyurulur ve kurumadan

önce yeni beton dökülür. Kolonlar bir defada betonlanmalı, ek yapılmamalıdır.

Betonun Bakımı:

Katılaşma için ideal ortam sıcaklığı 20–25 0C civarındadır. İstenen dayanımın elde edilebilmesi için betonun

özenli bakıma gereksinimi vardır. Bakım yapılmayan beton sıcaktan yanar, soğuktan donar, dayanım düşer.

TS EN 206–1/204 e göre, yaş beton sıcaklığı +5 °C den az olmamalıdır. +5 dereceden soğuk, +32 dereceden

sıcak havalarda dökümden kaçınılmalıdır. Zorunlu hallerde özel tedbirler alınmalıdır (örterek, ısıtarak, katkı

maddesi kullanarak, geceleri döküm yaparak). Taze beton rüzgârdan, sert yağmurdan, sarsıntıdan

korunmalıdır.

Beton ilk 7 gün içinde 28 günlük dayanımının %70 ini kazanır. Hava sıcaklığının 15 0C ve üstünde

olduğu günlerde betonun, bilhassa ilk 7 gün ( tercihen 14 gün) süresince sulanması, sürekli nemli

tutulması (kür) gerekir. Dökümden yaklaşık 12 saat sonra kür başlamalıdır. Keçe, çuval, hasır, talaş

veya kum ile örtülerek sabah, öğle ve akşamları sulama yapılmalıdır. Betonu nemli tutacak örtü

kullanılmadan sulama yapılması yeterli yarar sağlamaz!

Kürün önemi

Betonun mümkün olan en yüksek dayanımı kazanabilmesi için zamana ve bu zaman içinde çok özenli

bakıma, küre, gereksinim vardır. Deneylerle belirlenmiş yukarıdaki eğriler kürün önemini vurgulamaktadır.

Aynı karışım, özen ve şartlarda hazırlanmış beton numuneler üç gruba ayrılmışlardır. Her grup ilk 7 gün

laboratuar şartlarında saklandıktan sonra birinci ve ikinci grup açık hava şartlarına bırakılmış, ikinci grup

üçüncü aydan sonra tekrar laboratuar şartlarında saklanmış, üçüncü grup ise sürekli laboratuar şartlarında

tutulmuştur. Belli süre aralıklarla her gruptan numunelerin dayanımları basınç deneyi ile belirlenerek

dayanım-gün eğrileri çizilmiştir.

Eğrilerin incelenmesinden aşağıdaki çok önemli sonuçlar çıkartılabilir:

a) Sürekli kür yapılan beton (3.grup) en yüksek dayanımı (burada yaklaşık 38 N/mm2) kazanırken kür

yapılmayan (1.grup) betonun dayanımı çok düşük (burada yaklaşık 18 N/mm2) kalmıştır.

b) Bir süre kür yapılmayan, fakat 3 ay sonra sürekli kür yapılan 2. grup beton hiç kür yapılmayan 1.grup

betondan daha yüksek bir dayanıma ulaşmış (burada yaklaşık 31 N/mm2), ancak dayanım sürekli kür yapılan

3. grup betondan daha düşük kalmıştır.

Kür yapılmayan betonun dayanımı çok düşük kalır!

Kalıp-iskele •Yaş betonun tüm ağırlığını taşıyabilmeli.

•Yatay harekete karşı yeterli diyagonal (çapraz) elemanlar ile rijitleştirilmeli.

•Dikmelerin altına, yükü yaymak üzere, düzgün yüzeyli takozlar konulmalı.

•Yedek dikmelerin yerleri kalıp yapılmadan önce belirlenmeli, diğer dikmeler ve kalıp sökülürken yedek

dikmeler sarsılmayacak şekilde düzenlenmeli.

•Vibratör etkilerine dayanabilmeli.

•Betonun şerbetini kaçırmamalı.

•Kolonların ve yüksek kirişlerin altında, konsolların çıkışında temizleme kapakları bırakılmalı.

•Döküm öncesi tahta, yonga, kâğıt ve toprak artıkları temizlenmeli.

•Döküm öncesi kalıp mutlaka ıslatılarak suya doyurulmalı.

•Kullanılması durumunda, kalıp yağı donatıyı asla kirletmemeli (aderans kaybı).

•Döküm öncesi ve döküm sırasında tüm kalıp-iskele sistemi özenle kontrol edilmeli.

•Kalıp sökme sırasına ve süresine özen gösterilmeli.

Kötü kalıp-iskele örnekleri: Yeterli çapraz eleman ve dikme yok!

Yeterli çapraz eleman olmaması nedeniyle kalıp göçmesi

Uygulamada en çok yapılan hatalardan biri, çapraz elemanların yetersiz hatta hiç olmamasıdır. Beton

dökümü veya vibrasyonla sıkıştırma sırasında oluşan sarsıntı sonucunda kalıp kısmen veya tamamen

göçmekte ve çalışanların ölümü ile sonuçlanmaktadır.

Uygulamada en çok yapılan hatalardan bir diğeri, aynı kalıbı bir üst katta kullanmak amacıyla, kalıbın

erken sökülmesidir. Kalıp erken sökülmek istenirse CEM I 52.5R çimentosu veya priz hızlandırıcı katkı

maddesi kullanılmalıdır.

Uygulamada en çok yapılan hatalardan bir diğeri de, yedek dikme bırakılmamasıdır. Yedek dikmelerin

yerleri, sayısı önemli olduğu gibi tüm kalıp sisteminden bağımsız olması, diğer tüm kalıp kısımları sökülürken

kesinlikle sarsılmamaları ve en son sökülmeleri gerektiği de uygulamada önemsenmez. Hatta bazen tüm kalıp

söküldükten sonra yedek dikmeler tekrar yerlerine çakılmaktadır. Kalıbın, gerekli tedbirler alınmaksızın,

erken sökülmesi veya yedek dikmelere gereken özenin gösterilmemesi durumunda, henüz yeterli dayanıma

ulaşmamış betonda, açıklaması güç garip çatlaklar oluşur veya tüm sistem göçer.

Kalıp sökme sırası ve süresi Kalıp sökme sırası ve süresi(GÜN)1

1.Bu tablo bir öneri olarak algılanmalıdır. Hava şartlarına, katkı maddesi kullanılıp kullanılmadığına bağlı olarak bu süreler

uzayabilir veya kısalabilir. Klinker oranı %80 nin altında olan çimentolar normal yapıların taşıyıcı elemanlarında kullanılmamalıdır!

Kullanılması durumunda yukarıda verilen süreler iki katına çıkarılmalıdır.

2.Küçük döşeme: kısa kenarı 3.0 m yi geçmeyen döşeme.

•Kalıp alma süreleri, sıcaklığın +5 oC den düşük olduğu gün kadar uzatılmalıdır.

•Yedek dikmeler yaklaşık 3 m de bir olmalı, büyük açıklıklarda ve ağır yüklerde 2-2.5 m de bir olmalıdır.

•Yedek dikme yerleri kalıp yapılmadan önce belirlenmelidir.

•Yedek dikmeler her katta üst üste gelmelidir.

•Yedek dikmeler dışındaki kalıplar sökülürken, yedek dikmeler sarsılmamalıdır.

•Döküm sırasında ve izleyen 7 gün içinde kalıp sarsılmamalıdır.

•Kalıp almaya başlamadan önce, şantiyede aynı şartlarda saklanmış numunelerin dayanımları belirlenerek

kazanılan dayanımın yeterli olup olmadığı kontrol edilmelidir.

Betonun dayanımını etkileyen faktörler •Su/Çimento oranı.

•Çimentonun cinsi, dozajı, dayanımı.

•Agreganın dayanımı, granülometrisi, temizliği.

•Suyun temizliği.

•Katkı maddeleri.

•Sıkıştırma şekli ve kalitesi.

•Çevre şartları (sıcaklık, nem, rüzgar).

•Bakım şekli, süresi ve kalitesi.

Betonun Sınıflandırılması- TS 500/2000, TS EN 206-1/2004 Dayanımına göre sınıflandırma:

Tesviye ve dolgu betonu (150–200 dozlu, donatısız).

Grobeton (150, 200, 250 dozlu, donatısız, temel altı ve saha kaplama işlerinde).

Mozaik betonu ( ince mozaik agregalı, 400–500 dozlu, teras ve diğer ıslak hacim kaplama işlerinde).

Şap ( kumsuz veya ince kum agregalı, 400–500 dozlu, teras ve diğer ıslak hacim kaplama işlerinde).

C14 betonu (250–300 dozlu, önemsiz taşıyıcı elemanlarda).

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C16, C18, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50 Normal dayanımlı betonlar (TS 500’DE TANIMLI)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

C55, C60, C70, C80, C90, C100 Yüksek dayanımlı betonları (TS 500’DE TANIMLI DEĞİL)

BETON-Mekanik Özellikler Tanımlar:

fc :beton basınç dayanımı

fck :beton karakteristik basınç dayanımı

fctk :beton karakteristik çekme dayanımı

Ec :beton elastisite modülü

Gc :beton kayma modülü

c :poisson oranı

c :sıcaklık birim şekil değiştirme (genleşme) katsayısı

fckj :j günlük betonun karakteristik basınç dayanımı

Ecj :j günlük betonun elastisite modülü

Gcj :j günlük betonun kayma modülü

Karakteristik dayanım Projede öngörülen betonun basınç dayanımına karakteristik basınç dayanımı denir. Ancak, üretilen betonun

gerçek basınç dayanımının öngörülenden daha düşük olma olasılığı (riski) vardır. Bu olasılık TS500/2000 e

göre en fazla %10 olmalıdır. TS EN 206–1/2004 e göre ise bu olasılık daha düşük olmalıdır!

T500/2000 için daha basit bir anlatım yolu seçelim: Diyelim ki dayanımı 20 N/mm2 olan beton yapmak için

karışım hazırladık ve 100 adet numune aldık. 28. gün sonunda yapılan basınç deneyinde en az 90 numunenin

dayanımı en az 20 N/mm2 olmalıdır. Dayanımı 20 N/mm2 nin altında olan numune sayısı en fazla 10

olmalıdır.

Betonda nitelik denetimi ve kabul koşulları:

Betonun uygun olup olmadığı TS-EN 206–1 Madde 8.2’e göre yapılır. Projede öngörülen betonun

karakteristik dayanımı fck, üretilen betondan alınan numunelerin basınç deneyi sonucunda bulunan ortalama

dayanımı fcm, en düşük dayanım fcmin ve standart sapma σ olsun. Bu durumda fcm ≥ fck+uσ olmalıdır. TS EN

206–1/2004’e göre betonun uygun olması için aşağıdaki kriterleri sağlaması gerekir.

Hazır betonun temin edilemediği inşaatlarda:

Üretilecek betonun fck değeri önceden bilinir (projeden). Ancak, standart sapma σ üretim öncesi bilinmez. Bu

durumda, üretilecek betonun ortalama dayanımı

olacak şekilde karışım hazırlanması yoluna gidilebilir.

Betonun basınç gerilmesi-şekil değiştirme (σc-εc) eğrisi

fc :maksimum gerilme (dayanım)

fcu :kırılma gerilmesi

εco :maksimum gerilmeye karşılık gelen birim kısalma

εcu :kırılma anındaki birim kısalma

Ec =tan (betonun elastisite modülü)

Beton en büyük gerilmeye ulaşıldığında kırılmaz, belli bir deformasyona ulaşınca kırılır. Betonun en büyük

fc gerilmesi altında kırılmaması şöyle açıklanır:

fc maksimum gerilmesine ulaşıldığında bazı lifler εco kısalmasına uğrar. Ancak, bu sırada daha az zorlanan

lifler devreye girerek gerilme almaya başlarlar. Maksimum gerilmeye ulaşmış liflerde gerilme düşer fakat

kısalma devam eder. Beton en büyük gerilmeye ulaşıldığında değil, yapabileceği en büyük εcu birim

kısalmasına ulaşınca ezilir. Buna betonarmede uyum adı verilir.

•Betonun basınç dayanımı yüksektir.

•Betonun çekme dayanımı çok düşüktür, çoğu kez sıfır kabul edilir.

•C16-C25 betonları uygulamada yaygın olarak kullanılırlar.

• C30-C50 betonları özel şartlarda üretilirler ve nadiren (örneğin: yüksek yapı, gökdelen, köprü inşaatında)

kullanılırlar.

•1. ve 2. Deprem Bölgelerinde C20 den daha düşük kalitede beton kullanılmaz.

•Tüm Deprem Bölgelerindeki önemli yapılarda C20 den daha düşük kalitede beton kullanılmaz.

• C20 den daha düşük dayanımlı betonların yapı taşıyıcı elemanlarında (kiriş, kolon, döşeme) artık

kullanılmaması gerekir. Büyük şehirlerde C25 ve C30 betonlarının kullanımı giderek artmaktadır.

TS EN 206–1/2004 ye göre beton sınıfları TS EN 206–1/2004 Beton- Bölüm 1: Özellik, Performans, İmalat ve Uygunluk yönetmeliğinde tanımlı beton

sınıfları C8/10, C12/15, C 16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60 (TS 500’de

tanımlı olan betonlar), C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105, C100/115 olarak verilmektedir. C8/10 ve

C12/15 betonu, TS 500/2000 de tanımlı olmadığından, taşıyıcı elemanlarda kullanılamaz. TS 500/200 de

tanımlı olan C18 betonu da TS EN 206-1/2004 de yoktur. C55/67, …, C100/115 betonlarına yüksek

dayanımlı betonlar (YDB) denilmektedir. TS 500/2000 de tanımlı olmamalarına rağmen, YDB betonları, özel

izin, çok özenli üretim, bakım ve kontrol şartıyla, her tür amaçla kullanılabilir. Yüksek dayanımlı betonlar son

derece gevrektirler, uygulama zorlukları ve henüz yeterince araştırılmadığından, T500/2000 kapsamı dışında

kalmıştır.

Diğer betonlar Dayanımın fazla önemli olmadığı (tretuvar, dolgu, saha kaplamaları gibi) işlerde grobeton (150 dozlu beton,

200 Dozlu beton, 250 Dozlu beton) ve C14 betonu uygulamada (taşıyıcı olmamak kaydıyla) kullanılmaktadır.

Değişik dayanımlı betonların σ-ε eğrileri

Farklı kaliteli(dayanımlı) beton numunelerin basınç deneyi sonunda belirlenen gerilme-birim kısalma

diyagramları yukarıda verilmistir. Diyagramların yorumlanmasından asağıdaki sonuçlara varılabilir:

•Beton kalitesi arttıkça kırılma birim kısalması εcu daha küçük olur.

Beton daha gevrektir (gevrek beton, gevrek kırılma).

•Kalite azaldıkça kırılma birim kısalması εcu daha büyük olur.

Beton daha sünektir (sünek beton, sünek kırılma).

•Elastisite modülü beton kalitesine bağlıdır.

•Her tür betonda max gerilmeye karsılık gelen kısalma yaklasık

aynıdır, εc0 0.002 dir.

Hem yüksek dayanım hem de süneklik betonarmede birlikte arzu edilen özelliklerdir. Ancak, bu iki

özelliği aynı betonda bir arada

bulmak mümkün değildir.

Tekrarlanan yük altında betonun davranışı

Bir beton numunede gerilme en büyük değere varınca yük boşaltılır, tekrar ulaşabildiği en büyük gerilmeye

kadar yüklenirse ve bu defalarca tekrarlanırsa yukarıdaki eğri oluşur. Yorumlanırsa:

•Defalarca yüklenen-boşaltılan yük altında σ-ε eğrilerinin zarf eğrisi, sürekli yüklü betonun σ-ε eğrisi ile

aynıdır.

•Yükleme-boşaltma altında betonun elastisite modülü değişmekte, yük tekrarı arttıkça, elastisite modülü

önemli ölçüde azalmaktadır.

•Elastisite modülünün azalması rijitliğin azalması anlamına gelir. Yüklenen-boşalan beton yumuşamaktadır.

•Yükleme-boşaltma davranışı deprem veya rüzgâr yükleri altındaki beton davranışını özetler.

Betonda büzülme (rötre)

Hidratasyon için gerekli su/çimento oranı 0.25 dir. Bu oranda su içeren betonun kıvamı kurudur.

Pompalanması, yerleştirilmesi, şekil verilmesi ve sıkıştırılması mümkün değildir. Betona islenebilirlik

kazandırmak amacıyla uygulamada gereğinden çok su konur, yani su/çimento oranı çok daha yüksek tutulur.

Su fazlası zamanla buharlaşır, betonun hacmi küçülür (beton büzülür). Betonda, yük olmamasına rağmen,

kısalma deformasyonları oluşur ve beton çatlar. Bu olaya betonun büzülmesi denir. Büzülme ortam

sıcaklığına, nemine, buharlaşmanın hızına, betonun ortama açık yüzeyinin büyüklüğüne bağlıdır. Büzülme

olayının büyük bir kısmı 3 ay içinde tamamlanır.

•Kuru ortamda beton büzülür, iç gerilmeler (çekme) oluşur, beton çatlar.

•Nemli ortamda beton şişer.

Betonda sünme(creep)

Kalıcı sabit yük altında betondaki kısalma zamanla artar. Buna sünme denir. Tam olarak açıklanabilmiş

değildir. Basınç altında betonun içindeki su dışarı atılır, boşluklar küçülür. Bu nedenle betonda deformasyon

oluşur (sünger analojisi).

Deneysel sonuçlara göre:

Dayanımının 0.8 katı veya daha büyük sabit bir gerilme ile yüklü beton, sünme nedeniyle deformasyon

artacağından, kırılır. Bunu önlemek için beton, dayanımının 0.8 katından daha küçük bir gerilme ile

yüklenmelidir.

•Sünme nedeniyle deformasyon artısı 3 yıl kadar devam eder.

•Sünme betonun elastisite modülünü (rijitliği) azaltır.

Betonda yük-büzülme-sünme deformasyonları

Sabit bir yükle yüklenen beton numunede i ani kısalması olur. Bu sabit yük altında zamanla, 2–3 yıl içinde,

kısalma t değerine varır. Yük sabit kalmasına rağmen kısalmanın artması büzülme ve sünme etkisinden

kaynaklanmaktadır.

Büzülme ve sünme kısalması artık en büyük değerine varmıştır. Yük kaldırıldığında kısalmada re kadar ani

geri dönüş olur (numune uzar). Zamanla, yük etkisinden kurtulan betondaki boşlukların biraz büyümesi

sonucu, rc kadar daha geri dönüş olur. Sonuç olarak, üzerinde hiç yük olmayan betonda, p kadar kalıcı

(plastik) kısalma vardır.

t - i : büzülme ve sünmeden oluşan toplam kısalma.

Genelde : p > i

İyi sıkıştırılmamış, bakım yapılmamış betonlarda büzülme ve sünme deformasyonları yüksek olur!

Üç eksenli gerilme etkisinde beton davranışı (RICHART deneyi-1928)

Aynı kalitede hazırlanan beton numunelere farklı sabit yanal basınç gerilmeleri uygulanmış ve numunelerin

yukarıda görülen gerilme-birim kısalma eğrileri deneysel olarak çizilmiştir. Eğrilerin incelenmesinden:

•Betonun dayanımı yanal gerilmenin dört katı kadar artar.

•Yanal gerilme etkisindeki beton çok daha büyük deformasyon yaptıktan sonra ezilir. Bu ise betonun,

kalitesi aynı olmasına rağmen, çok daha sünek davrandığını gösterir.

Kolonda sargı etkisi

N kuvveti ile yüklenen fretli kolonun boyu kısalır.

Poisson etkisiyle göbek şişmek ister, ancak fret

şişmeyi engeller. Bu nedenle beton frete q gibi bir

basınç uygular. Fret, etki=tepki nedeniyle, aynı q

basıncıyla göbeği sıkıştırır, yani beton yanal

gerilme etkisindedir. Yanal basınç nedeniyle beton

üç eksenli gerilme altındadır. Bir önceki

RICHART deneyi dikkate alındığında, kolonun

dayanımının ve sünekliğinin artacağı anlaşılır.

N kuvveti ile yüklenen etriyeli kolonun boyu kısalır.

Poisson etkisiyle göbek şişmek ister, etriye şişmeye karsı

direnmeğe çalışır. Köselerde etriye iyi bir direnim

gösterirken, etriye serbest açıklığı boyunca direnim

düşük kalır. Çünkü şişen beton etriyenin dışarıya doğru

bombelenmesine neden olur. Etriyenin eğilme rijitliği

düşük olduğundan, bombelenmeyi önleyemez. Köşelerde

yanal gerilme yığılması olurken etriye serbest

açıklığında yanal gerilme düşük kalır. Etriye serbest

açıklığı ve adımı küçüldükçe etriyenin bombelenmesi

zorlaşacaktır. Etriye Fret kadar etkin yanal gerilme

uygulamamakla birlikte beton gene de yanal gerilme

etkisindedir. RICHART deneyi dikkate alındığında,

kolonun dayanımının ve sünekliğinin artacağı anlaşılır.

Sonuç: Sargı betona yanal basınç gerilmesi uygular. Kolonun dayanımı ve sünekliği artar.

Sargı (etriye, fret) etkisi

Farklı etriye sargılı dört kare kolon ve bir fretli kolonun dayanım-deformasyon eğrileri yukarıda verilmiştir.

Kare kolonun biri etriyesiz, biri seyrek tek etriyeli, bir diğeri sık tek etriyeli, bir diğeri de sık ve çift etriyelidir.

Eğrilerin yorumlanmasından:

•Seyrek de olsa etriye sünekliği artırır, dayanım pek artmaz.

•Sık etriye sünekliği oldukça artırır, dayanım artısı da belirgin olur.

•Çift etriye hem sünekliği hem de dayanımı çok artırır. Bunun nedeni etriye serbest açıklığının ve adımının

küçülmesidir.

•Fretli kolon hem süneklik hem de dayanım açısından, etriyeliye göre, daha etkindir.

•Donatılı betonlarda εc0 değeri sargı etkisi arttıkça büyümektedir.

•İyi düzenlenmiş sargı betonun dayanımını ve sünekliğini önemli ölçüde artırır.

•Fret en iyi sargı şeklidir.

Sargı etkisi

•Sargı (etriye veya fret) adımı fazla ise, beton ezilir, boyuna donatılar burkulur, kolon kırılır.

•Etriye serbest açıklığı fazla ise, etriye dışarıya doğru bombelenir, etkinliği azalır.

•Kancasız etriye açılır, betondan sıyrılır, sargı etkisi tamamen kaybolur.

Sargı etkisi (Özet)

•Sargı, dayanımı ve sünekliği artırır.

•Fret en etkili sargı donatısıdır.

•Etriye serbest açıklığı (bombelenme boyu) a azaldıkça süneklik ve dayanım artar. Bombelenme boyunu

azaltmak için gerektiğinde birden çok etriye ve/veya çiroz kullanılır.

•Etriye/fret adımı s azaldıkça süneklik ve dayanım artar.

•Kalın etriye/fret davranışı olumlu etkiler.

KOLON Sargı Örnekleri

Burada verilen çizimler; uygulamada

çok kullanılan kolon kesit tiplerinde

boyuna donatı ve sargının (etriye, fret

ve çirozlar) nasıl düzenlendiğini

gösteren örneklerdir. Boyuna

donatıların her birinin etriye, fret

ve/veya çirozlar ile tutulduğuna dikkat

ediniz. Poisson etkisiyle genişlemek

isteyen beton, boyuna donatılardan

hiçbirini kesit dışına itemeyecektir.

•Kolonun her kösesinde en az bir boyuna donatı olmalı.

•Etriyenin her kösesinde en az bir boyuna donatı olmalı.

•Etriye bağlantı uçları hem kesit içinde hem de kolon boyunca şaşırtmalı düzenlenmeli.

Bir perde (betonarme duvar) kesitinin donatı detayı

Fretli kolonlar

Etriyeli kolonlar

Donatı düzeni betonun yerleştirilip sıkıştırılmasını engellememeli:

Kolonlarda beton boşlukları

Hasarlı kolonlar (Hasarlı kolonların tümünde sargı aralıklarının çok fazla olduğuna ve etriyelerin açıldığına dikkat ediniz.)