Beton Bileşenleri

Betonu oluşturan hammaddeler çimento, su, agrega (kum, çakıl, kırmataş), kimyasal katkılar ve mineral katkılardır. Kimyasal katkılar (örneğin akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, geçirimsizlik sağlayıcı, antifriz) ve mineral katkılar (taş unu, tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı) betonun performansını çağdaş teknolojiye uygun şekilde iyileştirir.

Çimento ile suyu karıştırdığımızda çimento hamuru oluşur. Hamur, zamanla katılaşır ve sertleşir. Böylece agrega tanelerini (kum, çakıl, kırmataş) bağlar ve yapıştırır. Sonuçta beton mukavemet kazanır. Dolayısıyla betonun dayanımı üç etkene bağlıdır:

Çimento hamurunun mukavemeti,
Agrega tanelerinin mukavemeti,
Agrega ile çimento hamuru arasındaki yapışma gücü (aderans).

Çimento

Çimento, kalker ve kil gibi hammaddelerden üretilen ve mineral parçalarını (kum, çakıl, tuğla, briket vb.) yapıştıran bir malzemedir. Bu özelliği yerine getirebilmesi için mutlaka suya ihtiyaç duyar. Çimento, suyla reaksiyona girer ve sertleşerek bağlayıcı özellik kazanır.

Üretim sürecinde kalker ve kili, gerekirse demir cevheri veya kumla karıştırırız. Ardından bu karışımı döner fırınlarda 1400–1500 °C’de pişiririz. Böylece “klinker” adını verdiğimiz ürün ortaya çıkar. Daha sonra klinkere %4–5 oranında alçı taşı ekleyip ince toz haline getiririz ve Portland Çimentosu elde ederiz.

Katkılı çimento üretiminde ise klinker ve alçı taşına tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül veya silis dumanı ekleriz. Çimento hacimce en küçük bileşen gibi görünse de betonun performansını doğrudan belirler. Bu nedenle beton üretiminde kullanacağımız çimento TS EN 197-1 standardına uygun olmalıdır.

Agrega

Agrega, betonun hacimsel olarak %60–75’ini oluşturur. Kum, çakıl ve kırmataş en çok kullanılan agrega türleridir. İnce agrega (kum) ve iri agrega (çakıl, kırmataş) olarak ikiye ayırırız.

Agreganın özellikleri:

Sert, dayanıklı ve boşluksuz olmalı,
Zayıf taneler (odun, kömür, deniz kabuğu gibi) içermemeli,
Basınca ve aşınmaya karşı dirençli olmalı,
Toz, kil ve betona zarar verebilecek maddelerden arınmış olmalı,
Yassı ve uzun taneler barındırmamalı,
Çimentoyla olumsuz reaksiyona girmemelidir.

Kirli agrega (kil, silt, mil, toz) aderansı zayıflatır ve su ihtiyacını artırır. Bu yüzden elek analizi, özgül ağırlık ve su emme deneylerini düzenli yaparak kaliteyi kontrol etmek gerekir. Ayrıca kullanılacak agregaların mutlaka TS 706 EN 12620 standardına uyması gerekir.

Beton Karışım Suyu

Karışım suyunun iki temel işlevi vardır:

Çimento ve agregayı plastik, işlenebilir bir kütle haline getirmek,
Çimentoyla reaksiyona girerek sertleşmeyi sağlamak.

Su/çimento oranı beton mukavemetini doğrudan etkiler. Fazladan su eklediğimizde betonun dayanımı hızla düşer. Bu nedenle taze betona sonradan su katmak en büyük zararlardan biridir.

Genel olarak içilebilir nitelikteki sular betona uygundur. Bununla birlikte, bazı durumlarda kaynak suları, doğal yüzey suları veya endüstriyel atık suları da kullanabiliriz. Tabii ki önce analiz yapmak gerekir. Kanalizasyon suları kesinlikle uygun değildir. Ayrıca deniz suyunu yalnızca donatısız betonlarda kullanabiliriz.

Karışım suyunun TS EN 1008 standardına uygun olması şarttır. Çünkü karışım suyundaki tuz, asit, yağ veya endüstriyel atıklar betonun priz süresini, dayanım kazanma hızını ve donatı korozyonunu doğrudan etkiler.

Katkılar

Betonun özelliklerini geliştirmek için üretim sırasında veya döküm öncesinde az miktarda katkı maddesi ekleriz. Katkılar iki gruba ayrılır: kimyasal katkılar ve mineral katkılar.

1. Kimyasal Katkılar (TS EN 934-2)

Su azaltıcılar (akışkanlaştırıcılar): Daha az suyla aynı kıvamı sağlar, böylece dayanımı artırır.
Priz geciktiriciler: Katılaşma süresini uzatır, özellikle sıcak havalarda ve uzun taşımalarda faydalıdır.
Priz hızlandırıcılar: Katılaşmayı hızlandırır, erken kalıp alma veya soğuk hava koşullarında kullanılır.
Antifrizler: Betonun donmasını önler.
Hava sürükleyiciler: Küçük hava kabarcıkları oluşturarak geçirimsizlik ve dona karşı dayanıklılığı artırır.
Geçirimsizlik katkıları: Su sızdırmazlığını artırır.

2. Mineral Katkılar

Mineral katkılar (uçucu kül, yüksek fırın cürufu, silis dumanı, taş unu vb.) tek başına bağlayıcı özellik taşımaz. Ancak çimentoyla birlikte kullanıldığında maliyeti düşürür ve yüksek dayanımlı beton üretiminde avantaj sağlar.

📌 Önemli Not:
“Betona verilebilecek en büyük zarar, fazladan su katmaktır.”

Kaynakça

Neville, A. M. (2011). Properties of Concrete. Pearson Education Limited.

Mehta, P. K., & Monteiro, P. J. M. (2014). Concrete: Microstructure, Properties, and Materials. McGraw-Hill Education.

Türk Standartları Enstitüsü (TSE). (2016). TS EN 197-1 Çimento – Bölüm 1: Genel Çimentolar – Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri. Ankara.

Türk Standartları Enstitüsü (TSE). (2018). TS EN 206 Beton – Özellikler, Performans, Üretim ve Uygunluk. Ankara.

Türk Standartları Enstitüsü (TSE). (2019). TS 706 EN 12620 Beton Agregaları. Ankara.

Türk Standartları Enstitüsü (TSE). (2013). TS EN 1008 Beton – Karma Suyu – Tanımlar, Numune Alma, Deneyler ve Kullanım Kuralları. Ankara.

Kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., & Panarese, W. C. (2011). Design and Control of Concrete Mixtures. Portland Cement Association.

Akman, M. Ş. (2005). Beton Teknolojisi. İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınları.

Şimşek, O. (2018). “Betonun Bileşenleri ve Performansa Etkileri.” Yapı Teknolojileri Dergisi, 12(3), 45–62.

Betonun Bileşenleri