- Yaşam=Tasarım
- Her an yeni bilgi
Yapı TeknolojisiGüncel Konular
Yapı Teknolojisi
Ahşap Yapılar
Ahşap Yapılar Çağın getirdiği teknolojiyle bir köşeye atılan ahşap, aslında teknoloji üzerinde kullanıldığı zaman vazgeçilemeyecek bir nimettir. İnsanlar, ahşabın kullanılmasıyla ormanların yok olacağını sanırlar. Bunun tam aksine, bilinçli bir tüketim ve koruma yapıldığı takdirde ormanların daha da arttığı istatistiklerce saptanmıştır. Bunun en güzel örneği, ahşabı en çok kullanan ülkelerden biri olan Amerika’da görülmektedir. Amerika’da ormanların her yıl kesilen miktarının % 23’ü kadar orman büyümekte, yani kesilen her 100 ağaca karşılık 123 ağaç yetişmektedir. Beton, çelik vb. malzemelerin insan sağlığı ve konforu yönünden ahşaptan daha alt seviyelerde olması insanları artık yavaş yavaş ahşap konutlara yöneltmektedir. Depreme dayanımı, ısı yalıtımı, bilindiğinin aksine yangına karşı dayanımı, kolay işlenebilirliği, çabuk montajlanabilmesinden dolayı Amerika ve Avrupa ülkelerinde artık ahşap evler insanların birinci tercihi konumuna gelmiştir. Ülkemizde ise, eski kültürümüzün ahşaba dayanmasına rağmen ahşap konutlar fazla tercih edilmemektedir. Bu gün dünyadaki gelişmiş ülkelerin insanları, deprem bölgelerinde ahşap konutlarda oturmaktadır. En son geliştirilmiş teknolojilerle üretilen ahşap konutlar, depreme karşı betonarme konutlara kıyasla, en az üç kat daha fazla dayanıklıdır. Ahşap taşıyıcı sistemin esnek davranışı, malzeme olarak ahşabın kullanılması ve panellerin birleşme detaylarındaki özellikler nedeniyle deprem yükleri yumuşatılmakta ve etkisiz hale getirilmektedir. Bu ise sistemi, mevcut sistemler arasında depreme en çok dayanıklı sistem haline getirmektedir. Ahşabın Özellikleri Ahşap Yalıtkandır Ahşap gerekli işlemlerden geçirildikten sonra yüksek düzeyde ısı yalıtımı sağlar. Panel sistemler kullanıldığı zaman ahşabın yalıtımı daha da artacaktır. Ahşap Hafiftir Ahşabın kendi ağırlığı az olduğundan temele ulaşan yükler de az olacaktır. Çünkü zeminlerde kullanılması diğer sistemlere göre daha avantajlı olacaktır. Ahşap Dayanıklıdır Ahşap farklı iklim koşullarında dayanıklılık gösterebilen bir malzemedir. Özel maddelerle desteklenen ahşap, her türlü tahribatı tamamen engeller. Montajdan hemen sonra üzerine yükleme yapılması mümkündür. Çok Amaçlıdır Bir yapıyı temelden çatıya kadar sadece ahşapla inşa etmek mümkündür. Ayrıca sanatsal ve dekorasyon amaçlı olarak da kullanılabilir. Çevre Dostudur Ahşap bilindiği üzere tam bir çevre dostudur. Ahşap kendi çevresiyle kimyasal dengelidir. Yani çevresini etkilemez ve çevresinden etkilenmez. Ayrıca insanların sağlığı yönünden en güvenilir malzemedir. Ahşap Enerji dostudur İmal edilirken ve inşa edilirken diğer yapı malzemelerine göre çok daha az enerji kullanılır. Ahşap bir evi ısıtmak için de çok daha az enerji harcanır.
Yapı Teknolojisi
Ahşabın Teknik Özellikleri
Ahşabın Teknik Özellikleri Anatomik yapısı, iklim, toprağın durumu, ormanın sıklığı, güneşlenme, ahşabın kusurları (budaklar, gelişme kusurları, yarıklar, öz kayması, çift öz) ahşap hastalıkları(bakteriler, mantarlar, böcekler, kurtlar) gibi etkenler ahşabın teknik özelliklerini etkilemektedir. Ahşabın Fiziksel Özellikleri Nem Birim Hacim Ağırlık Sıcaklık Genleşmesi Isı iletkenliği Elektrik iletkenliği Dayanıklılık Nem: Ağaç hücreleri arasında bol miktarda bulunan su üç ayrı şekilde bulunur. a)Yapısal(Bünye) su: Kimyasal yapısında olan sudur. Kurutma işlemleri ile değişmez. b) Emme suyu (Absorbsiyon su): Selüloz suya karşı çok istekli(Hidrofil) bir madde olup, çok iyi su emerek ahşabın şişmesine sebep olur. Emme suyu oranı %28–30 dur. c) Serbest su (Kapiler su): Hücre aralarında ve içlerinde bulunan sudur. Yaş odun ve tahtalardaki ıslaklık hissi bu suyun fazlalığıdır. Sonuç olarak ahşabın nemi denildiğinde Emme suyu ve Serbest su akla gelir. Ahşabın fiziksel özellikleri nem oranı ile etkilenir. Ahşap kururken hacım kaybına uğrar ve büzülür. Sertlik ve dayanımı artar ancak enerji tutma kapasitesi azalır. Ahşabın özellikleri %12–15 nem durumunda belirlenmelidir. Örneğin su ile temas eden bir ahşap % 200 yeni kesilmiş iğne yapraklı bir ağaç % 130–60, piyasada kuru edilen bir ahşap % 25–15, suni kurutma yoluyla kurutulmuş bir ahşap % 12 rutubetli durumdadır. Ahşabın bulunduğu ortamın rutubetini alması nedeniyle, tam kuru % 0 halde bulunması mümkün değildir. Belli bir değerden sonra sabit kalan su miktarı en fazla % 30‘dur. Bu nedenle ahşabın bünyesine giren su ile selüloz dokusu ve bağları şişmeye, eksilmeyle de büzülmeye uğrar ve bu nedenle de birtakım çatlaklar meydana gelir. Bu deformasyonlar genellikle ahşabın en fazla teğet yönünde, geniş yapraklılarda iğne yapraklı türlere göre daha fazla olmaktadır. Ayrıca rutubet artışı ahşabın mekanik mukavemetini de düşürücü rol oynar. Birim Hacim Ağırlık: Ahşabın BHA’lığı ve nem birbirine bağlıdır.%15 neme karşılık gelen birim hacım ağırlığı ağaç türüne göre 0,1t/m3 ile1,5 t/m3 arasında değişir. BHA yüksek olan ahşapların mekanik özellikleri de yüksektir. Ancak bunların işlenmesi ve çalışılması zordur. Mantar, böcek gibi hayvanlara karşı dayanıklıdır. BHA düşük olan ahşapların mekanik dayanımları düşüktür. İşçilikleri kolaydır. Sıcaklık Genleşmesi: Sıcaklıkla hacmi genişleyen ahşap, soğumayla hacmi azalır. Isı iletkenliği: Ahşap hücreli yapısı ve yapının esasını oluşturan maddenin selüloz olması nedeniyle, ısı bakımından kötü bir iletkendir. Bölme, kaplama malzemesidir. Elektrik İletkenliği: Nem derecesi artımına bağlı olarak iletkenlik hızla artar. Kuru ahşap alçak gerilimde yalıtım malzemesi olarak kullanılır. Dayanıklılık: Ahşabın dayanıklılığı koruyucu işlemlere bağlı olmaksızın dış etkenlere dayanmasıdır. Yapılarında ki doğal antiseptik maddeler nedeniyle kestane, meşe, çam, gürgen dayanıklıdırlar. Dişbudak, kayın, çınar, kavak söğüt, ıhlamur az dayanıklıdır. Sertlik: Yoğunluk artıkça sertlik artar. Lifler dik doğrultuda sertlik fazladır. İlkbahar odunu, yaz odunundan; dış odun iç odundan daha yumuşaktır. Rutubet azaldıkça sertlik artar yine de rutubet yumuşak ağaçlarda sertliği çoğaltır, sert ağaçlarda azaltır. Rengi, parlaklığı: Ağaçların renkleri iç odun ve dış odunda değişir. Ayrıca bazı ağaçlar kuruduktan sonra da renk değiştirirler. Renk ağaçtan ağaca hatta ağaç içinde bile değişiklik gösterebilir. Parlaklık ahşap yüzeyin ışığı yansıtmasına bağlıdır. İç odun dış odundan; öz kesit diğer kesitlerden daha parlaktır. Kokusu: Koku salgı maddelerinin miktarı ile cinsine bağlıdır ve zamanla azalabilir. Mantarlar da kokuya neden olur. Ahşabın Kimyasal Özellikleri Hücre duvarının kimyasal bileşiminde; Selüloz % 40 –50 Hemiselüloz % 20 -35 Lignin % 20- Yabancı madde % 0 –5 bulunur. Selüloz: Hücre duvarının ana katkı maddesidir. Ahşabın fiziksel özelliklerinden eğilime ve çekmeye karşı mukavemet veren madde budur. Hemiselülöz: Pentoz ve heksos şekerlerinin kısa polimerileridir. Hücre duvarını güçlendirir, depo madde görevi yapar, geçit zarlarını ayarlar. Su emicidir. Lignin: Selüloz fibrilleri içinde yer alır. Ahşabın basınca karşı mukavemetini sağlar. Bir fenol halkasının ana yapısına sahip amorf bir maddedir.Düşük oranda su emicidir.Rengi kahverengimsi beyazdır. Doğal direnci: Odun dokusu, diğer bitki dokularına göre en dayanıklı olanıdır. Kuru yerde saklanan ahşap çok uzun yıllar dayanır. Ayrıca hayvansal zararlıların bulunmadığı ortamlarda (su içinde) da çok dayanıklıdır. Ahşapta direncin azalması yüksek oranda rutubete bağlıdır(%26-30) bağlıdır oysa pamuk %10 rutubette bozulur. Dış odun salgıları(nişasta gibi) organizmaları kendine çeker. İç odun salgıları ise genellikle zehirlidir, organizmaları öldürür. Tanen (kestane, meşe) reçine (çam, köknar, ladin) kreozot (sedir) gibi maddeler mikroorganizmaları yaşatmaz. Çürümeyi önleyici salgılar dış odundan iç oduna geçiş döneminde oluşur. Çürümeyi önleyen salgılar genetiktir;türler arasında,türler içinde kalan ahşap çok uzun yıllar dayanır.Ayrıca hayvansal zararlıların bulunmadığı ortamlarda (su içinde)da amorf b,,hatta bir tek ağaç bile değişiklik gösterir. Dayanıklı ahşap karbonhidrat içermez. Ligninleşme enzimlere karşı fiziksel bir engel yaratır. Doğru olarak ilaçlanmış ahşap, doğal ahşaptan daha üstündür. İç odun dış odundan; yaz odunu ilkbahar odunundan daha dayanıklıdır. İç odunu koyu renkli ağaçlar daha dayanıklıdır. Dayanıklılık ağacın cinsine göre değişir. Ahşabın Mekanik Özellikleri Ahşap, heterojen ve anizotrop bir malzeme olması nedeniyle mekanik özelliklerini incelemek zordur. Lifleri yönündeki tüm özellikler, basınç, çekme dayanımları, enine yöndeki dayanımlarından yüksektir. Ahşap su içeriğinin fonksiyonu olarak şişen, büzülen bir malzeme olduğundan mekanik özellikleri de değişen bir malzemedir. Hücre boşluklarındaki su, buna serbest su denir, kesimi izleyen günlerde buharlaşır. Hücre çeperine yapışmış emme su ise uzun süre ahşap içinde kalır. Kendi haline bırakılan bir tomruk kozalaklılarda 2 yılda, yapraklılarda 4 yılda ancak kurur. Ahşabın liflere dik doğrultuda basınç kuvvetlerine karşı dayanım azdır. Lifler doğrultusunda ise kesme kuvvetine karşı dayanım azdır. Ahşaptan üretilmiş suni ahşap malzemelerin özellikleri ahşabın özelliklerine benzer. Ancak üretim amaçlarına uygun olarak geliştirilen bu tür homojen ve izotrop malzemeler, doğal ahşapta görüldüğü gibi lif yönlerine bağlı olarak değişen değerler gösteremezler. Elastisite modülleri: çamlarda liflere paralel 10000 N/mm2, lifler dik 300 N/mm2 Meşe, kayın liflere paralel 12500 N/mm2, lifler dik 600 N/mm2 Tabii olarak kurutulmuş %10-15 nemli meşenin yoğunluğu 800 gr/dm3, çamın 550-600 800 gr/dm3’tür. Liflere paralel durumda 1. sınıf çamın çekme direnci 100-105 kg/cm3, basınç direnci 85-100 100-105 kg/cm3’dır.Değişik hava etkilerinde çabuk yıpranır.Yangına karşı dayanıksızdır. Ahşabın Kusurları Ahşap içerdikleri kusur bakımından I, II, III sınıf ahşaplar gibi sınıflara ayrılır. Buna göre kusurları şöyle sınıflandırabiliriz. Bu kusurlardan budak, çekme altında çalışan elamanlarda mukavemetin düşmesine neden olur. 1- Yaş halkaları genişliklerinde farklılıklar. 2- Yaş halkalarının merkezden kaçık büyümeleri. 3- Reçine cepleri. 4- Dal yerlerinin oluşturduğu budaklar. 5- Yaş halkaları arasında dairesel çatlaklar 6- Boyuna istikametteki çatlaklar. 7- Öz odunda radyal çatlaklar. 8- Burulmuş lifler. 9- Gövdede burulma, kesme eksenine paralel olmayan lifler
Yapı Teknolojisi
Ahşap Teknolojisi
Ahşap nedir ? Ahşap çok kullanışlı ve doğal bir yapı malzemesidir. Üstünlükleri diğer yapı malzemelerine göre sayılamaz niteliktedir. Ahşabın Avantajları Ahşap güçlü taşıma gücüne sahiptir. 1 kg. ahşap, 1 kg. beton veya çelikten daha fazla yük taşır. Ahşap sayesinde 250 m.lik açıklar kolonsuz geçilebilir. Konstrüksiyonlarda, çeliğin ağır olması nedeni ile ahşap tercih edilebilir. Ahşap depreme ve tüm doğa şartlarına dayanıklıdır. Ahşap, deprem, hava şartları ve kimyasallara dayanıklılık açısından diğer yapı malzemelerinden daha dayanıklıdır. İngiliz standartlarında elektrik hatlarında kullanılan ahşap direklerin ömrü 50 yıldır. Bu yıla oranla çeliğin ömrü yarısı kadardır. Karbonatlaşma problemi ile hizmet süresinin sonsuz olduğuna inanılan betonarme yapılar bu iddiayı kaybetmiştir. Ahşap yangına karşı dayanıklıdır. Ahşabın yangına karşı dayanıksız olduğunun tersine, direnci beton ve çelikten daha yüksektir. Dünyada kapalı spor salonu gibi büyük kalabalık toplulukların bulunduğu platformlar ahşap desteği ile yapılıyor. Böylece yangın tehlikesi daha aşağılara iniyor. Ayrıca yine dünyanın bir çok yerinde çelik konstrüksiyonlar ahşap ile kaplanmaktadır. Yangınlar üzerine yapılan araştırmalar sonucu ahşabın yangına karşı ne en güvenilir malzemelerden biri olduğu ispatlanmıştır. Bir yangının başlama sebebi ahşap olmadığı gibi, ısıyı geçirmeme ve kömürleşme gibi özellikleri sayesinde bir yangına ne kadar dayanabileceği kesin bir şekilde hesaplanabiliyor. Ahşabın yangına dayanıklılık süresi ortalama 30 ile 90 dakika arasındadır. Çıplak bir çelik konstrüksiyon ise normal bir yangına en fazla 10 dakika dayanabilir ve hemen çökmektedir. Ahşap yenilenebilen bir yapı malzemesidir. Ahşabın yenilenebilir, dönüşebilir olması, üstün ısı yalıtım özellikleri ve az enerji ihtiyacı duyması ahşabı daha fazla tercih edilebilir kılıyor. Ahşap kullanımının ormanları yok ettiği düşüncesinin tam tersine ahşap kullanımının yüksek olduğu ülkelerde ormanlar sürekli çoğalıyor. Ahşap sayılamayacak kadar çok özellikleri ve doğal olması sayesinde günümüz yapı teknolojilerine meydan okuyabilecek niteliktedir. Ahşabı Tercih Etmeniz İçin Gerekli Nedenler Ahşabın ağırlığı az olduğundan temele binen yükte azdır. Ahşap malzemeler farklı iklim koşullarına dayanabilir. İşlem görmüş tahtalar dahi kullanılabilir. Çelik bir yapı 10 dakika da çökebilirken ahşap yapılar bize en az bir saatlik bir sürede kaçarak kurtulmaya zaman tanıyor. Ahşap kimyasal sıvılar ile işlenerek böcek tahribatı ve çürümesi tamamen önlenebilen bir malzemedir. Ahşap montajı insan gücü ile yapılabilir. Diğer malzemelere göre hava koşullarından etkilenmez. Aşırı sıcaklar, soğuk, kar ve yağmur ahşap haricinde tüm yapı uygulamalarına etki eder. Ahşap çok katlıdır. Bu özelliği bütün belgeleriyle kanıtlanmıştır . Montajdan sonra tam yükleme yapılabilir. Bu sayede sağlamlığı denetlenebilir. İş biten yapı ayakta ise sürekli ayakta kalmaya devam edecektir. Diğer yapı malzemelerinde daha sonradan ortaya çıkan eksik demir konulması, kaynak hatası ve kalıbın erken alınması gibi hayati önem taşıyan kötü sonuçları taşıma riski neredeyse sıfıra yakındır.Böylelikle bu malzemenin deprem riski daima sıfıra yakındır. Amerika’da konutların %90'nı ahşaptır. Büyük toplantı salonları gibi kamu kullanımındaki yerler; yangına olan direnci, dayanıklılığı ve 250 m kadar açıklığı geçme olanağı sayesinde bütün dünyada ihale ön şartı olarak kabul edilen ahşap kirişlerle örtülmektedir. 250 m2’lik ahşap bir yapının kaba montajı 5 günde bitebilir. Temelinden ise 1 ayda bitirilmesi mümkündür. Ülkemizdeki ahşap yapılarda bu süreler elde edilmiştir. Ahşap yapılar söküldüğünde daha az kayıp ile yeniden kurulabilir. Ahşabın onarım ve plan değişikliği kolaydır. Kullanıcıya ”bireysel müdahale” imkanı tanır. Ahşap çevre ile kimyasal bir dengededir. Çevreden etkilenmez ve çevreyi de etkilemez. Ahşap çevre ile uyumlu olması sayesinde yüzyıllar boyu varlığını sürdürebilir. En güzel örnek olarak 600 ve 700 yaşlarında camilerimiz gösterilebilir. Ahşap enerji dostudur. İmalinden inşaatına kadar diğer yapı malzemelerine oranla daha az enerji kullanılır. Ahşap bir evi ısıtmak için çok az enerji harcanır. 10 cm’lik bir ahşap, 160 cm’lik bir betonun izolasyon değerlerine sahiptir. Ahşaba oranla diğer yapı malzemelerinin kontrolü çok zordur. Betonun karışımından sulamasına, çakılın kalitesinden büyüklüğüne, demirin kalınlığından işleniş biçimine kadar bir çok faktörün bulunduğunu ve bu faktörlerin eldeki imkanlarla denetiminin imkansız olduğu artık kabul edilmiştir. Ahşap dünyadaki tek dönüşümlü yapı malzemesidir. Ahşabın hammaddesi kullanıldıkça çoğalır. Dünyada ahşabı kullanan ülkelerin ormanları bilinçli ekim, doğru bakım ve ekonomik değerleri kazanması sonucu yılda %1-3 oranında büyümektedir. Bu şekilde çoğaltma şansı olmayan çelik yapıların dönüşümünde ise ahşaba oranla 354 kat daha fazla enerji harcanmaktadır Dünya halen betonarme yapıların nasıl daha sağlam yapılacağını tartışırken ahşabın bu yapılara göre ne kadar avantajlı olduğu artık bilinmektedir. Ahşap gerektiği yerde ve gerektiği biçimde, ülkemizde ve dünyada çelik, taş ve beton ile mükemmel bir uyum içinde kullanılabilir. Bir şehir ortalama 20 yıl rant ve fonksiyon farklılaşması nedeni ile kabuk değiştirir. Eğer bir şehir ahşap desteği ile doğru yapılanırsa deprem riskinden 20 yıl içinde tamamen kurtulunabilir.
Yapı Teknolojisi
Çelik Teknolojisi
Çelik Nedir? Dövülerek, preslenerek ve haddeden geçirilerek şekil alabilen demir alaşımlara çelik denir. Çelik esas itibariyle bir demir + karbon alaşımıdır. Yüksek ölçüde demir, düşük ölçüde karbondan oluşmaktadır. Karbon miktarı arttıkça çeliğin dayanımı da artar. Ancak bu durumda çelik daha gevrek hale gelir. Kaynaklanabilirliği azalır. Dolayısıyla hem yüksek dayanımlı hem de yeterli sünekliğe sahip çeliğin üretiminde karbon yüzdesi hassas ve önemli bir rol oynamaktadır. Çelik alaşımına ayrıca fosfor, kükürt, azot, silisyum, manganez, bakır, krom, nikel gibi elemanlar ilave edilerek kaliteli çelikler elde edilir. Diğer elemanların çeliğin özelliklerine olan etkisi karbonun tekbaşına olan etkisinin bir fonksiyonu olarak “Karbon eşdeğeri”, CE ile ifade edilir. CE=C+(Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 Çelik Üretimi Resim 1- Çelik Üretimi Resim 2- Çelik Üretimi Resim 3-Çelik Üretimi Resim 4-Çelik Üretimi Profiller Malzeme olarak Çelik Çeliğin mekanik özellikleri çekme deneyi sonucunda elde edilen gerilme – şekil değiştirme grafiği yardımıyla belirlenir. Çelik yapılarda kullanılan yapısal çeliklerin statik yükler ve çekme kuvvetleri altındaki dayanımı dayanımını tanımlamak için malzemenin akma sınırı özelliğinden yararlanılır. Çelik Sınıfları Karbon Çeliği –St37: Akma Gerilmesi 2.4 t/cm2 Yüksek dayanımlı, düşük alaşımlı çelikler –St52: Akma gerilmesi: 3.6 t/cm2 Çelikteki karbon miktarı arttırıldığında dayanım yükselir AMA süneklilik azalır. Çeliğin Sakıncaları-Yorulma Yorulma çelik yapılar için önemli bir sorundur. Yorulma, tekrar eden yükleme ve yük boşalmaları sonucu zaman içerisinde mikro çatlakların makro çatlağa dönüşmesi sonucu oluşur. Yorulma çatlaklar tekrarlı yükler etkisindeki tüm çelik yapılarda (örneğin köprüler) meydana gelebilir. Yorulma çatlaklarının oluşmasının en büyük sakıncası gevrek kırılmaya sebep olmasıdır. Çeliğin Sakıncaları-Korozyon Korozyonun (paslanmanın) kontrol edilmesi için yöntemler: Koruyucu kaplama (örnek: epoksi kaplamalı çelikler) Galvenik kaplama (Çinko kaplama ile yapılır) Özel alaşımlı çelikler (örneğin: Paslanmaz Çelik) Katodlama ile koruma (genelde yer altı yapılarında kullanılır. Ters elektrik akımıyla çelik katoda dönüştürülür.) Çeliğin Sakıncaları-Yangın Yüksek sıcaklık derecelerinde mukavemetinde hızlı bir düşüş. Yangın için önlem alma gereği; maliyeti yükseltir. Çeliğin Sakıncaları-Kalifiye işçilik Çeliğin üstün özellikleri Homojen ve izotrop bir malzeme. Çeliğin çekme mukavemeti basınç mukavemetine eşit. Üretimi sürekli denetim altında. Yüksek mukavemetli bir malzeme. Öz ağırlığın taşınan yüke oranı düşük. Çelik sünek bir malzeme. Büyük şekil değiştirebilme özelliği. Çelik yapı elemanlarında değişiklik ve takviye olanağı. Çelik yapı elemanı yerine monte edildiği anda tam yükle çalışabilir. Yapım süresi azalır. Sökülüp yeniden kullanılabilme. Çelik atölyelerinde imalat şantiyede sadece montaj. Hava koşullarından bağımsız inşaat. Çelik Yapı Elemanları Resim 5- Çelik Yapı Elemanları Deprem ve Çelik Yapılar Deprem etkileri altında bir yapının enerji yutması isteniyorsa yapı malzemesinin sünek davranışı gereklidir. Çeliğin, kopmadan büyük deformasyon yapabilme özelliği yani büyük bir şekil değiştirme sığası olması ve yüksek dayanımı, malzemeyi deprem bölgelerinde inşa edilecek olan yapılar için ideal bir malzeme durumuna getirmektedir. Çelik, öz ağırlığının toplam yük içindeki payının küçük olması nedeniyle, hafif yapı çözümleri sağlamaktadır. Yüksek dayanımı nedeniyle de daha ekonomik kesitler kullanılabilmekte ve temele aktarılan toplam yük azalmaktadır. Dolayısıyla deprem yükleri de azalmaktadır. Çelik sıkı ve sürekli denetimle üretilmekte olup, yapı elemanları ve birleşimler kontrole açıktır ve herhangi bir aksaklığı gizlemek zordur. Kolay onarım ve güçlendirme olanağının bulunması, hızlı ve hava koşullarından bağımsız inşaat yapılabilmesi, deprem için önemli bir kolaylık sağlamaktadır. Deprem tasarımı için çeliğin sahip olması gereken özellikler: 1.Akma gerilmesi / Kopma gerilmesi oranı 0.85’ ten büyük olmamalı. 2.Yeterli inelastik yerdeğiştirme kapasitesine sahip olmalı (mesela çekme testinde 5cm ölçme aralığı için %20 lik bir kopma uzaması) 3.Kaynağa uygun olmalı (ana malzeme ve kaynak malzemesi birlikte uygun mekanik özelliklere sahip olacak şekilde seçilmeli)
Yapı Teknolojisi
Beton Teknolojisinin Görevi
Beton Teknolojisinin Görevi Bir yapının beklentileri en uygun biçimde yerine getirebilmesi için aşağıda belirtilen özellikleri taşıması gerekir; Planlanan amaca uygun, Amacına ve yapım tekniklerine uygun, Yük, yağmur, kar, rüzgar, deprem, yangın gibi iç ve dış etkilere dayanabilecek sağlamlıkta olmalı, Estetik , Ekonomik olmalıdır. Herhangi bir yapıya yukarıdaki özellikleri kazandırabilmek için kullanılan ve belirli standartlara sahip malzemelere genel olarak yapı malzemeleri denir. En çok kullanılan yapı malzemesi betondur. Betonun yaygın kullanımının nedenleri daha kolay şekil verilebilmesi, ekonomik olması, daha az enerji ile üretimin yapılması, her yerde üretilebilir olmasıdır . Betonun diğer yapı malzemesine göre yaygın olarak kullanılması iyi tanınması zorunluluğunu beraberinde getirir. Bunun için betonu oluşturan bileşenlerin özellikleri iyi bilinmelidir. Böylelikle yapılarda kullanılmak üzere standartlara uygun bir beton üretimi yapılabilir. Bunların sağlanabilmesi beton teknolojilerinin geliştirilmesi ve ilerlemesi ile olabilir. Beton teknolojisinin önemi buradan da görülebilir. Çağımızın yapı dünyasında geniş kullanımı olan beton üretimden uygulamaya her konuda dikkat ve titizlik gerektiren bir yapı malzemesidir. Ülkemizde seksenli yıllara kadar şantiyelerde elle ve ilkel koşullarda üretilmekte olan beton günümüzde bilgisayar kontrollü modern santrallerde hazırlanan reçetelere göre hazır beton olarak üretilmeye başlanmıştır. Bugün ülkemizdeki inşaatlarda % 80 oranında hazır beton kullanılmaktadır. Bir yapının taşıyıcı iskeletini oluşturan betonarme uygulamalarında kullanılan betonun standartlara uygun olarak, yüksek kalite ve dayanım sınıflarında üretilmiş olması, o yapının dayanıklılık ve güvenliği açısından son derece önemlidir. Topraklarının tamamına yakını deprem kuşağında olan ülkemizde yapıların zemin, proje malzeme seçimi ve uygulama aşamalarında uzun ömürlü ve depreme dayanacak şekilde tasarlanıp inşa edilmeleri zorunludur. Yaşanan felaketler bu zorunluluğu ortaya çıkarmıştır. Betonun üretilmesi kadar şantiyelerde bilinçli olarak kullanılması da önem taşımaktadır. Proje mühendisinden şantiye kalfasına kadar herkesin yeterli bilgi ve deneyime sahip olması gerekmektedir. Bu nedenden beton teknolojilerine önem verilmelidir. Yapılan Ar-Ge çalışmalarıyla beton kalitesi ve dayanıklılığı artırılmalıdır. Günümüzde gelişmiş ülkelerde tüm betonarme inşaatlar hazır beton ile yapılmaktadır. ERMCO (European Ready Mix Concrete Organisation) verilerine göre, bugün Avrupa ülkelerinde yılda yaklaşık 300 milyon m3, ABD’de ise 200 milyon m3 hazır beton tüketilmektedir. Dünyanın ekonomik ve teknik olanakları geliştikçe, bu tüketim yeni alanlara da yayılmaktadır. Örneğin, 1970-1990 yılları arasında havayolu taşımacılığı % 75 oranında artmış ve taşınan yolcu sayısı ikiye katlanmıştır. Bunun sonucunda hava alanlarına olan gereksinim artmış, yeni ve daha modern havaalanı yapıları geliştirilmiş, yüksek dayanımlı betonlar kullanılmıştır. Aynı şekilde, kara ulaşım araç ve olanaklarının olağanüstü boyutlarda gelişmesi de yolların, köprülerin, tünellerin yapımı için özel betonlara olan gereksinimi artırmış, bu da bu konuda hazır beton bazlı yeni çözümler üretilmesini sağlamıştır. Hazır beton üretim sistemlerinde ülkelerin iklim koşullarından kaynaklanan farklılıklar görülmektedir. Türkiye'de üretilen hazır betonun yaklaşık 1/3’ü kuru sistemle üretilmektedir. Pompa ile dökülen beton oranlarının karşılaştırılmasında ise % 85 ile en çok pompa kullanılan ülkenin Türkiye olduğu görülmektedir. Beton endüstrisinde günümüzde, beton özelliklerinden yalnız dayanım değil, işlenebilme, geçirimsizlik ve zararlı çevre koşullarına dayanıklılık gibi performans özellikleri de önem kazanmıştır. Bu nedenle betonda kalite kontrol sistemlerinin kurulması için önemli yatırımlar yapılmaktadır. Kalite gereksinimini takip etmek ve sertifika kurallarını tanımlamak için sektörel sertifika kurumları kurulmuştur. Örneğin İngiltere'de Betonarme Çelikleri Sertifika Kurumu (CARES) , Hazır Beton Kalite Sistemi (QSRMC) ve Türkiye'de THBB Kalite Güvence Sistemi.
Yapı Teknolojisi
Beton, Beton Teknolojisi ve Betonun Gelişimi
Beton, Beton Teknolojisi ve Betonun Gelişimi Beton, agrega, çimento, su ve gerektiğinde bazı mineral ve kimyasal katkı maddelerinin birlikte karılmasıyla elde edilen, başlangıçta akışkan olduğu için istenilen kalıbın şeklini kolayca alan, sertleştikten sonra ise yüksek bir dayanıklılık ile belirli bir taşıma gücü için gerekli dayanımı sağlayabilen yapay bir yapı malzemesidir . Beton henüz yeni karıldığında taze beton adını alırken, katılaşıp sertleşince sertleşmiş beton adını alır. Taze betonda işlenebilirlik, sertleşmiş betonda ise dayanım ve dayanıklılık özelikleri betonda aranan en önemli niteliklerdir. Ayrıca büyük miktarlarda kullanıldığı için betonun en ekonomik şekilde üretilmesi beton teknolojisi için çok önemlidir. Beton üretiminde nitelikli beton malzemeleri kadar beton teknolojisi konusunda deneyimli mühendis ve teknisyenlere de gerek vardır. İstenilen nitelikte iyi bir beton ancak kaliteli malzemeler ve deneyimli elemanlarla belirli kurallara ve standartlara uyularak yapılabilir. Betonun en temel bileşeni çimentodur. Çimento bulunmadan önce bağlayıcı olarak alçı, kireç ve puzolanlar kullanılmaktaydı. Bu bağlayıcı malzemeler su içinde katılaşma yapamadıklarından hava bağlayıcıları olarak adlandırılmışlardır. Çimento hem havada hem de su içinde bağlayıcılık gösterebilen bir hidrolik bağlayıcı olarak yapı teknolojisinde çok büyük ilerlemelerin gerçekleşmesine neden olmuştur. Günümüzde pahalı bir beton bileşeni olması nedeniyle çimento maliyetini düşürme amaçlı çok yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Bu amaçla da pahalı olmayan endüstriyel ve normal atıkların klinker ve çimento içine bazen de betona direkt olarak eklenmesiyle beton maliyeti azaltılabilmektedir . Beton agregaları minerallerden oluşmuş taneli malzemelerdir. Kum, çakıl ve kırmataş en çok kullanılan agregalardır. TS’ye göre elendiğinde 4.0 mm kare delikli elekten geçen agregaya ince ve bu elek üzerinde kalan agregaya iri agrega denir. Çimento bağlayıcı özeliktedir. Su ile karıştırılarak çimento hamuru elde edilir. Betonda çimento hamurunun işlevi agrega tanelerinin yüzeylerini kaplamak, taneler arası boşlukları doldurmak ve taneleri birbirine bağlamaktır. Bu nedenle beton kompozit bir malzemedir. Çimento, su ve ince agregadan oluşan malzemeye harç denir. Çimento hamurunun zamanla daha katı ve sert bir özellik kazanması nedeniyle beton sertleşir ve dayanımı artar, istenilen boyutlarda taş gibi sert bir malzeme elde edilir. Şekil 1.1’de sertleşen betonun yıllara göre artan dayanımın evrimi görülmektedir. Şekil 1.1- Betonun Evrimi Beton çağımızda irili ufaklı birçok yapıda kullanılmakta olan en önemli ve popüler yapı malzemesidir. İnsanların yaşadıkları evlerin, çalıştıkları işyerlerinin, eğitim gördükleri okulların ve benzeri birçok yapıda beton kullanılmaktadır. Betonun plastikliğini koruduğu süredeki durumuna taze beton, katılaşma olayından sonraki durumuna ise sertleşmiş beton denir. Yapıda istenilen şekil ve boyutlarda beton elde edebilmek için istenilen özellikte kalıp üretmek gerekir. Beton istenilen dayanıma ulaştıktan sonra kalıplar sökülebilir. Çelik donatılı veya donatısız elemanlar fabrikasyon olarak üretilebilir. Bunlar blok, direk, boru, panel, kiriş, döşeme olarak üretilen prefabrike elemanlardır. Taze beton kolayca karılabilir, taşınabilir, yerleştirilebilir, sıkıştırılabilir ve yüzeyi düzeltilebilir olmalıdır, bu işlemler sırasında ayrışma olmamalıdır. Terleme olabildiğince az olmalı, homojen yapı bozulmamalıdır. Sertleşmiş beton ise istenilen dayanımı sağlamalı, geçirimsiz olmalı, dayanıklı olmalı, hacim sabitliğine sahip olmalıdır, çatlamalara yol açacak rötre ve genleşme yapmamalıdır. Basınç dayanımı, eğilme dayanımı, çekme dayanımı, yorulma dayanımı, elastisite modülü, Poisson oranı, ısıl genleşme, rötre, sünme ve yoğunluk betonda aranan özeliklerdir. İnsanoğlu MÖ 3000 yılından itibaren kalsiyum esaslı bağlayıcı maddeleri yapı malzemesi olarak kullanmaktadır. Modern Portland Çimentosu ise ilk kez 1824 yılında üretilmesine rağmen ilk betonarme yapı ancak 1857’de yapılmıştır. Hazır beton üretimi ise dünyada ilk kez 20. yüzyıl başında (1903) Almanya’da ortaya çıkmış, sonraki birkaç yıl içerisinde de ABD’de görülmeye başlanmıştır. 1914’de beton taşıma amaçlı ilk transmikser Amerika'da geliştirilmiştir. Transmikserin hemen ardından Alman mühendisler betonun mikserden kullanım alanına pompalanması amacıyla 1927’de beton harç iletme pompası aracının patentini almışlardır. Özellikle savaş yıllarından sonra, bazıları bugün de faaliyette olan pek çok hazır beton firması kurulmuştur. Sonraki yıllarda hazır betonun yapıların temel inşaat malzemesi olarak benimsenip yaygınlaşması uzun sürmemiş, kısa zamanda pek çok ülkede hazır beton üretilip kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle 20. yüzyılın ikinci yarısıyla birlikte hız kazanan kentleşme ve alt yapı çalışmaları, hazır beton ve beton ürünlerinin daha çok üretilip kolayca yaygınlaşmasını sağlamıştır. Dolayısıyla bu alanda pek çok teknolojik gelişme kaydedilmiştir. Beton teknolojisindeki gelişmeler ise; 1848 ilk çimento fabrikası (İngiltere), 1857 betonarmenin keşfi (Fransa), 1865 yüksek fırın cürufunun portland çimentosu ile birlikte betonda kullanımı (Almanya), 1903 hazır beton sektörünün başlangıcı (Almanya), 1936 kimyasal katkıların kullanımı (Amerika), 1950 uzun dönem testler için silis dumanının deneysel olarak kullanımı (Norveç), 1965 süper akışkanlaştırıcıların betonda kullanımı (Amerika), 1971 mikrosilisin taşıyıcı sistemde kullanımı (Norveç), 1981 üçlü karışım (Portland Çimentosu + mikrosilis + uçucucu kül) çimentonun ilk kez kullanımı (İzlanda), 1992 dünyanın en yüksek betonarme yapısının inşaası (Amerika), 1993 mikro liflerin betonda kullanımı (Amerika). Beton gelişim sürecinde, 1950’li yıllarda betonda su-çimento (s-ç) oranı 0.60-0.70 aralığında değişirken 1970’li yıllarda akışkanlaştırıcıların devreye girmesiyle bu aralık 0.4-0.55’e düşmüş, 1980 ve 1990’lı yıllarda ise süper akışkanlaştırıcılarla söz konusu s-ç oranı 0.25-0.35 aralığına inmiştir. 1980’li yıllardan itibaren betonda süper akışkanlaştırıcıların silis dumanı gibi ultra ince mineral katkılar ile birlikte kullanılması dayanımda çok yüksek artışlar sağlamıştır. Daha sonra s-ç oranını 0.2’nin altına düşürerek, yeni kuşak süperakışkanlaştırıcılar, kısa kesilmiş yüksek dayanımlı çelik teller ve sıcak su kürü ve basınçlı su buharı kullanılarak beton dayanımları 200 MPa’ın üzerine çıkarılmıştır . Ülkemizde hazır beton ilk kez 1970’li yılların sonlarına doğru bazı inşaat şirketleri tarafından kendi inşaatlarında kullanılmak üzere üretilmeye başlanmıştır. Ancak gerçek anlamda hazır beton endüstrisine 1980'li yılların ikinci yarısında geçilmiştir. Bu kısa tarihçeye rağmen hazır beton sektörü büyük bir hızla gelişmektedir. Türk hazır beton sektörü en son teknolojik ekipmanlara sahip olmakla beraber deneyimli bir iş gücüne de sahiptir. Dünyada gelişmiş ülkelerde yüz yılın başlarında kullanılmaya başlanan endüstriyel hazır beton ülkemizde ancak seneler sonra tanındığı halde geçen 10-15 yıllık zaman zarfında önemli mesafeler kaydetmiştir. 1992-1998 yılları arasında hazır beton sektörü 4 misli büyüme kaydetmiştir.
Yapı Teknolojisi
Betonda Aranan Özellikler ve Beton Dayanım Sınıfları
Betonda Aranan Özellikler Bu özellikleri iki grupta sınıflandırmak mümkündür: a) Taze Betonda: İşlenebilme özelliği, uygun kıvam Taze betonun sıcaklığı Agrega maksimum tane büyüklüğü Homojenlik, kıvam kaybı, hava miktarı, Birim ağırlık b) Sertleşmiş Betonda: Dayanım (basınç, yarılma mukavemetleri) Dış etkenlere karşı dayanıklılık (geçirimsizlik, aşınmaya dayanıklılık) Donma ve çözülmeye dayanıklılık Estetik (Brüt betonda dış görünüş) Ekonomi Beton Dayanım Sınıfları Basınç Dayanımı Sınıfı En Düşük Karakteristik Silindir Dayanımı fck,silindir (N/mm2) En Düşük Karakteristik Küp Dayanımı fck,küp (N/mm2) C8/10 8 10 C12/15 12 15 C16/20 16 20 C20/25 20 25 C25/30 25 30 C30/37 30 37 C35/45 35 45 C40/50 40 50 C45/55 45 55 C50/60 50 60 C55/67 55 67 C60/75 60 75 C70/85 70 85 C80/95 80 95 C90/105 90 105 C100/115 100 115 YAPI ve YAPI KALİTESİ Bitmiş bir yapının kalitesini, yani servis ömrü boyunca güvenliğini belirleyen dört ana unsur; Proje Kalitesi Zemin özellikleri dikkate alınmış, mimari, statik ve betonarme olarak standartlara, yönetmeliklere, şartnamelere, meslek kurallarına uygun güvenilir proje. Malzeme Kalitesi Projede öngörülen özelliklere sahip, o özellikleri inşaatın başından sonuna kadar koruyan, standartlara, yönetmeliklere ve şartnamelere uygun malzeme İşçilik Kalitesi İnşaat süresince kullanılan malzemelerin projeye, fen ve meslek kurallarına uygun biçimde, bilinçli ve bilgili işçilikle uygulanması. Denetim Kalitesi Yukarıdaki amaçların tümünün sürekli ve etkin biçimde denetlenmesi, kalitenin güvence altına alınması ve dökümante edilmesi. Yaşadığımız Marmara ,Düzce ve Kahramanmaraş Depremleri göstermiştir ki hasar gören ve göçen yapılarımızda yukarıdaki unsurların en az birinde, çoğu birden fazlasında bilgisizliğimiz, bilinçsizliğimiz, ihmalimiz, kusurumuz vardır. Yapıda kullanılan malzemeleri “taşıyıcı sistem malzemesi” ve “diğerleri” olarak iki ana gruba ayırmak mümkündür. Taşıyıcı sistem malzemeleri açısından yapı çelik, ahşap, yığma ve betonarmedir. Ülkemizde inşa edilen yapıların çok önemli bir bölümü betonarmedir ve taşıyıcı sistem malzemeleri çelik donatı ve betondur. Betonun Yapıdaki Önemi Bir deprem sonrası yıkılmış bir binada gördüğümüz ilk görüntü, ufalanmış beton kütlesi ile betondan sıyrılmış demirlerdir. Beton ve demir arasındaki bağlantının(aderans) kaybolması betonarmenin birlikteliğini yok etmekte, monolitik davranışın ortadan kalkmasına neden olmaktadır. Bu iki malzemenin tek bir malzeme gibi davranması demiri kuşatan ve saran betonun kalitesinin yeterli düzeyinde üretilmişolmasına bağlıdır. Derelerden getirilen iyice yıkanmadan, içindeki zararlı maddeleri ayrılmadan kullanılan agregalar veya sadece tek boyutlu malzeme (ince veya iri) kullanılarak üretilen betonlarla meydana getirilen binaların depremlerde iskambil kağıdı gibi yıkılmasına neden olmaktadır. Özellikle işleme kolaylığı elde etmek için yapılan sulu betonlar düzgün kiriş ve kolon yüzeylerinin çıklmasını sağlıyorsa da mukavemeti düşük, kısa ömürlü ve depreme dayanıksız yapıların ortaya çıkmasına yol açmaktadır. Bu nedenle betonarme bir yapıda betonun üretimi ve dökümü zor ve önemli bir iş olup uzmanlık gerektirir. Betonu oluşturan malzemelerin seçiminden, taşınıp yerleştirilmesine ve ıslak kür yapımına kadar olan sürecin tamamında aynı özenin ve kontrollerin yapılması gerekmektedir. Şu unutulmamalıdır ki; betonarme yapıyı ayakta tutan ve aynı zamanda demiri korozyondan koruyan en temel malzeme betondur ve yapılan işin geri dönüşü de söz konusu değildir. Bu aşamalardan ilk üçünü seçtiğiniz hazır beton tesisi üstlenir. Doğru hazır betoncuyu seçerek, etkin iletişim ve sıkı denetimle bu aşamaları başarıyla atlatırsınız. Bundan sonra size bağlı iki aşama kalır: yerleştirme - sıkıştırma ve bakım - kür. Betondan iyi verim elde etmek için bu unsurlara da özen göstermek zorundasınız.
Yapı Teknolojisi
Betonun Bileşenleri
Beton Bileşenleri Betonu oluşturan hammaddeler çimento, su, agrega (kum, çakıl, kırma taş), kimyasal katkılar ve mineral katkılardır. Kimyasal katkılarla (akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, geçirimsizlik sağlayıcı, antifriz,... ) mineral katkılar (taş unu, tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı,... ) betonun performansını istediğimiz yönde iyileştiren çağdaş teknoloji unsurlarıdır. Çimentoyla suyun karışımından oluşan çimento hamuru zamanla katılaşıp sertleşerek agrega tanelerini (kum, çakıl, kırmataş) bağlar, yapıştırır, böylece betonun mukavemet kazanmasına imkan verir. Dolayısıyla betonun mukavemeti, Çimento hamurunun mukavemetine Agrega tanelerinin mukavemetine Agrega taneleri ile çimento hamuru arasındaki yapışmanın gücüne (aderans) bağlıdır. Çimento Çimento, ana hammaddeleri kalkerle kil olan ve mineral parçalarını (kum, çakıl, tuğla,briket ..vs) yapıştırmada kullanılan bir malzemedir. Çimentonun bu yapıştırma özelliğini yerine getirebilmesi için mutlaka suya ihtiyaç vardır. Çimento, su ile reaksiyona girerek sertleşen bir bağlayıcıdır. Kırılmış kalker, kil ve gerekiyorsa demir cevheri ve / veya kum katılarak öğütülüp toz haline getirilir. Bu malzeme 1400-1500°C'de döner fırınlarda pişirilir. Meydana gelen ürüne "klinker" denir. Daha sonra klinkere bir miktar alçı taşı eklenip (%4-5) oranında, çok ince toz halinde öğütülerek Portland Çimentosu elde edilir. Katkılı çimento üretiminde; klinker ve alçı taşı dışında, çimento tipine göre tek veya birkaçı bir arada olmak üzere tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı vb. katılır. Çimento birçok beton karışımında hacimce en küçük yeri işgal eden bileşendir; ancak beton bileşenleri içinde en önemlisidir. Beton üretiminde kullanılacak çimento TS EN 197-1’e uygun olmalıdır. TS 197-1 e göre işaretlendirilmiş çimento tipleri: CEM I – Portland Çimentoları : Portland çimentosu klinkerinin bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesi sonucu elde edilen hidrolik bağlayıcılardır. CEM II : Kütlece, A tipleri için en çok 20 kısım, B tipleri için 35 kısım puzolanik madde ve portland çimento klinkerinin, bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesiyle elde edilen hidrolik bağlayıcıdır. Buradaki "puzolanik maddeler" deyimi, kendi başlarına hidrolik bağlayıcı olmadıkları halde, ince olarak öğütüldüklerinde rutubetli ortamda ve normal sıcaklıkta kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girerek bağlayıcı özelikte bileşikler oluşturan maddeleri ifade etmektedir. Yüksek fırın cürufu, demir-çelik üretiminde yüksek fırınlarda oluşan ve uygun şekilde aktifleştirildiğinde hidrolik özelikler gösteren ve kütlece en az 2/3 oranında camsı cüruf ihtiva eden suni bir puzolandır. Uçucu kül ise, pulverize kömür yakılan fırınlardan atılan baca gazından, toz partiküllerinin elektrostatik veya mekanik olarak çöktürülmesiyle elde edilen suni bir puzolanik maddedir. Slis dumanı katkısı, yüksek miktarda amorf silisyum dioksit ihtiva eden çok ince küresel partiküllerden oluşan suni bir puzolanik maddedir. CEM III – Yüksek Fırın Cüruflu Çimento : Yüksek fırın cüruflu çimento, % 36 ile %95 arasında belirtilen oranlarda cürufun ve portland çimentosu klinkerinin , priz düzenleyici olarak kalsiyum sülfatın katılarak öğütülmesi sonucunda elde edilen hidrolik bir bağlayıcıdır. CEM IV – Puzolanik Çimento : Birden fazla mineral katkı kullanılarak hazırlanan çimentodur. CEM V – Kompoze Çimento : Kompoze çimento, çeşitli oranlarda portland çimentosu klinkeri ve katkı maddelerin priz düzenleyici olarak da kalsiyum sülfatın katılarak öğütülmesi sonucunda elde edilen hidrolik bağlayıcıdır. Çimento Cinsi: CEMI, CEMII, CEMIII, CEMIV, CEMV Mineral İçerme Derecesi: A: Çimentonun en az mineral katkı içeren tipi B:Çimentonun A tipinden daha fazla mineral katkı içeren tipi C:Çimentonun B tipinden daha fazla mineral katkı içeren tipi Alt Tip - İkinci Bileşen: Bu gruba çimentoya eklenen mineral grupları dahildir. Aşağıda ki tabloda minerallerin notasyonları verilmektedir. Klinker Y.Fırın Curufu Silisli Dumanı Doğal Puzolan Endüstriyel Puzolan Silisli(F) Uçucu Kül Kalkersi Uçucu kül Pişmiş Şist Kalker Kalker K S D P Q V W T L LL Norm Dayanımı: 32.5 MPa, 42.5MPa, 52.5MPa Alt Sınıf: N(normal erken dayanım), R( yüksek erken dayanım) Beton bileşiminde kullanılacak çimentonun seçimi, sertleşmiş betonun etkisinde kalacağı ortam şartları dikkate alınarak TS EN 206-1 beton standardına göre yapılır. Agrega Beton üretiminde kullanılan kum, çakıl, kırmataş gibi malzemelerin genel adı agregadır. Beton içinde hacimsel olarak %60-75 civarında yer işgal eden agrega önemli bir bileşendir. Agregalar tane boyutlarına göre ince (kum, kırma kum.. gibi) ve kaba (çakıl kırmataş... gibi) agregalar olarak ikiye ayrılır. Agregalarda aranan en önemli özellikler şunlardır: Sert, dayanıklı ve boşluksuz olmaları, Zayıf taneler içermemeleri (deniz kabuğu, odun, kömür... gibi) Basınca ve aşınmaya mukavemetli olmaları, Toz, toprak ve betona zarar verebilecek maddeler içermemeleri, Yassı ve uzun taneler içermemeleri, Çimentoyla zararlı reaksiyona girmemeleridir. Agreganın kirli (kil, silt, mil, toz,...) olması aderansı olumsuz etkilemekte, ayrıca bu küçük taneler su ihtiyacını da arttırmaktadır. Beton agregalarında elek analizi, yassılık, özgül ağırlık ve su emme gibi deneyler uygun aralıklarla yapılarak kalite sürekliliği takip edilmelidir. Betonda kullanılacak agregalar TS 706 EN 12620'ye uygun olmalıdır. Beton Karışım Suyu Beton üretiminde kullanılan karışım suyunun iki önemli işlevi vardır: Kuru haldeki çimento ve agregayı plastik, işlenebilir bir kütle haline getirmek. Çimento ile kimyasal reaksiyon yaparak plastik kütlenin sertleşmesini sağlamak. Kıvam m3'e giren su miktarına bağlıdır. Hatırlanacağı üzere beton mukavemeti su/çimento oranına bağlıdır. İşte bu sebeple şantiyeye teslimi yapılan taze betona daha fazla kıvam kazandırmak amacıyla fazladan su katmak betonun mukavemetini yok eder. Genel olarak içilebilir nitelik taşıyan bütün sular betonda kullanıma uygundur. Ancak, betonda kullanılacak suyun içilebilir özellikte olması şart değildir. Betondan geri kazanılmış sular, kaynak suları, doğal yüzey suları ve endüstriyel atık sular bir takım ön deneyler yapılmak kaydıyla beton yapımında uygun olabilir. Deniz suyu ve acı göl suları, içerisinde donatı bulunmayan betonlarda kullanılabilir. Kanalizasyon (lağım) suları ise beton yapımı için uygun değildir. Betonda kullanılacak karışım suyu TS EN 1008'e uygun olmalıdır. Karışım suyu içinde bulunabilecek tuz, asit, yağ, şeker, lağım ve endüstriyel atıklar gibi bazı maddeler betonda istenmeyen etkiler yaratabilir. Karışım suyunun analizlerle belirlenmesi ve kalitesinin belli aralıklarla denetlenmesi şarttır. Beton üretiminde kullanılan karma suyunun kalitesi, betonun priz süresi, dayanım kazanma hızı ve donatının korozyona karşı korunmasını etkileyebilir. Bilinmeyen kalitedeki bir suyun, beton üretimi için karma suyu olarak uygunluğunun tayininde suyun bileşimi ve imal edilecek betonun kullanım yeri dikkate alınmalıdır. Betonun bünyesinde çimento ile reaksiyona girmeyen fazla suyun bıraktığı boşluklar yalnız dayanımı düşürmekle kalmamaktadır. Boşluklardan içeri giren zararlı unsurlar (klor, sülfat vb. zararlı etkenler) beton ve donatıya zarar vermekte ve betonun ömrünü kısaltmaktadır. BETONA VERİLEBİLECEK EN BÜYÜK ZARAR, FAZLADAN SU KATILMASIDIR. Katkılar Betonun özelliklerini geliştirmek üzere üretim sırasında veya dökümden önce transmiksere az miktarda ilave edilen maddelere katkı adı verilir. Katkı maddelerini kökenine göre kimyasal ve mineral katkılar olarak ikiye ayırmak mümkündür: 1- Kimyasal Katkılar Kimyasal katkıların özellikleri TS EN 934-2 ‘ye göre belirlenir. Kimyasal katkıların belli çeşitleri aşağıda sıralanmıştır: a) Su Azaltıcılar (Akışkanlaştırıcılar) Betonda aynı kıvamın veya işlenebilirliğin daha az su ile elde edilmesini sağlarlar. Taze betonda kullanılan su miktarı azaldıkça betonun dayanımı artar. Azalttığı su miktarı ile orantılı olarak normal ve süper olarak ayrılırlar. b) Priz Geciktiriciler Taze betonun katılaşmaya başlama süresini uzatırlar. Uzun mesafeye taşınan betonlar veya sıcak hava dökümleri için yararlıdırlar. c) Priz Hızlandırıcılar Priz geciktiricilerin aksine, bu katkılar betonun katılaşma süresini kısaltırlar. Bazı uygulamalarda, erken kalıp almada ve soğuk hava dökümlerinde don olayı başlamadan betonun katılaşmış olmasını sağlamak için kullanılırlar. d) Antifrizler Betonun donmaya karşı kendisini korumasını ve geç priz almamasını sağlar. Antifiriz suyun donma sıcaklığının üzerindeki hava sıcaklığında kullanılmalıdır. Eger hava sıcaklığı suyun donma sıcaklığının altında ise ek tedbirler alınmalıdır. e) Hava Sürükleyici Katkılar Beton içinde çok küçük boyutlu ve eşit dağılan hava kabarcıkları oluşturarak betonun geçirimsizliğini ve dona karşı direncini ve işlenebilirliğini artırır. f) Su Geçirimsizlik Katkıları Sınırlı miktarda hava sürükleyen katkılardır ancak yerine yerleşmiş betonun su sızdırmazlığının sağlanması uygun yerleştirme tekniğinin iyi bir şekilde yapılmasına bağlıdır. Bazı betonlarda birden fazla katkı türü birlikte kullanılabilir. Ancak bu katkıların birbirlerinin etkilerini bozmadıkları denenmelidir. Kimyasal katkılar, yukarıda bahsedilen etkilerinden dolayı bütün inşaat sektöründe betonun ayrılmaz parçası olmuştur. 2) Mineral Katkılar Çimento gibi öğütülmüş toz halde silolarda depolanan cüruf , uçucu kül , silis dumanı, taş unu... vb. çeşitli maddelere 'Mineral Katkı' adı verilir. Mineral katkılar tek başına iken çimento gibi bağlayıcılık özelliği taşımazlar fakat birlikte kullanıldıklarında çimentoya benzer görev yaparlar, dolayısıyla çimento ekonomisi sağlarlar. Mineral katkılardan yüksek dayanımlı beton üretiminde de yararlanılır.
Yapı Teknolojisi
Beton Teknolojisi
Beton Beton, çimento, su, agrega ve kimyasal veya mineral katkı maddelerinin homojen olarak karıştırılmasından oluşan, başlangıçta plastik kıvamda olup, şekil verilebilen, zamanla katılaşıp sertleşerek mukavemet kazanan bir yapı malzemesidir. Betonun mutlak hacmini %70 oranında agrega (kum, çakıl, mıcır), %10 oranında çimento, % 20 oranında su oluşturur. Gerektiğinde, çimento ağırlığının %5'inden fazla olmamak kaydıyla, katkı malzemesi ilave edilebilir. Betonu günümüzün en yaygın taşıyıcı yapı malzemesi yapan özellikleri şöyle sıralamak mümkündür : Ucuzluğu, Bilgisayar kontrollü santrallar, transmikserler, pompalar... vb. ile üretim, taşıma ve yerleştirme aşamalarında büyük gelişmelerin sağlanmış olması, Şekil verilebilme kolaylığı, Çelik donatı ile (betonarme) çekme mukavemetinin yetersizliğinin dengelenmesi Yüksek basınç dayanımlarına ulaşılması Fiziksel ve kimyasal dış etkilere karşı dayanıklılığı (uzun ömür, bakım kolaylığı), Hafif agrega ile hafifletilmesi, pigmentlerle renklendirilmesi