En büyük agrega boyutunun betonun kuruma rötresine etkisi

Abstract

Beton, çeşitli dış etkenlere maruz kaldığında, özellikle sıcaklık değişimleri, rüzgar, düşük nem oranı ve çimento hidratasyonu gibi faktörler, beton yüzeyinde terleme oluşumuna neden olmaktadır. Bu terleme, betonun iç yapısındaki suyun yüzeye doğru hareket etmesi ve buharlaşması ile meydana gelir. Terleme süreci, betonun henüz taze olduğu ilk aşamalarda daha belirgin olmakla birlikte, suyun yüzeyde buharlaşması sonucu beton içerisinde içsel gerilimler oluşur. Bu gerilimler, betonun büzülmesi yani rötre olarak bilinen çatlakların ortaya çıkmasına yol açar. Bu rötre çatlakları, betonun dayanımını etkiler ve zamanla betonun servis ömrünü azaltır. Çatlaklar, yapı malzemesinin bütünlüğünü bozar ve yapıya zarar verir. Bu durum, betonun mekanik özelliklerini ve dayanıklılığını olumsuz yönde etkileyerek yapısal zayıflıklara neden olur. Dolayısıyla, rötre oluşumu betonun performansını ve uzun vadeli sağlamlığını etkiler, bu da yapıya bakım veya onarım gerekliliğini doğurur. Rötre çatlaklarının önlenmesi ve kontrol altına alınması, betonun performansını korumak ve uzun vadede yapının sürdürülebilirliğini sağlamak açısından büyük önem taşır. Rötreyi minimize etmek için beton karışımında kullanılan malzemelerin özellikleri, su/çimento oranı, agrega türü ve boyutu gibi faktörlerin dikkatle seçilmesi gerekmektedir. Betonun rötresini etkileyen faktörler arasında çimento hamurunun hacmi, ortamın koşulları, kullanılan çimento türü, kullanılan inert madde oranı, su/çimento oranı ve agrega özellikleri önemli bir yer tutar. Bu çalışmanın odak noktası, betonun bileşimindeki çimento miktarı, su/çimento oranı, agrega konsantrasyonu ve maksimum agrega çapı gibi parametrelerin betonun kuruma rötresi üzerindeki etkisini açıklamaktır. Çimento miktarı, beton karışımındaki çimento yoğunluğunu belirlerken, su/çimento oranı suyun beton içindeki dağılımını ve betonun rötre oluşumunu etkiler. Agrega yoğunluğu ve en büyük agrega çapı ise betonun iç yapısını ve boşlukların büyüklüğünü belirleyerek rötre oluşumu üzerinde etkilidir. Yapılan çalışma kapsamında agrega çapı 16 mm ve 32 mm olan iki farklı numune grubu hazırlanmıştır. Bu numune gruplarında su/çimento oranı 0.4 ve 0.5, agrega konsantrasyonu oranı 0.6 ve 0.7 ve kalker tozu oranı bağlayıcıya göre ağırlıkça 0.0, 0.05 ve 0.10 olacak şekilde karışım oranları hazırlanmıştır. Deneyler için her numuneden 3 adet üretilmiştir. Numuneler sabit nem oranı (%35 + 5) ve sabit sıcaklık (24 oC + 5) koşulları altında incelenmiştir. Bu koşullar altında toplamda 24 farklı beton karışımı üretilmiştir ve elde edilen numunelerin yarısında çapı maksimum 16 mm, diğer yarısında çapı maksimum 32 mm olan agregalar kullanılmıştır. Hazırlanan bu numuneler üzerinde elastisite modülü, basınç dayanımı, boy ve ağırlık değişimleri ve kılcallık deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre, boy değişimi (rötre) deneyi için numuneler üzerinde 200 gün boyunca boy ölçümü deneyi yapılmıştır ve maksimum agrega çapının artmasıyla rötrenin azaldığı, su/çimento oranın artmasıyla rötrenin arttığı, agrega konsantrasyonun artmasıyla rötrenin azaldığı ve kalker tozu oranının artmasıyla rötrenin nispeten azaldığı sonuçlarına varılmıştır. Rötre üzerindeki en belirleyici faktörün maksimum agrega çapı ve agrega konsantrasyonu olduğu görülmüştür. Bu çalışmada, Amerikan Beton Enstitüsü (ACI), AASTHO (Amerikan Devlet Yolları ve Ulaşım Görevlileri Birliği) ve CEB-FIP (Avrupa Beton Birliği - Uluslararası Beton Birliği) gibi uluslararası yönetmeliklerde yer alan rötre hesap modelleri incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde ölçülen değerlere en yakın değerleri B4 Rötre Modeli vermiştir. B4 modelinin başarısının temel sebeplerinden biri, agrega çapını modelde hesaba katmasıdır. Diğer modeller, ölçülen rötre değerlerinden daha küçük sonuçlar vermiştir. ACI modeli, genellikle temel ve genel uygulamalar için geniş bir yaklaşım sunarken, CEB-FIB modeli, daha kapsamlı ve detaylı bir analiz sağlar. AASHTO modeli ise özellikle altyapı projeleri için özelleştirilmiş hesaplamalar sunar.