Betonlarda delinebilirliğin basınç dayanımı ve su işleme özellikleri ile ilişkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, farklı dayanım sınıflarına sahip betonların basınç dayanımı, delinebilirlik davranışı ve su işleme özellikleri arasındaki ilişkinin deneysel olarak ortaya konması amaçlanmıştır. Betonun yerinde dayanımının belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan tahribatlı ve tahribatsız yöntemler; numune alma gerekliliği, sınırlı temsil kabiliyeti, yüzey koşullarına duyarlılık ve ölçüm belirsizlikleri gibi çeşitli kısıtlar içermektedir. Bu durum, betonun mekanik özelliklerini daha doğrudan yansıtabilecek, uygulanabilir ve güvenilir alternatif yöntemlere olan ihtiyacı artırmaktadır. Bu bağlamda çalışmada, betonun delinebilirlik özelliği ile basınç dayanımı arasındaki ilişki detaylı biçimde incelenmiş; delme temelli deney yöntemlerinin beton dayanımının değerlendirilmesindeki potansiyeli deneysel veriler ışığında araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, yapı mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan üç farklı beton dayanım sınıfı seçilmiştir: C20, C35 ve C50. Beton karışımları laboratuvar koşullarında tasarlanmış ve üretim sürecinde karışımlar arası karşılaştırılabilirliği sağlamak amacıyla tüm parametreler kontrollü şekilde belirlenmiştir. Her bir beton sınıfında kullanılan agregaların fiziksel özellikleri elek analizi, metilen mavisi testi, özgül ağırlık ve su emme deneyleri ile belirlenmiştir. Kullanılan çimentonun özgül ağırlığı, Blaine inceliği ile erken ve ileri yaş basınç dayanımı özellikleri deneysel olarak ortaya konmuş; beton karışımlarında kullanılan üç farklı kimyasal katkıya ait kimyasal analiz sertifikaları da değerlendirilerek malzeme uygunluğu doğrulanmıştır. Taze beton aşamasında su/çimento oranı ve katkı dozajları hedeflenen dayanım sınıflarına uygun olarak belirlenmiş; betonun işlenebilirlik özellikleri kıvam (slump/yayılma) deneyleri ile değerlendirilmiştir. Ayrıca birim ağırlık, ortam sıcaklığı ve taze beton sıcaklığı ölçülerek kayıt altına alınmış ve bu parametrelerin deney sonuçları üzerindeki olası etkilerinin kontrol edilmesi amaçlanmıştır. Sertleşmiş beton özelliklerinin belirlenmesi amacıyla 100 × 100 × 100 mm boyutlarındaki küp numuneler üzerinde 1, 3, 7, 14 ve 28 günlük kür yaşlarında basınç dayanımı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Betonun erken yaş davranışını değerlendirmek üzere Vicat priz süresi deneyleri uygulanmış; betonun suya karşı davranışını ve geçirimsizlik özelliklerini ortaya koymak amacıyla su işleme derinliği deneyleri yapılmıştır. Tüm deneyler ilgili standartlara uygun olarak yürütülmüş ve her bir beton dayanım sınıfı için yeterli sayıda numune üzerinde tekrarlanarak deneysel sonuçların güvenilirliği sağlanmıştır. Betonun delinebilirlik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla Sievers' J Miniyatür Delme Deneyi uygulanmıştır. Delme deneyleri 7, 14 ve 28 günlük kür yaşlarında gerçekleştirilmiş; her beton sınıfı için üretilen küp numuneler deney öncesinde ikiye bölünerek taze yüzeyler elde edilmiştir. Her bir numune üzerinde dokuz farklı toplamda on sekiz noktadan delme işlemi uygulanmış ve elde edilen delme derinliği ile delme hızı değerleri kullanılarak betonların delinebilirlik davranışları nicel olarak değerlendirilmiştir. Bu yaklaşım ile betonun heterojen yapısından kaynaklanan belirsizliklerin azaltılması ve ölçümlerin istatistiksel güvenilirliğinin artırılması hedeflenmiştir. Deneysel sonuçlar, beton dayanım sınıfının artmasıyla birlikte basınç dayanımının düzenli ve belirgin bir şekilde arttığını; buna karşılık delme hızı değerlerinin azaldığını göstermiştir. Basınç dayanımı ile delme hızı arasında ters yönlü bir bağıntı olduğu belirlenmiş ve bu ilişkinin özellikle 28 günlük kür yaşındaki betonlarda daha güçlü ve tutarlı olduğu gözlemlenmiştir. Erken yaş betonlarda ise hidratasyon sürecinin devam etmesine bağlı olarak delme hızı sonuçlarında daha yüksek saçılmalar meydana geldiği tespit edilmiştir. Bu durum, betonun mikroyapısal gelişiminin delinebilirlik davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma delme temelli deney yöntemlerinin betonun mekanik davranışını yansıtan anlamlı ve ölçülebilir parametreler sunduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, delinebilirlik esaslı yöntemlerin basınç dayanımının değerlendirilmesinde tamamlayıcı bir yaklaşım olarak kullanılabileceğini ortaya koymaktadır. Çalışmanın sonuçlarının, betonun yerinde değerlendirilmesi, kalite kontrol uygulamaları ve beton dayanımının dolaylı olarak belirlenmesine yönelik gelecekte yapılacak deneysel ve uygulamalı araştırmalara önemli katkılar sağlaması beklenmektedir.