70
agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th Edition 4) Mindess S et al., Concrete, 2nd Edition 5) Hewlett P, Lea's Chemistry of Cement and Concrete, 5th Edition 6) Mehta PK, Monteiro PJM, Concrete: Microstructures, properties, and materials 7) Portland Cement Association Paki Turgut

agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

  • Upload
    others

  • View
    16

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

agregalar5

Kaynaklar1) Turhan Y. Erdoğan, Beton2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006.3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th Edition4) Mindess S et al., Concrete, 2nd Edition5) Hewlett P,

Lea's Chemistry of Cement and Concrete, 5th Edition6) Mehta PK, Monteiro PJM, Concrete: Microstructures, properties, and materials7) Portland Cement Association

Paki Turgut

Page 2: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Beton hacminin yaklaşık %70'ni oluşturur.

Doğal kayaçların yanında(kırmataşyada çakıl),endüstriyel atıklardan da elde edilebilir.Ağır veya hafif beton yapımıiçin özel olarak ta üretilebilir.

Normal ağırlıklı betonun dayanımıagrega tipine bağlı değildir.Yüksek dayanımlı betonun bağlıdır.

Agregalar sert ve dayanımıyüksek olmalıdır. Sert ve dayanımı yüksek agregalardayanımı yüksek beton verir.

Agregalar dayanıklılığı iyiolmalıdır. Aşınma, yırtılma ve bozunma olmamalıdır.

Çimento ile kimyasal reaksiyona girmemelidir.(REAKTİFLİK)

Yumuşak ve boşluklu kayaçlar tercih edilmez, karıştırma esnasında kırılabilirler ve ince tane oluştururlar.

Agregalar kil, silt ve organikmaddeler içermemeli, temizolmalıdır.

Page 3: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Beton Agrega

Donma-çözülme direnci

Islanma-kuruma direnci

Isınma-soğuma direnci

Aşınma direnci

Alkali agrega reaksiyonu

Sağlamlık, porozite, boşluk yapısı, geçirgenlik, doyma derecesi, çekme dayanımı, yüzey şekli

Boşluk yapısı, elastisite modülü

Isıl genleşme katsayısı

Sertlik

Reaktif silis varlığıDA

YA

NIK

LILIK

Dayanım

Büzülme ve sünme

Isıl genleşme

Isıl iletkenlik

Birim ağırlık

Elastisite modülüKaymaya direnç

EkonomiklikDayanım, yüzey yapısı, temizlik, tane şekli, en büyük tane boyutu

Elastisite modülü, tane şekli, gradasyon, temizlik, en büyük tane boyutu, kil minerali varlığı

Elastisite modülü, ısıl genleşme katsayısı

Isıl iletkenlik

Özgül ağırlık, tane şekli, gradasyon, en büyük tane boyutu

Elastisite modülü, Poisson oranı

Cilalanabilme durumu

Tane şekli, gradasyon, en büyük tane boyutu, gerekli işlem miktarı, bolluk durumu

Özgül ısı Özgül ısı

ETKİLEŞİM

Page 4: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agrega toplama

Savak

Silt yıkama

Agrega kaynakları

Gemi

vakum

Serbest yüz Serbest yüz

Kaya patlatma şekilleri

Page 5: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Kırıcılar ve kırma mekanizmaları

Basınç

Kesme

Çarpma

Sürtünme

Page 6: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Eksenel basınç dayanımı (MPa)

Ela

stis

ite m

odülü

(G

Pa)

Çelik

E/EBD

Kil briket

Beton için

Silt briket

Yol malzemesi

Agrega

Çok gevrek agrega

Agrega seçimi

Page 7: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Killi çakıl girişi

Döner hazne

HavuzÇamurlu

su çıkışı

Döner elek

İnce çakılİri çakılUygun

olmayançakıl

Yıkanmış-elenmiş agregalar

Agreganın yıkanması ve elenmesi

Page 8: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Fillerçıkışı

%10 katı

%30 katıKum bulamacıgirişi %20

İri kum%90 katı

Spiral kumun derecelendiriciSpiral

Page 9: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Titreşimli eleme

Ele

me k

apasi

tesi

Eleme kapasitesi

Elek altı

Eleme yönü

İri

Düş

ük k

apas

ite

düş

ük v

erim

Yüksek kapasite

normal verim

Orta kapasiteYüksek verim

Elek besleme tabakası

Kare elek göz açıklığı, mm

Ele

me k

apas

ites

i, to

n/sa

at

Page 10: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

İri kumürün

Kum besleme inc

eku

m

inc

eku

m

Sallanma bölgesi

Yukarıya doğrusu akışı

Kum sınıflandırma üniteleri

(fluidized-bed,akışkan yatak)

Kum besleme

incekum

(taşma)

irikum

(Boşalma)Sulu kum besleme

iri orta ince

inceçamur

ürünler

Kesit V şeklinde

Page 11: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Numune hazırlama

Numune miktarı= (6x5x10kg)+(4x2x10kg)=380kg

uzunluk 100-200 m, yükseklik 3-4 m

toplam

380kgnumune yayılır, çeyrek alınır

50kg laboratuvara

iri taneleryığının altkısmına

kalan açıo35-40

oldukça temiz

deniz kumundatuz burada birikirnemli

ince tanelibölge

iri taneleryığının altkısmına

kesit

Page 12: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Betonda yan etkisiZararlı bileşenler

i ii iii iv v

Agrega üzerinde kil tabakası

Kil yumruları ve değişmiş kayaç parçacıkları

Kılcallık ve mikroboşluklu tanecikler

Kömür ve hafif tanecikler

Zayıf ve yumuşak tanecikler

Organik maddeler

Mika

*Kloridler

Sülfatlar

Demir sülfür

Çözünebilir kurşun, çinko ve kadmiyum

Alkali-reaktif unsurlar

Salınabilir alkaliler

Ana etki İlave etki

i çimentonun priziyle kimyasal etkileşim

ii çimento hamuru ile agrega arasındaki fiziksel bağın önlenmesi

iii taze betonun özellikleri, dayanıklılık, sertleşmiş beton özelliği

ni etkileme

iv sertleşmeden sonra hidratasyon devam ederken genleşme ve

çatlama-çimento hamuru ve agrega etkileşimi sonucu

v agregaların kendi aralarındaki zayıflığı ve dayanıklılıkta sorun

* beton içerisindeki donatının korozyonu

Page 13: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agregaların dayanıklılık problemleri

Donma-çözülmeye karşı direnç

Alkali-agrega reaksiyonu

Alkali-silika

Alkali-karbonat

Zararlı maddeler

1920'li yıllarda farkedildi!

Agregada reaktif silis,

çimentodan alkalilerle

reaksiyon

Boşluklu jel yapısı oluşur

ve bu jel suyu emerek şişer.

Şişme sonucunda beton

genleşir ve çatlar.

Betonun ilk yapımından

5-10 yıl sonra ortaya

çıkar.

Alkali-silika

reaksiyonu

Suya

doygunluk

Agrega

Reaktif

silika

Alkali

Uçucu kül

Çimento

Donma -çözülmede müsaade edilen kayıp (% )

Agrega

sınıfı

Magnezyum Sülfat

Çözeltisi

TS

ASTM

TS

ASTM

İnce agrega

İri agrega

15.0

18.0

10.0

12.0

22.0

27.0

15.0

18.0

Sodyum Sülfat

Çözeltisi

Page 14: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th
Page 15: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Alkali-silika reaksiyonu nasıl belirlenir?

stereo mikroskop

Önce

Sonra

ASR jeli için Sodyum kobalnitrit ve rodamin B lekesi

Page 16: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Petrografik incelemeİnce kesit

Page 17: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Environmental SEM

ASR gel

Page 18: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th
Page 19: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

ASR mekanizması

İki farklı jel oluşur

Genleşmeyen kalsiyum-alkali-silikat-hidrat C-N(K)-S-H

Genleşen alkali-silikat-hidrat N(K)-S-HBu iki jel aynı anda oluşursa, hasar çok şiddetli!

Boşluk suyu çözeltisi+ + + -H O, Na , K , Ca ,OH , H SiO2 3 4

Reaktif siliste depolimerizasyon

ayrışmaşişme

Çözeltideki alkalilerdenziyade çözeltinin alkaliliği

önemlidir.

Ne kadar fazla alkalilik,o kadar daha fazla çözünebilir silika

Page 20: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th
Page 21: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

1

Page 22: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

2

Page 23: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

3

Page 24: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

4

Page 25: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

5

Page 26: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

6

Page 27: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

7

Page 28: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

8

Page 29: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

9

Page 30: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

10

Page 31: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

11

Page 32: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

12

Page 33: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Portland çimentosunun oksit kompozisyonuSiO 20.552

Al O 5.072 3

Fe O 3.102 3

CaO 64.51

MgO 1.53

K O 0.732

Na O 0.152

SO 2.533

Kızdırma k.1.58

Alkaliler: çimentonun çok az bir kısmı

+ - K O + H O = 2K + 2OH2 2

+ -Na O + H O = 2Na + 2OH2 2

pH değerini

13.2-14'e çıkarırlar

Page 34: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Alka l i ve ka l s i yum i yon l ar ışişkin agrega içerisine difüze olur.Agrega içerisinde genleşmeyenbir ürün olan diğer bir deyişleCSH'a benzer alkali bir ürün o l a n C - N ( K ) - S - H o l u ş u r .CH'ın çözünürlüğü alkali konsantras-yonu ile ters orantılıdır.

Boşluk çözeltisi, C-N(K)-S-H vasıtasıylasilikate difüze olur.

Difüzyon hızı ve alkali konsantrasyonunabağlı olarak, sonuçlar çok tahrip edici olabilir.

CaO konsatrasyonu %53'ten büyük ya dadaha fazla hidrate olmamış

C-N(K)-S-Hvarsa, genleşmeyen bir jel oluşur.

Yüksek alkali konsantrasyonunda CH'ınçözünürlüğü azalır, böylece CaO içermeyengenleşmesi düşük N(K)-S-H jeli oluşur.

N(K)-S-H'nin viskozitesi düşüktür ve kolaybir şekilde difüze olur(C-N(K)-S-H böyledeğildir).

İkisinin birlikte oluşması durumunda,boşluk miktarı az kompozit bir yapı meydana gelir.

N(K)-S-H ozmotik etkiden dolayı suyuçeker, şişer ve yerel çekme gerilmeleri oluşturur ve sonuçta beton çatlar.

Page 35: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Genle

şme %

Agrega içerisindeki reaktif silika miktarı %

Agrega içerisindeki

reaktif silika miktarı artarsa,

niçin genleşme azalır?

Page 36: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

oBeton, nemli kür, 20 C

Opalin silikaAgrega kırmataş değil

3Na O= 5kg/m2

Reaktif tane boyutu, mmSembol

Betonun yaşı, gün

Genle

şme %

0.15-0.300.30-1.202.50-5.0

7.013

Page 37: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Genle

şme %

Çimentonun alkali miktarı %

.

Page 38: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Alkali-silika reaksiyonunu önlemeye yönelik yaklaşımlar

Malzemelerin seçimi

Agrega

Bağlayıcı malzeme

Katkılar

Oranlama ve karışım hesabı

Sertleşmiş beton testi

Geçmişteki performansı Petroğrafik inceleme

(ASTM C295)

Alkali-silika reaktivitesi

Hızlı harç testi (ASTM C1260)

Beton prizme testi (ASTM C1293)

Sağlanmıyorsa, agrega RED ya da ISLAH

Günümüz çimentoları, çok ince, C S ile alkali ve sülfat miktarı çok fazla3

ASR potansiyeli varsa, karışımın alkaliliğini azalt

Düşük alkalili çimento

(eşdeğer Na2O< % 0.6)

3Toplam alkali< 3kg/m

Portland çimentosunu uçucu kül ve granüle

y.f cürufla harmanlamak

Page 39: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Düşük kireçli (F sınıfı) uçucu kül daha etkili,

çünkü CH'i CSH'a dönüştürür. Böylece, alkalileri

bloke eder, hamurun geçirgenliğini azaltır.

Granüle yüksek fırın cürufu, CH' ve geçirgenliği

azaltır.

Silis dumanı kaldırımlarda kullanılmaz ancak köprülerde

kullanılır.

C sınıfı uçucu kül alkaliliği önemli derecede artırabilir.

ASR riski varsa, KULLANILMAMALIDIR.

Page 40: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Lityum türü katkılar oldukça etkilidir.

Lityum nitrat oldukça etkili ve temini kolay

Ancak pahalıdırlar.

Mineral katkılar daha ekonomik

ve ayrıca geçirgenliği azaltırlar.

ASR önleyen kimyasal katkılar O

N Li

O O

Page 41: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

ASTM C227 genleşme sınırı

Uçucu kül %0

%10

%20

Zaman, ay

Genle

şme %

ASTM C227 genleşme sınırı

%0.6

eşde

ğer Na

O %

0. 90

2

Zaman, ay

Genle

şme %

Page 42: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Alkali karbonat reaksiyonuDolomit içeren kalkerden dolayı oluşur.

Çok ince tane yapısına sahip dolomit

Yeterli miktarda ince taneli kalsit

Doku içinde bol miktarda kil

Dolomit ve kalsit kristalleri kil matris içerisinde yayılmış

Rombik yapılı kalsit kristalleri (CaMg(CO ) , ince teneli3 2

kalsit Ca(CO ) kil ve yaygın silt boyutlu kuvars içinde3

katılaşır.

Mekanizması pek anlaşılamamıştır.

Kalsit ve brusit içindeki dolomitin yapısını bozulması

CaMg(CO ) + 2MOH = Mg(OH) + CaCO + M CO3 2 2 3 2 3

Alkali karbonat, alkali hidroksit oluşturmak için

CH ile reaksiyona girer.

Na CO + Ca(OH) = 2NaOH + CaCO2 3 2 3

Tamamen önlemek mümkün değil!

Çok düşük alkali çimento kullanmak faydalı olabilir,

Buz çözücü tuzlar durumu daha da kötüleştirir.

Testler

ASTM C586 ve ASTM C1105

Page 43: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

TANE ŞEKİLLERİ

Boşluk

Pompa

borusu

sıkışma

kuvvet

Eğilme kırılması

Page 44: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

0.3

0.5

0.7

0.9

0.1 0.3 0.5 0.7 0.9

küre

sellik

toparlaklık

küresellik=Nominal çap/maksimum uzunluk

küresellik=Ortalama yarıçap/maksimum yarıçap

küre

sellik

yükse

kdüşü

k

oldukça

toparlak

toparlakyarı

toparlak

yarı

köşeli

köşeliçok

köşeli

Şekil, yüzey yapısı ve elastisite mod. dayanımlara etkisi %

Şekil Yüzey durumu Elastisite modülü

Eğilme dayanımı 31 26 43

Basınç dayanımı 22 44 34

Page 45: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

GRADASYON, TANE BÜYÜKLÜĞÜ DAĞILIMI

Çimento hamuru miktarını azaltır. Hamur miktarının en az olması istenir. İşlenebilirlik, dayanım ve dayanıklılığı iyileştirir.

Çimento hamuru miktarı agregalar arası mesafe ile ilgilidir. Üniform (tek düze) tane büyüklüğünde fazla hamur gerekir. Küçük tane boyutu daha fazla hamur gerektirir.

Çok sıkı paketleme işlenebilirliği azaltır.

Üniformboyut

Sürekligradasyon

Büyük boyutlarınküçüklerle yer

değişirmesiKesikli

gradasyon

İnce malzemesiz

Page 46: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

kesikli

granülometri

Sıkı

granülometri

Boşluklu

granülo

metri

Geçen %

Tane boyutu (mm)

Kütle betonu

yapımında

agreganın

ısıl özellikleri

önemlidir.

Page 47: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Elek boyutları

Türk standartlarında kullanılan kare delikli eleklerin

elek göz açıklıları mm olarak şöyledir;

125; 90; 63; 31.5; 16; 8; 4; 2; 1; 0.5; 0.25;

ASTM standardında mm olarak şöyledir;

100; 90; 75; 63; 50; 25; 19; 12.5; 9.5; 4.75; 2.36; 1.18;

0.60; 0.30; 0.15

İnce ve iri agregayı ayıran elek boyutu, Türk

standartlarında 4 mm, ASTM standartlarında ise, 4.75

mm dir.

Page 48: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Elek analizi

Elek analizini yapabilmek için, standart boyuttaki

elekler büyükten küçüğe doğru elek sarsma makinesinin

üzerine yerleştirilir. En alt kısma deliksiz toplama kabı

konur. Agrega 110±5 oC sıcaklıkta değişmez ağırlığa

gelinceye kadar kurutulur. Numune en üstteki eleğe

yerleştirilir ve sarsma işleminden sonra her bir elek

üzerinde kalan agrega miktarları tartılıp kaydedilir.

Page 49: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Standart

elekler

(mm)

63.0

31.5

16.0

8.0

4.0

2.0

1.0

0.5

0.25

Kap

TOPLAM

0

5200

2220

4580

1780

2020

1200

1400

1020

580

20000

0.0

26.0

11.1

22.9

8.9

10.1

6.0

7.0

5.1

2.9

0.0

26.0

37.1

60.0

68.9

79.0

85.0

92.0

97.1

100.0

100.0

74.0

62.9

40.0

31.1

21.0

15.0

8.0

2.9

0.0

Elek üzerinde

kalan miktar

(gr)

Elek üzerinde

kalan miktar

(%)

Elek üzerinde

kalan yığışımlı

miktar

(%)

Elekten

geçen

miktar

(%)

Elek analizi ve granülometri eğrisi

Ele

kte

n g

eçen m

ikta

r (%

)

Elek göz açıklığı, mm

İncelik modülü neyi

ifade eder?

Nasıl hesaplanır?

Gradasyon eğrisine bakarak ince agrega (kum) miktarını bulmak mümkündür. Yukarıdaki

eğride, karışım içerisindeki kumun miktarı %31.1 dir.

Bu eğriyi kullanarak, belirli bir agrega boy gurubuna giren agrega miktarını da

bulmak mümkündür. Örneğin, 31.5mm ve 16mm açıklıklı eleklerden geçen miktarlar

sırasıyla %74.0 ve %62.9 dur. O halde, 31.5mm' den küçük ve 16mm' den büyük olan

tanelerin miktarının, toplam numune içerisinde %74.0-%62.9=%11.1 olduğu

görülmektedir.

Page 50: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

En büyük tane boyutu (mm)

Malzeme

8

16

31.5

63

Su (kg/m3)

Çimento (kg/m3)

İnce agrega (%)

Hapsolmuş hava (%)

190

380

74

3

167

334

56

2

160

320

47

1

147

294

38

0.5

Betonda kullanılan agreganın en büyük tane büyüklüğü,

beton karışımında yer alan malzemelerin miktarlarını

etkilemektedir. Bu durum, su/çimento=0.5 ve çökme

değeri 7 cm3 olan 1 m3 beton için aşağıdaki tabloda

verilmektedir.

Page 51: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Kesikli granülometriG

eçen %

Elek boyutu, mm75 150 300 600 1.20 2.36 5.0 10.0 20.0

0

20

40

60

80

100

Kesikli granülometriye sahip olan agregalar ile daha

ekonomik bir beton üretilebilir. İstenilen işlenebilirlik

için, daha az kum gerekir ve böylece, istenilen çökme

miktarı için daha az çimento ve düşük su/çimento oranı

elde edilir. Böyle bir gradasyonun avantajlı olmayan

tarafı ise, taze betonda segragasyonun oluşmasıdır. Bu

nedenle, kesikli granülometrinin, vibrasyonla

sıkıştırılacak olan düşük işlenebilirliğe sahip olan rijit

karışımlarda kullanılması uygundur.

Nerelerde kullanılır?

Page 52: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

nP=(d/D)

P: elekten geçen %

D: en büyük agrega boyutu

d: elek boyutu

n: kalınlık ve inceliğe göre katsayı

birim ağırlığın büyük olması isteniyorsa

n= 0.5 alınmalıdır.

Yoğunluğu en büyük yapan gradasyon bağıntısı

Fuller ve Thompson bağıntısı (1907)

Page 53: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th
Page 54: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agrega granülometrisi

uygun değilse, ne yapılır?

Bazen bir agrega numunesinden istenilen oranlardaki

tane dağılımı elde edilememektedir. Bu durumda, bu

agregayı farklı granülometriye sahip elde mevcut diğer

agrega veya agregalarla karıştırmak gerekmektedir.

Buna ait bir örnek yanda verilmektedir.

Page 55: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agreganın granülometrisi uygun değilse, diğer agregalarla

karıştırma üzerine bir hesap

Page 56: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agregalar niçin ocaklarda

farklı sınıflara ayrılır?

0-3mm / 3-7mm / 7-15mm / 15-30mm

Page 57: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Bası

nç d

ayanım

ı, M

Pa

Agreganın en büyük tane boyutu, mm

En büyük agrega tane boyutuve çimento miktarının dayanıma etkisi

Page 58: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agreganın nem durumu

W/C oranını etkileyeceği için önemlidir.

Fırın kurusu Hava kurusu Suya doygun

yüzey kurusuIslak

Su emme kapasitesi Islak yüzey

Etkin su emme

Suya doygun yüzey kurusu (ssd) durum referans olarak alınır, ancakagregalar gerçekte bu durumdabulunmaz.

Su emme oldukça önemli, doğalagregaların çoğunun se emmekapasitesi %1-2 arasında.

A=100x(Wssd-Wod)/Wod

EA=100x(Wssd-Wad)/Wssd

SM=100x(Wwet-Wssd)/Wssd

Page 59: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

İnce

İri

Yüzey nemi (ağırlıkça %)

Hacim

art

ışı, k

uru

kum

%si

ola

rak

İnce agrega kabarması Yüzeyde oluşan su filmi

kum tanelerini zıt yönde

iter (yüzey geriliminden dolayı).

Karışım hesapları

kumun hacmi dikkate alınarak

yapılsaydı, hangi olumsuz etkiler

ortaya çıkardı?

Kumun kabarma

miktarında önemli olan iki unsur

nem ve incelik

Page 60: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Betonda kullanılabilecek en büyük agrega boyutuEn büyük tane boyutu;≤ 1/5×en dar kesitli kalıp genişliği≤ 3/4×iki donatı arasındaki en küçük mesafe≤ 1/3×döşeme derinliği

Page 61: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

İnce agrega (%)

3B

irim

ağır

lık (

kg/m

)

İri ve ince agrega karışımlarında kuru-sıkışık agreganın birim ağırlığının değişimi

İnce agrega oranının toplam karışımda %40 olduğunda

birim ağırlığın en büyükolduğu görülmektedir.

Page 62: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agreganın birim ağırlığı (yoğunluğu) Belirli hacimdeki bir kabı dolduran agrega tanelerinin

toplam ağırlığının, kabın hacmine bölünmesi ile bulunur.

U= Wa/V dir. (gr/cm3 veya t/m3)

Birim ağırlığı etkileyen faktörler; Ø

Agreganın gradasyonu

Ø

Tane şekli

Ø

Nem durumu

Ø

Gevşek veya sıkıştırılmış olması

En büyük agrega Tane çapı

(mm)

Ortalama Kapasitesi (dm3)

İç çapı (mm)

İç Yüksekliği

(mm)

Metal Kalınlığı (mm)

3

14 28

152

244 356

165

285 285

3.5

3.5 3.5

4-16

16-32

32-64

Birim ağırlıklar, birim ağırlık kovaları yardımıyla

bulunmaktadır. Bu kovaların boyutları Tabloda

verilmektedir.

Page 63: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Gevşek ve sıkışık

birim ağırlıklar nasıl

bulunur?

Page 64: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Kum ve

iri agreganınyoğunluğunun

bulunması

Page 65: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

1 m3 betonda 178kg su, 315kg çimento ve %1.0 hava yer

alacaktır. Agregalar doygun -yüzey kuru durumdadır.

Çimentonun özgül ağırlığı 3.15, ince ve iri agrega

karışımının doygun-yüzey kuru özgül ağırlığı 2.60 dır.

1m3

betonda yer alacak agrega ağırlığını hesaplayınız.

1m3 betondaki malzemelerin mutlak hacimleri;

Su 0.178/1.0

0.178m3

Çimento 0.315/3.15

0.100m3

Hava

0.010m3

Toplam

0.288m3

Agrega hacmi (1.000–0.288)

0.712m3

Agrega ağırlığı 0.712x2.60=1.851ton veya 1851kg

Agrega miktarının hesabı

Page 66: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Agrega türlerinin betonun kuruma büzülmesine etkisi

1 yıl s

onunda k

uru

ma b

üzülm

esi

, %

Kumtaşı Damtaşı Granit Kalker Kuvars

Page 67: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Asitlere ve diğer kimyasallara dayanıklılık

Silisli agregalar asitlere dayanıklıdır, kalker agregalar asitlerle reaksiyonagirer. Ancak kalkerli agregalar beton içindeki asitleri etkisiz hale getirmeözelliğine de sahiptir.

Ortamda kuvvetli kalsiyum hidroksit varsa, silisli agregaların betonda kullanımı sakıncalıdır.

Asit yağmurları (pH= 4.5) betonun yüzey görüntüsünü bozabilir ancakperformansını pek etkilemez.

Page 68: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Yangın direnci

Betonun yangın direnci agreganın özelliklerine bağlıdır. Örneğin ısı iletimi,ısıl genleşme ve difuzyon özellikleri agregaya büyük ölçüde bağlıdır.

Hafif agregalar boşluk içermeleri nedeniyle yangına karşı normal agregalarakıyasla daha dirençlidir.

İri kalker agrega içeren betonların yangına direnci, silissi agregalar ya da granitle yapılan betonlara kıyasla daha yüksektir.

590 oC de, kuvarsın hacmi %0.85 kadar artar ve betonda tahribat oluşturur.-6 oBetonda kullanılan agregaların ısıl genleşme katsayıları 0.55-5x10 1/ C

arasındadır.

Page 69: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

İnce malzemelerin etkisi

75 mikrondan daha küçük taneler, özellikle silt ve killer agrega yüzeyini

kaplar ve agrega ile çimento hamuru arasındaki yapışma(bağ) zayıflatır.

Kil ve silt miktarının çok fazla olması karışım suyu ihtiyacını artırır.

Kömür, odun ve diğer bazı malzemeler betonun yüzeyine yakınsa, beton

yüzeyinde patlatma meydana getirir.

Page 70: agregalar · 2020. 3. 27. · agregalar 5 Kaynaklar 1) Turhan Y. Erdoğan, Beton 2) İlker Bekir Topçu, Beton Teknolojisi, 2006. 3) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th

Atık beton agregasının tekrar kullanımı

Bu tür agregaların su emme miktarı

oldukça fazladır. Agrega çapı küçüldükçe

su emme miktarı daha fazla olmaktadır.

Bu agregalardan yapılan betonların büzülme

ve sünme miktarı, yeni agrega ile yapılan

betonunkinden % 100 daha fazla olmaktadır.

Basınç dayanımında azalmalar da meydana

getirmektedir. Ayrıca sülfat ve klor içeri-

yorlarsa priz sürelerinde anormallikler

oluşur. Gecikmiş etrenjitin hasar verici

durumunu oluşturabilirler.

Ancak yeni agrega ile bir miktar yer

değiştirerek kullanılmasına izin verilebilir.