Donatının korozyona karşı korunması
Güncel Eurokodlara göre beton koruyucu tabakasının minimum kalınlığı (cnom) öngörülmüştür. Böyle bir beton tabakasının kalınlığı, betonarme elemanın dış yüzeyinden ilk donatıya olan en küçük mesafedir. Çizgisel elemanlarda bu etriye, yüzey elemanlarında ise alt boyuna donatıdır. Nominal koruyucu tabaka şu şekilde tanımlanır: cnom = cmin + Δcdev
cmin, değeri beton ve donatı aderans koşullarına, çevre koşullarına, donatı üzerindeki kaplamaya vb. bağlı olan asgari öngörülmüş koruyucu beton örtüsüdür. Δcdev, uygulamadaki sapmayı temsil eden değerdir. Betonarme elemanın maruziyet sınıfına bağlı olarak nominal koruyucu beton örtüsünün farklı değerleri vardır; bu değer çoğunlukla 2,5 cm ile 3,5 cm arasında değişir. Temeller için bunun 5cm olduğu kabul edilir.
Sık sık ısıtılıp soğutulurken çimento harcı ve betonun davranışı
Taze betonun dayanımı, buharla kademeli olarak ısıtılarak veya kademeli olarak ısıtılan suda bekletilip ardından yavaşça soğutularak hızla artırılabilir. Bu yolla, bir günlük işlemden sonra, normal yöntemde ancak birkaç hafta sonra elde edilen dayanımlar ortaya çıkar. Etki derecesi çimentoya ve agrega türüne bağlıdır; ancak yağsız betonla, zengin betona göre çok daha iyi sonuçlar elde edilir.
Isıtma ve soğutma geniş sınırlar içinde yapıldığı takdirde, beton elemanda bunlar hızlı uygulanıyorsa önemli gerilmeler oluşacaktır. Böyle bir durumda, özellikle sık tekrarlanması halinde, dıştan içeriye doğru ilerleyen ve betonun mekanik özelliklerini etkileyen çatlakların oluşması beklenmelidir. Bu sırada çeşitli çimentolar farklı davranır; bu nedenle pratik kullanım amacıyla çimentonun dikkatle seçilmesi tavsiye edilir.
Betonun ısı geçirgenliği
Betonun ısı iletkenlik katsayısı, agreganın ve çimentonun özelliğine, çimento miktarına, karışım için kullanılan su miktarına, betonun nemine ve sıcaklık düzeyine bağlıdır. 10 cm cm kalınlığındaki ve iyice kurutulmuş beton plakalarla yapılan deneylerde, ısı iletkenlik katsayısı λ’nın 1,163 W/mK olduğu, 10 oC’de, su içinde beklemiş beton plakalarla ise bunun 2,326 W/mK’ye kadar çıktığı belirlenmiştir. Daha kalın plakalar daha yüksek ısı iletkenlik katsayıları vermiştir; en yüksek değer 2,38 W/mK olmuştur.
Betonun ısı altında genleşmesi
Yayılma büyük ölçüde agregaya, ardından betonun nemine ve ayrıca çimentonun kendisine bağlıdır. Şimdiye kadar bilinen sınır değerler 0 ile 40 oC arasında yaklaşık olarak 6 ile 13*10-6 m/m olmak üzere her derece için geçerlidir.
Sık yüklemeye karşı dayanıklılık
1. Yorulmada basınç dayanımı. Yorulma dayanımı kavramı burada genel anlamda kullanılmıştır; teknik uygulamada yorulma dayanımları (basınç, çekme, dönüşümlü basınç ve çekme, eğilme, kesme, saf kesme, burkulma) ile yükleme biçimi (yalnız sabit, yalnız sık tekrarlanan, kısmen sabit ve kısmen değişken) her zaman belirtilmelidir.
Sakin yükleme nedeniyle yorulma altındaki basınç dayanımı: uzun süreli yüke karşı direncin, olağan basınç deneyi sırasında ortaya çıkan dayanımın en az ¾’ü olması beklenmelidir.
Sık aralıklı yükler nedeniyle yorulma altındaki basınç dayanımı (temel dinamik dayanım): çeşitli bileşimlerdeki beton kolonların, özellikle farklı çimento miktarları ve farklı tane dağılımlarıyla, temel dinamik basınç dayanımının, normal yük altında kırılıncaya kadar olan prizma dayanımının en az 0,5 olduğu görülmüştür. Bu sırada dakikada 260 yükleme çevrimi uygulanmıştır; bu temel dinamik dayanımın belirlendiği toplam çevrim sayısı iki milyon olmuştur. Dakikadaki çevrim sayısı arttıkça (dakikada 10 ile 450 çevrim arasında denenmiştir), kırılmaya götüren tekrar sayısı da artmıştır.
Aynı anda etkili olan sabit ve tekrarlayan yükler nedeniyle yorulma altındaki basınç dayanımı: Tekrarlayan yüklere sabit yükler eklendiğinde, sabit yükler arttıkça, normalde iki milyon kez tekrarlanan tekrarlayan yüklerin genlik değerleri azalmıştır. Örneğin, şek. 1, S tekrarlayan yüklerinin genliklerinin şu değerlerde olduğunu göstermektedir:
- sakin yükleme için σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- sakin yükleme için σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- sakin yükleme altında σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Şek. 1
Şek. 2
2. Betonun yorulma altındaki eğilme dayanımı. Şekil 2’de gösterilen, sürekli nemli durumda tutulan kirişler üzerinde yapılan deneyler, temel dinamik yükleme altında yorulma altındaki eğilme dayanımının 28 kg/cm2 olduğunu, buna karşılık normal eğilme dayanımının 53 kg/cm2 olduğunu göstermiştir; bu da 0,53 oranına karşılık gelir.
Hafif beton
Hafif beton (beton ağırlığı 18 kN/m3 altında) şu gibi hafif, gözenekli agregaların kullanılmasıyla elde edilir: ponza taşı, yüksek fırın cürufu, kazan cürufu; ayrıca, harç hazırlanırken gaz oluşturan katkılarla (gaz beton) ya da harç içinde köpürmeye neden olan katkılarla (köpük beton) doğal veya yapay kum ve un esaslı karışımlardan elde edilen harçların kullanılmasıyla da üretilir.
Hafif beton, diğerlerinin yanı sıra, duvar ve çatı için duvar blokları ve ponzadan levhaların üretiminde çok kullanılır; kuru halde ısıyı kötü iletir; dayanımı orta düzeydedir, ancak kolayca ayarlanabilir; bu nedenle konutların taşıyıcı duvarları için hafif bloklar güvenle üretilebilir.
Gaz betonunda gaz oluşturucu madde olarak alüminyum tozu kullanılır. Katkı miktarına ve diğer koşullara bağlı olarak, kuru halde ağırlığı yaklaşık 3 kN/m3 ve üzeri olan, az ya da çok gözenekli bir malzeme elde edilir.
1. Hafif betonun hacim ağırlığı. Doğal pomza ile, 105 oC’de kurutulmuş halde esas alınarak, 105’den başlayarak 7 kN/m3 ve üzeri hacim ağırlıkları ile 2 MPa basınç dayanımları garanti edilebilir. Beklenebilecek hacim ağırlığı, yaklaşık olarak, dökme haldeki agrega ve çimentonun toplamına eşittir. Hacim ağırlığı 8 kN/m3’ün üzerindeki gaz beton, kural olarak teknik açıdan uygun değildir.
2. Hafif betonun basınç dayanımı. Dökme beton için özel bir önlem alınmaksızın 8 MPa’ya kadar, çakıl ile ise hatta 12 MPa’ya kadar dayanımlar elde edilebilir. Sürekli uygunluk deneyleri gereklidir. Gözenekli beton (gazbeton ve köpük beton) taşıyıcı duvarlar için ancak buhar basıncı altında sertleştikten sonra uygundur. Uygun hammaddelerle 6 kN/m3 hacim ağırlıkları ve 5 MPa basınç dayanımları garanti edilebilir.
3. Hafif betonun eğilme dayanımı. Eğilme dayanımı ile basınç dayanımı arasındaki ilişki, pratik gereksinimler sınırları içinde nispeten büyük olduğu görülmüştür; dayanımlar arttıkça bu oran azalır.
4. Hafif betonun büzülme derecesi. Büzülme derecesi esas olarak agreganın elastikliğine ve sertleşmiş çimento bileşiminin miktarına bağlıdır; hafif betonun büzülmesi, çakıl betona göre daha fazladır. Tuğla kırığı betonu bir yıl içinde yaklaşık 0,65 mm/m toplam büzülme derecesi göstermiştir. Doğal ponzadan yeni teslim edilen elemanlar 14 m ay içinde yaklaşık 0,8 mm/m kısalmıştır. Havada sertleşen gaz beton ve köpük beton numuneleri çok daha büyük büzülmeler göstermiş, hatta 2 mm/m’nin üzerine çıkmıştır. Her betonun yağmur ve eriyen karla ıslandığında şiştiği, daha sonra kuruduğunda ise yeniden büzüldüğü unutulmamalıdır.
Şek. 3
5. Isıl iletkenlik katsayısı. Isıl iletkenlik katsayısı hacim ağırlığıyla birlikte azalır ve diğer koşullar aynı kaldığında, hava gözenekleri ne kadar küçük ve daha düzenli dağılmış olursa o kadar küçülür. Hava kurusu dökme beton için değerler şöyleydi (λ = 0,4625 için 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 için 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 için 16 kN/m3). Hava kurusu gazbeton için verileri şek. 3 verir.
NOT:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3