Arşiv Uzman İçeriği: makale, çimento harcı ve beton hakkındaki tarihi iddiaları, tabloları ve diyagramları korur ancak bir karışım tasarımı, malzeme spesifikasyonu, betonlama planı, yapısal hesaplama, test kılavuzu veya mevcut bir elemanın değerlendirilmesi değildir. Bileşimi, özellikleri, maruz kalma sınıfı, tutarlılığı, montaj yöntemi, bakımı, kalite kontrolü ve tasarım değerleri, spesifik nesneye, beyan edilen malzemelere ve geçerli standartlara göre sorumlu uzmanlar tarafından belirlenmelidir.
Savo Kusić bugün ahşap pencereler, ahşap-alüminyum pencereler, özel pencereler, kapılar ve teklif talepleri konularına odaklanıyor. Bu makale tarihi bir arşiv olarak kalmaktadır ve beton yapıların tasarımı, üretimi, test edilmesi veya uygulanmasına yönelik bir teklifi temsil etmemektedir.
Genel veriler
Çimento harcının bileşimi veya bir sütunun, betonarme asma yapının, işlenmiş beton elemanın, kaldırım levhasının, köprü kemerinin veya beton yolun betonunun bileşimi, söz konusu yapı elemanının yeterince dayanıklı ve amaca uygun olacak şekilde en az malzeme ve işçilikle yapılması durumunda kural olarak tatmin edici kabul edilecektir. Kalıcı ve amaca uygun olarak kabul edilmesi gerekenler duruma göre tanımlanmalıdır: bu nedenle, bir binanın inşasına başlamadan önce harç ve betonun basınç dayanımı, eğilme dayanımı, hava koşullarına dayanıklılık, su geçirmezlik vb. açısından hangi özelliklere sahip olması gerektiğini belirlemek gerekir. Bunun için inşaat yönetmeliklerinde birçok farklı talimatın yanı sıra birçok sayısal sınırlama da bulunmaktadır.
İnşaat yüklenicisinin görevi, bireysel mülklerin değerlerinin gerekli değerleri karşılamasını sağlamaktır. Bugün mevcut olan bilgiler kullanılırsa betonun özellikleri büyük ölçüde etkilenebilir.
Homojen özelliklere sahip beton yapma koşulları
Bir yapı elemanının 28 gün sonraki basınç dayanımının 40 MPa olması gerekiyorsa veya bir kaplama yapısının betonu için 28 gün sonraki eğilme dayanımının 4,5 MPa olması gerekiyorsa bu sınır değerlerin hiçbir yerde aşılmaması gerekir; alt sınır değeri koşullu değere yakın olabilir. İşin yürütülmesi sırasında daha dar sınırlara uyulursa yüklenici görevini daha iyi yerine getirir. Koşullu değerlerin belirli yerlerin -birkaç da olsa- çok gerisinde kalması çok zararlıdır.
Tarihsel Değerler ve Tarifler: Aşağıdaki rakamlar, oranlar, işaretlemeler, bakım prosedürleri ve limitler, içeriğin korunması amacıyla orijinal makaleden aktarılmıştır. Modern bir tarif, kabul kriterleri olarak kullanılmamalı veya karışım tasarımı, laboratuvar testleri, malzeme beyanları, teknolojik plan ve geçerli yönetmeliklerin yerine kullanılmamalıdır.
Çimento harcı ve betonun basınç dayanımı
Basınç dayanımının boyutu büyük ölçüde çimentonun özelliklerine, çimento miktarına, kum ve agrega miktarı ve bileşimine, montaj sırasında betonda bulunan su miktarına, montaj yöntemine vb. bağlıdır.
Tablo 1. Aynı miktarda harçta agrega miktarının etkisi.
1. Çimento
Çimento harcı ve betonun basınç dayanımları daha önce yapılan gözlemlerle belirlenmiş ve yönetmeliklerle tanımlanmıştır.
2. Çimento miktarı
Şek. 1a, betondaki harç oranı aynı kalırsa çimento miktarı arttıkça basınç dayanımı artar, harçtaki çimento miktarı artar ve betonun kıvamı sürekli olarak değişmez. Harç miktarı değişmeden kalırsa ve yalnızca agrega miktarı artar veya azalırsa, harç miktarı tüm agrega tanelerini içerecek kadar yeterli olduğu sürece dayanım çok az değişecektir. Betonun basınç dayanımı, çimento miktarındaki artışla sonsuza kadar artmaz; yalnızca belirli bir sınıra kadar artar. Bu sınırdan sonra dayanımdaki artış, çimento miktarının artmasıyla önemli ölçüde artacak olan fiyata göre önemsiz olacaktır. 1 m3 beton için optimum çimento miktarı 300-350 kg’dir.
Tablo 2. Betondaki kum miktarının etkisi.
3. Betondaki harç miktarı
Betonun basınç dayanımı, 1 ve 2 tablolarıyla da doğrulandığı üzere harcın dayanımına göre belirlenir. Bu durum ancak agreganın mukavemetinin harcın mukavemetinden büyük olması ve harç miktarının agreganın iri tanelerini tamamen kaplamaya yeterli olması durumunda geçerlidir.
4. Agreganın granülometrik bileşimi
Betondaki agregaların granülometrik bileşiminin 2 şekilde grafiksel olarak gösterilen oranlara uygun olması durumunda bağlayıcıdan tam anlamıyla faydalanılmış olacaktır. Şekil 2’da tamamen uzatılmış eğri nehir ve kırılmış çakıllar için geçerlidir. Bu eğri, toplam agreganın 25% kadarının #0,2mm açıklığı olan bir elekten geçmesi gerektiğini gösterir; 65% #3mm çaplı elekten geçmelidir. Agreganın üst limiti #7mm çapındaki elek ile belirlenir.
Günümüzde agregaların granülometrik kompozisyonunun belirlenmesine yönelik standartlar farklıdır. Dört toplam kesir vardır: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm ve 16/31,5mm. Agrega kategorileri fazla kilolu ve az kilolu tanelerin miktarına göre belirlenmektedir.
Şek. 1.
Şek. 2.
5. Su miktarının taze betona etkisi
Betonun basınç dayanımı büyük ölçüde eklenen su miktarına bağlıdır. Betonun en yüksek mukavemete ulaştığı en küçük su miktarı, betonun sıkıştırılması veya titreşimi sırasında açıkça fark edilen “terleme” belirtileri ortaya çıktığında, yani sıkıştırma sırasında ince bir çimento sütü tabakası oluştuğunda elde edilir. Su miktarının daha da artmasıyla basınç dayanımı azalır. Bu durumda, su-çimento faktörü ilk sırada yer alır - su kütlesinin ve çimento kütlesinin betonun 1 m3’üne oranı. Tam hidratasyonu sağlamak için en uygun su-çimento faktörü 0,38 - 0,42’dir. Pratikte bunu başarmak zordur ve bu değerler deneysel olarak elde edilir, ancak kesinlikle hedeflenir. Su miktarı yetersizse çimento tam olarak hidrate olamayacak ve beton tasarlanan dayanıma ulaşamayacaktır. Gerekmediğinde su eklemek aynı zamanda betonu “boğar” ve böylece tasarım gücüne ulaşamaz. Beton döküldükten sonra sonraki yedi gün boyunca düzenli olarak bakımının yapılması gerekmektedir. Besleme, buharlaşan suyu telafi etmek ve çimentonun planlandığı gibi hidratlanabilmesi için beton yüzeyinin püskürtülmesini/sulanmasını içerir.
6. Sıcaklığın etkisi
Soğuk mevsimde bina inşa edilirken beton, basınç dayanımı en az 10 MPa olacak kadar sertleşme ilerlemeden don etkisine maruz kalmayacak şekilde depolanmalıdır. Bu işlem fazla uzatmadan yapılırsa öncelikle antifriz, hızlandırıcı vb. ilave edilerek gerekli etki elde edilebilir. Antifriz hazırlanan betondaki suyun donmasını önler, hızlandırıcılar ise kışın son derece yavaş olan hidratasyon sürecini hızlandırır. Daha küçük binalar söz konusu olduğunda, donma koşullarındaki çalışmalar için özellikle uygun olan alüminat çimentosu da kullanılabilir. Suya doymuş beton sık sık tekrarlanan donma ve çözülmeye maruz kalıyorsa (örneğin hidroteknik tesislerde), donma başlangıcındaki betonun basınç dayanımı 15 MPa’dan düşükse tahribat beklenebilir. Yüksek hava ve malzeme sıcaklıklarında betonun sürekli nemli ve serin tutulması gerekir. Ayrıca taze beton kütlesinin beton yüzeyinin ısınmasını engelleyecek herhangi bir malzeme ile kaplanması zorunludur. Yüksek sıcaklıkların etkisi altında (50 °C üzerinde), yeterli bakım yapılmazsa betonun basınç dayanımının gelişimi tahmin edilemez.
Güvenlik ve performans: Çimento tozu ve taze beton gözlere, cilde ve solunum yollarına zarar verebilir ve karıştırıcılar, pompalar, vibratörler, kalıplar, destekler ve ağır elemanlar ek mekanik riskler taşır. Katkı maddeleri keyfi olarak eklenmez ve onaylanmış bir reçete, teknik formlar, betonlama planı, koruyucu ekipman ve denetim olmadan tarihsel soğuk ve sıcak hava referansları kullanılmaz.
Betonun çekme dayanımı
Betonun çekme dayanımı büyük ölçüde test numunelerinin kesit boyutuna bağlıdır. Test numunelerinin kesitinin arttırılmasıyla daha düşük bir çekme mukavemeti elde edildi. Betonarme için olağan karışımdan yapılmış ve nemli havada yaklaşık üç ay yaşlandırıldıktan sonra 400 cm2 kesitinin prizmaları test edilirken, yaklaşık 1,2-2 MPa değerinde çekme mukavemetleri elde edildi. Borular vb. için özel karışımlar yaklaşık 4 MPa’ya ve hatta test gövdelerinin kalınlığının pratikte kullanılan kalınlığa uygun olması durumunda daha da fazlasına kadar çıktılar. Püskürtme betonda (inşaat sahasında hazırlanan püskürtme beton) 3,6 MPa’ya kadar elde edilmiştir. 1m’de milimetre cinsinden ölçülen betonun kırılmaya kadar uzaması ortalama 0,07-0,13 mm/m.
Betonun çekme dayanımı, basınç dayanımı yanında ihmal edilebilir düzeydedir. Hemen hemen tüm durumlarda, elemandaki çekme kuvvetlerini taşıyacak şekilde tasarlanmış takviyeye sahip betonarme kullanılır. Betonun çekmede hiçbir şey taşımadığı düşünülerek tasarımcıların güvenlikten yana olduğu düşünülüyor. Betonun çekme dayanımı betonun basınç dayanımından on kat daha düşüktür.
Betonun bükme sırasındaki çekme mukavemeti
Dikdörtgen kesitli beton kirişlerin eğilme mukavemeti, aynı ebattaki gövdelerin çekme mukavemetinden daha fazladır. Bunun temel nedeni, betonun uzama katsayısının yükten daha hızlı artması ve dolayısıyla olağan hesaplama yöntemiyle varsayılan gerilim dağılımının gerçekleşmemesidir. Bükülmeye maruz kalan bir kirişte, en yüksek çekme gerilimi yalnızca gerilmiş kayışın sınır düzleminde ve yük kirişin ortasında olduğunda, hatta yalnızca bir bölümün dış kenarında meydana gelir.
Yumuşak veya sıvı betondan yapılmış 28 günlük gövdelerin eğilme mukavemetinin büyüklüğü 2-6 MPa; Sıkıştırılmış betondan yapılmış kirişler, püskürtme beton numuneleri ve birkaç ay eski olan ve önce ıslak, sonra kuru halde depolanan püskürtme beton numuneleri 3,2 MPa eğilme mukavemeti sonuçları vermiştir. 8 gün su altında bekletilen aynı malzemeden yapılmış plakalar için eğilme mukavemeti değeri 6,3 MPa.
Betonun büzülmesi, şişmesi ve akması
Büzülme ve şişme. Büzülme çatlakları. Büzülme Gerilmeleri. Islak halde muhafaza edilen beton gövdelerin kurumaya maruz kalması durumunda kuruma yüzeyde başlayacak ve içeriye doğru ilerleyecektir. Dışarıdan bakıldığında betonun çekirdeği hala nemliyken neredeyse havayla kurumuş olabilir. Kuru katman büzülme eğilimindedir, nemli çekirdek ise büzülmez veya çok az büzülecektir. Sonuç olarak böyle bir beton gövdede dış yüzeylerde çekme gerilmeleri, çekirdekte ise basma gerilmeleri oluşur.
Çekme gerilmeleri betonun çekme dayanımını aşarsa, rötre nedeniyle çekirdeğe doğru daha derine veya daha sığ nüfuz eden ve dayanımı daha düşük yerlerde ortaya çıkan çatlaklar ortaya çıkacaktır. Kuruma ilerledikçe çekirdek giderek küçülür, dış yüzeylerdeki çekme gerilmeleri azalır.
Şek. 3.
Şek. 4.
Betonun rötre miktarı, çimentonun cinsine, çimento miktarına, hazırlama sırasındaki su miktarına, taş agreganın granülometrik bileşimine ve elastikiyetine, ayrıca yaşına, özellikle bakım şekline ve iklime ve önemli ölçüde beton elemanın boyutlarına bağlıdır.
Uzun süreli yüklemeye maruz kalan kolon ve kirişlerdeki betonun boyuna değişimleri. Beton sürünmesi. Üç yıl boyunca kuru bir bodrum katında izin verilen yük altında duran ve sıradan bileşime sahip betondan yapılmış kolonlar, Şekil 2’ye göre sürekli olarak kısaltılmıştır. 3 ve eşit ancak yüklenmemiş sütunlardan önemli ölçüde daha fazla. Yüksüz betonun büzülme derecesini aşarak yavaş yavaş gerçekleşen bu deformasyonlara “sürünme” denir. Sünme derecesi betonun bileşimine, yükün boyutuna ve süresine ve ayrıca betonun nemine bağlıdır. Islak beton kuru betona göre çok daha az sürünür, şek. 4. Uzun süre yüke maruz kalmadan kurutulan beton, yük altında çok az sürünür. Çekme yüklemesi sırasında sürünme, sıkıştırma yüklemesi sırasındakiyle aynı ölçüde meydana gelir, Şekil 1. 5.
Betonun sünmesi, yani betonun yük altında sürekli akması, betonarmede yükü almada donatı payının artmasına neden olur, bu da ağır donatılı kolonlar durumunda betonun kendisinde önemli bir rahatlama sağlayabilir.
Şek. 5.
Çatlaklar ve deformasyonlar: Gösterilen büzülme ve sünme eğilimleri, belirli bir nesnenin çatlaklarını, sapmalarını, taşıma kapasitesini veya dayanıklılığını değerlendirmek için yeterli bir temel değildir. Mevcut inşaat için muayene, dokümantasyon, ölçüm ve hesaplamalar yapılması gerekmektedir; Yeni inşaatlarda proje, malzeme özellikleri, çevre koşulları, inşaat sırası ve geçerli mevzuat önemlidir.
Donatı ile beton arasında kayma direnci
Betonarme yapılardaki donatılar, çekme sırasında betonun çekmesi ve dış kuvvetlerin etkisiyle betonun dayanımının aşılması durumunda çekme kuvvetlerini tam olarak karşılamalıdır. Bunun için donatının yüklerini betonla temas yüzeyleri aracılığıyla betona aktarabilmesi ve donatı ankrajının izin verilen yüklerin altında kırılmayacak şekilde olması gerekir. Ankraj, çubukların ucundaki kancalarla sabitlenir. Mevcut olan ve bölme enine kaburgalara göre yapılan takviye çubuklarının türleri şunlardır: B500A (düz çubuk), B500B (tek yönde kaburgalı çubuk) ve B500C (iki yönde kaburgalı çubuk) yön).
Takviye ve koruyucu katman: tarihsel işaretler, kaburgaların tanımı ve sabitleme yöntemi, günümüzün takviyesinin seçimi veya detaylandırılması için temel oluşturmaz. Çelik tipi, çapı, birleşim yeri, ankraj, bindirme, aralık, koruyucu katman ve montaj projeye göre belirlenir ve şantiyede izlenebilir dokümantasyon ve muayene ile onaylanır.
Çimento harcı ve betonun aşınmaya karşı direnci
Şekil 2’ye göre harçlar. 18 bu açıdan da özellikle iyi; Granülometrik bileşim söz konusu olduğunda, yukarıda basınç dayanımına ilişkin olarak verilen talimatlara genel olarak uyulmalıdır. Ayrıca aşınma ve darbelere karşı yüksek direnç gösteren bir taş tavsiye edilir. İyi sert taşa göre daha dayanıklı olan katkılar, uygun tane büyüklüğü ve şekline sahip olmaları durumunda betonun aşınma direncini arttırır. Islak beton kuru betona göre daha hızlı aşınır; nem zımparalamaya yardımcı olur.
Betonun hava koşullarına karşı direnci
Hava koşullarına dayanıklı beton üretimi için koşulların belirlenmesi gerektiğinde, öncelikle daha önce inşa edilmiş yapılarda kazanılan deneyimlerden yola çıkılmalıdır. Öncelikle aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:
- Bir taş nasıl seçilir? - Ezilmiş kum veya kırma taş gibi düz hale gelecek ve dolayısıyla betonun zayıf bir şekilde gömülmesine neden olacak bir taşın kullanılması gerekip gerekmediği veya hava etkilerine karşı yeterince dayanıklı olmayan bir taş olup olmadığı gibi, ekonomik nedenlerden dolayı taş seçerken çoğu zaman zorluklar vardır. Bu bağlamda, dış beton için yalnızca iyi hava koşullarına dayanıklı taşların kullanılmasına ilişkin katı gereksinimler belirlenmelidir.
- Beton için ne kadar çimentoya ihtiyaç vardır? - Dış yüzeylerde betonun yeterince su geçirmez olması gerekir. Bu amaçla betonun granülometrik bileşiminin su geçirgenliğine etkisi hakkında belirlenenlerden yararlanılabilir ve buna göre gerekli çimento miktarı belirlenebilir. Bazı optimal çimento miktarları betonun m3’ü başına 300-350 kg arasında değişir, ancak bu durumdan duruma çok fazla değişiklik gösterebilir (birçok faktöre bağlıdır).
- Betonun granül bileşiminin ne tür granülasyon ve hangi özellikleri için çabalamalıyız? - Duruma göre değişir - nehir agregatının daha uygun olması, düzensiz kompozisyon; Kırılmış agrega bazı açılardan daha kaliteli olabilir ancak bazı beton karışımlarında zararlı olabilecek keskin taneciklere sahiptir.
- Hangi beton mukavemetine ihtiyaç vardır? - Bu soruyu cevaplamak, daha önce tartışılan sorulara göre çok daha zordur. Bu nedenle, önceki tüm teklifler sınırlı fırsatlara atıfta bulunmaktadır. Bu sorunu çözmek amacıyla, betonun döngüsel donma ve çözülmeye karşı uzun süre dayanıklı kalabilmesi için hangi dayanıma sahip olması gerektiğini gösteren çeşitli testler yapıldı. Betonun tekrar tekrar donma ve çözülmeye maruz kalmadan önce en az 15 MPa basınç dayanımı göstermesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Betonun dışarıdan işlenmesi durumunda daha yüksek dayanımlara ihtiyaç duyulur; böyle bir durumda en az 25 MPa sağlanması tavsiye edilir.
- Hangi kıvamda beton uygundur? - Betonun kıvamına gelince, şu anda dökme betona dikkat edilmesi gerektiğine dair bir anlayış var, çünkü büyük miktarda su ile atılımı kolaylaştırıyor ve bunun sonuçları, dökülen her katmanda az çok belirgin bir ince taneli ve su açısından zengin harç tabakasının ortaya çıkmasıyla ortaya çıkıyor. Bu harcın dayanıklılığı daha az, suyu emme gücü daha fazla vb.
- Nesnenin şekli ne ölçüde dikkate alınmalıdır? - Örneğin dış yüzey tesviye edilirse, betonun önemli bir kısmında, duvarın pürüzsüz yüzeylerle işlenmesine kıyasla daha fazla kar ve buz tutulur. Islatma uzun sürebilir ve bu nedenle ıslak halde donma ve çözülme daha yaygındır. Amaç binadaki kar, buz ve döküntüleri mümkün olduğu kadar kısa tutmaktır.
Betonun dışarıdan işlenmesi durumunda kural olarak su geçirgenliğinin arttığı ve yüzeyde kalan büyük agrega parçalarının taş kesici aletle kırıldığı unutulmamalıdır. İşlenmiş betonun donatı içermesi durumunda, donatı için betonun koruyucu etkisini (koruyucu tabaka) yeterince korumak için özel dikkat gereklidir. Kaplama/katkı maddeleri ile suyun betona nüfuzu bir dereceye kadar önlenebilir.
Dayanıklılık tek bir değerle belirlenmez: suya, dona, tuzlara, aşınma ve yıpranmaya ve kimyasal etkilere maruz kalma, koordineli malzeme seçimi, tasarlanmış bir koruyucu katman, kontrollü kurulum ve bakım, çözümlü drenaj, düzenli denetimler ve bakım gerektirir. Bir kaplama veya katkı maddesi tek başına yanlış bileşimi, kötü montajı, çatlakları, yetersiz koruyucu tabakayı veya çözülmemiş su tutma durumunu telafi edemez.