Yüksek Dayanımlı Beton Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Yüksek Dayanımlı Beton Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Yüksek dayanımlı betonu açıklamak için öncelikle dayanımın beton için ne ifade ettiğini irdelemek gerekir.  Dayanım, betonun  kimliği olmakla beraber betonun pozitif ve negatif özelliklerini de doğrudan etkiler.

Betonun basınca ve çekmeye karşı gösterdiği direnç, dayanma kabiliyetidir. Pratik olması bakımından dayanım beton sektöründe gerek kalite kontrol gerekse kullanılacak betonun tanımlanması için en çok kullanılan özelliktir.

Beton basınç dayanımı, eksenel basınç yükü altındaki betonun kırılmamak için gösterebileceği direnme kabiliyetidir.

Betonun mekanik mukavemetleri arasında en çok inceleneni, bir anlamda en önemlisi basınç mukavemetidir. Bunun sebeplerini şöyle sıralamak mümkündür;

1. Beton gevrek bir malzemedir. Mekanik mukavemet değerleri arasında en yükseği basınç, en düşüğü çekmedir. Bu ikisinin oranı  %8-10 arasındadır. Uygulamada beton sadece basınç mukavemetine çalıştırılır.
2. Betonun basınç dayanımı tüm pozitif özellikleri ile paralellik gösterir. Yüksek dayanımlı bir beton doludur, serttir, su geçirmez, dış etkilere dayanır aşınmaz. Şu halde basınç dayanımını saptamakla betonun kalitesi hakkında genel bir değerlendirme yapılabilir.
3. Basınç mukavemeti deneyi diğer denetleme deneylerine oranla en kolaydır. Ancak basınç mukavemetinin belirlenmesinde de belli standart şartlara uyulmalıdır. Çünkü bu büyüklük pek çok faktörün etkisindedir.

Yüksek dayanımlı beton alt sınırı ülkeden ülkeye değişmekle birlikte, ülkemizde 28 günlük dayanımı 41 N/mm²   değerinden büyük olan betonlara yüksek dayanımlı beton denir. Beton dayanımı genel olarak çimento hamuru boşluk yapısına, agreganın özelliğine ve agrega-çimento hamuru geçiş bölgesi özelliklerine bağlıdır. Çimento hamuru ve geçiş bölgesi özellikleri betondaki su/çimento oranıyla yakından ilgilidir. Bu oran düşürülerek daha az boşluklu beton üretilebilir. Aynı zamanda max. agrega dane çapı küçültülerek geçiş bölgesi özellikleri iyileştirilebilir. Ancak bu iki yaklaşımın betonun dayanımı üzerindeki iyileştirici etkisinin belirli bir üst sınırı vardır.

Yüksek Dayanımlı Betonların Bazı Teknik Özellikleri

Su Emme Kapasitesi

Betonun emebileceği su miktarı, betonun içerisindeki boşlukların toplam hacmi ile ilgilidir. Su emme kapasitesi yüksek olan betonların dayanımları daha düşük olmaktadır. Yüksek dayanımlı betonların içerisindeki boşlukların toplam hacmi düşük olduğundan su emme kapasitesi düşüktür. Su emme kapasitesinin düşük olması beton için durabilite  açısından faydalı  bir özelliktir.

Geçirimlilik

Geçirimlilik, sıvıların ve gazların, betonun içerisinde akış gösterebilmelerine imkan tanıyan bir özelliktir. Beton boşluğunun büyük olması geçirimliliğin büyük değerler almasına neden olur. Geçirimliliği yüksek olan betonlarda su ve zararlı maddeler beton içerisine kolayca sızacağı için geçirimlilik hem betonun hem de beton içerisinde gömülü olan çeliğin hasar görmesine neden olur. Yüksek dayanımlı betonda boşluk oranı düşük olduğundan geçirimlilik özelliği de düşüktür ki bu durum betonun durabilite açısından güçlü olmasını sağlar.

Rötre

Yüksek dayanımlı betonun büzülme özelliği hakkında birçok kaynak vardır. Rötre , betonda su fazlası zamanla buharlaşır, betonun hacmi küçülür (beton büzülür) .Betonda yük olmamasına  rağmen kısalma deformasyonları oluşur ve beton çatlar.

Betonda,  rötre durumu pek çok sakıncalı duruma yol açar. Ancak  genel anlamda düşük dayanımlı betonlarda (27 MPa’ kadar),orta dayanımlı (42 MPa’a kadar) ve yüksek dayanımlı (62 MPa ‘a kadar) daha fazladır. Bu anlamda, yüksek dayanımlı beton geleneksel betonlara oranla daha az büzülme gösterir ve bu bir avantajdır.

Agrega

Değişik boyutlardaki mineral kökenli sert tanelerden oluşan agregalar, en önemli yapı malzemelerinden olan betonun hacim olarak %75-85 ‘ini agregalar oluşturmaktadır. Agrega taneleri, çimento hamurunun zamana bağlı hacim değişikliği (büzülme-genleşme) ve buna bağlı olarak oluşabilecek çatlakları azaltır,  sert ve yüksek dayanımlı olmaları nedeniyle betonun dayanımını ve çevre koşullarına dayanıklılığını arttırır. Agrega dayanımının beton dayanımına olan etkisi, özellikle yüksek mukavemetli betonlarda daha etkin olarak gözlenebilmektedir. Betonun birçok mekanik ve fiziksel özelliğini ,söz konusu betonda kullanılan agreganın nitelikleri etkiler. Örneğin betonun basınç dayanımı ve aşınmaya dayanıklılığı büyük ölçüde agreganın söz konusu özelliklerine bağlıdır.

Sünme

Sabit gerilme altında malzemenin yavaş ve sürekli şekil değiştirmesine genel olarak sünme adı verilir. Cisimlerin sünme ile ilgili özelliklerinin bilinmesi birçok bakımdan önemlidir. Sünme sonunda oluşan deformasyon bazı nedenlerle veya bağ kuvvetlerinin oluşmaması cisimde bazı gerilmelere neden olur ya da gerime dağılışının değişmesine yol açar. Bu gibi durumlarda betonarme veya ön gerilmeli beton yapılarda sıkça karşılaşıldığından dolayı, sünme olayının etkileri beton için dikkate alınması dikkate alınması gerekir.

Deformasyonların uzun süre devam etmesi sonucunda ya eleman boyutlarında kabul edilemez değişiklikler ortaya çıkar ya da çatlama kırılma oluşur. Bu nedenle özellikle beton gibi doğrusal davranmayan çimento bazlı malzemelerde sünme olayı büyük deformasyonlar meydana getirebileceği proje aşamasında dikkate alınması gereken önemli bir özelliktir.

Bu açıdan bakıldığında yüksek dayanımlı betonlarda şekilden de görüleceği üzere, su/çimento oranının düşük olmasına bağlı olarak sünme olayı daha az olmaktadır ,dolayısıyla yüksek dayanımlı betonlar  da sünme geleneksel betonlara daha az olur bu ciddi bir avantajdır.

Yüksek Dayanımlı Betonun Kullanıldığı Mühendislik Yapıları

Yüksek katlı ve dayanım istenen projelerde,

Agresif çevre koşullarına maruz yapılarda,

Köprü, viyadük, tünel vb. sanat yapılarında,

Nükleer radyasyon ortamında bulunan yapılarda, Prefabrik yapı elemanları üretiminde, Suyun aşındırıcı etkisi altında bulunan liman, baraj vb. yapılarda kullanılır.

Kaynaklar:

• https://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/11274.pdf
• http://www.erdoganlargroup.com/?hizmetler=hazir-beton-urunleri
• Turhan ERDOĞAN Beton Kitabı (2010)
• resim 1:https://images.app.goo.gl/E8QuK6D9v8cXwW639
• resim 2:https://www.sanalsantiye.com/rotre-nedir/
• resim 3:https://www.sanalsantiye.com/betonda-gecirimlilik-durumu/
• resim 4:https://pixabay.com/tr/photos/dubai-kule-arap-1420494/
• resim 5:https://pixabay.com/tr/images/search/k%C3%B6pr%C3%BC%20aya%C4%9F%C4%B1/
• resim 6:https://pixabay.com/tr/photos/istanbul-bo%C4%9Faz-k%C3%B6pr%C3%BCs%C3%BC-alt-g%C3%B6r%C3%BCnt%C3%BC-178451/