BÖLÜM 1

DENİZ YAPILARI İÇİN BETON TEKNOLOJİSİ
2009-2010 GÜZ
HAFTA 1
GİRİŞ: İŞLENECEK KONULAR:
AGREGALAR (Petrografik, geometrik , yoğunluk/boşluk özellikleri, incelik modülü)
BAĞLAYICI MADDELER (Ağırlıklı olarak çimento ve diğer malzemeler) (Nedir?, birleşimleri,
üretimleri, özellikleri, türleri)
BETON (3 temel özellik – işlenebilirlik, mukavemet, dayanıklılık, diğer özellikler, kalite kontrol)
DENĠZ YAPILARINDA KOROZYON (Deniz yapıları için çok önemli) (Betonun korozyonu,
donatının korozyonu betonarmede korozyon)
DENĠZ YAPILARINDA ÜRETĠM TEKNĠKLERĠ
BETON – GENEL BİLGİLER
Beton nedir?
Beton yapay olarak üretilen bir taştır.
Doğada taşlar varken neden yapay taş üretilmesi istenir?
Üretime başlandığında viskozitesi yüksek bir sıvı olduğundan istenilen formdaki ve boyuttaki kalıba
kesintisiz, sürekli biçimde yerleştirilebilir ve katılaştıktan sonra da istenilen formu alır. Doğadan
çıkartılan doğal taşlarda bu avantaj yoktur, bunları ancak yontmak ve birbirine ekleyerek süreksiz yapı
elemanları elde etmek mümkündür. Ancak doğal taşlar gibi betonun basınç dayanımı yüksek olmakla
beraber, çekme dayanımı düşüktür. Bu yüzden betonun taşıyıcı yapı malzemesi olarak kullanılması için
çelikle güçlendirilmesi gerekir.
Beton, sıklıkla kullanıldığı alanlar dışında deniz yapıları için de önemli bir malzemedir. Rıhtım, iskele,
dalgakıran, duba, üretim çiftlikleri, gemi tamir havuzları, sualtı tünelleri, açık deniz platformları, sualtı
deppoları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. 1940’lara kadar deniz yapılarında kullanılan
betonların özellikleri karadakilerden çok farklı değildi. Ancak, deniz yapılarında oluşan şiddetli hasarlar,
deniz yapılarındaki betonun içeriğinin araştırılması gerektiğini ortaya koydu.. Yeri geldikçe bu konular
daha detaylı olarak incelenecektir. Genel olarak betonu oluşturan maddeleri inceleyelim.
Betonu oluşturan maddeler nelerdir?
Betonun hammaddeleri kum, çakıl, mıcır gibi taneli mineral malzemeler, bağlayıcı niteliğine sahip
çimento ve sudan ibarettir. Betona ek nitelikler kazandırmak amacıyla katkı maddeleri olarak
adlandırılan bazı kimyasal bileşenler eklenebilir. Günümüzde kullanılan ortalama bir bir C30 (yani
minimum dayanımı 30 MPa) betonunun 1 m3’ünde yaklaşık olarak 360 kg. çimento, 180 l. su, 860 kg.
ince agrega, 1040 kg. iri agrega bulunur.
Agrega nedir?
Agreganın, betonun dayanım ve taşıyıcılığında önemli işlevi vardır. Betonun yaklaşık % 70’ini agregadır
ve iskelet yapıyı oluştururlar.
Taneli mineral malzemeye agrega adı verilir. Agregalar ince ve iri agrega olarak iki sınıfa ayrılır, kum ve
I no. = mıcır ince agregadır, II, III no. = mıcır ve çakıl iri agregadır. Kum, çakıl dere yataklarından,
1
ocaklardan ve denizden sağlanır. Mıcırlar ise büyük doğal taşların kırılması ve sonra elenmesi yoluyla
üretilir.
Ġnce agregaların elek çapı değerleri 4 mm.den az veya eşit, iri agregaların elek çapı değerleri de 4 ile
31.5 mm arasındadır.
Sadece çimento ve su karışımına çimento şerbeti veya çimento hamuru denir, enjeksiyon, su
kaçaklarını tıkama işlerinde kullanılır.
Ġnce agrega, çimento ve su karışımına harç denir, duvar örmede ve sıvada yaralanılır. Çimento şerbeti,
hamuru ve harcı taşıyıcı malzeme değildir.
Taşıyıcı malzeme betondur ve beton iri agrega, ince agrega çimento ve su (ve katkılardan) oluşur.
Hammaddelerin belirli niteliklere sahip olması iyi kalitede beton üretimi için yeterli değildir. Bunların
karışım oranlarının kurallara uygun biçimde hesaplanması, hammaddelerin stoklanması, betonun
üretilmesi, taşınması, yerleştirilmesi ve bakımı yapılarak saklanması (kür) hususlarında da gerekli
özenin gösterilmesi zorunludur.
Bu bölümde hammaddelerin ve betonun özellikleri, beton karışım oranlarının hesap kuralları
incelenecektir.
Agregalar
Agregaların Petrografik Özellikleri
Doğal agregalar, kökenleri olan jeolojik kültelerin petrografik niteliklerinin taşırlar. Hafifi yoğunluklu
betonlarda bazen yapay agregalar kullanılır, örneğin yüksek fırın cürufu, pişirilip genleştirilen ve
pelletlenen (küresel tanelere dönüştürme) kil vb. gibi, bunların petrografik yapıları, jeoloji kültelerle
bağıntılı olmaz.
Jeolojide külteler püskürük (magmatik), tortul ve metamorfik olarak üçe ayrılır. Püskürük külteler
magmanın yeryüzüne fışkırması sonucunda oluşmuşlardır.
Tortul kütleler jeolojik devirlerde karasuların sürükleyerek depoladığı yer kabuğu öğelerinin zaman
içinde taşlaşmasıyla oluşmuşlardır.
Püskürük veya tortul kültelerin basınç, sıcaklık gibi dış ortam etkileriyle değişimi metamorfik kütlelerin
oluşmasına yol açmıştır.
Külteler, çok değişik tür ve yapıdaki minerallerin belirli oranlarda yan yana gelmeleriyle meydana
gelirler. Mineraller ise kimyasal bileşimleri ve kristal yapıları belli doğal kimyasal bileşenlerdir.
Beton agregalarında aranan nitelikler, külte türlerine ve dolayısıyla kültelerin mineralojik bileşimine
bağlıdır. Doğal olarak kültelerin mineralojik bileşimlerinin bilinmesi sadece beton agregaları açısından
önemli olmaz; doğal taşların kullanıldığı tüm kagir yapılarda ve özellikle anroşman, dalgakıran vb. deniz
yapılarında büyük önem taşır.
Beton agregası olarak kullanılacak kültelerde aranan nitelikleri şöylece sıralayabiliriz: Beton
agregalarına ait standartlar TSE tarafından belirlenmiştir: TS706 EN 12620

Yeterli basınç dayanımı
2





Atmosfer etkisi ile yapraklanıp dağılmama
Donma-çözülme etkisi ile niteliğini kaybetmeme
Islanma-kuruma sırasında hacim sabitliğini koruma
Sülfat ve klor iyonları taşımama
Alkali reaktifliği gibi çimento ile kimyasal etkileşim yapmama
Püskürük, tortul ve metamorfik kültelerdeki en yaygın mineraller ve bunların nitelikleri aşağıda
özetlenmiştir. [1,2,3]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Silis
Feldspatlar
Mika
Kloritler
Pirit
Jips ve anidrit
Kalsiyum karbonatlar
Killi Mineraller
Agregaların Geometrik Özellikleri
Agregalarda tane büyüklüğü ve geometrik şekilleri ve yığın içindeki tanelerin büyüklüğü, ne oranda
bulundukları beton özellikleri açısından çok önemlidir.
Agregaların ideal şekli 3 boyutu da birbirine eşit olan küredir. Bunun nedeni bu şeklin maksimum hacim,
minimum yüzeye sahip olmasıdır. Boyutlardan birinin diğer ikisine göre daha küçük olması istenmez.
(çivi ya da disk şeklinde olanları) Bunların oranın fazla olması yığının çok boşluklu olmasına yol açar.
TS 706 EN 12620 ve 3814’e göre tanelerin boyutları arasındaki oran üçten küçükse bu taneler biçimsiz
kabul edilir. Bir yığında biçimsiz tanelerin oranı % 50’den az olmalıdır. Doğal olarak böyle bir oran
belirlenmesi sadece iri agregalarda yapılır. Agrega yığınlarının tane boyutlarına göre dağılımlarının
saptanmasına elek analizi (granülometri veya gradasyon) denir. Bu, beton üretimindeki ilk önemli
aşamadır.
Agregaların boyutları standart eleklere göre saptanır (TS 706 EN 12620). Bunlar kare açıklıkları olan tel
kafeslerdir. Elek çapları (göz açıklığı/elek açıklığı): 31.5, 16, 8, 4, 2, 1, 0.5, 0.25 mm.dir.
4 mm’ nin altına geçenler kum olarak adlandırılır.
Elek aralıkları 0.25mm nin 2,4,8,... 128 katları olarak düzenlenmiştir. Böylece granülometri dediğimiz
eğri çizilirken x-eksenindeki elek uzunlukları eşit olarak gösterilir.
Beton üretiminde taze betonun iyi işlenebilmesi için tüm agrega yüzeylerinin ince bir su tabakası ile
kaplanması gereklidir. Agrega taneleri ufaksa toplam yüzey fazla olacağından gerekli su miktarı artacak,
3
bu da betonun boşluklu, geçirimli ve düşük mukavemetli olmasına neden olacaktır. Fazla iri agrega
olmasında ise yerleştirme problemleri ile karşılaşılır. Buradan görüldüğü üzere ideal granülometride
maksimum doluluk ile beraber minimum tane toplam yüzeyi de gerekeceği anlaşılır.
Ġdeal granülometri eğrileri için analitik grafik ifadeler geliştirilmiştir. Bunlara referans eğrileri denir.
Bunun için geliştirilmiş sıklıkla kullanılan analitik eğri Fuller parabolüdür.
𝑃𝑖 = 100
𝑑𝑖
𝐷
Pi: elekten geçen malzeme %si
di:elek çapı
D: agrega yığınındaki max. tane çapıdır.
Bir diğer referans eğrisi TS 706 ile belirlenmiştir. Bu eğriler çok sayıda deney sonuçları kullanılarak elde
edilmiştir.
4