i
EGE ÜN VERS TES FEN B
MLER ENST TÜSÜ
(YÜKSEK L SANS TEZ )
TA IYICI HAF F BETON TASARIMI VE ÇOK KATLI B NALARDA KULLANIMI
Caner KALDI Tez Dan man : Yrd.Doç.Dr. Özge AND Ç ÇAKIR kinci Dan man : Yrd.Doç.Dr. Ninel ALVER
aat Mühendisli i Anabilim Dal Bilim Dal Kodu : 624.05.00 Sunu Tarihi : 12.09.2011
Bornova- ZM R 2011
ii
iii
Caner KALDI taraf ndan YÜKSEK L SANS tezi olarak sunulan “Ta Hafif Beton Tasar ve Çok Katl Binalarda Kullan ” ba kl bu çal ma E.Ü. Lisansüstü E itim ve Ö retim Yönetmeli i ile E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü itim ve Ö retim Yönergesi’nin ilgili hükümleri uyar nca taraf zdan de erlendirilerek savunmaya de er bulunmu ve 12.09.2011 tarihinde yap lan tez savunma s nav nda aday oybirli i/oyçoklu u ile ba ar bulunmu tur. Jüri Üyeleri:
Jüri Ba kan
mza
: Prof.Dr. Kambiz RAMYAR
............................
Raportör Üye : Doç.Dr. emsi YAZICI
............................
Üye
: Doç.Dr. Halit YAZICI
............................
Üye
: Yrd.Doç.Dr. Özge AND Ç ÇAKIR
…........................
Üye
: Yrd.Doç.Dr. Ninel ALVER
............................
iv
v
ÖZET TA IYICI HAF F BETON TASARIMI VE ÇOK KATLI NALARDA KULLANIMI KALDI, Caner Yüksek Lisans Tezi. aat Mühendisli i Bölümü Dan man: Yrd. Doç. Dr. Özge AND Ç ÇAKIR kinci Dan man: Yrd. Doç. Dr. Ninel ALVER Eylül 2011, 184 sayfa lgili Türk Standard na (TS 2511) göre, birim hacim a rl 1900 kg/m3 de erinin alt nda olup 28-günlük bas nç dayan n 17MPa’ n üzerinde olan betonlar ta hafif beton olarak adland lmaktad r. Hafif betonun maliyeti genellikle geleneksel betona k yasla daha fazlad r. Bunun sebebi, hafif agrega ve kimyasal katk lar gibi kullan lan özel malzemeler ve/veya agregay suya doyurma gibi özel üretim teknikleri olabilir. Ancak, hafif betonla üretilen yap n toplam maliyeti azalan kesitler sebebiyle daha dü ük olabilmektedir. Bu çal mada öncelikle hafif betonlarla ilgili kapsaml bir literatür taramas na yer verilmi tir. Çal man n deneysel a amas nda, iri agregan n yerine hafif agrega kullan larak üretilen LC20/22, LC25/28 ve LC30/33 dayan mlar nda ta hafif beton üretimi gerçekle tirilmi tir. Bu amaçla, öncelikle Kayseri yöresinden temin edilen uygun malzeme ile istenilen taze ve sertle mi beton özelliklerinin sa lanmas için uygun tasar m parametreleri belirlenmi tir. Daha sonra uygun kar m oranlar na sahip kar mlar dökülerek üretilen normal a rl ktaki kontrol betonlar (C20/25, C25/30ve C30/37) ile hafif betonlar n bas nç, e ilme dayan mlar , ultrasonik ses geçirgenli i, sertle mi beton yo unlu u, beton–donat aderans ile elastisitemodülü de erleri belirlenmi tir. Çal man n ikinci k sm nda, yüksek katl bir binada ta sistemi seçilen C25/30 ve LC25/28 dayan m s flar ndaki, normal beton ve ta hafif beton ile ayr ayr üretilmesi durumu ideCAD statik hesap program ile çözülmü , betonarme eleman n kesitleri belirlenmi ve normal a rl kta beton ile ta hafif betondan imal edilen binalar n ekonomik aç dan kar la lmas yap lm r. Anahtar Sözcükler: Ta
hafif beton, pomza, statik analiz, maliyet analizi.
vi
vii
ABSTRACT STRUCTURAL LIGHTWEIGHT CONCRETE DESING AND ITS UTILISATION IN MULTI-STOREY BUILDINGS KALDI, Caner MSc in CivilEng. Supervisor : Assist. Prof. Dr. Özge AND Ç ÇAKIR Co.Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ninel ALVER September 2011, 184 pages
According to the related Turkish standard (TS2511), concrete mixtures having unit weight of 1900kg/m3 and the 28-day compressive strength of at least 17 MPa are called structural lightweight concretes. The cost of the lightweight concrete is generally higher compared to the traditional concrete. This can be because of the special materials used like lightweight aggregate and chemical admixtures and/or special production methods like the saturation of the aggregate. However, the total cost of construction produced with lightweight concrete might be lower due to the reduced sections of the structural elements. In this study, a comprehensive literature survey of the lightweight concrete was carried out. During the experimental study at the thesis three different structural lightweight concrete mixtures were (LC20/22, LC25/28 and LC/30/33) produced by using lightweight aggregate instead of the coarse aggregate. For this purpose, appropriate designing parameters were determined in order to provide the desired characteristics of the fresh and hardened concrete by using the appropriate material obtained from Kayseri region. Later, the compressive, flexural strengths, ultrasonic pulse velocity the density and modules of elasticity of the hardened concrete, the bond between concrete-reinforcement were determined for the control mixtures (C20/25, C25/30 and C30/37) containing no lightweight aggregate and the lightweight concrete mixtures. In the second part of this study, the problem related to producing the supporting system in a multi storey building separately with the normal concrete and the structural lightweight concrete in the classes of C25/30 and LC25/28 was solved by means of IdeCAD, statics calculation program and by determining the sections of the concrete elements, a comparison economically between the
viii
buildings made with the concrete having normal weight and the ones with the structural lightweight concrete was made. Keywords : Structural lightweight concrete, pumice, statics analysis, cost analysis.
ix
TE EKKÜR Tez çal mam sürdürdü üm dönemde, bana daima güler yüzlülü üyle destek olan, çal ma disiplini sa layan, gösterdi i büyük sabr , öneri ele tiri ve düzenlemeleriyle çal man n gerçekle mesine büyük katk da bulunan tez dan man m sayg de er hocam, Say n Yrd.Doç.Dr. Özge AND Ç ÇAKIR’a sonsuz te ekkürlerimi sunar m. Tez çal mam süresince her türlü konuda desteklerini esirgemeyen yard mc dan man hocam, Say n Yrd.Doç.Dr. Ninel ALVER ve Ege Üniversitesi aat Mühendisli i Bölümü Ö retim elemanlar n her birine ayr ayr te ekkürlerimi sunar m. Çal malar n esnas nda bana yard mlar esirgemeyen arkada lar m Murat TUYAN, Ali MARD , Gökhan YILMAZ, Recep GÖZTEPE ve U ur Emre ADLANA ayr ca statik proje çözümü konusunda bana yard mc olan .Yük.Müh. Arslan KESK N’e te ekkürü bir borç bilirim. Tez çal mam maddi manevi destekleyen Demiray aat ailesine ve özellikle Say n Sefa SOLAK‘a bana verdi i destekten dolay te ekkürlerimi sunar m. Tüm ya ant m boyunca maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen çok ymetli aileme de sonsuz te ekkürlerimi sunmay bir borç bilirim.
x
xi
NDEK LER
Sayfa
ÖZET ................................................................................................................. v ABSTRACT ................................................................................................... ..vii TE EKKÜR .................................................................................................... ..ix NDEK LER ................................................................................................ ..xi EK LLER D ZELGELER D 1.G
......................................................................................... xxi ................................................................................. xxvii
.............................................................................................................. 1
2. TA IYICI HAF F BETON ............................................................................. 5 2.1 Tarihçe.......................................................................................................... 5 2.2 Hafif Beton Konusunda Standart Yönetmelik ve Baz Tan mlar .................... 9 2.2 Hafif Beton Konusunda Standart Yönetmelik ve Baz Tan mlar .................. 10 2.3.1 Do rudan Elde Edilen Do al Hafif Agregalar .......................................... 11 2.3.1.1 Pomza ................................................................................................... 11 2.3.1.2 Diyatomit .............................................................................................. 14 2.3.1.3 Tüf ........................................................................................................ 15 2.3.1.4 Lav Cürufu ............................................................................................ 16 2.3.2 lenmi Do al Hafif Agregalar ................................................................ 17
xii
NDEK LER (devam)
Sayfa
2.3.2.1 Genle tirilmi Kil .................................................................................. 17 2.3.2.2 Genle tirilmi Perlit ............................................................................... 19 2.3.2.3 Genle tirilmi Vermikülit ...................................................................... 21 2.3.3 Yapay Hafif Agregalar ............................................................................. 22 2.3.3.1 Yüksek F n Cürufu .............................................................................. 22 2.3.3.2 Sinterlenen Uçucu Kül ........................................................................... 22 2.3.4 Organik Kökenli Hafif Agregalar ............................................................. 23 2.3.4.1 Genle tirilmi Polistiren Sert Köpük...................................................... 23 2.4 Hafif Betonlar n Yap
ve S
fland lmas .............................................. 23
2.4.1 Üretim Yöntemlerine Göre Hafif Betonlar n S
fland lmas .................. 24
2.4.2 Bas nç Dayan mlar na Göre Hafif Betonlar n S
fland lmas ................. 24
2.4.3 Birim Hacim A rl klar na Göre Hafif Betonlar n S
fland lmas .......... 26
2.5 Taze Beton Özellikleri................................................................................. 27 2.5.1 Birim A rl k ............................................................................................ 28 2.5.2 lenebilirlik ............................................................................................. 28 2.5.3 Hava Miktar ............................................................................................ 29
xiii
NDEK LER (devam)
Sayfa
2.6 Hafif Betonlar n Fiziksel Ve Mekanik Özellikleri ....................................... 29 2.6.1 Hafif Agregal Betonlar n Yo unlu u ...................................................... 30 2.6.2 Hafif Agregal Betonlar n Dayan
......................................................... 32
2.6.3 Hafif Agregal Betonlar n Elastisite Modülü............................................. 33 2.6.4 Hafif Agregal Betonlar n Su Emme Özellikleri ....................................... 34 2.6.5 Hafif Agregal Betonlar n Is
Özellikleri ................................................ 35
2.6.6 Hafif Agregal Betonlar n Akustik Özellikleri .......................................... 38 2.6.7 Hafif Agregal Betonlar n Yang n Dayan
............................................ 38
2.6.8 Hafif Agregal Betonlar n A nma Dayan
............................................ 39
2.6.9 Hafif Agregal Betonlar n Donat Çeli ine Ba lanmas ( Aderans ) .......... 40 2.6.9.1 Hafif Agregal Donat Aderans n Geleneksel Beton Aderans ile Kar la rmal Olarak ncelenmesi ................................................................... 40 2.6.10 Donma-Çözülme Dayan
.................................................................... 41
2.7 Hafif Betonlar n Avantajlar ........................................................................ 42 2.8 Hafif Betonlar n Dezavantajlar ................................................................... 42 2.9 Ta
Hafif Betonlar Literatür Taramas .................................................. 43
3. DENEYSEL ÇALI MADA KULLANILAN MALZEMELER .................... 49
xiv
NDEK LER (devam)
Sayfa
3.1 Agregalar .................................................................................................... 49 3.1.1 Pomza Ta
n Fiziksel Özellikleri ........................................................... 49
3.1.1.1 Granülometrik Da
m.......................................................................... 50
3.1.1.2 Tane Yo unlu u Ve Su Emme Oran 3.1.1.3 Gev ek Y
n Tayini ..................................... 53
n Yo unlu unun Ve Bo luk Hacminin Tayini .................... 56
3.1.1.4 Parçalanmaya Kar Direncin Tayini...................................................... 58 3.1.1.5 Donma Ve Çözülmeye Kar Direncin Tayini ........................................ 59 3.1.1.6 Pomza Ta
n Fiziksel Özelliklerinin Kar la
lmas ......................... 62
3.1.1.7 Pomza Ta
n Kimyasal Özellikleri ve Analiz Yöntemleri.................... 64
3.1.2 Normal A rl ktaki Agregan n Özellikleri................................................. 66 3.2 Ba lay
Malzemeler.................................................................................. 71
3.2.1 Çimento ................................................................................................... 71 3.2.2 Uçucu Kül ................................................................................................ 72 3.3 Kimyasal Katk ........................................................................................... 73 3.4 Kar m Suyu .............................................................................................. 76 4.DENEYSEL ÇALI MA ................................................................................ 79 4.1 Amaç .......................................................................................................... 79
xv
NDEK LER (devam)
Sayfa
4.2 Kapsam ....................................................................................................... 79 4.3 Deneysel Çal ma Program ........................................................................ 83 4.4 Kar m Oranlar
n Saptanmas .................................................................. 83
4.4 Kar m Oranlar
n Saptanmas .................................................................. 85
4.4.2 LC Serisi Kar mlar ............................................................................... 86 4.4.3 C Serisi Kar mlar .................................................................................. 87 4.5 Betonlar n Üretimi ...................................................................................... 88 4.6 Taze Beton Deneyleri.................................................................................. 89 4.6.1 Slump Deneyi .......................................................................................... 89 4.6.2 Birim A rl k Deneyi ............................................................................... 90 4.6.3 Hava Yüzdesi Ölçümü ............................................................................. 91 4.7 Sertle mi Beton Deneyleri ......................................................................... 92 4.7.1 Bas nç Dayan
Deneyi .......................................................................... 92
4.7.2 Sertle mi Beton Yo unlu u Tayini ......................................................... 93 4.7.3 Ultrasonik Ses Geçirgenlik Deneyi ........................................................... 93 4.7.4 E ilme Dayan 4.7.5 Bas nç Alt nda Su
Deneyi ......................................................................... 94 leme Derinli i Tayini ............................................... 94
xvi
NDEK LER (devam)
Sayfa
4.7.6 Elastisite Modülü Tayini .......................................................................... 95 4.7.7 Çekip Ç karma Deneyi ............................................................................. 95 5. DENEY SONUÇLARI.................................................................................. 97 5.1 Taze Beton Deney Sonuçlar ....................................................................... 97 5.2 Sertle mi Beton Deney Sonuçlar ............................................................. 100 5.2.1 Bas nç Dayan
Deneyi ........................................................................ 101
5.2.2 E ilme Dayan
Deneyi ....................................................................... 102
5.2.3 Sertle mi Beton Yo unlu u Tayini ....................................................... 103 5.2.4 Ultrasonik Ses Geçirgenlik Deneyi ......................................................... 103 5.2.5 Bas nç Alt nda Su leme Derinli i Tayini .............................................. 104 5.2.6 Elastisite Modülü Tayini ........................................................................ 105 5.2.7 Çekip Ç karma Deneyi ........................................................................... 106 5.3 Sertle mi Beton Özelliklerinin Birbirleri ile li kisi.................................. 109 6. BETONARME PROJE ÇÖZÜMÜ .............................................................. 115 6.1 Giri .......................................................................................................... 115 6.2 Normal Betonlu 10 Katl Proje .................................................................. 116 6.2.1 Proje le lgili Genel Bilgiler .................................................................. 116
xvii
NDEK LER (devam)
Sayfa
6.2.2 ABYYHY artlar
n Uygunlu unun Kontrolü ...................................... 119
6.2.2.1 Göreli Kat Ötelemelerinin S
rland lmas ........................................ 119
6.2.2.2 kinci Mertebe Etkileri ........................................................................ 121 6.2.2.3 Düzensizlik Durumlar ........................................................................ 124 6.2.2.3.1 A1-Burulma Düzensizli i ................................................................. 124 6.2.2.3.2 B1-Kom u Katlar Aras Dayan m Düzensizli i ( Zay f Kat ) ............ 126 6.2.2.3.3 B2-Kom u Katlar Aras Rijitlik Düzensizli i ( Yumu ak Kat ) ......... 128 6.2.3 C25/30 Betonu Kullan lan Yap
n Betonarme Hesaplar ....................... 130
6.2.3.1 Dö emeler ........................................................................................... 130 6.2.3.2 Kiri ler ................................................................................................ 130 6.2.3.3 Kolonlar .............................................................................................. 130 6.2.4 Metrajlar ................................................................................................ 134 6.2.4.1 Kal p Metraj ....................................................................................... 134 6.2.4.2 Beton Metraj ...................................................................................... 135 6.2.4.3 Donat Metraj ..................................................................................... 136 6.2.4.4 Temel Kaz Metraj ............................................................................. 137 6.3 Ta
Hafif Betonlu 10 Katl Proje ........................................................ 137
xviii
NDEK LER (devam)
Sayfa
6.3.1 Proje le lgili Genel Bilgiler .................................................................. 137 6.3.2 ABYYHY artlar
n Uygunlu unun Kontrolü ...................................... 140
6.3.2.1 Göreli Kat Ötelemelerinin S
rland lmas ......................................... 140
6.3.2.2 kinci Mertebe Etkileri......................................................................... 143 6.3.2.3 Düzensizlik Durumu ............................................................................ 145 6.3.2.3.1 A1-Burulma Düzensizli i ................................................................. 145 6.3.2.3.2 B1-Kom u Katlar Aras Dayan m Düzensizli i ( Zay f Kat )............. 147 6.3.2.3.3 B2- Kom u Katlar Aras Rijitlik Düzensizli i ( Yumu ak Kat ) ........ 149 6.3.3 LC25/28 Betonu Kullan lan Yap
n Betonarme Hesaplar ..................... 151
6.3.3.1 Dö emeler ........................................................................................... 151 6.3.3.2 Kiri ler ................................................................................................ 151 6.3.3.3 Kolonlar .............................................................................................. 151 6.3.4 Metrajlar ................................................................................................ 155 6.3.4.1 Kal p Metraj ....................................................................................... 155 6.3.4.2 Beton Metraj ...................................................................................... 156 6.3.4.3 Donat Metraj ..................................................................................... 157 6.2.4.4 Temel Kaz Metraj .............................................................................. 158
xix
NDEK LER (devam)
Sayfa
6.4 Normal ve Ta
Hafif Betonlu Yap Analizlerinin Kar la
lmas ..... 158
6.4.1 Normal Betonla Ve Ta Hafif Betonla Yap lan Projelerin Boyutlar Aç ndan Kar la lmas ............................................................................. 158 6.4.2. Normal Betonla Ve Ta Hafif Betonla Yap lan Projelerin Metraj Aç ndan Kar la lmas ............................................................................. 163 7. MAL YET ANAL
................................................................................. 165
8. SONUÇ VE ÖNER LER ............................................................................ 171 KAYNAKLAR ............................................................................................... 175 ÖZGEÇM
................................................................................................... 183
xx
xxi
EK LLER D
Sayfa
ekil 2.1 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri.............................. 6 ekil 2.2 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri.............................. 6 ekil 2.3Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri............................... 7 ekil 2.4Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri............................... 8 ekil 2.5Pomzan n genel görünümü .................................................................. 12 ekil 2.6 Kayaç halinde diyatomit ..................................................................... 14 ekil 2.7 Tüfün genel görünümü ....................................................................... 15 ekil 2.8 Genle mi kil agregas
n genel görünümü ........................................ 19
ekil 2.9 Genle tirilmi perlit agregas
n genel görünümü ............................... 19
ekil 2.10 Perlit madeninin Türkiye’ de da ekil 2.11 Genle tirilmi vermikülitagregas
.............................................. 20 n genel görünümü ...................... 21
ekil 2.12 Hafif betonlar n yo unluklar na göre s
fland lmas ...................... 27
ekil 2.13 Hafif ve normal agregalar n ematik gösterimi ................................. 32 ekil 2.14 Agrega, çimento ve betonun gerilme- ekil de
tirmesi .................... 34
ekil 2.15 Kristal ve cams yap da atomlar n düzeni ......................................... 36 ekil 2.16 Is iletimi ve yo unluk aras ndaki ili ki ............................................ 37 ekil 2.17 Çe itli betonlar n kal nl klar na göre yang n geciktirme süreleri ....... 39
xxii
EK LLER D
(devam)
Sayfa
ekil 2.18 KYHB serisi kar mlar n serbest bas nç dayan
ve BHA de
imi 46
ekil 3.1 Tez kapsam nda kullan lan pomzalar .................................................. 50 ekil 3.2 8-16 mm Agregan n gradasyon e risi ................................................. 51 ekil 3.3 4-8 mm Agregan n gradasyon e risi ................................................... 52 ekil 3.4 Otoklav .............................................................................................. 58 ekil 3.5 Donma çözülme cihaz ....................................................................... 60 ekil 3.6 Tez kapsam nda kullan lan normal a rl ktaki agregalar ..................... 66 ekil 3.70-5 mm Agregan n gradasyon e risi .................................................... 68 ekil 3.80-3 mm Agregan n gradasyon e risi .................................................... 69 ekil 3.95-15 mm Agregan n gradasyon e risi .................................................. 70 ekil 3.1015-25 mm Agregan n gradasyon e risi .............................................. 71 ekil 3.11 Katk
n çimento topaklar
ekil 3.12 Süper ak kanla ekil 3.13 Katk
katk
ay rmas .............................................. 74 n yap
................................................ 75
n zamanla geli imi ................................................................ 75
ekil 4.1 Taze beton deney program ................................................................. 83 ekil 4.2 Beton mikseri .................................................................................... 89 ekil 4.3 Çökme (slump) deneyi seti ................................................................. 90
xxiii
EK LLER D
(devam)
Sayfa
ekil 4.4 Taze betonun birim a rl
n belirlenmesi ....................................... 90
ekil 4.5 Hava ölçer deney aleti ve hava ölçüm deneyi yap
......................... 91
ekil 4.6 Tek eksenli bas nç presi ..................................................................... 92 ekil 4.7 Gram hassasiyetli tart ........................................................................ 93 ekil 4.8Ultrosonik ses cihaz ........................................................................... 93 ekil 4.9 E ilme deneyi için kullan lan pres ve aparat ....................................... 94 ekil 4.10 Permeabilite cihaz ........................................................................... 94 ekil 4.11 Elastisitemodülü tayini için kullan lan cihaz ..................................... 95 ekil 4.12Pullout cihaz .................................................................................... 96 ekil 5.1 C beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük bas nç dayan mlar ................ 101 ekil 5.2 Beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük e ilme dayan m de erleri ......... 102 ekil 5.3 Beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük ultrasonik ses geçirgenlik de erleri ....................................................................................................................... 103 ekil 5.4 Beton serilerinin su i leme derinlikleri ............................................. 104 ekil 5.5 Beton serilerinin elastisite modülü de erleri ..................................... 105 ekil 5.6 C20 betonu çekip ç karma deneyi sonucu ......................................... 106 ekil 5.7 C25 betonu çekip ç karma deneyi sonucu ......................................... 106
xxiv
EK LLER D
(devam)
Sayfa
ekil 5.8 C30 betonu çekip ç karma deneyi sonucu ......................................... 107 ekil 5.9 LC20 betonu çekip ç karma deneyi sonucu ....................................... 107 ekil 5.10 LC25 betonu çekip ç karma deneyi sonucu ..................................... 108 ekil 5.11 Beton serilerinin çekip ç karma deneyi sonuçlar ............................ 109 ekil 5.12 28 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük e ilme dayan n kar la lmas ............................................................................................... 110 ekil 5.1328 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük e ilme dayan aras ndaki korelasyon....................................................................................................... 110 ekil 5.1428 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük birim hacim a rl n kar la lmas ............................................................................................... 111 ekil 5.1528 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük elastisitemodülünün kar la lmas ............................................................................................... 111 ekil 5.1628 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük elastisite modülü aras ndaki korelasyon....................................................................................................... 112 ekil 5.17 28 Günlük bas nç dayan ve 28 günlük maksimum çekip-ç karma kuvveti ............................................................................................................ 112 ekil 5.1828 Günlük USG de erleri ve 28 günlük birim hacim a rl
........... 113
ekil 6.1 Spektrum e risi ................................................................................ 118 ekil 6.2 Göreli kat ötelenmesi........................................................................ 119 ekil 6.3 kinci mertebe etkileri....................................................................... 122
xxv
EK LLER D
(devam)
Sayfa
ekil 6.4 Burulma düzensizli i ....................................................................... 124 ekil 6.5 Zay f kat düzensizli i ....................................................................... 126 ekil 6.6 Yumu ak kat düzensizli i ................................................................ 128 ekil 6.7Normal betonlu binan n (C 25/30) kat kal p plan .............................. 131 ekil 6.8 Normal betonlu binan n perspektif görünümü ................................... 132 ekil 6.9 Normal betonlu binan n deplasman yapm hali ............................... 133 ekil 6.10 Spektrum e risi .............................................................................. 139 ekil 6.11 Göreli kat ötelemesi ....................................................................... 141 ekil 6.12 kinci mertebe etkileri .................................................................... 143 ekil 6.13 Burulma düzensizli i...................................................................... 145 ekil 6.14 Zay f kat düzensizli i ..................................................................... 147 ekil 6.15 Yumu ak kat düzensizli i............................................................... 149 ekil 6.16 Ta
hafif betonlu binan n (LC25/28) kat kal p plan ................. 152
ekil 6.17Ta
hafif betonlu binan n perspektif görünümü ......................... 153
ekil 6.18Ta
hafif betonlu binan n deplasman yapm hali ...................... 154
xxvi
xxvii
ZELGELER D
Sayfa
Çizelge 2.1 Asidik ve bazik pomzan n genel kimyasal bile enleri ..................... 12 Çizelge 2.2Türkiye’ de pomza rezervlerinin da Çizelge 2.3 Hafif betonlar n s
........................................ 13
fland lmas .................................................... 24
Çizelge 2.4 Hafif betonlar n bas nç dayan mlar na göre s
fland lmas .......... 25
Çizelge 2.5 Çe itli standartlara göre ta hafif betonlar n özgül a rl klar ve bas nç dayan mlar ............................................................................................ 26 Çizelge 2.6 Hafif betonlar n yo unluklar na göre s
fland lmas .................... 26
Çizelge 2.7Çe itli hafif agregalar n yo unluklar .............................................. 31 Çizelge 2.8 Çe itli betonlara ait genle me kat say lar ....................................... 37 Çizelge 3.1 8-16 mm agregan n tane büyüklü ü da
.................................. 51
Çizelge 3.2 4-8 mm agregan n tane büyüklü ü da
.................................... 52
Çizelge 3.3 Tane yo unluklar de erleri............................................................ 54 Çizelge 3.4 Su emme oranlar de erleri............................................................. 55 Çizelge 3.5Gev ek y
n yo unlu u de erleri ................................................... 57
Çizelge 3.6 Bo luk hacmi de erleri ................................................................... 58 Çizelge 3.7 Parçalanmaya kar direnç de erleri ............................................... 59 Çizelge 3.8 Donma-çözülmeye kar direnç de erleri........................................ 61
xxviii
ZELGELER D
(devam)
Sayfa
Çizelge 3.9Pomzan n fiziksel özelliklerinin kar la Çizelge 3.10Pomzan n kimyasal bile imlerinin kar la Çizelge 3.11 Gev ek y
lmas ............................. 63 lmas ........................ 65
n yo unlu u ve bo luk yüzdesi................................... 66
Çizelge 3.12 Tane yo unlu u ve su emme oranlar ............................................ 67 Çizelge 3.13 0/5 mm agrega gradasyonu ........................................................... 67 Çizelge 3.14 0/3 mm agrega gradasyonu ........................................................... 68 Çizelge 3.15 5/15 mm agrega gradasyonu ......................................................... 69 Çizelge 3.16 15/25 mm agrega gradasyonu ....................................................... 70 Çizelge 3.17 Çimento ve uçucu külün karakteristik özellikleri........................... 73 Çizelge 3.18 Kimyasal katk
n karakteristik özellikleri .................................... 76
Çizelge 3.19 Kar m suyunun karakteristik özellikleri ...................................... 77 Çizelge 4.1 D serilerinde yap lan deneyler ........................................................ 80 Çizelge 4.2 LC ve C serilerinde yap lan deneyler .............................................. 81 Çizelge 4.3 Sertle mi beton deneylerinde kullan lan numune tipi ve say
...... 82
Çizelge 4.4 D serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri ........ 85 Çizelge 4.5LC Serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri ...... 86 Çizelge 4.6 C Serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri........ 87
xxix
ZELGELER D
(devam)
Sayfa
Çizelge 4.7Aderans deneylerinde kullan lan donat lar n özellikleri ................... 96 Çizelge 5.1 Taze beton deney sonuçlar ............................................................ 97 Çizelge 5.2LC serisi betonlar n düzeltilmi kar m oranlar ve baz kar m özellikleri ......................................................................................................... 98 Çizelge 5.3C serisi betonlar n düzeltilmi kar m oranlar ve baz kar m özellikleri ......................................................................................................... 99 Çizelge 5.4 Sertle mi beton deneyleri sonuçlar ............................................. 100 Çizelge 5.5 Çekip ç karma kuvvetleri ve s yr lma de erleri ............................. 108 Çizelge 6.1 X yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü ..................................... 120 Çizelge 6.2Y yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü ...................................... 121 Çizelge 6.3 X yönü ikinci mertebe etki de erleri ............................................. 123 Çizelge 6.4 Y yönü ikinci mertebe etki de erleri ............................................. 123 Çizelge 6.5 X yönü için burulma düzensizli i kontrolü ................................... 125 Çizelge 6.6Y yönü için burulma düzensizli i kontrolü .................................... 125 Çizelge 6.7X yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü.................................... 127 Çizelge 6.8Y yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü.................................... 127 Çizelge 6.9 X yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü ............................ 129 Çizelge 6.10Y yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü ........................... 129
xxx
ZELGELER D
(devam)
Sayfa
Çizelge 6.11 Normal betonlu binan n kal p metraj .......................................... 134 Çizelge 6.12 Normal betonlu binan n beton metraj ......................................... 135 Çizelge 6.13 Normal betonlu binan n donat metraj ........................................ 136 Çizelge 6.14 Normal betonlu binan n genel metraj ......................................... 137 Çizelge 6.15 X yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü .................................... 142 Çizelge 6.16Y yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü ..................................... 142 Çizelge 6.17 X yönü ikinci mertebe etki de erleri ........................................... 144 Çizelge 6.18 Y yönü ikinci mertebe etki de erleri ........................................... 144 Çizelge 6.19 X yönü için burulma düzensizli i kontrolü.................................. 146 Çizelge 6.20Y yönü için burulma düzensizli i kontrolü .................................. 146 Çizelge 6.21X yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü .................................. 148 Çizelge 6.22Y yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü .................................. 148 Çizelge 6.23 X yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü ........................... 150 Çizelge 6.24Y yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü ............................ 150 Çizelge 6.25 Ta
hafif betonlu binan n kal p metraj ................................. 155
Çizelge 6.26 Ta
hafif betonlu binan n beton metraj ................................ 156
Çizelge 6.27 Ta
hafif betonlu binan n donat metraj ............................... 157
xxxi
ZELGELER D
(devam)
Sayfa
Çizelge 6.29 Yap a rl klar
n ve deprem yüklerinin de
imi ...................... 159
Çizelge 6.30 Kolon boyutlar ndaki de
imler ................................................ 160
Çizelge 6.31 Kiri boyutlar ndaki de
imler .................................................. 161
Çizelge 6.32 Dö eme kal nl klar ndaki de Çizelge 6.33Metraj kar la Çizelge 7.1 1 m3 Ta
imler........................................... 162
lmas ................................................................ 163
hafif betonun birim fiyat analizi .............................. 165
Çizelge 7.2 1 m3 Normal betonun birim fiyat analizi ....................................... 166 Çizelge 7.31 Ton ince demirin (S420) birim fiyat analizi ................................ 167 Çizelge 7.41 Ton kal n demirin (S420) birim fiyat analizi ............................... 167 Çizelge 7.5 1 m2 betonarme kal
n birim fiyat analizi ................................. 168
Çizelge 7.6 1 m3 makina ile kaz birim fiyat analizi ........................................ 168 Çizelge 7.7 Ta
hafif betonla yap lan 10 katl binan n maliyet hesab ....... 169
Çizelge 7.8Normal betonla yap lan 10 katl binan n maliyet hesab ................. 169
xxxii
1 1.G Hafif betonlar n birçok yönüyle geleneksel betonlardan üstün oldu u ve bu nedenle birçok sanayi ülkesinde hafif beton kullan tercih edildi i, fakat ülkemizde ta elemanlar n hafif betonla imal edildi i yüksek katl yap lar n bulunmad bilinmektedir. Oysa ülkemizde hafif beton üretimi yapabilecek kapasitede pek çok tecrübeli beton üretim tesisi bulunmaktad r. Genellikle üretilen hafif betonlar daha dü ük dayan ml ve izolasyon amaçl r. Ta hafif beton üretimi ve kullan n artmas için öncelikle söz konusu betonun mekanik özelliklerinin do ru tespiti ve ard ndan maliyetinin kullan özendirici nitelikte olmas artt r. Genellikle hafif betonun fiyat geleneksel betona k yasla fazlad r, ancak hafif betonla üretilen yap larda ölü yüklerin ve deprem yüklerinin azalmas dolay yla küçülen boyutlar sebebiyle toplam yap maliyetinin azalmas söz konusu olabilmektedir. Hafif beton üretimi maliyetli ve bir o kadar da zahmetlidir, beton üretimi yapan tesislerin pek ço u bu konuda çekince ta maktad r. Bunlar n ilki üretim maliyeti yüksek olan bir malzemeyi piyasaya sunmak eklindedir. Di eri ise bu konuda yerel olarak fazla tecrübenin bulunmamas r. Ülkemiz do al hafif agrega kaynaklar n etkin kullan için bu tip özel betonlar n yayg nla mas önem ta maktad r. Bir di er önemli konu ise ülkemizin önemli sorunlar ndan biri olan depremsellik sebebiyle yap lar n ölü yüklerinin azalt lmas n gereklili idir. Ayr ca ta amaçla kullan lan bu tip betonlar n az da olsa izolasyonuna katk oldu u da bir gerçektir. Son 40 y l içinde, hafif beton kullan birçok sanayi ülkesinde özellikle; Belçika, Hollanda, Almanya, ngiltere, A.B.D ve Japonya’da çok h zl bir ekilde artm r. Söz konusu ve di er sanayi ülkelerinde hafif betonla in a edilmi birçok yap mevcuttur. Türkiye dünyan n en zengin ve kaliteli hafif agrega yataklar na sahiptir ve yüz ölçümünün yakla k 1/5’ni volkanik kayaçlar olu turmaktad r. Di er taraftan Türkiye’nin dünyan n en etkin deprem ku aklar ndan birinin üzerinde oldu u bilinmektedir. Deprem haritas na göre, Türkiye topraklar n %92’si deprem ku içerisinde bulunmakta, nüfusun %96’s bu ku a giren bölgelerde ya amakta ve büyük sanayi merkezlerinin %98’i bu bölgelerde bulunmaktad r (Hüsem, 1995). Ayr ca, bugüne kadar Türkiye’de meydana gelen depremlerin büyük can ve mal kayb na neden oldu u bilinmektedir.
2 Hammadde olarak hafif agregan n bu kadar yayg n olarak bulunmas na ra men Türkiye’de hafif beton yap n çok k tl olmas n nedenleri, bu tür beton özelliklerinin geleneksel betonunkiler kadar bilinmemesi ve hafif betonun maliyeti sebebiyle ortaya ç kan çekincelerdir. saca toparlamak gerekirse; 1) Hafif betonlar sahip oldu u özelliklerden dolay sanayi ülkelerinde hemen her çe it in aatta yayg n olarak kullan lmaktad r. 2) Türkiye gibi aktif deprem ku üzerinde bulunan ülkelerde, betonarme yap larda hafif beton kullan deprem zararlar azaltabilecektir. 3) Türkiye hafif beton yap nda kullan labilen do al hafif agrega kaynaklar bak ndan son derece zengin bir ülkedir. 4) Ülkemizde bu konuda gerekli bilgi ve deneyim birikimi fazla de ildir. 5) Hafif beton maliyeti fazla oldu undan toplam yap maliyetine olan etkilerinin analizi gereklidir. Bu çal ma neticesinde, do al hafif agrega (pomza) kullan larak tasarlanan ta hafif betonun yap larda kullan lmas ve yap lar n zati a rl nda önemli bir azalma sa lanmas amaçlanmaktad r. Zati yükün azalmas ta elemanlar n kesit boyutlar nda küçülme sa layacak ve yap n toplam maliyetine de etki edecektir. Tüm bu sonuçlar hafif beton kullan ve kullan rl artt rmay sa layacakt r.
n in aat sektöründe fark ndal
Ta hafif beton, standartlarda tan mland gibi genellikle dayan 17 3 MPa’ n üzerinde ve birim hacim a rl 1900 kg/m ’ün alt nda olan betondur. Bu tipte beton, Amerika, Avrupa ve Japonya’da köprü ayaklar , köprü kiri leri ve panel duvar gibi elemanlarda ve kompozit elemanlar n üretiminde yayg n olarak kullan lmaktad r. Türkiye’de var olan hafif agrega kaynaklar farkl kullan mlar için yurtd na da ihraç edilmektedir. Bu malzemelerin ülkemizdeki kullan , ta nitelikte olmayan, izolasyon amaçl kullan lan kagir elemanlar veya hafif paneller niteli indedir. Ta hafif beton üretimi laboratuvar olanaklar nda
3 mümkün olabildi i gibi özellikle hafif beton üretimi için uygun altyap ya sahip tesislerde de yap labilmektedir. zolasyon ve kompozit sistemlerde ta amaçla hafif beton kullan lan baz projelerin varl bilinmektedir. Ülkemizde prefabrike üretim yapan baz tesislerin hafif ve dayan yeterli mertebede olan elemanlar üretme konusunda çal malar mevcuttur. Örnek olarak Ege Bölgesindeki hafif agrega kaynaklar n kullan ile gerçekle tirilmesi planlanan ve Yeni Prefabrike A. .’nin sundu u Prefabrike Hafif A k Kiri i ve Cephe Paneli Tasar , Prototip Üretimi isimli TÜB TAK KOB destekli proje bu giri imlerden biridir. Sadece prefabrikasyonda de il, geli mi beton santrallerinde üretilen hafif betonun konvansiyonel yap larda da kullan n art piyasada bu konuda bilgi ve deneyimin artmas ile gerçekle ecektir. Bu amaçla öncelikle yap lmas gereken malzemeyi iyi tan mak, yerel malzemelerle üretilen betonlar için istenilen dayan sa layan kar m oranlar sunabilmek ve ard ndan bu betonlar n mekanik özelliklerini belirlemektir. kincil olarak ise elde edilen deney sonuçlar n da yard yla ta hafif betondan imal bir yüksek katl yap tasarlanarak statik hesaplar gerçekle tirilmi tir. Bu dizayn n amac geleneksel betonla imal edilmi bir yap ile baz elemanlar ta hafif betondan imal edilmi olan benzer yap aras ndaki maliyet fark belirleyebilmektir. Elde edilen sonuçlar, yüksek katl binalarda hafif beton kullan n hem malzeme, hem yap sal, hem de ekonomik yönlerini ortaya sürmesi bak ndan sektöre faydal bulgular içermektedir. Konunun yap malzemesi, yap ve maliyet analizi gibi farkl alanlardaki sonuçlar bir arada bar nd rmas anlam nda bulgular n bilimsel anlamda ilgi çekici olmas beklenmektedir.
4
5
2. TA IYICI HAF F BETONLAR ACI 213R-87 yap sal hafif betonlar , 28 günlük minimum bas nç dayan 17 MPa olan ve hava kurusu birim a rl 1850 kg/m3 ‘ü a mayan tümüyle veya bir k sm hafif agregalardan olu an betonlar olarak tan mlamaktad r. TS 2511 (1977)’e göre de, karakteristik bas nç dayan 17 MPa’dan daha 3 büyük olan ve birim hacim a rl da en fazla 1900 kg/m olan hafif agregal betonlar, ta hafif beton olarak s fland lmaktad r. Bu tür betonlar n betonarme yap larda kullan lmas yla özgül a rl n, %25 gibi belirgin bir ölçüde azalmas sa lanmaktad r. Bundan dolay betonarme yap tekni inde hafif ta beton kullan lmas e ilimi gittikçe artmaktad r. Bu tür malzemeye yönelmenin ba ca sebebi yap n tüm a rl n azalmas ndan yararlanarak ta elemanlar n kesitlerini küçültmek ve böylelikle i in maliyet bedelini dü ürmektedir. Ta hafif betonlar n muhtelif agregalarla elde edilmesi mümkündür. Bunlar n aras nda en ekonomik olan do al hafif agregalar kullan lmas yla bu betonlar n üretilmesidir. Ülkemizde çok geni do al agrega rezervleri bulunmaktad r. Bu bak mdan do al hafif agregalardan yararlanmak do ru bir çözüm olacakt r ( lgün, 1992).
2.1. Tarihçe Hafif agregal beton, beton teknolojisinde yeni bir geli me de ildir. Antik zamandan beri pomza, tüf gibi volkanik do al agregalar hafif beton ve harç üretiminde kullan lm r. M.Ö 3000’li y llarda Sümerler, Babil’in in as nda hafif beton kullanm lard r. Romal lar ve Yunanl lar da bina yap nda pomza kullanm lard r. stanbul’da Aya Sofya, Roma mparatorlu u eserlerinden Pantheon ve Colosseum, Meksika’da Maya Piramitleri hafif betonun kullan ld ve günümüze kadar gelen görkemli antik eserlerden birkaç r (Chandra ve Berntsson, 2002). ekil 2.1 ve 2.2’ de bu eserler görülmektedir.
6
ekil 2.1 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri (solda Pantheon, sa da Colosseum )
ekil 2.2 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri (solda Meksika’da Maya Piramitleri, sa da stanbul’da Aya Sofya Müzesi)
Geli mi ülkeler son k rk y l içerisine hafif beton teknolojilerini geli tirerek kullan m alanlar art rm lard r. Hafif betonun h zl bir ekilde yayg nla ülkeler; talya, Almanya, Belçika, Hollanda, ABD, ngiltere Fransa ve Japonya’ r (Durmu , 1986). Hafif agregal beton Japonya’da 30 y la yak n bir zamand r binalar ve di er mühendislik yap lar nda kullan lmaktad r. Benzer biçimde Avustralya bu tür malzemelerin kullan nda en az 20 y ll k geçmi e sahiptir. Görünen o ki malzemenin seçiminde, k smen de olsa do al olarak olu an hafif agregan n o bölgede temin edilip edilemeyece inin önemi büyüktür (Clarke, 2010). ngiltere’de öncelikle klinker veya tu la üretimi, ard ndan da gerek i lenmi at k ürün (yüksek f n cürufu gibi), gerekse i lenmi agrega olarak di er alanlarda yayg nla an kullan m bu yüzy n ba lar na kadar dayanmaktad r. Bugüne kadar
7 her iki kategorideki üretim çe itlenmi ve bu ekilde üretilen agregalar daha yayg n ekilde kullan lmaya ba lanm r. Bu tür malzemelerin kullan hem lenmi endüstriyel at klar n imhas gibi bir gereksinimi ortadan kald rmas na, hem de do al agregalara olan gereksinimi azaltmas na ra men, yayg nla malar ancak son y llarda bir dereceye kadar kabul görmü tür (Clarke, 2010). Amerika Birle ik Devletlerinde hafif beton kullan yerel in aat endüstrisinde erken kullan lmas na ra men, di er ülkelere nazaran geri kalm r. Almanya’da, II Dünya Sava ndan önce hafif bina yap m üniteleri sa lam bir d ticarete sahip olmu tur (Gündüz, 1998). Ta hafif betonun donat yla beraber kullan n ilk örnekleri 1. Dünya Sava ’nda gemi ve mavnalar n yap nda olmu tur. Genle tirilmi ist 3 kullanarak, 34.5 MPa’l k bas nç dayan , 1760 kg/m ve dü ük birim hacim rl klar elde edilmi tir. 1950’lerde birçok katl yap , ta hafif betonun sa lad azalm ölü yüklerin avantaj yla dizayn edilip in a edilmi tir. ekil 2.3’de çerçeve sistemi ve dö emeleri ta hafif beton kullan larak in a edilmi Chicago’daki 42 katl bir bina ve Dallas’da yap lm 18 katl Hilton Oteli bunlara örnek olarak gösterilmi tir (ACI 213R-87, 1994). lk hafif betonla yap lm betonarme bina Londra’da 1958 y nda in a edilmi tir. O günden sonra birçok bina hafif agregal beton kullan yla prefabrik, ön gerilmeli ya da konvansiyonel ekilde in a edilmi tir (Chandra ve Berntsson, 2002).
ekil 2.3 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri (solda Dallas Hilton Oteli, sa da Marina City Towers, Chicago –USA)
8 Ayr ca Los Angeles’ta in a edilen bir binada hafif agregal beton kullan lmas yla, normal agregal betona göre 20800$’l k fazla harcama yap lm , buna kar k hafif betonda 39000$’l k daha az çelik kullan lm r. Dolay yla 18200$’l k bir tasarruf sa lanm r (Gündüz, 1998). u an hafif agregal beton kullan na dair ngiltere’deki yönetmelikler, hem Kuzey Amerika hem de di er Avrupa ülkelerindeki artlardan çok daha kat r. Hafif betonun deniz a ülkelerde yüksek katl yap larda yayg n kullan n aksine, ngiltere’de genellikle daha az ve daha seyrek olarak kullan lmas tercih edilmi tir. Bununla birlikte, bu malzemenin kullan ld ve baz n geçmi i 25 y l öncesine dayanan pek çok örne e hem Londra’da (Çin Büyükelçili i ve Guy’s Hastanesi gibi), hem de di er yerlerde (East Anglia Ünversitesi Ö renci Yurdu ve Redbridge Magistrates Mahkeme Binas gibi) rastlamak mümkündür ( ekil 2.4) (Clarke, 2010).
ekil 2.4 Hafif beton kullan larak in a edilmi yap örnekleri (solda Redbridge Magistrates Mahkeme Binas , sa da Guy’s Hastanesi)
Di er taraftan Türkiye hafif beton yap nda kullan labilen do al hafif agrega kaynaklar bak ndan son derece zengin bir ülkedir fakat Türkiye’de hafif betonla in a edilmi yap hemen hiç yoktur. Bunun temel nedeni, ülkemizde, bu tür betonlar konusunda gerekli bilgi ve deneyim birikiminin yeterli olmamas r (Hüsem, 1995).
9
2.2. Hafif Beton Konusunda Standart ve Yönetmeliklerdeki Baz Tan mlar Hafif agregalar ve betonlar konusunda çe itli ülke yönetmeliklerinde, yap mlar nda kullan lan agregalar, hafif betonun yap , birim kütle ve dayan mlar konusunda baz kay tlar mevcuttur. TS 1114 EN 13055-1 (2004)’e göre hafif agrega, su, çimento ve gerekti inde katk maddeleri ile kar larak hafif beton imalinde kullan lan, gev ek birim a rl n en büyük de eri 1200 kg/m 3 ’ü veya tane yo unlu u 2000 kg/m 3 ’ü a mayan, k lm veya k lmam gözenekli inorganik agregalard r. TS EN 206-1 (2000)’de hafif beton, etüv kurusu durumundaki birim hacim rl (yo unlu u), 800 kg/m 3 ’ten büyük, 2000 kg/m 3 ’ten küçük olan beton olarak tan mlan maktad r. TS 2511 (1977)’e göre de, karakteristik bas nç dayan 17 MPa’dan daha büyük olan ve birim hacim a rl da en fazla 1900 kg/m 3 olan hafif agregal betonlar, ta hafif beton olarak s fland lmaktad r. ASTM C330 (1969) ve ACI 213R (1979), yal m amaçlar için kullan lacak hafif betonlar n kuru birim kütlesinin 800 kg/m 3 ’den az, 28 günlük bas nç dayan mlar n ise 0.7 MPa- 7 MPa aras nda oldu u, ta amaçlar için kullan lan hafif betonlarda söz konusu birim kütlenin 1850 kg/m 3 ’den az olmas (1900 kg/m 3 ’e kadar ç kmas na izin verilmektedir), 28 günlük bas nç dayan n ise 17 MPa’n n alt na dü memesini öngörmektedir. Ayr ca ASTM C330’da hafif beton yap nda kullan lan agregalar n maksimum gev ek birim kütlelerinin ince agregalar için 1120 kg/m 3 , iri agregalar için ise 880 kg/m 3 olmas önermektedir. CEB-FIB (1980) ise ta hafif betonun kuru birim hacim a rl 3 1900 kg/m ’ü geçmemesini önermektedir.
n
Rusya’da ve CIS normlar nda hafif agregal beton, bas nç mukavemetine göre tariflendirilmektedir. SNIP 2.03.01-84’e yap lan ilaveye göre, kullan lan agrega türüne ba olarak bas nç mukavemeti 2.5 N/mm 2 ila 40 N/mm 2 aras nda de en ve yo unlu u 800 kg/m 3 ila 2000 kg/m 3 olan betonlar hafif betondur (Clarke, 2010).
10 Norveç betonarme yap lar artnamesi NS 3473 (1989)’deki kurallar, mukavemet ko ullar sa layan tüm normal ve hafif agregal betonlar için geçerlidir. Normal betonlar için 105 N/mm 2 ve hafif betonlar için 85 N/mm 2 olan maksimum beton s flar birçok artname taraf ndan verilen beton s flar ndan önemli ölçüde yüksektir. Betonun etüvde kurutulmu yo unlu unun 1200 kg/m 3 ’ü geçmesi art yla herhangi bir tür agregaya veya hafif agrega ile do al agregan n kar kullan labilir. Ancak artname hafif agregan n dayan , yo unlu u ve yanma derecesi vs. gibi özelliklerinin üniform olmas , birim hacim yo unlu u ve belirlenmi olan de erin aras ndaki fark n da %7.5’i mamas art ko maktad r (Clarke, 2010). Japon aat Mühendisleri Odas artnamesi (1986) hafif agregal betonla ilgili oldukça geni aç klamada bulunmaktad r. ‘Hafif agrega’ terimiyle, Amerikan artnamelerinde kullan lan terminolojiyle uyumlu olarak ‘iri ve ince daneli hafif agrega’ ifade edilmektedir. artname hafif ve do al agregalar n kombinasyonlar referans konusu olarak almas na ra men, özelliklerinin kullan lan agrega oran na ba oldu unu, de erlerin sadece hafif agregal beton için verildi ini belirtmektedir. Japon Mimarl k Enstitüsü artnamesi (1982) mukavemet, kullan lan agrega ve kullan m ekline ba olarak hafif betonu 5 türe ay rmaktad r. artname betonun üretimi ve in aatta kullan na ili kin baz hususlara de inmi , ancak tasar m konusuna de inmemi tir (Clarke, 2010).
2.3. Hafif Beton Yap
nda Kullan lan Agregalar
Hafif beton yap nda kullan lan agregalar do al ya da suni olabilmektedir. Do al hafif agregalar; genelde bir volkanizma ürünü olarak olu mu gözenekli ve geni kütlesel da mlar gösteren endüstriyel hammaddelerdir. Pomza, diyamotit, vermikülit, puzolanlar, tüf ve volkanik cüruflar bu kapsamda de erlendirilen ve güncel olu umlar bilinen do al hafif agrega türleri olarak say labilir. Türkiye’de ta hafif beton için gerekli olan yapay agregalar n üretimiyle ilgili henüz bir sanayi kolu kurulmam r. Ancak yurt d nda yayg n bir kullan ma sahiptir (Gönen, 2009). Yapay hafif agregalar ise yüksek f n cürufu, kalsine edilmis kil, uçucu kül, kuvarsit, perlit, obsidiyen, vermikülit, sist, arduvaz vb. inorganik elemanlardan genellikle tma, gaz veya köpük olu turma yoluyla gözenekle tirilerek elde edilen k lm veya k lmam agregalard r (TS 1114 EN 13055-1, 2004).
11
2.3.1. Do rudan Elde Edilen Do al Hafif Agregalar Mekanik i lem d nda herhangi bir i lemden geçirilmemi olan ve mineral kaynaklardan elde edilen agregalard r (Uyguno lu, 2008).
2.3.1.1. Pomza Kullan lan en eski yap malzemelerinden biri pomzad r. Antik Yunan ve Roma dönemlerinde pomza, amfi tiyatrolar, tap naklar, su kemerleri, hamamlar, mahzenler ve konut in aatlar nda yayg n olarak kullan lm r. Bu yap lar zamana kar hala direnmektedir. Pomza, talyanca Ponza, Almanca Bimsstein, ngilizce Pumice olarak adland r. Dilimizde sünger ta , köpük ta , topuk ta , h r ta olarak da adland ld gibi bilimsel terminolojide dünyaca kabul görmü pümis (pumice), pümisit (pumicite) olarak da adland labilmektedir. Anadolu’da hafif yal ml yap malzemeleri antik ça larda ke fedilmi tir. Ege ve Akdeniz’deki birçok depremlere direnerek günümüze kadar gelen tarihi yap larda kullan lan Horasan harc pomza ve kireç kar ndan imal edilmi bir nevi hafif betondur (Gönen, 2009). Pomza bo luklu, süngerimsi, volkanik olaylar neticesinde olu mu , fiziksel ve kimyasal etkenlere kar dayan kl , gözenekli cams volkanik bir kayaçt r. Bir ba ka de le, pomza çok poroz olan volkanik ta cam r da denilebilir (Gündüz, 1998). TS 3234 (1978)’e “Bims beton yap m kurallar , kar m hesab ve deney metotlar ” standart na göre pomza; birbirinden ba lant z bo luklu, sünger görünümlü silikat esasl , birim hacim a rl 1gr/cm 3 ’ten küçük, sertli i Mohs skalas na göre 6 olan ve cams doku gösteren volkanik bir madde olarak tan mlanm r. Asidik ve bazik volkanik faaliyetler neticesinde iki tür pomza olu mu tur. Bunlar; asidik pomza ve bazik pomzad r. Yeryüzünde en yayg n olarak bulunan ve kullan m türü en geni olan asidik pomza, beyaz ve kirli renkte olan r. Bazik pomza ise siyah ms renkteki pomza türüdür. Asidik karekterli pomzalarda silis oran yüksek olup, in aat sektöründe yayg n kullan m alan bulabilmektedir. Di er taraftan bazik karakterli pomzalarda alüminyum, demir, kalsiyum ve magnezyum bile enlerinin daha yüksek oranda bulunmas nedeniyle di er endüstriyel alanlarda kullan m alan bulabilmektedir (Çizelge 2.1’de asidik ve bazik
12 pomzan n karakteristik yap gösterilmi tir). Her iki pomza türü de olu um ras nda ani so uma ve gazlar n bünyeyi ani olarak terk etmesi sonucu oldukça gözenekli bir yap kazanm r ( ekil 2.5) (Gündüz, 1998). Çizelge 2.1 Asidik ve bazik pomzan n genel kimyasal bile enleri (Gönen,2009)
SiO 2
Al 2 O 3
Fe 2 O 3
CaO
MgO Na 2 O+K 2 O
Asidik pomza
70
14
2.5
0.9
0.6
9
Bazik pomza
45
21
7
11
7
8
ekil 2.5 Pomzan n genel görünümü (Gündüz, 1998)
Pomza kendisine özgü baz özellikleri ile benzer volkanik cams kayaçlardan (perlit, obsidyen) ayr r. Bu özelliklerinden rengi, gözeneklili i ve kristal suyunun olmamas ile pratik olarak ayr lmaktad r. Renk benzerli i ve kimyasal bile imi bak ndan perlit ile kar r, baz durumlarda ayr lmas zorla r. Pomzal perlit veya perlitik pomza olarak bilinen geçi li kayaçlardan petrografik analizle ve gözenek yap incelemek suretiyle ayr labilmektedir (Ünal, 1997; DPT, 2001).
13 Pomza, ba ca in aat, tekstil, tar m, kimya sektöründe kullan lmaktad r, Türkiyedeki pomza rezervlerinin da Çizelge 2.2’de görülmektedir. Pomza llar boyunca in aatlarda yap eleman olarak kullan la gelmi , ustalar n elinde ekillendirilerek günümüze kadar geçmi in tarihini ve tekni ini ta r. Türkiye, pomza rezervleri bak ndan oldukça önemli bir potansiyele sahiptir. Pomza, ülkemizde ve dünyada geni anlamda in aat sanayinde kullan lmaktad r. Ülkemizde üretilen pomzan n %80’i iç piyasada in aat endüstrisinde ta olmayan hafif beton agregas olarak tüketilmektedir. Pomza, ülkemizde ve pek çok Avrupa ülkesinde yayg n olarak hafif yap eleman üretiminde kullan lmaktad r. Hafif tu lalar, bloklar, asmolenler, paneller ve in aatta kullan lan harç ve in aat demirinden tasarruf sa lad gibi, in aatlarda önemli oranda ve ses izolasyonu sa lamaktad r. Ayr ca yang na dayan kl k aç ndan da normal betona k yasla %20’ye varan oranda daha emniyetli oldu u kabul edilmektedir. Bunun yan nda hafif yap eleman nakliyesi daha kolayd r. Pomzal betonun normal betona k yasla önemli bir avantaj da deprem yüklerine kar daha elastik davran gösterebilmesidir (Gündüz, 1998). Çizelge 2.2 Türkiye’ de pomza rezervlerinin da
(Gönen, 2009)
14 Pomza, her geçen gün yeni bir kullan m alan bulan bir hammaddedir. Pümisit ad verilen ve bazen de volkan külü, volkan tozu olarak adland lan ince taneli olanlar çimentoda katk malzemesi olarak kullan lmaktad r. Pümisite bu alanda kullan m imkan veren özelli i, onun yüksek puzolonik aktivitesinden kaynaklanmaktad r (Gündüz, 1998).
2.3.1.2. Diyatomit Diyatomit su yosunlar s ndan olan tek hücreli, mikroskopla görülebilecek kadar küçük olan diyatomlar n silisli kavk lar n birikerek fosille mi kavk lar ndan meydana gelen organik tortul kayaçt r ( ekil 2.6) (Meisenger, 1985; Borat, 1992). TS 9773 “Diyatomityal nda kullan lan” (1992), yal nda kullan lan diyatomiti diyatome denilen tek hücreli organizmalar n kabuklar n çökelmesinden olu an, tebe ir görünümüne sahip, yüksek miktarda amorf silis içeren, beyaz renkli, su ile kar ld nda yap kan çamur meydana getirmeyen, kütlesinin birkaç kat kadar su emebilen ve parmaklar aras nda bast ld nda kolayca ezilebilen bir kayaç olarak tan mlanm r.
ekil 2.6 Kayaç halinde diyatomit (Bruvel, 1999)
15 Diyatomlar, binlerce türdeki mikroskobik su yosunu ailesini içerir ve tipik olarak 50-100 m boyutlar ndad rlar. skeletler silika içerirler ve geni çapta de ik ekillerde bulunurlar. skeletler ekil olarak silindirik, çubuk ve y ld z formundad rlar. Tipik olarak içleri bo ve delikli bir yüzeye sahiptirler. Diatom iskeletinin aç k yap ndan dolay diyatomit hafif kayaç s ndad r (Bruvel, 1999). Yap lm bir çal mada; diyatomitle üretilen hafif agregal betonlar n dayan mlar n dü ük olmas , (4-5.8 MPa) ancak yal m de erlerinin yüksek olmas (0.23-0.314 W/mK) nedeniyle hafif agrega olarak hafif beton üretiminde kullan lmas ile ta olmayacak ancak yal yüksek olan yal m amaçl hafif betonlar veya bloklar üretilebilece i belirtilmi tir (Gönen, 2009).
2.3.1.3. Tüf Tüfler, volkanizma s ras nda iddetli patlamalarda genellikle kat halde ar püskürtülen, de ik tane büyüklü ündeki malzemenin birikmesiyle volkanik ve tortul kayaçlara benzer özellikler gösteren piroklastik kayaçlardan olu urlar ( ekil 2.7) (Çobano lu vd, 2003). çeriklerinde yayg n bir ekilde gaz bo luklar vard r. Gözenekleri yar erimi lav n parçalanmas na e lik eden h zl so uma s ras nda gaz n genle mesinden olu ur. Tüf ve tüfit ço u kez iç içe kar olarak bulunurlar. Tüf hücreli yap göstermeyen cam n sert tozlar veya kuvars feldspat ve mafik minerallerin çok ince kristallerini kapsayabilir. Tüfit ise mineral tanelerini kapsar.
ekil 2.7 Tüfün genel görünümü (Ye inobal , 1997b)
16 Do ada sadece volkanik elemanl tüfler oldu u gibi, sedimanl tüfler ve tüflü sedimanlar da mevcuttur. De ime u ram volkanik ta larda ço u zaman tüfe benzerler. Bunlar tüflerden ay rt etmek güçtür. Ortalama 4 mm’den küçük piroklastik tanelerin olu turdu u ta lara tüfit ve kum halinde olanlara ise volkanik kül denir. Tüfler, volkanik cam parçalar ile kristal ve volkanik olmayan malzemelerden olu mu lard r. Tüflerin en büyük tane büyüklükleri 4-32 mm olursa lipilli, daha büyük parçalardan olu mu ise de volkanik aglomera veya volkanik bre olarak adland rlar. Bazaltik dokulu, sar mt rak veya gri renkli, lapilli ve zift parlakl nda kö eli k mlardan yap tüflere palagonit denir (Ye inobal , 1997b). Tüf, in aat sektöründe; hafif yap elemanlar , tüflü s valar ve hafif yal m elemanlar yap nda kullan r.
2.3.1.4. Lav Cürufu Volkanlar n ç kard klar lavlardan elde edilir. Dokusu ince ve iri gözenekli, dane ekli kö eli ve ç nt r. Birim a rl 800 - 900 kg/m³ dür (TS.1114, 2511). Lav cürufu, çe itli volkanik aktivitelere ba olarak bazaltik karaktere sahip lavlar n, patlaman n olu turdu u bas nc n etkisiyle, çatlaklar boyunca s zmas sonucu olu an bazaltik-andezitik kompozisyona sahip, gözenekli, cams volkanik bir kayaç türüdür. Lav cürufu, mineralojik ve petrografik yap nedeniyle scroria da denilebilmektedir. Bu agregalar, demir ve magnezyum bak ndan zengin, silis içeri i bak ndan fakir mafik lavlar n bo al esnas nda, magman n zamanla yüzeye do ru yakla mas ve bas nçta meydana gelen azalma nedeniyle, lav n bünyesinde bulunan uçucu gazlar n ve çe itli volkanik bile enlerin bünyeyi terk ederek ortamdan uzakla mas ve ani so umaya ba olarak meydana gelmi tir. Düzensiz ekilli ve farkl tane boyut da mlar na sahip k nt lardan olu mu ve yüksek demir içeri inden dolay koyu griden siyaha kadar de en bir renk aral na sahiptir. Özellikle oksidasyonun etkisiyle daha ziyade k rm , kahverengi ve siyah tonlarda görülebilmektedir (Demirda , 2003; Gündüz, 2003). Lav cüruflar , makroskobik özellikleri üzerine yap lan incelemelerde süngerimsi yap da ve bo luklar birbirinden ba ms z gözenekler halindedir. Di er
17 bir de le gözenekleri birbiri ile ba lant z bo lukludur. Bu özellikleri sebebiyle de ve ses izolasyonu sa layan bir karakteristik göstermektedir. Avrupa’n n birçok bölgesinde (Avusturya, Fransa, Almanya, talya) bulunan volkanik cüruf, silika alümina-alkalin bir kayaçt r ( apç , 2008). Lav cüruflar ; 1-Poroz özelliklerinden dolay ; • Kum drenaj nda, • Emici katman, • Filtre malzemesi 2-Hafif olu u nedeniyle; • stinat duvarlar arkas nda dolgu malzemesi olarak, 3-Puzolanik özelliklerinden dolay ; • Belirli oranda çimento ve kireç kar • Trasl çimento yap
2.3.2.
larak, stabilizasyon malzemesi olarak,
nda kullan lmaktad r.
lenmi Do al Hafif Agregalar
Is l i lem veya di er de mineral kökenli agregalard r.
ik endüstriyel i lem sonucunda elde edilen
2.3.2.1. Genle tirilmi Kil Genle en killerin varl n bilinmesi 1850’lere dayanmaktad r. Bu alanda ilk ürünler 1918 y nda Missuri’de S.J. Hayde taraf ndan elde edilerek Amerikan standartlar na “Haydite” ad ile girmi tir. Döner f nlarda elde edilen bu ürünler o ralar konut in aatlar ndan ziyade, gemilerin iç konstrüksiyonunda kullan lm r Genle mi kil agregas , 1950’lerden sonra in aat sektöründe ba ta gökdelen ve köprü yap olmak üzere bugünkü konumunu tam olarak kazanm r.
18 Genle tirilmi kil agregalar n üstünlüklerinin ke fedilmesinden sonra ABD’de 26 eyalette genle en kil üretilmektedir (ESCSI, 1971). Bu genle tirilmi kil agregalar ndan “Haydite” ba ta olmak üzere daha birçok kil agregas ticari olarak piyasaya sürülmü tür. Bu killer; Solite, Basalite, Buildex, Lite-Wate, Rocklite vb. yakla k 15 çe it piyasa ürünü olarak mevcuttur. ABD’de halen y lda hafif yap agregas üretiminin 2/3’ü olan genle en kil veya eyldir. Bu da y lda yakla k 8–9 milyon m3 aras ndad r. Ayr ca Dünya üzerinde üretim yapan büyük firmalar Kanada, Belçika, Avustralya, sviçre ve Japon kurulu larla birlikte olu turduklar “Expanded, Shale Clay ve Slate intitute (ESCSI) adl bir örgüt kurulmu tur (Gökçe 2007). MTA Genel Müdürlü ü Genle en Kil Etütlerine (Türkiye Geneli) ilk defa 20-13A1 proje numaras yla 2000 y nda ba lam olup, çal malar 2001 y nda da devam etmi tir. Türkiye‘ de genle en kil üretimi olmad gibi tüketimi de yoktur (Gökçe, 2007). Sinterle me süreci çabuk olan ve 1100-1300o C aras nda belirli bir hacim art na u rayan kil, killi ist ve eyllere genel olarak genle en killer ad verilmektedir. Genle tirilmi kil için kullan lan yayg n hammaddeler; erken sinterle en kil, kumlu kil (Lem, mil), killi ist ve ifertondur. Bunlar mineralojik olarak illit, serizit ve montmorillonit gibi tabakal silikatlardan meydana gelir. Baz hallerde bir miktar kaolinit ve klorit ile de en miktarlarda kuvars, feldspat, kalsit, dolomit ve limonit ihtiva ederler (DPT, 2005). Bu malzemelerin 1100-1300 C’de pi irilmesi neticesinde olu an gözenekli yap ya sahip küçük seramik ürünlerin (granüller) d yüzeyinde iyi sinterle mi sert ve piroplastik yap gösteren bir kabuk olu maktad r. ç k mda ise, malzeme bünyesinde bulunan ve pi me esnas nda aç a ç kan tüm gazlar n bünyeyi terk etmesi nedeniyle kapal ve küçük bo luklar halinde hücreler ihtiva eden homojen bir yap meydana gelmektedir ( elil 2.8) (Gündüz vd, 2006). Bu olu um, in aat sektöründe hafif yap elemanlar malzemesi olarak de erlendirilebilmektedir.
n eldesinde hafif agrega
19
ekil 2.8 Genle mi kil agregas
n genel görünümü (Gündüz, 2006)
Genle tirilmi kil ve istler hafif agregalar içerisinde bas nç mukavemeti en yüksek olan ürünleridir. Genle mi kil ile ilgili Türkiye’de yap lan bir çal mada (Gökçe, 2007) kendi ürettikleri genle mi kil agregas ve 400 doz çimento kullan yla C30 s beton üretilebilece i belirtilmi tir. Ba ka bir çal mada, Moldova’dan temin ettikleri genle mi kil agregas ile ürettikleri betonlar n zararl kimyasallara dayan kl incelenmi ler ve sülfat ile asitlere dayan kl olduklar belirtmi lerdir (Gönen, 2009).
2.3.2.2. Genle tirilmi Perlit Perlit, volkanik aktiviteler sonucu asidik erimi ma man n lav halinde yüzeye ç karak, yüksek bas nç alt nda su veya buharla temas ile olu mu do al cam olarak tan mlan r (Güzel, 1993; Öztürk, 1995). Uygun s cakl kta (7601200 C) bünyesindeki suyun uzakla mas ile hacminin yakla k 4-30 kat geni leyebilen silisli volkanik cam olan perlit, genle ti inde çok hafif ve gözenekli yap kazanan ve genellikle %70-75 SiO 2 , %12-20 Al2 O3 ve az miktarda di er mineral bile ikleri içeren asidik özellikli püskürük kayaçt r ( ekil 2.9).
ekil 2.9 Genle tirilmi perlit agregas
n genel görünümü
20 Hacminin artmas yla iletim katsay ve yo unlu u dü tü ünden, yal için hafif malzeme elde edilmi olur. Is l i lem uygulanarak elde edilen dü ük yo unluktaki bu malzemeye genle mi perlit denir (Karaman, 2007). Do al haliyle gümü grisi, koyu gri veya siyah renkli olan perlit; kompakt, ince taneli, gözenekli, gev ek, kolay k labilir, kum ve kum ta yap nda el ile ufalanabilir yap dad r (Tanaçan, 1993). Perlit genle mi olarak kullan ld gibi ham olarak da geni kullan m alanlar na sahiptir. Ham perlit kimyasal bilesimi itibariyle silisli ve alüminyumlu bile ikler içerdi inden kalsiyum esasl ba lay lar ile kimyasal reaksiyona girerek hidrolik aktivite gösterir. Bu özelli i nedeniyle in aat sektöründe geni çapta kullan lmaktad r. Perlit çimentoya dayan kl k kazand rmaktad r. Bunun için ham perlit kayas k p ö ütülüp elendi i gibi do al olarak agrega halinde bulunan perlit kaynaklar da kullan lmaktad r. ekil 2.10’da perlit madeninin Türkiye‘deki da gösterilmi tir ( apç , 2008).
ekil 2.10 Perlit madeninin Türkiye’ de da
Perlit,
(Gönen 2009)
aat Sektöründe;
• ekillendirilmi izolasyon malzemeleri (çat ve zemin izolasyonlar nda) • Perlitli s valar
21 • Perlit agregal hafif yal m betonu (Çimento veya alç ba lay ) • Perlit agregal hafif yap elemanlar , tavan kiremitleri, boru izolasyonlar vb. • Gev ek dolgu malzemesi olarak (tavan aralar zemin ve duvar bo luklar nda yal m malzemesi olarak; silikonla özel bir i leme tabi tutularak köpük halinde) • Yüzey dö emelerinde (
ve ses yal
olarak)
• Çimento ve alç d ndaki ba lay larla yap lan özel amaçl perlit betonlar yap nda kullan lmaktad r ( apç , 2008)
2.3.2.3. Genle tirilmi Vermikülit Genle mi mika olarak bilinen vermikülit mika mineralidir ( ekil 2.11). Do al haliyle mikams görünüme sahip olan vermikülit, iyi geli mi dilinimleri yumu ak ve e ilebilir özelliktedir. Ham maddesi çok ince ve parlak katmanlardan olu ur ve her katman n aras nda bir miktar su bulunur. Genle memi durumda yo unlu u 96-320 kg/m 3 kadar olurken, genle tikten sonra 50-130 kg/m 3 aras nda de ir. Is iletkenlik katsay 0.044-0.047 W/m o K aras ndad r. Ye il, sar ms , kahve ve hatta siyah renkte olabilir. Sertli i Mohs ölçe ine göre 1.2 ile 2.0 aras nda de ir ve 1370 C’da erir (Karaman, 2007).
ekil 2.11 Genle tirilmi vermikülit agregas
n genel görünümü
22 Genle tirilmi vermikülit, hafif yap gereçlerinde agrega olarak, binalarda ve ses yal nda, so uk hava depolar n izolasyonunda, dekorasyon lerinde, dökümhane ve benzeri yüksek ile çal an yerlerde ate e dayan kl va ve kaplama malzemeleri üretiminde kullan r. Ziraatte ise topra n özelliklerini iyile tirici katk olarak, zirai ilaçlarda ve gübrelerde katk malzemesi olarak, ev ve ah r hayvanlar nda yatak malzemesi olarak kullan r. nce taneli genle mi vermikülit ayr ca boyada, lastik ve plastik üretiminde dolgu olarak kullan r. Di er bir, deyi le vermikülit, perlit, pomza, genle en killer, camyümü, ytong, strafor beton ve köpüklü beton gibi malzemelere bir alternatiftir. Dünyada toplam üretim y lda 500.000-600.000 ton kadard r (Gönen, 2009). Kil, perlit ve vermikülitin yan s ra arduvaz da bu grup içinde say lmaktad r.
l i lemlerle genle tirilmi obsidyen ve
2.3.3.Yapay Hafif Agregalar Su ile kar larak olu turulan su buhar n gözenekli yap olu turmas ile hafif agrega özelli i gösteren yüksek f n cürufu ve slat p toprak halinde nland nda içindeki karbonu yanan ve sinterlenen uçucu külü bu grup içinde sayabiliriz.
2.3.3.1. Yüksek F
n Cürufu
Yüksek f n cürufu, pik demirin yüksek f nda üretiminden sonra elde edilen bir yan üründür. Cürufun 1400-1500o C’deki erimi pozisyonunda, yüksek n at , hafif agrega haline dönü ür. Yüksek f n cürufu, kaba bir yüzey dokusuna sahip, gözenekli ve bal pete i eklinde, az veya çok koyu gri bir renge sahiptir. Malzemenin kuru yo unlu u 600-900 kg/m3 aras nda de mektedir. Bu ürün, besleme malzemesinde ayr ca bir tma zorunlulu u bulunmamas ndan dolay oldukça ekonomiktir. Bu yolla elde edilen agrega halindeki ürün, oldukça kararl bir yap ya sahiptir ( apç , 2008).
2.3.3.2. Sinterlenen Uçucu Kül Sinterlenmi ve pulverize edilmi yak t külü (PYK), pulverize kömürün termal güç istasyonlar nda yak t olarak yak lmas ndan sonra elde edilen bir art k eklidir. PYK tozu, dönen bir kap içerisinde su ile birlikte pelletlenir. Elde edilen pelletler, 1200-1300o C aras nda yatay zgaralar içerisinde yak r. Daha sonra
23 bunlar so utularak elenir ve farkl tane boyu fraksiyonlar nda depolan r. Kuru n yo unlu u, pelletlerin tane boyuna ba olarak 650-850 kg/m3 aras nda de ir. Almanya ve ngiltere’de halen hafif agrega üretiminde kullan lmaktad r apç , 2008).
2.3.4. Organik Kökenli Hafif Agregalar Bu tür malzemeler özel mineralizasyon i lemlerine tabi tutulur ve bünyelerindeki mikro organizmalar öldürülerek yanmaz hale getirilerek kullan rlar. Bu grupta ah ap at olan tala , elyaf, strafor (EPS), ta yünü do al ve yapay polimer kökenli malzemeleri sayabiliriz.
2.3.4.1. Genle tirilmi Polistiren Sert Köpük Suni hafif agregalar grubunda yer alan genle mi polistiren de dünya in aat endüstrisinde önemli bir kullan m potansiyeline sahiptir. lk üretimi 1967 y nda Almanya’da ba lam r ( apç , 2008). Ham petrolden imal edilen ve sentetik bir malzeme olan genle tirilmi polistiren sert köpük (expanded/expandable polystrene) için k saltma olarak EPS kullan lmaktad r. EPS, genle tirilmi veya genle tirilebilen polistren anlam na gelir. Türkiye’ de strafor ad yla an lmaktad r. EPS, petrolden elde edilen bir hidrokarbondur. Bu hidrokarbonun %98’i havadan olu an termoplastik esasl daha çok yal m amaçl kullan lan bir malzemedir. Styrene monomerinin polimerizasyonuyla elde edilir. Bu polimerizasyonda katalizör olarak peroksit, irme maddesi olarak da pentan kullan r. Bünyesinde bulunan çok say daki küçük gözenekli hücrelerde durgun hava hapsolmu vaziyettedir. Bir m3 EPS yakla k olarak 3-6 milyar küçük gözenekli hücre içerir. Bu gözenekli yap , ve ses yal sa lar. Büyük bir k sm havadan olu tu u için de çok hafif bir malzemedir. lenmesi ve ta nmas kolayd r. 1950’li y llarda Almanya’da ke fedilen strafor, h zla tüm dünyada kullan lmaya ba lanm r. 1960’l y llar n ba ndan itibaren Türkiye de üretimine ba lanm r (Gönen, 2009).
2.4. Hafif Betonlar n Yap
ve S
fland lmas
Hafif beton; ba lay çimento hamurunun genle tirilmesi suretiyle (haval , hücreli ya da gaz beton) ya da sadece geleneksel iri agrega kullanarak (kumsuz) elde edilebildi i gibi beton bile iminde, geleneksel agrega yerine, hafif agrega
24 kullan larak da elde edilebilmektedir. Ba lay çimento hamurunu genle tirme tekni i, bu hamur içinde gaz kabarc klar olu turmaktan ibarettir. Bu amaçla karma suyu miktar art rmadan taze betonun i lenebilirli ini art ran, plastikle tirici maddeler kullan lmaktad r. Ancak, özellikle yap betonu için tek ba na kullan lan teknik, hafif agrega kullanmaktan ibarettir (Hüsem, 1995). Hafif betonlar yukar da verilen yap mlar na göre, madde 2.1.’de yönetmeliklerde belirtilen birim kütlelere ve dayan mlar na göre fland lmaktad r. Çizelge 2.3’de hafif beton birim a rl na, bas nç dayan na ve iletkenli ine göre s fland lm r. Çizelge 2.3 Hafif betonlar n s
fland lmas (Gönen, 2009)
Hafif Beton Tipi
Kuru Birim Hacim A rl k (kg/m 3 )
Çok hafif yal m betonu Çok hafif beton Hafif ta yal m betonu Hafif ta beton Yüksek dayan ml hafif beton
< 800 < 800 800-1400 > 1200 > 1200
2.4.1. Üretim fland lmas
Yöntemlerine
Bas nç Dayan (MPa) <2 >2 > 10 > 20 > 30
Göre
Hafif
Is letkenlik (W/m C ) < 0.16 < 0.16 < 0.80 -
Betonlar n
Hafif betonlar üretim yöntemine göre hafif agrega ile üretilen hafif betonlar, ince malzemesi olmayan betonlar, kimyasal katk kullan yla üretilen hafif betonlar, köpük beton ve gaz beton olarak s fland lmaktad r (Chandra ve Berntsson, 2002).
2.4.2. Bas nç fland lmas
Dayan mlar na
Göre
Hafif
Betonlar n
Hafif betonlar n bas nç dayan mlar aç ndan birçok s fland rma yap lm r. Bunun nedeni de, hafif agregal beton üretiminde dayan mlar
25 birbirinden farkl olan hafif agregalar n kullan lmas r. Amerikan Beton Enstitüsü (ACI, 1987)’ne göre hafif betonlar, yal m için kullan lan dü ük dayan ml betonlar, dolgu amac ile kullan lan orta dayan ml hafif betonlar ve betonarme betonu olarak kullan lan yap sal hafif betonlar olarak üç gruba ayr lm r. Rilem (1978) hafif betonlar a rl klar ve dayan mlar na göre yap sal, yap sal-yal m ve yal m betonu olarak s fland rm r. TS EN 206-1 (2000)’de de hafif betonlar bas nç dayan mlar na göre 8 MPa’dan 80 MPa’a kadar fland lm r (Çizelge 2.4). Çizelge 2.4 Hafif betonlar n bas nç dayan mlar na göre s
fland lmas (TS EN 206-1, 2000)
Bas nç Dayan m
En dü ük karakteristik
En dü ük karakteristik
LC 8/9
8
9
LC 12/13
12
13
LC 16/18
16
18
LC 20/22
20
22
LC 25/28
25
28
LC 30/33
30
33
LC 35/38
35
38
LC 40/44
40
44
LC 45/50
45
50
LC 50/55
50
55
LC 55/60
55
60
LC 60/66
60
66
LC 70/77
70
77
LC 80/88
80
88
26 TS 2511’de 1900 kg/m3’ün alt nda birim a rl a sahip ve 17 N/mm2’den büyük silindir bas nç dayan na sahip betonlar ta hafif beton olarak fland lmaktad r (Çizelge 2.5). Çizelge 2.5 Çe itli standartlara göre ta
hafif betonlar n birim hacim a rl klar ve bas nç
dayan mlar (Gönen, 2009)
Standartlar
Birim Hacim A rl k (Kg/m 3 )
DIN 1045 ASTM C 330 CEB-FIB TS 2511 ACI 213R-03
Standart Silindir Karakteristik Bas nç Dayan (MPa)
2000 1840 < 1900 < 1900 < 1840
2.4.3. Birim Hacim A rl fland lmas
16 17 16 17 17
na Göre Hafif Betonlar n
TS EN 206-1 (2000)’ de hafif betonlar birim hacim a rl na göre D 1.0 ile D 2.0 aras nda s fland lm lard r. Buna göre bir betonun birim hacim a rl aç ndan hafif beton s nda olabilmesi için birim hacim a rl k de erinin 800 3 kg/m ’ten az ve 2000 kg/m 3 ’ten fazla olmamas gerekmektedir (Çizelge 2.6). Çizelge 2.6 Hafif betonlar n yo unluklar na göre s
Yo unluk S Birim Hacim rl
(kg/m 3 )
D 1.0 800 1000
fland lmas (TS EN 206-1, 2000)
D 1.2
D 1.4
D 1.6
D 1.8
D 2.0
> 1000
> 1200
> 1400
> 1600
> 1800
1200
1400
1600
1800
2000
Di er yandan, birim hacim a rl 800 ile 1400 kg/m 3 aras nda olan ve bas nç dayan mlar 10 MPa’dan dü ük olan hafif betonlar, yal m betonu; birim hacim a rl 1400 ile 1600 kg/m 3 aras nda olan ve bas nç dayan mlar da 16
27 MPa’a kadar olan betonlar yar ta hafif beton; birim hacim a rl 1600 ile 3 1900 kg/m aras nda olan ve bas nç dayan mlar da 17 MPa’dan daha fazla olan hafif betonlar ta veya yap sal hafif beton olarak da s fland lmaktad r im ek, 1987). Hafif betonlar n birim hacim a rl , 300 ile 1850 kg/m3 aras nda de mektedir. Birim hacim a rl ve dayan m birbiriyle oldukça ba özellikler oldu undan, hafif betonlar birim hacim a rl na göre s fland rmak mant kl olacakt r. ACI Komitesi hafif betonlar kullan na göre s fland rken birim hacim a rl kullanmaktad r. ekil 2.12’de görüldü ü gibi hafif betonlar üç gruba ay rmaktad r(ACI 213R-87, 1994).
ekil 2.12 Hafif betonlar n yo unluklar na göre s
fland lmas (ACI 213R-87, 1994)
2.5.Taze Beton Özellikleri Taze beton, henüz tamamen kat la mam , ekil verilebilir durumdaki betondur. Betonun ta p kal plardaki yerine yerle tirilmesi, s lmas , yüzeyinin düzeltilmesi gibi i lemler, beton ekil verilebilir durumdayken yap labilmektedir ( Erdo an,2003).
28
2.5.1. Birim A rl k Ta hafif betonun taze birim a rl 1520-1920 kg/m 3 aras nda de ebilir. Birim a rl ktaki de meler agrega granülometrik bile imi, su emme, hava oran ve hacim yo unlu undaki farkl klardan ileri gelir. Kuru hafif agrega ile yap lan beton ba lang çta ya hafif agrega ile yap lan betona oranla daha dü ük taze birim a rl a sahiptir. Fakat normal bir kurumay izleyen sonraki günlerde birim a rl klar birbirine yak n de erler almaktad r ( ahin, 1996).
2.5.2.
lenebilirlik
lenebilme, betonun hareketlili ini ve kohezyonunu karakterize eden bütün faktörlerin mü terek tesirini ifade eder. Bu faktörler agregan n cinsine, en büyük dane büyüklü üne, granülometrik bile imine, betonun çimento dozuna ve karma suyu miktar na ba r. lenebilme, beton k vam ile kar lmamal r (Türkmen, 1997 ). Ancak, hafif betonlar n baz tiplerinde, mesela; ince agregas z betonlar veya blok yap nda kullan lan hafif betonlarda oldu u gibi, özellikle k smi s rma veya gözenekli yap istendi inde i lenebilmeye normal betonlardaki kadar önem verilmez ( ahin, 1996). Baz hafif agregalar n kat kar m olu turmalar ve dü ük birim a rl klar nedeniyle özellikle yüksek i lenebilme düzeyinde, iri hafif agrega kar mdan ayr larak yukar ya do ru hareket edebilir. Bu durum iri hafif agregan n yüzme özelli i nedeniyle olu ur. Dolay yla kar n yüksek derecede i lenebilirli ine sahip olmas gerekti inde bu durum göz önünde bulundurulmal r. Hava katk kullanarak (%4-6) kar n i lenebilmesi artt rken, harc n yo unlu u azalt larak, agregan n yüzme özelli i önlenebilmektedir (Kocaman,2000). Hafif beton kar mlar nda iyi bir yerle tirme sa layabilmek için 10 cm’ den fazla çökmeye gerek duyulmamaktad r. Çökme de eri 10 cm’ den fazla oldu unda, iri agrega taneleri kar n üst k sm na do ru yüzme e ilimi göstererek perdahlamada sak ncalar do urur (Kocaman, 2000).
29
2.5.3. Hava Miktar Hava miktar , betonlardaki kapal agrega bo luklar haricinde ki mevcut hava hacminin beton hacmine oran n yüzde olarak ifadesidir. Hava katk kullan i lenebilirli i, hava ko ullar na dayan kl artt rmas , kusma ve bozuk gradasyonlardan gelebilecek eksiklikleri azaltmas bak ndan genellikle arzu edilir bir uygulamad r. D etkilere dayan kl k gerekti inde hafif agregal betonlarda en büyük tane boyutu 16 mm ise en az % 6 % 1.5, en büyük tane boyutu 8 mm ise en az % 7.5 %1.5 hava kat lmas tavsiye edilir. Sadece i lenebilirlik için optimum hava miktar % 4-% 8 aras nda de ir (Türkmen, 1997). Hafif betonlar n ço u genellikle % 2-4 oran nda hava içerse de bu oran lenebilme üzerinde olumlu yönde yeterli etkiye sahip de ildir. yi bir lenebilme için uygun toplam hava oran genellikle % 4-8 aras ndad r ( ahin, 1996).
2.6.Hafif Betonun Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Hafif betonun fiziksel ve mekanik özelikleri, hafif betonu olu turan bile enlerin bütün özellikleriyle ili kilidir. Dayan m, betonun belli ba özelliklerinden biridir ve genel olarak betonun yo unlu uyla yak ndan ili kilidir. Hafif agregal betonlar de ik tiplerde olup, özelikleri kullan lan agregalara ve kar ndaki bile enlere ba r. Beton sertle ti inde hacminde de meler olur. Bu de meler fiziksel ve mekanik özellikleriyle ili kili olup, betonun fiziksel ve mekanik özelliklerin’den önemli olanlar a da verilmektedir. Yo unluk, Dayan m, Elastiklik, Su emme, Is l özellikler,
30 Akustik özellikler, Yang n dayan
,
nma direnci, Aderans, Donma-çözülme dayan kl
,
2.6.1.Hafif Agregal Betonlar n Yo unlu u Normal a rl kl betonlar n yo unlu u 2300 kg/m 3 ila 2500 kg/m 3 aras nda iken, hafif agregal yap sal betonlar n yo unlu u ise 1200 kg/m 3 ila 2000 kg/m 3 aras nda de iklik göstermektedir. Bkz. Çizelge 2.7’de baz hafif agregalar n yo unluklar verilmi tir. Hafif agregal betonun davran yo unlu u ile yak ndan alakal r, dolay yla tasar mc için betonun yo unlu u da en az mukavemeti ve dayan kl kadar önemlidir. Bu bak mdan a daki terimlerin bilinmesi önem arz etmektedir (Clarke, 2010). Taze beton yo unlu u: En az miktarda hava bo lu u kalacak ekilde lm taze betonun yo unlu udur. Etüvde kurutulmu yo unluk: Agregan n 24 saat boyunca 105 C’de kurutulduktan sonraki yo unlu udur. Aç k havada kurutulmu yo unluk: Kuru bir ortamda (yakla k nem oran hacmen % 5 ila %10) elde edilen yo unluktur. Kaba ve ince taneli hafif agregalarla yap lm taze beton yo unlu undan yakla k 100 kg/m 3 ila 200 kg/m 3 , iri daneli hafif agrega ve ince daneli normal agregalarla yap lm taze beton yo unlu undan ise yakla k 50 kg/m 3 ila 100 kg/m 3 daha dü üktür. Doygun yo unluk: Taze beton yo unlu undan yakla k 100 kg/m 3 ila 120 kg/m 3 kadar daha fazlad r.
31 Hafif beton yo unlu unu etkileyen temel faktörlerin ba nda hafif agregan n yo unlu u gelmektedir. Di er faktörler ise unlard r: Çimento miktar : Çimentonun 100 kg/m 3 kadar artmas yo unlu unu yakla k 50 kg/m 3 kadar artt racakt r.
beton
Agregalar n göreceli yo unluklar : nce daneli hafif agrega yerine (ince daneli) normal yo unluklu agrega kullan lmas halinde, betonun yo unlu u yakla k olarak 150 kg/m 3 ila 200 kg/m 3 kadar artacakt r. Sürüklenmi hava: Bu uygulama betonun yo unlu unu yakla k 90 kg/m 3 kadar azaltabilir. Agregan n nem oran : Suya doymu veya yar doymu agregalarla yap lan betonlar n taze durumdaki yo unluklar genellikle daha fazla olacakt r. Çevresel faktörler: Beton yo unlu u de kenlik gösterebilir.
slanma ya da kurumayla
Çizelge 2.7 Çe itli hafif agregalar n yo unluklar (Chandra ve Berntsson, 2002)
Agrega Tipi
Kuru birim hacim rl
Klinker Sinterlenmi kül Genle tirilmi killer ve cüruf Pomza Diatomit Ah ap parçac klar Genle tirilmi perlit Genle tirilmi vermikülit
, kg/m 3
720-1040 779-960 320-960 480-880 450-800 320-480 80-120 60-160
32
2.6.2.Hafif Agregal Betonun Dayan Betonun bas nç dayan standart küp, silindir veya prizma beton örneklerinde belirli süre ve bak m (kür) ko ullar na ba olarak yap r ve de erlendirilir. Betonun mekanik dayan mlar aras nda en büyük öneme sahip olan bas nç dayan r. Betonun di er özellikleri ile bas nç dayan aras nda ili kiler bulunmaktad r. Betonun di er mekanik özellikleri bas nç dayan ile ayn yönde de im gösterir (Kocaman, 2000). Agregalar genellikle, Portland çimentolu betonun hacim olarak yakla k %70-80’ni olu turmaktad r. Agregalar, beton içerisindeki bu geni hacim fraksiyonlar ndan dolay betonun bas nç ve çekme dayan gibi özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir (Chi vd.,2003). Normal agregal betonlarla kar la ld nda, hafif agregal betonlar n bas nç ve çekme dayan mlar daha dü üktür. Bunun nedeni de, beton üretiminde kullan lan agregalar n dayan r. Hafif agregal betonlarda agrega üzerine yük aktar ld nda, agregan n dayan çimento harc n dayan ndan daha dü ük olmas ndan dolay k lma i i agregaçimento ara yüzü yerine agregada ba lar. Normal agregal betonlarda ise normal agregan n dayan harç dayan ndan daha fazla olmas ndan dolay k lma lemi normal betonda en zay f bölge olan agrega – çimento hamuru ara yüzünde olu maya ba lar ( ekil 2.13) (Uyguno lu 2008).
ekil 2.13 Hafif ve normal agregalar n ematik gösterimi (EuroLightCon, 1998)
33 Genel olarak hafif agregal betonlardaki dayan m art , betonda kullan lan agregan n birim hacim a rl yla ili kilidir. Di er bir ifadeyle, agregan n yo unlu u artt kça hafif betonun dayan da artt labilir. Kar n su/çimento oran ve çimentonun standart bas nç mukavemeti normal betondaki gibi etki yapar. Ancak hafif betonda mukavemet üzerine hafif agregan n zay flat etkisi oldu undan, normal betondaki su/çimento oran na kar k gelen mukavemetin çok alt nda kal r ve su/çimento oran mukavemet ba nt agrega mukavemetine de ba bir ekilde de ir. Ayn birim a rl na sahip yuvarlak ekilli ve düzgün yüzeyli agregalar k lm veya kö eli, pürüzlü yüzeyli agregalardan daha fazla dayan ma sahiptir. Betonda çimento miktar etkileyen ba ca özelli in agrega dayan ile daneler aras ndaki bo luk hacmi oldu u görülmü tür (Sönmezo lu, 2005). Betonlar n hafif olmas ba ka bir deyi le birim a rl n küçük olmas bu malzemenin içindeki bo luk miktar n artmas sonunda elde edildi i bilinen bir gerçektir. Malzeme ne kadar hafifse o kadar da fazla bo luk içerir. Bo luk art nca da cismin dayan azald na göre hafif betonlar n mukavemetinin normal betonlar nkinden dü ük olmas gayet do ald r (Türkmen,1997).
2.6.3.Hafif Agregal Betonlar n Elastisite Modülü Elastisite modülü, k sa süreli yüklemeler alt nda zarar görecek malzeme deformasyonunun bir ölçüsüdür. Bu yüzden dizaynda önemli bir faktördür. Dü ük bir elastisite de eri, verilen gerilme için büyük oranda deformasyon anlam na gelir. Hafif betonun elastisite modülü normal beton ile k yasland zaman dü üktür. Hafif betonlar n elastisite modülü bas nç dayan , agrega çe idi ve kat la ma kum miktar na ba olarak 9.9. 10 4 - 2.1 .10 5 kgf/cm 2 aras nda de en de erler olabilir. Hafif betonlar n elastisite modülü genel olarak ayn dayan mdaki normal betona oranla %20-50 daha dü ük olabilir (Türkmen,1997).
34
ekil 2.14 Agrega, çimento ve betonun gerilme- ekil de
tirmesi (Erdo an, 2003)
Betonun elastisite modülü, çimento matrisinin elastisite modülüne, agrega tipine, su/ba lay oran na ve çimento hacmine ba r ( ekil 2.14). Betonun sahip oldu u en yüksek gerilme de eri azald kça, sahip oldu u do rusal bölge de gerilme de erine ba olarak azalmaktad r. Buna ba olarak da elastisite modülü daha dü ük de erler almaktad r. Di er bir ifadeyle, hafif betonun sahip oldu u en yüksek gerilme de eri art kça betonlar n ayn gerilme alt ndaki ekil de tirme yetenekleri azalmaktad r. Normal betonla kar la ld klar nda ise, hafif agregalar n daha k lgan yap da olmalar ndan dolay , ayn bile enlere sahip olsalar bile normal agregal betondan daha dü ük bas nç gerilmesine sahip olmaktad rlar. Dolay yla ayn gerilmeler alt nda hafif betonlar n ekil de tirme yetenekleri de daha fazla olmaktad r. Sonuç olarak hafif agregal betonlar n elastisite modülü de erleri normal agregal betonlar n sahip oldu u elastisite modülüne göre daha dü ük de erler almaktad r (Haque vd., 2004).
2.6.4.Hafif Agregal Betonlar n Su Emme Özellikleri Betonun gözeneklerini i gal eden su, betonun mekanik ve termik özelliklerini olumsuz yönde etkiledi inden betonlar n az su emmesi istenir. Betonun su emmesi, hafif beton üretiminde kullan lan hafif agregalar n su emme kapasitesine ve agrega-çimento oran na ba olarak de mektedir (Topçu ve Uyguno lu, 2007). Hafif betonun su emmesi normal betonlardan daha fazlad r. Baz hafif betonlar normal betonlardan iki kat daha fazla su emme özelli ine sahip iseler de
35 yüksek su emme betonun yüksek geçirimlili e sahip olmas (Kocaman, 2000).
gerektirmemektedir
Hafif ve normal betonlarda dayan kl k aç ndan k lcal su emme oran da oldukça önemlidir. Çünkü k lcal su emme miktar direkt olarak harç, agregaçimento ara yüzündeki veya agregadaki k lcal bo luklar taraf ndan emilen su olup genel olarak betonun porozitesinden ba ms zd r. Direkt olarak k lcal bo luklarla ilgilidir. Dolay yla hafif betonlarda k lcall k katsay , hem harç içerisinde bulunan hem de agregadaki k lcal bo luklardan etkilenece inden daha fazla olmas beklenmektedir. Burada da agregan n gözeneklik yap büyük önem ta maktad r (Uyguno lu,2008). Hafif betonun, normal betona k yasla %12-22 oran nda daha fazla su emdi i görülmü tür (Sönmezo lu, 2005).
2.6.5.Hafif Agregal Betonlar n Is l Özellikleri Yap malzemelerinin iletkenli i; malzemenin gözeneklilik derecesine, gözeneklerin büyüklük ve da veya da lma durumuna, malzemenin türüne, yap na, malzeme içindeki nem miktar na ve birim hacim a rl na ba olarak de ir (Kocaman,2000). Cisimlerin iletkenlik katsay molekül ve gözenek yap ile gözeneklilik oran n bir fonksiyonudur. Belli bir gözeneklilik oran na sahip cisimlerde gözenek duvar kal nl etken bir faktör olup, gözenek yar çap ne kadar küçük ise iletkenlik katsay da o kadar dü üktür. Bir cisim içinde geçi i moleküllerin aktar m yolu ile olur. Cams molekül yap nda n kat edece i yol kristalin molekül yap na göre daha uzundur ve sonuç olarak da iletkenlik katsay da ayn kimyasal bile imde kristalin yap daki cisimlerinkine göre daha dü üktür ekil 2.15) (Urhan, 1993). Hafif agregalar n hücresel yap ndaki hava bo luklar nedeniyle, transferi do al agregalarda oldu undan daha yava r. Buna ba olarak agregalar n çimento harc içerisine konulmalar l iletkenli ini artt rmaktad r. Bu sebepten dolay , binalar ve di er yap larda yal iyile tirmek için hafif agregalar n termik özelliklerinden yararlan lmaktad r. Hafif agregal betonlar n l iletkenli ini genel olarak beton yo unlu u, agrega türü ve nem içeri i etkilemektedir (Clarke, 2010).
36
ekil 2.15 Kristal ve cams yap da atomlar n düzeni (Urhan, 1993)
Hafif betonlar n yo unluklar n dü ük olmas n yan nda sa lad klar en büyük yararlardan birisi de yüksek yal m özelli idir. Hafif agregal betonlar n termal davran , onlar n bo luk yap ndan ileri gelen yo unluklar yla, bo luk da m sistemiyle, agrega tipi ve matrisle ili kilidir. Hafif beton üretiminde kullan lan agregalar genellikle gözenekli yap dad rlar ve bu gözenekli yap lar da agregaya göre de mektedir. Gözenek oran artt kça agregan n yo unlu u da azalmaktad r. Baz agregalar yar aç k gözenek yap na sahipken, baz lar n gözenekleri de tamamen birbiriyle ba lant r. Dolay yla farkl yo unluklarla üretilen hafif agregal betonlar n iletkenlikleri de yo unluklar yla ili kili olarak de mektedir ( ekil 2.16) (Uyguno lu, 2008).
37
ekil 2.16 Is iletimi ve yo unluk aras ndaki ili ki (Topçu ve Uyguno lu, 2007)
Hafif agregal betonlar n en önemli özelliklerinden birisi de l genle me katsay lar r. Hafif agregal betonun l genle me / büzülme katsay , ço u do al agrega türüyle yap lan normal a rl kl betonlar nkinden dü üktür. Çizelge 2.8’de de gösterildi i gibi, hafif agregal betonlara ait genle me katsay n aral kireçta ndan yap lan normal a rl kl betonunkiyle benzerlik göstermektedir (Clarke, 2010). Çizelge 2.8 Çe itli betonlara ait genle me katsay lar (Clarke, 2010)
Beton tipi
Katsay (10 6 / C )
Hafif agregal beton
-7 ila -9 aras
Normal a rl kl beton
-10 ila-13 aras
Kireçta agregal normal a rl kl beton -8 ila -9 aras
Ancak bu de erler tamamen beton üretiminde kullan lan agregalar n karakteristik özellikleri ve s cakl k etkisindeki davran lar na ba r. Bununla birlikte betonun l genle me katsay , betonun nem durumu, betonun ya , kür
38 ko ullar ve bile imindeki mineral katk lara göre de de ; Kada, 2002).
mektedir (Neville, 1995
2.6.6.Hafif Agregal Betonlar n Akustik Özellikleri Havada yay lan seslerin (trafik, uçak gürültüsü vb.) yal ve darbe kaynakl seslerin (duvara çak lan çivi vs.) yal birbirinden farkl teknik ve malzemeler ile yap r. Ses yal ile birlikte, bir yüzeyden yans yan ses enerjisinin o yüzeye gelen toplam ses enerjisine oran ifade eden ses yutumu kavram vard r. Bu kavram özellikle kapal yerlerde ses yay lmas (konferans salonlar , müzikholler gibi) aç ndan önemlidir (Urhan, 1993). Hafif betonun ses küçük kanallar nda ya katsay normal betona azald kça ses yal malzemelerden yap lan (Kocaman, 2000).
emme özelli i, havadaki ses enerjisinin betonun çok dönü türülmesi nedeniyle iyi bir özellik olup ses emme oranla yakla k iki kat fazlad r. Betonun birim a rl iyile mektedir. Bo luklu yüzey yap na sahip duvarlar ses emme için etkili olarak kullan labilir
Betonun içerisinden geçen ses üstü dalgas n h ile beton dayan aras nda do rudan bir ili ki yoktur. Ancak, ses üstü dalgan n h ile betonun yo unlu u aras nda belirli bir ili ki bulunmaktad r. Yo unlu u az olan bir betonda, yani içerisinde daha çok bo luk bulunan bir betonda, ses üstü dalgan n betonun bir yüzeyinden di erine ula abilme süresi daha uzundur. Bir ba ka deyi le, betonun içerisinde bo luk miktar artt kça, ses üstü h daha az olmaktad r. (Erdo an, 2003).
2.6.7.Hafif Agregal Betonlar n Yang n Dayan Mineral kökenli agregalardan yap lm betonlar yanmaz ve duman karmazlar. Betonun yang n geciktirmesinde kullan lan malzemenin iletim katsay ve l uzama katsay na ba r. ekil 2.17’de de ik agregalardan yap lm betonlar n yang n geciktirme sürelerini beton kal nl klar n bir fonksiyonu olarak vermektedir. Buna kar n organik kökenli agregalar yang na dayan kl olmad klar ndan bu agregalardan yap lan betonlar n yang n dayan kl klar mineral kökenli agrega betonlar na göre daha dü üktür (Urhan, 1993).
39
ekil 2.17 Çe itli betonlar n kal nl klar na göre yang n geciktirme süreleri (Urhan, 1993)
Yap lar n maruz kald en önemli sorunlardan birisi de yüksek s cakl k etkisidir. Yang n s ras nda s cakl k 600 C ’yi a makta hatta 1200 C ’ye ula maktad r. Betonun yüksek s cakl ktan etkilenmesi betonun bile enlerine, betondaki nem miktar na, beton ya na, çimento, mineral ve agrega tipine ba olarak de ir (Akman, 2000). Hafif agregal betonlar yüksek s cakl klarda, hafif agregan n do as sebebiyle daha az mukavemet kayb na u ramakta, geli mi l iletkenlikleri sayesinde daha iyi yal m sa lamakta ve gerekli paspay azaltmakta, l genle me katsay lar daha dü ük oldu undan daha az yüzey dökülmelerine rastlanmaktad r. Dolay yla yang na kar normal a rl kl betonlardan daha dayan kl r (Clarke, 2010).
2.6.8.Hafif Agregal Betonlar n A nma Dayan Normal a rl kl betonda oldu u gibi, hafif betonlarda da a nma direnci bas nç mukavemetiyle artmaktad r. Ancak beton kütlesi agregalar ortaya ç kacak kadar a nm duruma gelirse, h zl bir ekilde zay flayacakt r. Nispeten yumu ak iri daneli agregalarla sert ince daneli agregalar n kar lmas , harç kalitesinin artt lmas ve yüzey betonunun iyile tirilmesi suretiyle a nma direnci artt labilir (Clarke, 2010).
40
2.6.9.Hafif Agregal Betonlar n Donat Çeli ine Ba lanmas (Aderans) Beton ve donat aras ndaki aderans genel olarak betonun bas nç ve çekme dayan n bir i levidir. Baz hafif betonlar n aderans ayn bas nç dayan na sahip normal betonlardan %20 oran nda daha dü ük de erler alabilmektedir. Hafif betonlar n çimento hamuru-agrega ba lant üzerine yap lan bir ara rmada, agrega-çimento hamuru aderans na ili kin dayan n genellikle agregan n çekme dayan ndan daha yüksek oldu u ve çimento hamuru dayan n bu konuda çok az etkiye sahip bulundu u saptanm r (Kocaman, 2000).
2.6.9.1.Hafif Beton-Donat Aderans n Geleneksel Beton –Donat Aderans yla Kar la rmal Olarak ncelenmesi Betonarmenin varl borçlu oldu u en önemli fiziksel özelliklerden birinin de donat -beton aderans n oldu u bilinmektedir. Bu nedenle bu k m, hafif beton donat aderans n incelenmesine ayr lm r. Bunun için önce aderans konusunda baz hat rlatmalar yap lmakta, bunu takiben deneylerde kullan lan donat özellikleri verilerek, hafif ve geleneksel beton-donat aderans üzerinde durulmaktad r. Betonarmenin varl bile, bu malzemenin mekanik davran lar inceleyen ilk ara rmac lar taraf ndan da fark edildi i gibi, donat yla beton aras ndaki aderans n mevcudiyetine ba r. Bu konuda 1899’da yani 1906’da ç kan ilk betonarme yönetmeli inden önce, Concidere taraf ndan bir tak m ara rmalar gerçekle tirilmi tir. Bunu takiben Abrams 1913’de sistematik ara rmalar n ba lang te kil etti i kabul edilen deney sonuçlar yay nlam r. Bu güne kadar bu konuda çal malar devam etmi ve birçok dikkat çeken ara rma sonuçland lm r. Bu ara rmalardan en çok dikkat çekenler aras ndan olmak üzere Fransa’da Bichara, Almanya’da Von Emperger ve Rusya’da Murasev’in ara rmalar ndan söz edilebilir (Hüsem,1995). Ancak, aderans olay na ili kin ara rmalar n ço u geleneksel betonlar üzerinde gerçekle tirilmi tir. Hafif beton donat aderans konusunda gerçekle tirilen çal malar ise oldukça s rl r. S rl da olsa bu deneylerden elde edilen sonuçlar genellikle hafif beton –donat aderans n geleneksel betondonat aderans ndan daha küçük oldu u, ancak aradaki fark n düz yüzeyli donat lara göre nervürlü donat lardan ve küçük çapl donat lara göre, büyük
41 çapl larda son derece azald göstermektedir. Bilindi i gibi, bu nedenle baz yabanc yönetmelikler (örne in, Alman yönetmeli i) donat çap 22 mm ile rland lm r. Baz lar ise bu s rland rma yerine büyük çapl donat lar için aderans emniyet gerilmelerini azaltmay tercih etmektedir (Hüsem, 1995). Aderans üzerine etkidi i bilinen ba ca faktörlerin; donat çap , ekli ve yüzey durumu, beton çekme dayan , donat saran betonun enine gerilme durumu, donat n serbest beton yüzeyine olan uzakl , donat do rultusu ve donat lar aras ndaki mesafeden ibaret oldu u bilinmektedir (Hüsem, 1995). Yirminci yüzy n ba ndan bugüne kadar, aderans da dolay yla da kenetlenme boyunu etkileyen parametreleri belirlemek için birçok deney türü geli tirilmi tir. Bunlardan en basiti merkezi çekip ç karma (pull-out test) deneyidir. Bu deneyde, silindir ya da prizmatik beton numuneler içerisine yerle tirilen donat ya merkezi yük uygulanarak bunlar n betona göre s yr lmas ölçülmektedir. Bu deney basit olmas na ra men, numunelerde donat ya dik kesme kuvvetinin bulunmamas , mesnette gerilme y lmalar n meydana gelmesi, beton örtü kal nl n çok büyük olu u ve betonda çekme çatlaklar n olu mamas donat -beton aderans yönünden gerçek davran tam olarak yans tmamaktad r. Bu nedenle merkezi çekip-ç karma deneyi kenetlenme boyunun belirlenmesi için pek uygun olmamakla birlikte farkl s f donat lar n betonla aderanslar n kolayca kar la lmas için uygun olmaktad r (Ersoy ve Özcebe, 2001).
2.6.10. Donma-Çözülme Dayan kl Betonun içinde donan suyun olu turdu u iç bas nç betonda çatlaklar n olu mas na veya betonun bütünüyle da lmas na neden olabilir. Betonun donmaçözülmeye kar dayan kl artt rman n en etkili yolu suyun beton içine girmesini önlemektir. Bu her zaman olas olmad ndan beton içinde genle en suyun yerle ebilece i bo lular (gözenek) olu turmak da etkili bir yöntem olabilir. Hafif agregal betonlar donma-çözülmeye normal betonlardan daha dayan kl r (Urhan, 1993). Hafif agregal betonlar önemli miktarda su emmesine kar n, donmaçözülmeye kar dayan kl rlar. Bu durum, hafif agregan n doygun olmayan çok say da gözene e sahip olmas ndan dolay , zarar görmeden gözeneklerindeki buzun genle mesine olanak vermesinden ileri gelmektedir. Bu tür betonlar n,
42 iletkenlikleri dü ük oldu undan k n beton dökümü için uygundurlar. Çünkü hafif beton prizden do an , normal betona göre daha uzun süre korur (Kocaman, 2000).
2.7. Hafif Betonlar n Avantajlar Bina elemanlar n ölü yükü az olaca ndan kesit küçülmesinde malzeme tasarrufu ve hacim geni lemesi sa lanacakt r. Kütlenin azalmas durumunda bu yap lara gelen deprem yükleri de azalmaktad r. Yang na dayan kl klar daha yüksektir. Is ve ses yal tkanl
daha iyidir.
Bu betonlar n kal ba uygulad klar bas nç daha dü üktür. Hafif betonlar n baz lar ah ap gibi kolayca kesilebilir ve çivi çak labilir.
2.8. Hafif Betonlar n Dezavantajlar Üretimlerinde yüksek çimento dozaj kullan ld lar aç a ç kar r.
ndan, yüksek hidratasyon
Bo luklu bir yap ya sahip olduklar ndan istenilen dayan
sa layamazlar.
nma dayan mlar yetersizdir. Neme kar yal lmalar gereklidir. Elastisite modülleri dü üktür fakat deprem s ras nda deplasmanlar büyüktür. Hafif agregal betonlar daha k lgand rlar.
43
2.9. Ta
Hafif Betonlar Literatür Taramas
Richart ve Jensen, (1930) çal malar nda hasar görmü köprü tabliyeleri ve yap çerçeveleri gibi elemanlar hafif beton kullanarak onarm lard r. Shideler, (1957) pomza betonu hariç sekiz farkl hafif agrega kullanarak hafif beton yapm r. Shideler, kar m oranlar , betonlar n bas nç ve e ilme dayan , poisson oran ve elastisite modülü, rötre gibi beton özelliklerini incelemi ve agregalar n her biriyle ta hafif beton yap n mümkün oldu unu, hafif betonlar n poisson oranlar n geleneksel betonunkinin yakla k %50-%80’i civar nda oldu unu belirtmektedir. Sükan, (1966) Türkiye’de bulunan baz do al hafif agrega türlerini ve bunlar n fiziksel özeliklerini belirlemi tir. Daha sonra, söz konusu agregalarda yapm oldu u betonlar n 7 ve 28 günlük bas nç ve çekme dayan mlar saptam r. Kong ve Robins, (1971) yapt klar çal mada 38 adet hafif agregal betonarme yüksek yap daki kiri lerin çatlama ve k lma yüklerini incelemi tir. Bu çal maya göre, hafif agrega ile yap lan betonarme yüksek kiri lerin k lma yükleri geleneksel betonla yap lanlar nkinden küçük, çatlama yükleri ise daha büyük oldu u saptanm r. Herman vd, (1974) 645 adet geleneksel ve hafif beton numunesi üzerinde yapt klar çal mada, dinamik elastisite modülünün ba lang çtaki te et modülünden %6 daha büyük oldu unu göstermi tir. Ara rmac lar, dinamik elastisite modülünün agrega özelliklerine ba oldu unu, gerilme- ekil de tirme e risine ba lang çta te et çizilerek bulunan elastisite modülünün ise, matrisin özelliklerine ba oldu unu belirtmi lerdir. htiyaro lu, (1976) do al hafif agregalarla yapt kullan lan hafif beton bloklar n davran lar incelemi tir.
ve duvar olarak
The Concrete Society –Lightweight Concrete Committee, (1979) yap lan çal mada hafif betondan üretilen dö eme betonlar ekonomik aç dan geleneksel beton ile k yaslanm r. Çal man n sonucunda %14 ‘e varan ekonomik avantaj sa lad görülmü tür.
44 Swamy ve Lambert, (1981) yapt klar çal malarda, çimento hamuru-hafif agrega aras nda, bo luklu yap nedeniyle, iyi bir aderans n oldu unu belirtmi lerdir. Ta demir, (1982) yapt deneysel çal malarda ta do al hafif agregal betonlar n mukavemetinin belirli bir de erin üstünde olmas sa layan beton bile iminin tesbitini amaçlam r. Bunu sa lamak için belirli boyutlar aras ndaki normal agrega taneleri kar mdan ç kar larak, bunlar n yerine ayn boyutlar aras nda kalan hafif agrega taneleri konulmu tur. Bu ekilde sistemli olarak yürütülen deneyler sonunda genellikle kar mda yer alan hafif agrega tanelerinin boyutlar veya ortalama tane boyutu küçüldükçe beton mukavemetinin yüksek de er ald görülmü tür. Argunhan, (1984) çal mas nda, pomza agregas n iri k sm ve geleneksel kum ile yapt hafif betondan imal edilmi betonarme elemanlar n özelliklerine super ak kanla katk maddesinin etkisini ara rm r. Arguhan, ta hafif betonarme kiri lerde katk maddesi kullan lmas n ta ma gücünde önemli bir art sa lamad belirtmektedir. Cengizhan, (1986) ta pomza betonu üzerinde bir inceleme ba kl çal mas nda , pomza agregas yla yapt ta betonlar n bas nç ve çekme dayan mlar , elastisite modülünü ve gerilme – ekil de tirme ili kilerini etkileyen faktörleri ve bu betonun dayan n zamanla de imi ve rötre özelliklerini deneysel olarak incelemi tir. Ara rmac , ta pomza betonunun aderans özelliklerini eksenel çekme deneyi ile belirleyerek, bu betonla yapt betonarme kiri lerin e ilme, kesme ve sünme davran lar incelemi ve pomza agregas n ta beton yap nda kullan labilece i sonucuna varm r. im ek, (1987) Konya-Karaman Maden ehiri do usundaki depolardan al nan ponzata örnekleri üzerinde incelemeler yap lm r. ncelemeler sonucunda al nan ponzata örneklerinin hafif beton üretiminde kullan labilir özellikte oldu u saptanm r. Postac lu, (1987) hafif betonlar n betonarme yap larda kullan labilirli i konusunda bir fikir edinmek için TÜ Yap Laboratuvar nda hafif betondan bir betonarme kiri yapm r. Kesiti 20x27 cm olan ve içinde 4 Ø 12 donat bulunan ve 28 günlük mukavemeti 170 kgf/cm2 olan, betonun kullan ld bu kiri 370 cm lik bir aç kl kta simetrik yük ile e ilme deneyine tabi tutmu tur. Ta ma gücü
45 esas na gore kiri in 6957 kgf’l k bir toplam yük alt nda k laca hesaplam r. Deneyde buldu u k lma yükü ise 7440 kgf olup hesaplad de erden %7 gibi bir fazlal k elde etmi tir. Mor, (1992) yüksek dayan ml hafif betonlarla, donat -beton aderans incelemi tir. Mor, beton yap nda silis duman da kullanm ve bu ekilde yapt hafif betonla-donat aderans n geleneksel betonunkinin iki kat oldu unu belirtmi ve bu sonucu betonun iç yap yla aç klam r. Öztütüncü, (1992) çal mas nda, bas nç dayan mlar 18.4 ile 27.1 MPa aras nda de en hafif betonlar üretmi ve ortalama hafif agrega maksimum tane boyutunun büyümesiyle bas nç dayan n azald gözlemlemi tir. Ortalama hafif agrega maksimum tane boyutunun 5 mm’den 20.5 mm‘ye ç kar lmas yla bas nç dayan nda %33 dü görülmü tür. Arefi, (1993) yapt çal mada, çimento hamuru ile kaplanm pomza agregas kullanarak 1860 kg/m3 birim hacim a rl nda 450 kgf/cm2 dayan nda ve 1955 kg/m3 birim hacim a rl nda 533 kgf/cm2 dayan nda hafif betonlar üretmi tir. Arda, (1994) pomza agregas kullanarak yapt çal mada ,birim hacim 3 rl 1270-2010 kg/m aras nda, bas nç dayan 15.8-67 MPa aras nda de en betonlar üretilmi ve hafif agrega hacim konsantrasyonun artmas ile beton birim hacim a rl n, elastisite modülünün ve bas nç dayan n azald belirtilmi tir. Hüsem, (1995) çal mada Do u Karadeniz Bölgesi do al hafif agregalar ndan biriyle yap lan hafif betonu geleneksel bir betonla kar la lmal olarak incelemi tir. Elde edilen sonuçlar, Do u Karadeniz Bölgesi do al hafif agregalar ndan biriyle gerçekle tirilen hafif betonun yekpare ve prefabrike beton yap larda kullan labilece ini ve kullan n bir çok yönden geleneksel beton kullan na göre daha uygun olaca ortaya koymu bulunmaktad r. Altun, (2003) çal mada normal agregal beton ve Erciyes Da civar ndan elde edilen iri bims agrega ve Kocahac Köyü civar ndan elde edilen bims kumu kar ndan üretilen hafif betonlu projelerin kolon, kiri ve dö emelerindeki boyutlar belirlenmi , ta çerçevenin üç boyutlu statik ve dinamik analizleri yap lm r. Kiri ve dö emelerde maksimum deplasmanlar ve katlardaki yanal
46 deplasmanlar irdelenmi tir. Binan n normal betonlu ve tasar mlar nda beton ve donat çeli i metrajlar ç kar lm r.
hafif
betonlu
Serbest bas nç dayan
( MPa )
Yo urtçu, (2005) çal ma kapsam nda, normal a rl kta kendili inden yerle en beton (KYB) üretimi ve bu betonda kullan lan iri agrega yerine hafif iri agrega yerle tirilmesi ve hava sürükleyici katk kullan ile birim hacim a rl azalt lm kendili inden yerle en ta hafif beton (KYHB) elde edilmesi amaçlanm r. Bu amaçla Kayseri yöresinden temin edilen pomza agregas kullan lm r. Deneysel çal mada, EFNARC KYB standard nda belirtilen taze beton deneyleri uygulanm r. Ara rma sonucunda, hafif agrega kullan ile birim hacim a rl azalt lm ve ta özelli i olan KYHB üretiminin mümkün oldu u anla lm r ( ekil 2.18).
60,00 51,67
50,00 43,10
42,02
7 gün
40,00 33,09 27,92
30,00
26,54 23,61
19,44
20,00
19,67 16,48
28 gün 10,00 0,00 2311
2173
1919
1860
1758
0%
0%
33%
67%
100%
T1
T2
T3
T4
T5
ri agregada ponza yüzdesi ve birim hacim a rl
ekil 2.18 KYHB serisi kar mlar
n serbest bas nç dayan
- BHA de
imi (Yo urtçu, 2005)
Mara , (2005) hafif betonun çok katl tünel kal p sistemle imal edilen konutlara uygulanabilirli inin, Türkiye’de ve özellikle Kayseri’de yap n ara lmas statik-betonarme programlar yard yla irdelemi tir.
47 Topçu vd. (2007) Isparta yöresi pomza agregas kullanmak suretiyle KYB’lerin birim a rl azaltarak yar hafif KYB elde etmeyi amaçlam lard r. Ayn zamanda iri agrega ile kum oran yer de tirerek agrega granülometrisinin etkisini de ara rm lard r. ri agrega olarak kullan lan pomzan n oran %53’den %33’e kadar azalt lm r. Ayn zamanda KYB’deki do al kum miktar da % 47’den %67’ye kadar artt lm r. ri agrega miktar n azalt lmas yla hafif agregal KYB’lerin ayr ma direncinin azald , geçebilme yeteneklerinin a bir ekilde artt ve doldurma yeteneklerinin de ayr ma nedeniyle azald gözlemi lerdir. KYB’deki ince malzeme miktar n artmas yla çökmede yay lma de erinin de 900 mm’ye kadar yükseldi ini görmü lerdir. Tane da di erlerine göre daha homojen olan seri, iri agregas en fazla olan granülometriyle sa lanm olup, bu serinin 3 ile 28 gün aras ndaki bas nç dayan 20 ile 40 MPa aras nda de erler ald belirtmi lerdir. çarslan vd, (2007), yüksek dayan ml hafif betonlar n ta k özelliklerini ara rd klar çal mada, C30 s nda normal ve hafif beton üretmi ler bas nç ve e ilme dayan mlar kar la rm lard r. Ayn dayan m nda olup %30 daha hafif olan, 1730 kg/m3 birim hacim a rl nda 30.86 MPa bas nç dayan ma sahip hafif beton elde etmi lerdir. Normal a rl kta beton, donat ve donat z yap lan deneylerde yakla k %10 daha yüksek e ilme dayan sa lanm r.
48
49
3.DENEYSEL ÇALI MADA KULLANILAN MALZEMELER Bu bölümde hafif agregal betonun özelliklerinin belirlenmesi amac yla yap lan deneysel çal malar kapsam nda kullan lan malzemeler ve bu malzemelerin özelliklerini belirlemek amac yla gerçekle tirilen deneyler verilmektedir.
3.1. Agregalar Agrega betondaki önemli malzeme gruplar ndan biridir. Bu nedenle beton kar nda agrega ile ilgili en uygun de erlerin kullan lmas beton dayan ve dayan kl önemli yönde etkileyecektir. Çak l kum oran , agrega tipi, en büyük dane çap ve agrega tane da gibi özellikler taze ve sertle mi beton özelliklerinde direkt etkilidir (Gönen, 2009). Tez kapsam nda, normal a rl kta k rma agrega ile hafif agrega olarak Kayseri yöresinden temin edilen 4-8 ve 8-16 mm agrega tane s ndaki ticari kodu PH olan pomza kullan lm r. Normal a rl ktaki agrega olarak, 0-3 mm, 05 mm, 5-15 mm ve 15-25 mm tane s ndaki k rma agregalar kullan lm r.
3.1.1. Pomza Ta
n Fiziksel Özellikleri
Pomzan n de ik endüstri alanlar nda kullan ndan fiziksel özelliklerinin belirlenmesi için, gerekli duyulan; birim a rl k, özgül a rl k, kompasite, porozite, su emme, donmaya kar dayan m, sertlik, granülometrik bile im, granülometrik da m, termal genle me, özgül , iletimi, geçirimlilik ve ses absorpsiyonu gibi özellikler ilgili standartlara uygun olarak analiz edilmelidir (Gündüz,1998). Bu bölümde çal mada kullan lan, Kayseri kaynakl PH ticari kodlu 4-8 ve 8-16mm agrega tane s ndaki pomzan n baz fiziksel özellikleri Ege Üniversitesi Yap Malzemesi Laboratuvar nda belirlenmi tir. ekil 3.1’de kullan lan pomzalar gösterilmi tir.
50
ekil 3.1 Tez kapsam nda kullan lan pomzalar
3.1.1.1. Granülometrik Da
m
Agregay olu turan taneler de ik boyutlardad r. Ancak bir agrega örne inde belirli büyüklüklerdeki taneler daima belirli miktarlarda bulunur. Granülometrik da m, agrega içinde boyutlar belirli limitler içinde kalan tanelerin ne oranlarda oldu unu gösterir ( ahin, 1996). Agrega granülometrisi, beton kar n üniformlu unu, kolay lenebilmesini, istenilen kalitede ve mukavemette beton elde etmek için daha az çimento sarf gerektirdi inden önemlidir ( ahin, 1996). Agregan n farkl en büyük tane boyutuna göre üretilecek betonlar için de ik granülometrilerine gerek duyulur. Hafif agregalar ve bunlarla yap lacak de ik nitelikteki betonlar için gerekli agrega granülometrisi TS 1114 ve ASTM C 330, ASTM C 331 ve ASTM C 332 gibi çe itli standartlarda verilmi tir (Kocaman, 2000). Bir agrega y içinde çe itli büyüklükte taneler bulunabilir. Granülometri, çe itli büyüklükteki tanelerin agrega y içindeki oranlar n belirtilmesidir. Di er bir deyi le granülometri, agrega y n tane büyüklü üne göre dizili inin saptanmas r. Granülometri, betonun yerle tirilmesine, s lmas na ve sertle mi betonun dayan na etkiyen bir etken oldu u için önemlidir (Türkmen,1997).Granülometrik da TS EN 932-2 ‘e uygun olarak al nan deney numunesi üzerinde TS EN 933-1‘e uygun ekilde tayin edilmi tir. Çizelge 3.1 ve Çizelge 3.2’de 4-8 ve 8-16 agrega tane s ndaki pomzan n granülometrik da verilmi tir (Bkz. ekil 3.2 ve 3.3)
51
Çizelge 3.1 8-16 mm agregan n tane büyüklü ü da
Elek üzerinde Elek göz aç kl
Elek üzerinde
Elek üzerinde
kalan miktar g
kalan miktar %
63
0
0,0
0,0
100
31,5
0
0,0
0,0
100
16
86
2,0
2,0
98
8
2835
66,9
68,9
31,1
4
1236
29,2
98,1
1,9
2
29
0,7
98,8
1,2
1
4
0,1
98,9
1,1
0,5
4
0,1
99,0
1
0,25
3
0,1
99,1
0,9
0,125
10
0,2
99,3
0,7
0,063
14
0,3
99,6
0,4
Tava (P)
17
0,4
100,0
Mm
kalan y
ml
Elekten geçen miktar %
miktar %
Elekten Geçen Miktar , %
Toplam kuru kütle M1=4238g Y kamadan sonra kuru kütle M2=4221g Y kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1-M2=17g 63 mikron elekten geçen ince taneli malzemenin kütlesi (f)(%)= 0,4
98 100 100
100 80 60 40
31,1
20 0
0,4 0,7 0,9 1,0 1,1 1,2 1,9 0,063 0,1250,25 0,5 1 2 4
8
16 31,5 63
Elek Göz Aç kl klar , mm ekil 3.2 8-16 mm Agregan n gradasyon e risi
52
Çizelge 3.2 4-8 mm agregan n tane büyüklü ü da
Elek üzerinde Elek göz aç kl
Elek üzerinde
Elek üzerinde
mm
kalan miktar g
kalan miktar %
63
0
0,0
0,0
100
31,5
0
0,0
0,0
100
16
0
0,0
0,0
100
8
12
1,2
1,2
98,8
4
691
69,1
70,3
29,7
2
277
27,7
98,0
2,0
1
4
0,4
98,4
1,6
0,5
3
0,3
98,7
1,3
0,25
3
0,3
99,0
1,0
0,125
3
0,3
99,3
0,7
0,063
3
0,3
99,6
0,4
Tava (P)
4
0,4
100,0
kalan y
ml
miktar %
Elekten geçen miktar %
Elekten Geçen Miktar , %
Toplam kuru kütle M1=1000g Y kamadan sonra kuru kütle M2=996g Y kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1-M2=4g 63 mikron elekten geçen ince taneli malzemenin kütlesi (f)(%)= 0,4
98,8 100 100 100
100 80 60 40 29,7 20 0
0,4 0,7 1,0 1,3 1,6 2,0 0,063 0,1250,25 0,5 1 2 4 8 16 31,5 63 Elek Göz Aç kl klar , mm ekil 3.3 4-8 mm Agregan n gradasyon e risi
53
3.1.1.2. Tane Yo unlu u ve Su Emme Oran
n Tayini
Hafif agregalar n en belirgin özellikleri yo unluklar ve bu yo unluklar n normal agregalardan daha dü ük olmas r. Dü ük yo unluklu olmalar onlara birçok avantaj sa lar. Bu avantajlar; ölü yükte hafifleme olmas , yap la ma sürecinde h zl k sa lamas , yap maliyetinin ve nakliyesinin daha dü ük olmas eklinde s ralanabilir (Türkmen,1997). Brink ve Timms (1966), agregalar n su emme ve yüzey nemindeki de melerle birlikte birim a rl k ve yo unluklar n da hafif beton özellikleri üzerinde do rudan ve dolayl etkilere sahip oldu unu bildirmektedirler. Hafif agregan n yo unlu u, bo luklu bünyeleri nedeniyle normal agregalardan dü ük olup tane boyutuna ba olarak de iklik gösterir. Yo unluk, ince tanelerde yüksek, iri tanelerde ise dü üktür ( ahin, 1996). Agregalar genellikle yüzeye aç lan ve kapal kalan bo luklar içerebildi inden agrega yo unlu u farkl ekillerde tan mlanmaktad r. Agregan n nem ve bo luk durumu göz önünde bulundurularak “f n-kuru”, “doygun, yüzeykuru” ve “görünen yo unluk” gibi yo unluk tan mlamalar bulunmaktad r. Beton kar m oranlar n saptanmas nda doygun, yüzey-kuru ko uldaki agrega yo unluklar önem ta maktad r. Çünkü agregan n tüm iç bo luklar nda bulunan su çimentonun hidratasyonunda etkili olamayabilir (Kocaman, 2000). Agregan n su emme oran , bo luk ve yüzey yap ile do rudan ilgilidir. Agregan n su emme oran yüksek olmas na ra men gözeneklerin tamamen su ile dolu oldu u söylenemez. Bu özelliklerinden dolay bu tür agrega ile üretilmi betonun donmaya dayan kl oldu u belirtilmektedir ( Geçten, 1993). Do al hafif agregalar n su emme kabiliyetinin fazla olmas ndan dolay , bu betonlarda agrega taneleri ile çimento hamuru aras nda kuvvetli bir aderans vard r. Do al hafif agregal betonlarda k lman n agrega tanesinin çimento hamurundan ayr lmas eklinde olmay ve agrega tanelerinin parçalanmas yla meydana gelmesi bunu aç kça kan tlar (Türkmen,1997). Bo luklu agregalar n su emme özelli indeki de meler nedeniyle beton üretiminde su-çimento oran olumsuz yönde etkilenebilir. Bu nedenle kar ma çimento konulmadan önce hafif agregaya bir ön slatma uygulanmas ile agregan n ani su emme gereksinmesi giderilebilir. Böylece pürüzlü yüzeyli
54 tanelerin büyük bo luklar su ile doldurularak, kar de im önlenebilir (Kocaman, 2000).
n su-çimento oran ndaki
Tane yo unlu u ve su emme oran TS EN 932-1 ve TS EN 932-2’ye uygun olarak al nan deney numuneleri üzerinde TS EN 1097-6’ya uygun ekilde tayin edilmi tir. Tane yo unluklar ( a, rd ve ssd), kilogram/metreküp cinsinden, daki e itlikler ([1], [2], [3] nolu formüller) yard yla hesaplanm r: [1] Görünür tane yo unlu u
:
[2] Etüvde kurutulmu esasta tane yo unlu u
:
[3] Doygun ve yüzeyi kurutulmu esasta tane yo unlu u :
a
rd
M4
M4 (M 2 M 3 )
M1
M4 (M 2 M 3 )
M1
M1 (M 2 M 3 )
ssd
Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n tane yo unluklar Çizelge 3.3’de verilmi tir. Çizelge 3.3. Tane yo unluklar de erleri
4-8mm agrega tane s
De erler
8-16 mm agrega tane s
1.numune 2.numune ortalama 1.numune 2.numune ortalama M1(g)
1185
385
849
604
M2(g)
3576
3490
3500
3446
M3(g)
3425
3425
3425
3425
M4(g)
991
323
683
485
1180
1252
1216
1123
1045
1084
3 rd(kg/m )
958
1009
984
882
832
857
3 ssd(kg/m )
1146
1203
1175
1097
1036
1067
a
(kg/m3)
55 Su emme oran (WA24), 24 saatlik dald rmadan sonra, kuru kütlenin bir yüzdesi olarak, a daki e itlik ([4] nolu formül) yard yla hesaplanm r:
4 WA24
100 x( M1 M 4 ) M4
Burada; M1: Doygun ve havada yüzeyi kurutulmu agregan n kütlesi, (g), M2: Doygun agrega numunesini ihtiva eden piknometrenin kütlesi, (g), M3: Sadece su ile doldurulmu piknometrenin kütlesi, (g), M4: Etüvde kurutulmu deney numunesi k sm
n kütlesi, (g) d r.
Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n su emme oranlar çizelge 3.4’de verilmi tir. Çizelge 3.4 Su emme oranlar de erleri
4-8mm agrega tane s
8-16 mm agrega tane s
De erler 1.numune 2.numune ortalama 1.numune 2.numune ortalama M1(g)
1185
385
849
604
M4 (g)
991
323
683
485
24,30
24,54
WA24(%) 19,58
19,20
19,39
24,42
56
3.1.1.3. Gev ek Y
n Yo unlu unun ve Bo luk Hacminin Tayini
Betonun bile iminin saptanmas nda ve betonun üretiminde, agregan n birim rl k de erlerinin bilinmesine gerekmektedir. Ayr ca bu karakteristik, agregan n granülometri bile imi, bo luk miktar ve kusurlu malzemenin varl hakk nda bilgi verir (Türkmen,1997). Agrega y bo luksuz olarak belirli bir hacme yerle tirmek uygulamada olanaks zd r. Taneler aras nda mutlaka bo luklar kal r. Hacmi belirli bir kab dolduran agregan n bu hacme oran , birim hacim a rl veya k saca birim a rl k olarak tan mlan r. Birim a rl k tanelerin tek tek birim a rl olmay p, bunlar n olu turdu u y n birim a rl r. Birim a rl k de erine agregan n nem içeri i ve yerle tirme ekli etki eder. Agregan n yerle tirme ekli belli bir hacme giren agrega miktar etkiledi inden, gev ek birim a rl k ve s birim a rl k olarak farkl iki birim a rl k tan mlamak mümkündür (Türkmen,1997). Agrega taneleri içindeki bo luklar agrega özelliklerini önemli derecede etkiler. Hafif tanelerin bo luk oran en önemli özelliklerinden birisidir. Bo luk oran artt kça agrega hafifler. Agregan n su emmesi, betonun su emme, büzülme ve donma-çözülme gibi özellikleri üzerinde etkili oldu undan, önemli bir fiziksel özelli ini olu turur (Kocaman, 2000). Pomza tanelerinin özgül ve birim a rl klar n yan ra, gev ek birim rl k ve bo luk hacminin de erleri de önemli fiziksel parametrelerdendir. Tanelerin gev ek y n yo unlu u ve bo luk hacmi TS EN 932-2’ye uygun olarak al nan numuneler üzerinde TS EN 1097-3’e uygun ekilde tayin edilmi tir. Gev ek y n yo unlu u ( b), her deney numunesi için a nolu formül) e itlikle hesaplanm r: [5] b:
b
=(m2-m1)/V
Gev ek y
n yo unlu u, megagram/m3 (kg/m3 ),
m2: Ölçü kab ve deney numunesinin kütlesi, (kg),
daki ([5]
57 m1: Bo ölçü kab kütlesi, (kg), V: Ölçü kab
n hacmi, (lt).
Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n gev ek y n yo unluklar Çizelge 3.5’de verilmi tir Çizelge 3.5 Gev ek y
n yo unlu u de erleri
4-8mm agrega tane s
8-16 mm agrega tane s
De erler 1.numune 2.numune 3.numune ortalama 1.numune 2.numune 3.numune ortalama
m2-m1 (kg)
3,494
3,442
3,67
3,518
3,354
3,446
7
7
7
7
7
7
499
492
524
503
479
492
V(lt)
b
(kg/m3)
505
491
Bo luk yüzdesi (v), ölçü kab ndaki bo luklar n hacimsel oran olup daki ([6] nolu formül) e itlik yard ile hesaplanm r:
6 v
p
b
x100
p
Burada; V: Bo luk yüzdesi b:
p:
Gev ek y
n yo unlu u, (kg/m3),
Ayn laboratuar numunesinden, al nan bir deney k sm nda TS EN 1097 – 6’ya göre belirlenen etüvde kurutulmu veya önceden kurutulmu tane yo unlu u (kg/m3 ) dür.
58 Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n bo luk hacimleri çizelge 3.6‘da verilmi tir. Çizelge 3.6 Bo luk hacmi de erleri
De erler 4-8mm agrega tane s
8-16mm agrega tane s
3 b(kg/m )
505
491
3 p(kg/m )
984
857
48,68
42,71
v(%)
3.1.1.4. Parçalanmaya Kar Direncin Tayini Agregan n parçalanmaya kar direnci TS EN 932-1 ve TS EN 932-2’ ye uygun olarak al nan numuneler üzerinde ( ekil 3.4’deki Otoklav yard ile) TS 1114 EN 13055-1 EK B’ye uygun ekilde tayin edilmi tir. Numuneler otoklav içinde 2MPa bas nç alt nda, 215 C s cakl ta 3 saat boyunca tutulur.
ekil 3.4 Otoklav
59 Her deney numunesi için yüzde olarak kütle kayb M, a ([7] nolu formül) kullan larak hesaplanm r:
daki e itlik
m2 x100 m1
7 M
Burada; M: Yüzde olarak kütle kayb , m1 : Deney numunesinin ba lang ç kütlesi (g), m2 : Otoklava koyulduktan sonra uygun olan bir sonraki küçük göz aç kl kl
elekten geçen malzemenin kütlesi (g), Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n parçalanmaya kar direnci Çizelge 3.7’de verilmi tir. Çizelge 3.7 Parçalanmaya kar direnç de erleri
4-8mm agrega tane s
8-16 mm agrega tane s
De erler 1.numune 2.numune ortalama 1.numune 2.numune ortalama m1(g)
265
259
507
494
m2(g)
2,5
2,0
6
4
M(%)
0,94
0,77
1,18
0,81
0,86
1,00
3.1.1.5 Donma ve Çözülmeye Kar Direncin Tayini Üretilen betonun donma olay sonunda parçalanmamas birçok faktörün etkisi alt nda bulunmaktad r. Bunlardan en önemli rol agrega taneleri taraf ndan oynanmaktad r. Agregalar n donma sonunda parçalanmalar bu malzeme ile üretilen betonlar n donmadan zarar görmesine sebep olmaktad r. Böyle bir
60 durumun olmamas için beton üretiminde kullan lacak olan agregalar n donma etkisine dayan kl olmas gerekir ki bu da ancak deneylerle anla r ( ahin, 1996). Donmaya maruz kalan agregan n a rl k kayb , havada donmada % 4’den, kimyasal metodun uygulanmas halinde ise, sodyum sülfat çözeltisi kullan ld nda %18’den, magnezyum sülfat çözeltisi kullan ld nda %27’den fazla olmamal r (Türkmen, 1997). Betonun içinde donan suyun meydana getirdi i iç bas nç betonda çatlaklar olu mas na veya betonun tamamen da lmas na sebep olabilir. Betonun donma– çözülmeye kar dayan kl artt rman n en etkin yolu suyun beton içerisine girmesini önlemektir. Ancak bu her zaman mümkün olmaz. Beton içinde suyun yerle ebilece i bo luklar (gözenek) olu turmak da etkili bir önlem olabilir. Hafif agregal betonlar donma-çözülmeye normal betonlardan daha dayan kl r (Uysal, 1996). Agregan n donma ve çözülmeye kar direnci TS EN 932-1 ve TS EN 9322’ye uygun olarak al nan numunelerin üzerinde ( ekil 3.5’deki donma çözülme cihaz yard ile) TS 1114 EN 13055-1 EK C’ye uygun ekilde tayin edilmi tir.
ekil 3.5 Donma çözülme cihaz
61 Donma-çözülme deneyinin sonucu, a uygun ekilde hesaplanm r: 8 F
daki ([8] nolu formül) e itli e
[( M 1 M 2 ) / M 1 ]x100
Burada; M1: Üç deney numunesinin donma-çözülme çevrimleri öncesi toplam kuru ba lang ç kütlesi (g), M2: Üç deney numunesinin donma-çözülme çevrimleri sonras , belirtilen elek üzerinde kalan toplam kuru nihai kütlesi (g), F: Üç deney numunesinin donma-çözülme çevrimleri sonras toplam kütlesindeki yüzdece kay pt r. Yukar daki e itlikten yararlanarak hesaplanan 4-8 ve 8-16 mm agrega tane ndaki pomzalar n yüzdece kütle kay plar çizelge 3.8’de verilmi tir. Çizelge 3.8 Donma ve Çözülmeye kar direnç de erleri
De erler
4-8mm agrega tane s
8-16 mm agrega tane s
1.numune 2.numune 3.numune ortalama 1.numune 2.numune 3.numune ortalama
M1(g)
281
282
279
610
598
550
M2(g)
274
275
274
590
576
532
F(%)
2,49
2,48
1,79
3,28
3,67
3.27
2,25
3,41
62
3.1.1.6. Pomza Ta
n Fiziksel Özelliklerinin Kar la
lmas
Türkiye’ de de ik yörelerde bulunan pomza ta ile yap lan çal malarda elde edilen fiziksel özelliklerinin de erlendirmeleri Çizelge 3.9‘da kar la rlm r.
63
Çizelge 3.9 Pomzan n fiziksel özelliklerinin kar la Elaz -Palu
Fiziksel Özellikler
3
Giresun
Van-Erci
Konya
Kayseri-Er
Tez verileri
ri (>4mm)
4-8mm
8-16mm
ri (>4mm)
ri (>4mm)
ri (>4mm)
ri (>4mm)
4-8mm
8-16mm
1,91 8,3 789 42 -
1,62 2,09 36,33 723 Fl15 -
1,55 1,84 28,75 739 52,62 Fl 15 -
1,86 2,12 14 900 -
0,775 1,10 1,15 42 589 4,8 -
1,03 1,22 1,285 18,9 647 -
1,14 1,61 28 -
0,984 1,175 1,216 48,68 19,39 505 0,86 2,25
0,857 1,067 1,084 42,71 24,42 491 1,00 3,41
Elaz -Palu: Sönmezo lu.C., 2005, Hafif Betonun Mekanik Özellikleri Üzerine Kür artlar n Etkisi, Yüksek Lisans Tezi. Isparta: Uyguno lu.T., 2008, Hafif Agregal Kendili inden Yerle en Betonlar n Özelikleri, Doktora Tezi. Giresun: Hüsem.M., 1995, Do u Karadeniz Bölgesi Do al Hafif Agregalar ndan Biriyle Yap lan Hafif Betonun Geleneksel Bir Betonla Kar la rmal Olarak ncelenmesi, Doktora Tezi. Van-Erçi : ahin.R., 1996, Kocap nar Pomzas ile Üretilen Hafif Betonun Mukavemetinin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi. Konya: lgün.A.K., 1992, Hafif Betondan mal Edilmi Betonarme Kiri lerin Dayan m ve Davran , Yüksek Lisans Tezi. Kayseri: Mara .H., 2005, Hafif Betonun Çok Katl Prefabrik Konutlara Uygulanabilirli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi.
63
Kuru özgül a rl k (kg/dm ) Yüzey kuru suya doygun özgül a rl k (kg/dm3) Görünen özgül a rl Bo luk hacmi (%) Su emme (%) Gev ek birim a rl k (kg/m3) nma kayb (%) Tane ekli s nce madde oran (%) Parçalanmaya kar direncin tayini (%) Donma çözülmeye kar direnç (%)
Isparta
lmas
64
3.1.1.7. Pomza Ta
n Kimyasal Özellikleri ve Analiz Yöntemleri
Do al ta lar n yap larda kullan m yerlerinde do al etkenlerin etkisi ile olu abilecek de imlerde, malzemenin kimyasal bile iminin önemli bir rolü bulunmaktad r. Bu nedenle, malzemenin kimyasal bile imleri, laboratuvar imkanlar na göre konvansiyonel veya aletsel analiz yöntemleri ile belirlenebilmektedir. Do al ta lar için kimyasal bile enlerden CaO, MgO, SiO 2 , CO 2 , rutubet ve SO 2 yüzdeleri belirlenir. Bununla beraber, boyar oksitlerden Fe 2 O 3 , TiO 2 , Cr 2 O 3 ve Al 2 O 3 analizleri de yap lmaktad r. Bu analizlerin yap lmas ndaki temel sebep, do al ta n olu umunda büyük yeri olan iyonlardan Ca+2, Mg+2, Fe 3 +, Al 3 +, Ti 4 +, Cr 3 + gibi iyonlar n varl olu um ve bulu um ekline göre de mektedir. Bu de erlerin belirlenmesinde, kimyasal analiz yöntemenin kullan tercih edilmektedir. Pomzalar n kimyasal analiz irdelemesinde genelde iki a amal bir analiz yöntemi kullan lmaktad r. 1. a ama; pomza olu umundaki Ca, Mg, Fe, Cr, Al, Ti analizi. Bu a amada, yukar da bahsedilen elementlerin yüzde bulunma de erlerinin belirlenmesi için, 0.5 g numune kimyasal solüsyonlar ile çözülerek elde edilen çözeltilerde Atomik Absorpsiyon Spektrofotometre cihaz ile element analizleri yap lmaktad r. 2. a ama; silis (Si) analizi. Bu a amada pomza bünyesinde bulunan SiO 2 yüzdesinin belirlenmesi amac yla, gravimetrik yöntem kullan larak yap lmaktad r. Çözünmeleri h zland rmak için kum havuzlar nda larak, çözme tercih edilmektedir. Süzme i lemleri hassas yap larak, süzgeç ka tlar 10001100 C ’de f nda yak r. Krozede kalan miktar hassas ölçüm yaparak belirlenebilir (Gündüz, 1998). Kayseri kaynakl 4-8 ve 8-16 mm agrega tane s ndaki pomzan n kimyasal özellikleri Türkiye Çimento Müstahsilleri Birli i taraf ndan belirlenmi olup, farkl kaynaklardan al nan pomza kimyasal analiz verileri ile Çizelge 3.10’da verilmi tir.
65
Çizelge 3.10 Pomzan n kimyasal bile enlerinin kar la
Bile im (%) Elaz -Palu
lmas
Isparta
Van-Erci
Konya
Tez verileri
SiO2
47.65
56.85
71.35
70
64.93
Al2O3
16.08
16.72
13.2
14.5
14.24
Fe2O3
11.42
4.66
1.54
2
3.22
CaO
10.2
5.39
-
2
2.61
MgO
4.02
1.84
0.01
1.9
0.78
Na2O
-
4.61
3.4
-
3.86
K2O
-
5.19
5
-
3.38
TiO2
-
-
0.25
-
0.69
SO3
-
-
0.04
0.5
-
K.K.
1.83
2.8
3.05
5
5.7
Elaz -Palu: Sönmezo lu.C., 2005, Hafif Betonun Mekanik Özellikleri Üzerine Kür artlar n Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, F rat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elaz . Isparta: Uyguno lu.T., 2008, Hafif Agregal Kendili inden Yerle en Betonlar n Özelikleri, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Van-Erçi : ahin.R., 1996, Kocap nar Pomzas ile Üretilen Hafif Betonun Mukavemetinin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum. Konya: lgün.A.K., 1992, Hafif Betondan mal Edilmi Betonarme Kiri lerin Dayan m ve Davran , Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
66
3.1.2. Normal A rl ktaki Agregan n Özellikleri Do al agrega kaynaklar n s rl olmas , dolay yla maliyetinin yükselmesi ve baz kaynaklar n da alkali-silis reaksiyonuna yol açabilmesi nedeniyle, k rma agrega kullan artmakta, kimi yerlerde de zorunlu hale gelmektedir. K rma agregalar, do al agregalar n betonun ak k özelliklerini art ran pürüzsüz yüzey ve yuvarlak ekil niteliklerine sahip de illerdir. Bu sebeple rma agrega kullan lan betonlarda su ve da katk ihtiyac nda bir art olur (Westerholm and Lagerblad, 2003). Tez kapsam nda ( ekil 3.6) 0-3 mm, 0-5 mm, 5-15 mm ve 15-25 mm tane ndaki normal a rl kta k rma agregalar kullan lm r. Normal a rl ktaki agregalar n baz fiziksel özellikleri (Gev ek y n yo unlu u, bo luk yüzdesi, tane yo unlu u, su emme oran ve gradasyon ) Çizelge 3.11-3.16’da verilmi tir. ( ekil 3.7-3.10’da agregalar n gradasyon e rileri verilmi tir.)
ekil 3.6 Tez kapsam nda kullan lan normal a rl ktaki agregalar (Sa dan itibaren 15/25, 5/15, 0/5 ve 0/3 agrega)
Çizelge 3.11 Gev ek y
n yo unlu u ve bo luk yüzdesi
Tane boyutu (mm)
Gev ek y n yo unlu u, ortalama, b (t/m3)
Bo luk Yüzdesi, v (%)
0/3 0/5 5/15 15/25
1.793 1.741 1.504 1.481
30.53 32.96 42.53 44.11
67
Çizelge 3.12 Tane yo unlu u ve su emme oranlar
Tane boyutu (mm)
Görünür tane yo unlu u, 3 a (t/m )
Etüvde kurutulmu tane yo unlu u 3 rd (t/m )
0/3 0/5 5/15 15/25
2.630 2.716 2.690 2.702
Doygun kuru yüzey tane yo unlu u 3 ssd (t/m )
Su emme oran (WA24) (%)
2.608 2.684 2.644 2.670
0.67 0.67 0.21 0.20
2.581 2.597 2.617 2.650
Çizelge 3.13 0/5 mm Agrega Gradasyonu
Toplam kuru kütle M1 = 2000 g kamadan sonra kuru kütle M2 = 1682 g kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1 – M2 = 318 g
Elek göz aç kl , (mm) 63 31.5 16 8 4 2 1 0.5 0.25 Tavadaki fraksiyon yüzdesi, P =
Elek üstü fraksiyon kütlesi (g) --------88 670 282 332 178
Elek üstü fraksiyon yüzdesi (%) --------5.23 39.83 16.79 19.75 10.59
Elek üstü kümülatif yüzdesi (%) --------5.23 45.06 61.85 81.6 92.19
Elek alt kümülatif yüzdesi (%)
7.81
63µm elekten geçen malzeme yüzdesi (f, %)
(M 1 M 2 ) M1
100 = % 15.9
100 100 100 100 95 55 38 18 8
68
Elekten Geçen Miktar, %
120 100
100
95
100
100
100
80 60
55
40
38
20
18 8
0 0
10
20
30
40
50
60
70
Elek Göz Aç kl klar , mm
ekil 3.7 0-5 mm Agregan n gradasyon e risi
Çizelge 3.14 0/3 mm Agrega Gradasyonu
Toplam kuru kütle M1 = 2000 g kamadan sonra kuru kütle M2 = 1654 g kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1 – M2 = 346 g Elek göz aç kl , (mm) 63 31.5 16 8 4 2 1 0.5 0.25
Elek üstü fraksiyon kütlesi (g) ----------411 370 419 221
Tavadaki fraksiyon yüzdesi, P =
14.09
Elek üstü fraksiyon yüzdesi (%) ----------24.85 22.37 25.33 13.36
63µm elekten geçen malzeme yüzdesi (f, %)
Elek üstü kümülatif yüzdesi (%)
Elek alt kümülatif yüzdesi (%)
----------24.85 47.22 72.55 85.91
100 100 100 100 100 75 53 27 14
(M 1 M 2 ) M1
100 = % 17.3
69
ekil 3.8 0-3 mm Agregan n gradasyon e risi
Çizelge 3.15 5/15 mm Agrega Gradasyonu
Toplam kuru kütle M1 = 2600 g kamadan sonra kuru kütle M2 = 2547 g kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1 – M2 = 53 g Elek göz aç kl , (mm) 63 31.5 16 8 4 2 1 0.5 0.25
Elek üstü fraksiyon kütlesi (g) ------1468 1027 47 0.5 0.5 0.5
Tavadaki fraksiyon yüzdesi, P =
0.13
Elek üstü fraksiyon yüzdesi (%) ------57.64 40.32 1.85 0.02 0.02 0.02
63µm elekten geçen malzeme yüzdesi (f, %)
Elek üstü kümülatif yüzdesi (%)
Elek alt kümülatif yüzdesi (%)
------57.64 97.96 99.81 99.83 99.85 99.87
100 100 100 42 2 0 0 0 0
(M 1 M 2 ) M1
100 = % 2.65
70
Elekten Geçen Miktar, %
120 100
100
100
100
80 60 42
40 20 000 2
0 0
10
20
30
40
50
60
70
Elek Göz Aç kl klar , mm
ekil 3.9 5-15 mm Agregan n gradasyon e risi
Çizelge 3.16 15/25 mm Agrega Gradasyonu
Toplam kuru kütle M1 = 10000 g kamadan sonra kuru kütle M2 = 9945 g kama ile at lan ince tanelerin kütlesi M1 – M2 = 55 g Elek göz aç kl , (mm) 63 31.5 16 8 4 2 1 0.5 0.25 0.063 Tavadaki fraksiyon yüzdesi, P =
Elek üstü fraksiyon kütlesi (g) ----7935 2010 0 0 0 0 0 0 0
Elek üstü fraksiyon yüzdesi (%) ----79.88 20.21 0 0 0 0 0 0
63µm elekten geçen malzeme yüzdesi (f, %)
Elek üstü kümülatif yüzdesi (%)
Elek alt kümülatif yüzdesi (%)
----79.88 100
100 100 20 0
(M 1 M 2 ) M1
100 = %0.55
71
Elekten Geçen Miktar, %
120 100
100
100
80 60 40 20
20
0
000 0 0
0 10
20
30
40
50
60
70
Elek Göz Aç kl klar , mm
ekil 3.10 15-25 mm Agregan n gradasyon e risi
3.2. Ba lay
Malzemeler
3.2.1. Çimento Bütün betonlar çimentonun ba lay ndan olu an ürünlerdir. Bu sebepten dolay hafif betonlar n genel özelliklerinden olan mukavemet art ve kimyasal etkilere dayan m da çimentonun özelli i ile büyük ölçüde de mektedir ( ahin, 1996). Çimento, betonun dayan iki ekilde etkiler. Bunlardan birincisi dozaj ad verilen çimento miktar r. Çimento dozaj n artmas ile çimento hamurunun hacmi artar. Bu ekilde, beton kesitinde herhangi bir zorlama alt nda, çimento hamurunda olu an gerilmeler daha küçük de erlerde kal r. Bu durum betonun daha büyük dayan mlar kazanmas na neden olur. Çimento miktar ile dayan m aras nda do rusal bir ba nt n varl kabul edilebilir. Ancak çimento miktar n fazlala mas n rötreye neden oldu u bilinmektedir. Bu nedenle, çimento dozaj belli bir de eri geçtikten sonra özellikle betonun çekme dayan azalmaktad r (Türkmen,1997). Çimentonun ikinci etkime ekli ise cinsinin, daha do rusu, mekanik mukavemetinin beton dayan de tirmesine sebep olmas r. Zira çimentonun mukavemetinin yüksek olmas ile çimento hamuru parçalanmadan daha büyük gerilmelere maruz kalabilir ki bu da betonun mukavemetini artt r.
72 Ayn tip çimentolarda bile, mukavemeti yüksek olan çimento kullan larak üretilen betonlar n mukavemetlerinin yüksek oldu u deneylerle do rulanmaktad r ahin,1996).
3.2.2. Uçucu Kül Termik santrallerin en önemli at k malzemesi toz kömürün yanmas yla meydana gelen baca gazlar yla sürüklenen çok ince kül parçac klar r. Bunlar elektrostatik yöntemlerle elektro filtrelerde ve siklonlarda yakalanmakta ve baca gazlar yla atmosfere ç lar önlenmektedir. Bu ekilde elde edilen küle uçucu kül ad verilir. Uçucu kül tanecikleri ço unlukla küresel yap da olup büyüklükleri 1-200 µm aras nda de mektedir. Bir uçucu külün tane boyutlar termik santraldeki kül toplama yöntem ve ekipman na ba r. Uçucu küllerin renkleri aç k bejden kahverengiye, griden siyaha kadar de ik tonlarda olabilir. çindeki yanmam karbon miktar artt kça uçucu küllerin renkleri koyula r (Sönmezo lu, 2005). ASTM C 618’ e göre uçucu küller iki kategoriye ayr lmaktad r. Buna göre: a) F s
uçucu küller bitümlü kömürlerden elde edilip
SiO2 +Al2O3 +Fe2O3 > %70 art
sa layan uçucu küllerdir,
b) C s uçucu küller ise genelde linyitler veya yar bitümlü kömürlerden elde edilip SiO2 +Al2O3 +Fe2O3 > %50 art sa layan uçucu küllerdir. Silikokalsik uçucu küllerin kimi F s uçucu küllerin birço u ise C s na girerler.
kimide C s
na; sülfokalsik
Bu çal mada, beton üretiminde TS EN 197-1 standard na uygun olan Bat Anadolu Çimento A. .‘den temin edilen CEM I 42.5/R tipi portland çimentosu kullan lm r. Çimentonun yan nda mineral katk olarak Sugözü Termik santralinden temin edilen F s uçucu kül kullan lm r. Kullan lan çimento ve uçucu külün karakteristik özellikleri Çizelge 3.17’de verilmi olup bu veriler üretici firmalardan sa lanm r, ayr ca Çizelge 3.17’de TS EN 197-1 (çimento için) ve TS EN 450’deki (uçucu kül için) limit de erlerde verilmi tir.
73
Çizelge 3.17 Çimento ve uçucu külün karakteristik özellikleri
Kimyasal Özellikler
Çimento, %
TS EN 197-1 TS EN 450 Uçucu kül, % % %
SiO2
21.72
56.20
Al2 O3
5.96
25.34
Fe2 O3
3.60
7.65
CaO SiO2
60.78
1.64
Al2O3 Fe3O3 ( 70)
89.19 5.0
70
MgO
2.64
K2 O
0.75
1.88
Na2 O
0.17
1.13
SO3
2.17
4.0
0.32
< 3.0
2.01
5.0
2.10
< 5.0
zd rma Kayb
1.80
Fiziksel Özellikler Priz ba lang , saat
2.67
-
Priz sonu, saat
3.58
-
Toplam hacim genle mesi, mm
<10
-
<4300
-
3.10
2.31
2 günlük
25
-
28 günlük
50
-
Blaine yüzey alan , cm2 /g Özgül a rl k Mekanik Özellikler Bas nç (MPa) Dayan , MMPa
3.3. Kimyasal Katk Katk lar, gerek kar rma i leminin hemen ard ndan taze özellikleri, gerekse sertle mi özellikleri ayarlayabilmek için betona, harca veya hamura kat lan kimyasallard r (Dransfield, 2003). Bu malzemeler betona çok az miktarda, kar m esnas nda kat larak betonun ya veya sertle mi haldeki baz özelliklerinin iyile tirilmesini sa larlar. Katk maddesinin miktar ise çimento a rl n belirli yüzdesi olarak (en çok % 5 ) hesaplan r ( ahin, 1996).
74 Çimento ile kimyasal ak kanla katk lar aras ndaki etkile im fizikseldir. Katk z çimento hamuru, karma oksitlerinin elektro potansiyellikleri gere i, birbirlerini elektrostatik etkiyle çekerek topakla r. C3S ve C2S negatif zeta potansiyeline sahipken, C3 A ve C4 AF pozitif zeta potansiyeline sahiptir. Bu da çimento taneciklerinin su veya nem ile temas etti inde topakla mas na sebep olur. Katk ilavesi ile tüm çimento karma oksitlerinin negatif zeta potansiyeline sahip oldu u deneysel olarak ortaya konulmu tur. Tüm bile enlerin negatif yüklenmesi topakla may önler (Gönen, 2009). ekil 3.11’de katk n çimento topaklar ay rmas görülmektedir.
ekil 3.11 Katk
n çimento topaklar
ay rmas (Yo urtçu, 2005)
Yeni nesil süper ak kanla lar olarak da isimlendirilen polikarboksilik asit bazl katk lar kullan ld nda, çimento taneciklerinin beton içerisindeki dispersiyonu (da lmas ) yaln zca elektriksel itki ile de il, ayn zamanda uzun yan dallar içeren polimer zincirlerinin çimento tanecikleri çevresinde birbirini iten fiziksel bir itki olu turmas ile de sa lan r (Gönen, 2009). ekil 3.12’de ak kanla katk lar n kimyasal yap lar görülebilir. ekil 3.13’de süper ak kanla katk lar n zamanla geli imi görülmektedir.
75
ekil 3.12 Süper ak kanla
ekil 3.13 Katk
katk
n kimyasal yap
(Yogurtçu,2005)
n zamanla geli imi (Sika Ltd; Gaimster and Dixon’ dan, 2003)
Deneysel çal malarda NKA BS/HB marka polikarboksilat esasl yeni nesil süper ak kanla kimyasal katk kullan lm r. Kimyasal katk ya ait karakteristik özellikler Çizelge 3.18’de verilmi tir.
76
Çizelge 3.18. Kimyasal katk ’n n karakteristik özellikleri
Kimyasal katk
Süper ak kanla
Yo unluk(kg/l )
1.108
pH
6.29
Kat madde, %
30.22
Klorür,%
Kütlece mak.0.1
NaO e de eri, % 8.0 K2O, %
0.009
Görünüm
Koyu kahverengi
3.4. Kar m suyu Kar m suyu olarak do ada bulunan her türlü su kullan labilir. Ancak, kar m suyunda beton prizini, kat la may engelleyecek, donat korozyonuna sebep olacak maddeler, bitkisel ve hayvansal ya lar, alkali tuzlar, amino asitler ve di er zararl maddeler bulunmamal r. Bu nedenle tuzlu, ekerli sular, deniz sular , endüstri at klar ile kirlenmi sular, batakl k sular vs. beton yap nda kullan lmamal r (Sönmezo lu, 2005). Betonda kullan lacak en iyi kar m suyu olarak içme suyu tavsiye edilir. Önceden denenip uygun sonuçlar al nm sular da kullan labilir. çerisinde betonun dayan olumsuz etkileyen amonyum tuzlar , serbest klor, organik maddeler ve madeni ya lar gibi maddeler bulunmamas gerekir. Kullan lan su, çimentonun kat la mas için gerekli olmas n yan nda betonun i lenebilirli ini de sa lamaktad r (Sönmezo lu, 2005). Deneysel çal malar n tamam nda TS EN 1008 ‘e uygun olan zmir li ehir ebeke suyu kullan lm r. Kar m sular herhangi bir depoda bekletilmeden, içme suyu ebekesinden al nd anda kullan lm r. Kar m suyuna ait karakteristik özellikler Çizelge 3.19’da verilmi tir.
77
Çizelge 3.19 Kar m suyunun karakteristik özellikleri ( zsu A. .)
Analiz Edilen Parametreler
Analiz Sonuçlar
Bulan kl k
0.3
pH
7.6
letkenlik, µS/cm
667
Tuzluluk, %
0.1
Toplam sertlik, Fr
33
Klorür, mg/lt
22
Oksitlenebilirlik, mg/lO2
0.4
Serbest Bakiye Klor, mg/lt
0.6
Nitrit, mg/lt
saptanamad
Renk
0
Amonyun, mg/lt
0
Demir, µg/lt
18.32
Arsenik, µg/lt
3.89
78
79
4. DENEYSEL ÇALI MA Bu çal mada C20/25, C25/30 ve C30/37 beton s flar k saca C20, C25 ve C30 eklinde adland lm lard r. Ayn ekilde LC20/22, LC25/28 ve LC30/33 beton s flar da k saca LC20, LC25 ve LC30 eklinde adland lm lard r.
4.1. Amaç Bu çal mada, agregan n fiziksel özelliklerini de dikkate alarak Kayseri yöresi do al hafif agregas (pomza ta ) ile yap lan ta hafif betonun, normal rl ktaki agrega ile üretilen betonun mekanik özelliklerinin kar la lmas n ard ndan üretilen betonlar n konvansiyonel betonarme binalarda betonarme betonu olarak kullan lmas n ekonomik olup olmad n incelenmesi amaçlanm r. Bu amaç kapsam nda tezde üç a amal çal ma yürütülmü tür. lk olarak C20/25, C25/30 ve C30/37 ile simgelenen normal a rl ktaki beton agregalar kullan larak beton üretilmeye çal lm r. Daha sonra ise LC20/22, LC25/28 ve LC30/33 ile simgelenen do al hafif agregalar (pomza) kullan larak hafif beton üretilmeye çal lm r. Üretilen bu beton serilerinin bas nç dayan , e ilme dayan , elastisite modülü, sertle mi beton yo unlu u, permeabilitesi ve beton –donat aderans kar la rmal olarak incelemi tir. Çal man n ikinci a amas nda tasar m parametreleri saptanm olan ta hafif betonun ta sistem elemanlar nda kullan durumu statik hesap programlar (ideCAD vb.) yard ile çok katl bir binaya uygulanm r. Binan n statik ve betonarme hesaplar yap larak ç kan sonuçlar ekonomik aç dan geleneksel beton ile tasarlanm benzer yap n maliyeti ile kar la lm r.
4.2. Kapsam Çal mam n konusu yap malzemesi olarak ta hafif beton dizayn ve üretilen hafif betonun çok katl yap larda kullan n yap sal analizi eklinde iki önemli konuyu kapsamaktad r. Çal mam n ilk a amas nda kullan lmas planlanan Kayseri pomza agregas n beton dizayn için gerekli olan gev ek y n yo unlu u, tane yo unlu u, su emme ve granülometri gibi özellikleri belirlenmi tir. Ard ndan istenilen özellikte hafif betonun dizayn için deneme (D serisi) kar mlar
80 haz rlanm r. Dizayn planlanan kar mlar LC20, LC25 ve LC30 olmak üzere hafif betonlar ile C20, C25 ve C30 olmak üzere bunlar n kontrol kar mlar olu turulmu tur. Bu kar mlar n taze haldeyken çökme, birim hacim a rl k ve hava yüzdesi de erleri belirlemi . 7, 28 ve 90 günlük beton örneklerinin bas nç ve ilme dayan , elastisite modülü gibi mekanik özellikleri, bas nç alt nda su leme derinli i, ultrasonik ses geçirimlili i ve yo unluk gibi fiziksel özellikleri belirlenmi ve ard ndan bu örneklerin donat ile aderans n tespiti için çekip karma deneyi uygulanm r. Çal man n ikinci a amas ise deneysel veriler sonucunda elde edilen mekanik özelliklerin de yard ile çok katl bir binan n LC25 ve C25 s betonlar kullan larak yap sal dizayn olu turulmu tur. Bu amaçla ideCAD statik hesap program kullan lm r. Elde edilen veriler nda hafif beton ile dizayn edilen bina ile geleneksel beton kullan larak dizayn edilen binan n maliyet hesaplar yap larak k yaslanm r. D, LC ve C serilerinde yap lan taze ve sertle mi beton deneyleri Çizelge 4.1 ve Çizelge 4.2’de listelenmi tir. Bu çal ma kapsam nda 120 adet (150x150x150 mm) küp numune, 45 adet (100x100x600 mm) prizma numune ve 20 adet (150x300mm) silindir numune olmak üzere toplam 185 adet numune deneye tabi tutulmu tur. Çizelge 4.1 D serilerinde yap lan deneyler
D SER
DENEYLER
Taze Beton Deneyleri
Sertle mi Beton Deneyleri
Çökme-yay lma deneyi
7 ve 28 günlük bas nç dayan
Hava %’si ölçümü Birim Hacim A rl k (BHA)
81
Çizelge 4.2 LC ve C serilerinde yap lan deneyler
LC ve C SER
DENEYLER
Taze Beton Deneyleri
Sertle mi Beton Deneyleri
Çökme-yay lma deneyi
7, 28 ve 90 günlük bas nç dayan
Hava %’si ölçümü
7, 28 ve 90 günlük e ilme dayan
Birim Hacim A rl k (BHA)
7, 28 ve 90 günlük beton yo unlu u 7, 28 ve 90 günlük ultrasonik ses geçirgenlik deneyi (USG) 28 günlük elastisite modülü 28 günlük bas nç alt nda su i leme derinli i 28 günlük çekip ç karma deneyi
Sertle mi beton deneyleri için kullan lan numunelerin tipi ve say serisine göre, uygulanan deneylerle beraber Çizelge 4.3’de gösterilmi tir. 185 numunenin deney sonucu rapor edilmi tir. Bunlar n d nda da deneme dökümü ve sonuçlar ndan üphe duyulan dökümlerin gerçekle tirilmi tir.
kar m Toplam bir çok tekrar
82
Çizelge 4.3 Sertle mi beton deneylerinde kullan lan numune tipi ve say
Kar m
Deney
Numune Tipi
Serisi
Numune
Toplam
Adedi
Adet
D
Bas nç Dayan
150x150x150 mm.
6
36
LC
Bas nç Dayan
150x150x150 mm.
9
27
LC
ilme Dayan
100x100x600 mm.
9
18
LC
Permeabilite
150x150x150 mm.
3
6
LC
Aderans
150x150x150 mm.
3
6
LC
Elastisite Modülü
150x300 mm.
4
8
C
Bas nç Dayan
150x150x150 mm.
9
27
C
ilme Dayan
100x100x600 mm.
9
27
C
Su leme Derinli i
150x150x150 mm.
3
9
C
Çekip Ç karma
150x150x150 mm.
3
9
C
Elastisite Modülü
150x300 mm.
4
12
83 4.3.Deneysel Çal ma Program Deneysel çal ma kapsam nda, ön deneme dökümler (D serisi) ile istenen özelliklere sahip hafif agregal betonun (LC) kar m dizayn na ula lm r. Bu deneme dökümlerinden iri agregas n %100’ü pomza olan LC20, LC25 ve LC30 beton s flar amaçlanm r. Normal a rl ktaki betonlar C20, C25 ve C30 kontrol s ekil 4.1’de taze beton deney program verilmi tir. Slump De eri
Taze Beton BHA
olarak ele al nm
r.
Hava %’desi ölçümü
Numune Al ekil 4.1 Taze beton deney program
4.4. Kar m Oranlar
n Saptanmas
Beton kar m hesab , en uygun malzemenin seçimi ve oranlanmas olarak tarif edilebilir. Yani, istenilen özelliklere sahip bir beton için en ekonomik çimento oran , su ve çe itli boyuttaki agregan n tespiti i lemidir ( ahin, 1996). Normal betonlar n kar m oranlar n saptanmas na ili kin genel kurallar hafif beton kar mlar için geçerli ise de uygulamada izlenen ayr nt lar bak ndan farkl klar bulunmaktad r (Turgutalp, 1978). Hafif agregal betonlarda en önemli sorun su/çimento oran denetim alt nda tutabilmektir. Agregalar n su emmeleri çok yüksek oldu undan az suyla üretilen ve önceden su emdirilmeyen agregalarla üretilen betonlarda agregalar betonun tüm suyunu emerek a eklinde rötre çatlaklar n olu mas na neden olurlar. Bu olay betonu slak ortamda saklayarak önlemek de imkans zd r ( ahin, 1996).Bu sebeplerden dolay hafif agregal beton kar mlar art ko ulan k vamda çimento dozu esas na göre bir seri deney kar yap larak hesaplanabilir. Bu çal mada kar m oranlar n tespitinde TS 2511 “Ta Hafif Betonlar n Kar m Hesap Esaslar ”(1977), TS 3234 “ Bims Beton Yap m
84 Kurallar , Kar m Hesab ve Deney Metodlar ”(1978) ve TS 802 “Beton Kar m Tasar Hesap Esaslar ” (1985)’den yararlan lm r. Çal mada kontrol betonu olarak kullan lan normal a rl ktaki agregalar içeren C20, C25 ve C30 serileri TS 802’ye göre dizayn edilmi tir. Çal man n as l konusunu olu turan pomza ve normal agregan n birlikte kullan ld klar kar mlar n hesaplar nda TS 2511 ve TS 802 standartlar n her ikisinden de yararlan lm r. Lakin ta hafif beton yap nda kar m oranlar deneme dökümleri yap larak elde edilmi itir. Ço unlukla hafif agregal betonlar n net su/çimento oran kar m hesab na esas olabilecek yeterli do rulukta saptanamad ndan hafif agregal beton kar mlar art ko ulan k vamdaki, çimento dozu esas na göre bir seri deney yap larak hesaplanm r. lk yap lan denemeler LC 20 denemeleri olmu tur ve deneme dökümleri 5 cm çökme verecek k vamda 1m3 beton için gerekli net su miktar 150 kg ile 250 kg aras nda de ti inden ilk önce 5 cm çökme de erli deneyler, belirtilen aral kta tahmini su miktar al narak yap lm r. Ard ndan 8 cm çökme de erli deneyler çökmedeki her 2,5 cm’lik art için m3 ‘deki su miktar ortalama 6 kg artt larak yap lm r. LC20 dizayn için bu ekilde bulunan su miktar na, ba lay hacmi (bütün LC serisi kar mlar nda çimentonun 4’de 1’i kadar uçucu kül kullan lm r) ve bütün kar mlar için %3 olan hava hacmi eklenmi ve 1000 dm3’ den ç kar larak toplam agrega hacmi bulunmu tur. Böylece elde edilen agrega hacmi önce hafif ve normal agrega oranlar na daha sonra da her agregan n tane s flar na ayr lm r. Daha sonra LC25 ve LC30 kar mlar için, dizayn ilk olu turulan LC20‘deki su miktar sabit tutulup çimento dozaj artt lm ve min 8 cm çökme hedef de erini yakalayabilmek için süper ak kanla katk kullan larak LC25 ve LC30 dizaynlar olu turulmu tur.
85
4.4.1. D (Deneme) Serisi Kar mlar D serisi kar mlar n haz rlanmas n ba ca amac daha önce de belirtildi i gibi, ta hafif beton için uygun malzeme seçimini gerçekle tirmek ve elde edilen tecrübe ile ta hafif beton LC serisi kar mlar haz rlamakt r. D serisi betonlar n kar m oranlar ve baz özellikleri Çizelge 4.4’de verilmi tir. Çizelge 4.4 D serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri Bile enler
D1
D2
D3
D4
D5
D6
Çimento
(kg/m3)
450
450
400
400
400
455
Uçucu Kül
(kg/m3)
-
-
100
120
120
115
Su
(kg/m3)
200
180
200
180
180
200
rma Kum (0-5mm)
(kg/m3)
783
653
528
534
620
555
Pomza (4-8mm)
(kg/m3)
241
241
241
241
200
190
Pomza (8-16mm)
(kg/m3)
200
200
200
210
210
210
Süper Ak kan. katk
(kg/m3)
5
5
5
5
5
5
(kg/m3)
1879
1729
1674
1690
1735
1730
3.0* 3.0*
3.0*
3.0*
3.0*
3.0*
S/Ç (a rl kça)
0.44 0.40
0.50
0.45
0.45
0.44
S/B (a rl kça)
0.44 0.40
0.40
0.35
0.35
0.35
n. A./ ri A. (a rl kça)
1.78 1.48
1.20
1.18
1.51
1.39
n.A/T.A(a rl k.)
0.64 0.60
0.54
0.54
0.60
0.58
ri.A/T.A(a rl k.)
0.36 0.40
0.46
0.46
0.40
0.42
Teorik BHA Hava (hacimce)
(%)
86
4.4.2. LC Serisi Kar mlar LC serisi, ta hafif beton özelli ini ta yan pomza agregas içeren kar mlar kapsamaktad r. LC serisi betonlar n kar m oranlar ve baz özellikleri Çizelge 4.5’de verilmi tir. Çizelge 4.5 LC serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri Bile enler 3
LC20
LC25
LC30
Çimento
(kg/m )
400
460
500
Uçucu Kül
(kg/m3)
100
115
125
Su
(kg/m3)
200
200
200
(kg/m3)
464
585
575
Pomza (4-8mm)
(kg/m3)
250
185
175
Pomza (8-16mm)
(kg/m3)
226
204
199
Süper Ak kan. katk
(kg/m3)
-
5
5
Teorik BHA
(kg/m3)
1640
1754
1779
(%)
3.0*
3.0*
3.0*
S/Ç (a rl kça)
0.50
0.43
0.40
S/B (a rl kça)
0.40
0.35
0.32
n. A./ ri A. (a rl kça)
0.97
1.50
1.54
n.A/T.A.(a rl k.)
0.49
0.60
0.61
ri.A/T.A.(a rl k.)
0.51
0.40
0.39
n.A/ ri A. (hacimce)
0.41
0.63
0.73
ri.A/T.A.(hacimce)
0.71
0.62
0.58
n.A/T.A.(hacimce)
0.30
0.38
0.42
rma Kum(0-5mm)
Hava (hacimce)
* Teorik olarak kabul edilen hava yüzdesi
87
4.4.3. C Serisi Kar mlar C serisi, normal beton özelli ini ta yan normal a rl ktaki agrega içeren kontrol kar mlar kapsamaktad r. C serisi betonlar n kar m oranlar ve baz özellikleri Çizelge 4.6’da verilmi tir. Çizelge 4.6 C serisi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri Bile enler
C20
C25
C30
Çimento
(kg/m3)
250
290
340
Uçucu Kül
(kg/m3)
-
-
-
Su
(kg/m3)
175
175
175
rma Kum(0-3mm)
(kg/m3)
670
580
540
rma Kum (0-5mm)
(kg/m3)
290
280
270
rma Ta (5-15mm)
(kg/m3)
470
505
510
rma Ta (15-25mm)
(kg/m3)
470
510
515
Süper Ak .Kat.
(kg/m3)
2.5
3.5
5
Teorik BHA
(kg/m3)
2327.5
2343.5
2355
(%)
1.5*
1.5*
1.5*
S/Ç (a rl kça)
0.70
0.60
0.51
S/B (a rl kça)
0.70
0.60
0.51
n. A./ ri A. (a rl kça)
1.02
0.85
0.79
n.A/T.A.(a rl k.)
0.51
0.46
0.44
Hava (hacimce)
ri.A/T.A.(a rl k.)
0.49
0.54
0.56
n.A/ ri.A.(hacimce)
1.01
0.84
0.78
ri.A/T.A.(hacimce)
0.49
0.54
0.56
n.A/T.A.(hacimce)
0.50
0.45
0.43
*Teorik olarak kabul edilen hava yüzdesi
88
4.5. Betonlar n Üretilmesi Taze beton haz rlan s ras nda a da sözü edilen ilkelere uyulmu ve her kar m türü için ayn duyarl k gösterilmi tir. Deney dökümleri 60 dm3 kapasiteli ekil 4.2’deki dü ey eksenli bir beton mikserinde gerçekle tirilmi tir. D, LC ve C serisi kar mlar için 30-40 dm3 kar mlar haz rlanm r. Dökümler aras nda farkl k olmamas için mikser yüzeyi slak bir bezle nemlendirildikten sonra malzemeler miksere al nm r. Öncelikle k rma agregalar (0-5 k rma kum) kar lm , ard ndan pomza agregalar (4-8 pomza ve 8-16 pomza) kar lm r. Agregalar n kar mas yla toz maddeler (çimento ve uçucu kül) eklenmi ve homojen bir kuru kar m elde edilmi tir. Ard ndan mikser çal rken su ilave edilmi tir. En son olarak da ak kanla katk ilave edilmi tir. Kar n i elenebilirli i gözle muayene edilmi tir. Öngörülen katk miktar na ra men istenilen k vama ula mayan kar mlara katk ilavesi yap lm ve dizayna yans lm r. Kar rma i leminin 3 dakikan n alt nda olmamas na dikkat edilmi tir. Numune al rken le kademeli olarak s rma i lemi yap lm ve taze beton kal plara yerle tirilmi tir. Tüm numunelerde yüzey tesviye lemi yap lm r.
ekil 4.2 Beton mikseri
89
4.6. Taze Beton Deneyleri Üretilen betonlardan TS EN 12350-1 “Beton-Taze beton deneyleri-Bölüm 1: Numune alma“ (2010)’da belirtilen numune alma metotlar uygulanarak taze beton deneyleri yap lm r. Bu standart gere ince taze beton deneyleri yap lmas nda geçen süre, kar rma i leminin bitiminden hemen sonra ba lamak üzere 15 dakika içinde tamamlanm r. Bütün kar mlar nda; bas nç, e ilme, elastisite modülü, permeabilite ve çekip koparma (aderans) deneyi numuneleri için olmak üzere 5 ayr döküm gerçekle tirilmi tir. Dökümlerin birbiri ile tutarl na dikkat edilmi , deney prosedürleri, beton özelliklerinin ve deney sonuçlar n de memesi için tüm dökümlerde aynen uygulanm r. Ayn kar n farkl dökümlerindeki tutarl gözleyebilmek için çökme deneyi tüm dökümlerde uygulanm r.
4.6.1. Slump (Çökme) Deneyi Çökme deneyi, betonun i lenebilirli ini hem laboratuvar hem de antiyede tespit etmeye yarayan pratik bir deneydir. Ülkemizde de en çok çökme deneyi olarak bilinen bu deney kullan lmaktad r. Bu nedenle beton kar mlar n k vam slump deneyi ile belirlenmi tir. Çökme hunisi, taban çap 200mm, üst çap 100mm ve yüksekli i 300mm olan metalden yap lm kesik huni eklindedir. rma i lemi için leme çubu u kullan lm r. leme çubu u 600mm boyunda, 16mm çap nda, ucu yuvarlat lm çelik çubuktur. Elde edilen betonlar n k vam de erinin tespiti için yakla k 7 dm3 ‘lük kar mlar haz rlan m r. Haz rlanan kar m 3 tabaka halinde kesik huniye yerle tirilmi ve her tabaka leme çubu u ile 25 defa lenerek betonun yerle mesi sa lanm r. Kesik huninin üst yüzeyi mala ile düzeltildikten sonra, huni yan kollar ndan tutularak yava ça yukar ya do ru çekilmi tir. Huni ile beton aras ndaki yükseklik fark cetvel ile ölçülerek çökme de eri elde edilmi tir. Slump deneyi TS EN 12350-2 “Beton-Taze beton deneyleri-Bölüm 2: Çökme deneyi“ (2010)’ ye uygun bir ekilde her döküm için yap lm r. ekil 4.3’de deneylerde kullan lan slump deneyi seti gösterilmi tir.
90
ekil 4.3 Çökme (Slump) deneyi seti
4.6.2. Birim A rl k Deneyi (BHA) Taze betonun birim a rl n belirlenmesinde ise hacmi bilinen (7lt’lik) bir kap kullan larak elde edilmi tir. Taze beton bu kaba yerle tirilmi tir. Taze beton bu kaba yerle tirildikten sonra iyice s lm r ve böylece tart lm r. Kab n daras bu a rl ktan dü ülerek betonun a rl bulunmu daha sonra bu a rl k kab n hacmine bölünerek birim hacim a rl k de eri tespit edilmi tir. Birim a rl k deneyleri her döküm için TS 2941 “Taze Betonda Birim rl k, Verim ve Hava Miktar n A rl k Yöntemi ile Tayini” (1978)‘e uygun bir ekilde ( ekil 4.4’de görüldü ü gibi) gerçekle tirilmi tir.
ekil 4.4 Taze betonun birim a rl
n belirlenmesi
91
4.6.3. Hava Yüzdesi Ölçümü Kar mlar n hava içeri i ölçümünde ekil 4.5’de görülen deney aleti kullan larak TS EN 12350-7 “Beton-Taze beton deneyleri-Bölüm 7: Hava muhtevas n tayini-Bas nç yöntemleri”(2010) ‘e uygun bir ekilde gerçekle tirilmi tir. Deney aletinin haznesi s rma i lemi uygulanmadan, serbest dü ile doldurulmu ve kapa kapat ld ktan sonra su ile hazne tamamlanm r. Haznenin tamam doldurulduktan sonra bas nçl hava hazneye rak larak betondaki hava yüzdesi ölçülmü tür.
ekil 4.5 Hava ölçer deney aleti ve hava ölçüm deneyi yap
92
4.7. Sertle mi Beton Deneyleri LC ve C kar m serileri için a ekilde gerçekle tirilmi tir. Bas nç Dayan
daki deneyler verilen standartlara uygun bir
Deneyi (TS EN 12390-3)
Sertle mi Beton Yo unlu u Tayini (TS EN 12390-7) Ultrasonik Ses Geçirgenlik Deneyi (ASTM C 597) ilme Dayan
Deneyi (TS EN 12390-5)
Bas nç Alt nda Su leme Derinli i Tayini (TS EN 12390-8) Elastisite Modülü Tayini (TS 3502) Çekip Ç karma Deneyi (ASTM C 234)
4.7.1. Bas nç Dayan
Deneyi
Bas nç dayan m deneyleri LC ve C serisi beton kar mlar için 9’ar adet 150x150x150 mm boyutlar ndaki küp numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Bas nç dayan deneyi TS EN 12390-3’e uygun bir ekilde yap lm r. Belirlenen beton ya lar na (7, 28 ve 90 günlük) ula an küp numuneler ekil 4.6’daki otomatik kontrollü preste k larak dayan m de erleri bulunmu tur.
ekil 4.6 Tek eksenli bas nç presi
93
4.7.2. Sertle mi Beton Yo unlu u Tayini (BHA) Sertle mi beton yo unlu u tayini LC ve C serisi beton kar mlar için 9’ar adet 150x150x150 mm boyutlar ndaki küp numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Sertle mi beton yo unlu u tayini TS EN 12390-7’e uygun bir ekilde yap lm r. stenilen beton ya lar na (7, 28 ve 90 günlük) ula an küp numuneler üzerinde belirlenmi tir. ekil 4.7’deki gram hassasiyetli tart yard yla sertle mi beton yo unluklar bulunmu tur.
ekil 4.7 Gram hassasiyetli tart
4.7.3. Ultrasonik Ses Geçirgenlik Deneyi (USG) Ultrasonik ses geçirgenlik deneyi LC ve C serisi beton kar mlar için 9’ar adet 150x150x150 mm boyutlar ndaki küp numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Ultrasonik ses geçirgenlik deneyi ASTM C 597’ye uygun bir ekilde yap lm r. Belirlenen beton ya lar na (7, 28 ve 90 günlük) ula an küp numuneler üzerinde ekil 4.8’deki cihaz yard ile belirlenmi tir.
ekil 4.8 Ultrasonik ses cihaz
94
4.7.4. E ilme Dayan
Deneyi
ilme dayan deneyi LC ve C serisi beton kar mlar için 9’ar adet 100x100x600 mm boyutlar ndaki prizma numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. ilme dayan deneyi TS EN 12390-5 ’ e uygun bir ekilde yap lm r. Belirlenen beton ya lar na (7, 28 ve 90 günlük) ula an prizma numuneler üzerinde ekil 4.9’daki pres ve aparat yard ile belirlenmi tir.
ekil 4.9 E ilme deneyi için kullan lan pres ve aparat
4.7.5. Bas nç Alt nda Su
leme Derinli i Tayini
Bas nç alt nda su i leme derinli i tayini LC ve C serisi beton kar mlar için 3’er adet 150x150x150 mm boyutlar ndaki küp numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Bas nç alt nda su i leme derinli i tayini TS EN 12390-8 ’e uygun bir ekilde yap lm r. Belirlenen beton ya lar na (28 günlük) ula an küp numuneler üzerinde ekil 4.10 ’daki cihaz yard ile belirlenmi tir.
ekil 4.10 Permeabilite cihaz
95
4.7.6. Elastisite Modülü Tayini Elastisite modülü tayini LC ve C serisi beton kar mlar için 4’er adet 150x300 mm boyutlar ndaki silindir numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Elastisite modülü tayini TS 3502’ e uygun bir ekilde yap lm r. Belirlenen beton ya lar na (28 günlük) ula an silindir numuneler üzerinde ekil 4.11’deki ekstansometre yard ile belirlenmi tir.
ekil 4.11 Elastisite modülü tayini için kullan lan cihaz
4.7.7. Çekip Ç karma Deneyi Çekip ç karma deneyi LC ve C serisi beton kar mlar için 3’er adet 150x150x150 mm boyutlar ndaki küp numuneler üzerinde gerçekle tirilmi tir. Bu numuneler, gerekli donat lar n (donat çubu unun beton içine gömülme boyu 5Ø dir) aparat yard yla kal plara yerle tirilmesinden sonra haz rlanan betonun, üç amada dökülmesiyle ve her a amada 15 saniye süreyle sars lmas suretiyle elde edilmi tir. Döküldüklerinden bir gün sonra kal plar ndan ç kart lan numuneler, 28 gün boyunca s cakl 230C+20C olan suda saklanm r, daha sonra numuneler ekil 4.12’deki eksenel çekip ç karma deney düzene i yard yla deneye tabi tutulmu lard r. Çekip koparma deneyi ASTM C 234’e uygun bir ekilde yap lm r.
96
ekil 4.12 Pull out cihaz
Hafif ve geleneksel beton-donat aderans n belirlenmesinde kullan lan donat çap 12mm dir. Donat n baz özellikleri Çizelge 4.7’ de verilmektedir. Çizelge 4.7 Aderans deneylerinde kullan lan donat lar n özellikleri (TS 708 )
Donat çap
Çelik S
(mm) 14
Min.Karakteristik Akma Gerilmesi (MPa)
S420a /BÇIII-a
420
Min. Çekme Dayan
Min. Kopma Yüzey
(MPa) Uzamas (%) 500
12
N.P
97
5. DENEY SONUÇLARI ve TARTI MA Tez kapsam nda yap lan taze ve sertle mi beton deneylerinden elde edilen sonuçlar bu bölümde tablo ve grafiklerle sunulmu tur.
5.1. Taze Beton Deney Sonuçlar C ve LC serileri taze beton deney sonuçlar Çizelge 5.1’de verilmi tir. Çizelge 5.2 ve 5.3’de deneysel olarak bulunan taze birim hacim a rl klar na göre kar m oranlar düzenlenmi tir. Çizelge 5.1 Taze beton deney sonuçlar
Deney Çökme de eri (Slump) Taze Birim A rl k (BHA) Hava Yüzdesi
(mm)
C20
C25
C30
LC20
LC25
LC30
12
13
12
8
8
8
2340
2370
1635
1762
1778
1.3
1.2
5
4
4
(kg/m3) 2325
(%)
1.5
98
Çizelge 5.2 LC serisi betonlar n düzeltilmi kar m oranlar ve baz kar m özellikleri Bile enler
LC20
LC25
LC30
Çimento
(kg/m3)
399
462
500
Uçucu Kül
(kg/m3)
100
115
125
Su
(kg/m3)
199
201
200
(kg/m3)
463
588
574
Pomza (4-8mm)
(kg/m3)
249
186
175
Pomza (8-16mm)
(kg/m3)
225
205
199
Süper Ak kan. katk
(kg/m3)
-
5
5
BHA
(kg/m3)
1635
1762
1778
(%)
5.0
4.0
4.0
S/Ç (a rl kça)
0.50
0.43
0.40
S/B (a rl kça)
0.40
0.35
0.32
n. A./ ri A. (a rl kça)
0.97
1.50
1.54
n.A/T.A.(a rl k.)
0.49
0.60
0.61
ri.A/T.A.(a rl k.)
0.51
0.40
0.39
n.A/ ri A. (hacimce)
0.41
0.63
0.73
ri.A/T.A.(hacimce)
0.71
0.62
0.58
n.A/T.A.(hacimce)
0.30
0.38
0.42
rma Kum(0-5mm)
Hava (hacimce)
99 Çizelge 5.3 C serisi düzeltilmi betonlar n kar m oranlar ve baz kar m özellikleri Bile enler
C20
C25
C30
Çimento
(kg/m3)
249.7
290
342
Uçucu Kül
(kg/m3)
-
-
-
Su
(kg/m3)
174.8
175
176
rma Kum(0-3mm)
(kg/m3)
669.3
579
544
rma Kum (0-5mm)
(kg/m3)
289.7
279.5
272
rma Ta (5-15mm)
(kg/m3)
469.5
504
513
rma Ta (15-25mm)
(kg/m3)
469.5
509
518
Süper Ak .Kat.
(kg/m3)
2.5
3.5
5
BHA
(kg/m3)
2325
2340
2370
1.5
1.3
1.2
S/Ç (a rl kça)
0.70
0.60
0.51
S/B (a rl kça)
0.70
0.60
0.51
n. A./ ri A. (a rl kça)
1.02
0.85
0.79
n.A/T.A.(a rl k.)
0.51
0.46
0.44
ri.A/T.A.(a rl k.)
0.49
0.54
0.56
n.A/ ri.A.(hacimce)
1.01
0.84
0.78
ri.A/T.A.(hacimce)
0.49
0.54
0.56
n.A/T.A.(hacimce)
0.50
0.45
0.43
Hava (hacimce)
(%)
100
5.2. Sertle mi Beton Deneyleri Sonuçlar C ve LC serileri sertle mi beton deney sonuçlar Çizelge 5.4’de verilmi tir. Çizelge 5.4 Sertle mi beton deneyleri sonuçlar Deney
C20
C25
C30
LC20
LC25
LC30*
7 günlük bas nç dayan
(MPa)
25,1
30,2
34,5
21,7
25
27,7
28 günlük bas nç dayan
(MPa)
28,6
33,7
39,7
23,7
28,3
29,9
90 günlük bas nç dayan
(MPa)
30,8
35,9
42,1
26,1
30,4
….
7 günlük beton BHA
(kg/m3 )
2358
2394
2403
1652
1784
….
28 günlük beton BHA
(kg/m3 )
2386
2396
2407
1680
1787
….
90 günlük beton BHA
(kg/m3 )
2397
2410
2419
1683
1789
….
Ortalama beton BHA
(kg/m3 )
2380
2400
2410
1672
1787
….
7 günlük USG
(m/sn)
4,71
4,78
4,82
3,63
3,94
….
28 günlük USG
(m/sn)
4,80
4,93
4,97
3,76
3,97
….
90 günlük USG
(m/sn)
4,83
4,98
4,99
3,88
4,02
….
7 günlük e ilme dayan
(MPa)
3,81
4,36
4,47
3,54
3,86
….
28 günlük e ilme dayan
(MPa)
4,35
4,52
4,64
3,97
4,31
….
90 günlük e ilme dayan
(MPa)
4,52
5,01
5,94
4,26
4,48
….
(cm)
2,50
2,00
1,75
1,60
1,80
….
(MPa)
21860
25961
27774
12060
15869
….
(kN)
25,8
26,0
30,0
23,5
25,0
….
28 günlük permeabilite de eri
28 günlük elastsite modülü de eri
28 günlük Koparma kuvveti
*LC30 betonun 28 günlük bas nç dayan deneylere tabi tutulmam
r.
istenilen dizayn kriterlerini sa lamd
ndan di er
101
5.2.1. Bas nç Dayan
Deneyi
C ve LC serisi kar mlar ndan, bas nç dayan belirlemek için, 45 adet 150x150x150 mm küp numune al nm r. 7, 28 ve 90 günlük dayan m de erleri (MPa) ölçülmü tür. ekil 5.1’de beton serilerinin bas nç dayan m de erleri verilmi tir. Görüldü ü gibi C20 betonu ile LC25 betonu benzer küp bas nç dayan mlar na sahip olmas na ra men TS 206-1(2000)’e göre farkl bas nç dayan m s flar na ait betonlard r. C serisi betonlar n 7 günlük bas nç de erleri ile 90 günlük bas nç de erleri aras nda, C20 betonunda %23, C25 betonunda %19 ve C30 betonunda %22’lik bir art görülmü tür. Ayn ekilde LC serisi betonlarda, LC20 betonun %20 ve LC25 betonunda da %22’lik art gözlenmi tir. Sonuç olarak her iki beton serisinde de art oranlar benzer ekilde %19-%23 aras nda de mektedir.
ekil 5.1 C ve LC beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük bas nç dayan mlar
LC serisi betonlarda C serisi betonlara k yasla Su/ Çimento oranlar daha dü ük olmas na ra men bas nç art oranlar daha fazla de ildir. Bunun nedeni olarak agregalar n beton hacminin yakla k %70-80’ni olu turmas ve beton içerisindeki geni hacim fraksiyonlar ndan dolay agregan n dayan n betonun bas nç dayan üzerinde önemli bir etkiye sahip olmas gösterilebilir. Ayr ca normal betonlarda k lma i lemi en zay f bölge olan agrega –çimento hamuru ara yüzünde olu maya ba lar yani bu bölgeyi kuvvetlendirirsek betonun bas nç dayan artar fakat hafif betonlarda ise k lma agregalarda ba lar, sonuç olarak
102 hafif betonlarda bas nç dayan agrega dayan ile s rl kalmaktad r. Ayr ca C serisi betonlar nda maksimum agrega tane boyutu 25mm iken, LC serisi betonlar nda 16mm dir bu da bas nç dayan n de erlerini etkileyen ba ka bir faktördür.
5.2.2. E ilme Dayan
Deneyi
C ve LC serisi kar mlar ndan, e ilme dayan belirlemek için, 45 adet 600x100x100 mm kiri numune al nm r. 7, 28 ve 90 günlük e ilme dayan (MPa) de erleri ölçülmü tür. ekil 5.2’de beton serilerinin e ilme dayan m de erleri verilmi tir. C serisi betonlar n 7 günlük e ilme de erleri ile 90 günlük e ilme dayan de erleri aras nda, C20 betonunda %19, C25 betonunda %15 ve C30 betonunda %33’lük bir art görülmü tür. Ayn ekilde LC serisi betonlarda, LC20 betonun %20 ve LC25 betonunda da %24’lük art gözlenmi tir. Sonuç LC20 ve LC25 betonlar , C20 ve C25 betonlar na göre 7 günden 90 güne daha fazla e ilme dayan art sa lam lard r fakat art oranlar birbirine yak n de erlerdir. ilme dayan agrega-çimento ara yüzünden daha fazla etkilendi inden ve hafif agregalar n çimento ile aderans daha güçlü oldu undan zamanla e ilme dayan ndaki art n LC serisinde C serisine k yasla daha fazla oldu u söylenebilir.
5,94
n benzer ç kt
3,86 4,31 4,48
4,00
3,54 3,97 4,26
5,00
4,47 4,64
6,00
4,36 4,52 5,01
7,00
3,81 4,35 4,52
ilme Dayan mlar (MPa)
C20 betonu ile LC25 betonlar n bas nç dayan mlar ilme dayan mlar da birbirine benzer ç km r.
7 Gün
3,00
28 Gün
2,00
90 Gün
1,00 0,00 C20
C25
C30
LC20
LC25
Beton Serileri
ekil 5.2 Beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük e ilme dayan m de erleri
gibi
103
5.2.3. Sertle mi Beton Yo unlu u Tayini (BHA) C ve LC serisi kar mlar ndan, sertle mi beton yo unlu unu belirlemek için, 45 adet 150x150x150 mm küp numune al nm r. 7, 28 ve 90 günlük yo unluk de erleri ölçülmü tür. Çizelge 36’da beton serilerinin sertle mi beton yo unlu u de erleri verilmi tir. C serisi betonlar n yo unluklar aras nda fazla bir fark yokken, LC serisi betonlar ndan LC25 betonun yo unlu u, LC20 betonunun yo unlu undan %7 fazlad r. Bu da gösteriyor ki hafif betonun davran yo unlu u ile yak ndan alakal r. Benzer bas nç dayan na sahip olan C20 ve LC25 betonlar n yo unluklar aras nda %25 lik bir fark vard r. Bunun nedeni LC25 betonu içerisinde iri agrega olarak kullan lan hafif agrega (pomza) kullan lmas r. Çünkü beton yo unlu unu etkileyen temel faktörlerin ba nda agrega yo unlu u gelmektedir.
5.2.4. Ultrasonik Ses Geçirgenlik Deneyi (USG)
4,00
3,94 3,97 4,02
3,63 3,76 3,88
4,82 4,97 4,99
5,00
4,78 4,93 4,98
6,00
4,71 4,80 4,83
Ses Geçirgenlik De erleri (m/sn)
C ve LC serisi kar mlar ndan, ultrasonik ses geçirgenli ini belirlemek için, 45 adet 150x150x150 mm küp numune al nm r. 7, 28 ve 90 günlük ses geçirgenlik de erleri (m/sn) ölçülmü tür. ekil 42’de beton serilerinin ses geçirgenlik de erleri verilmi tir.
7 Gün
3,00
28 Gün
2,00
90 Gün
1,00 0,00 C20
C25
C30
LC20
LC25
Beton Serileri
ekil 5.3 Beton serilerinin 7, 28 ve 90 günlük ultrasonik ses geçirgenlik de erleri
104 Bu deneyde her iki beton serisi için 7 ve 90 günlük de erlerde fazla bir de im gerçekle memi tir. Fakat TS EN 206-1 (2000)’e göre ayn dayan m ndaki betonlar aras nda; C20’nin ses geçirgenlik h LC20’den %24 daha fazlad r, ayn ekilde C25’inde LC25’den ses geçirgenlik h %24 fazlad r. Benzer bas nç dayan ndaki C20 ve LC25 aras nda ise %20’lik bir fark vard r. Bunun nedeni olarak ses üstü dalga h ile betonun yo unlu u aras ndaki ili ki gösterilebilir. Yo unlu u az olan bir betonda, yani, içerisinde daha çok bo luk bulunan bir betonda, ses üstü dalgan n betonun bir yüzeyinden di erine ula abilme süresi daha uzundur. Bir ba ka deyi le, LC serisi betonlar n üretiminde kullan lan hafif agregalar n bo luk oranlar n yüksek olmas , ses üstü dalga n daha az olmas na neden olmu tur.
5.2.5. Bas nç Alt nda Su
leme Derinli i
1,80
1,60
2,00
1,75
2,50
2,00
Su leme Derinlikleri (cm)
3,00
2,50
C ve LC serisi kar mlar ndan, bas nç alt nda su i leme derinli ini belirlemek için, 15 adet 150x150x150 mm küp numune al nm r. 28 günlük bas nç alt nda su i leme derinlikleri (cm) ölçülmü tür. ekil 5.4’de beton serilerinin permeabilite de erleri verilmi tir.
1,50 28 Gün
1,00 0,50 0,00 C20
C25
C30
LC20
LC25
Beton Serileri
ekil 5.4 Beton serilerinin su i leme derinlikleri
C25 ve LC25 betonlar nda permeabilite de erleri birbirine oldukça yak n iken C20 ve LC20 betonlar nda fark oldukça fazlad r. Ayr ca C serisi betonlarda dayan m art kça betonun içindeki bo luklar azalmakta ve dolas yla su i leme derinli i dü mektedir, LC serilerinde ise dayan m artt kça su i leme derinli inin
105 azalmas gerekirken artmaktad r, bunun nedeni LC serilerindeki pomza varl r, (LC20 betonu LC25 betonundan %18 daha fazla pomza içermektedir) pomza bilindi i üzere su emme oran yüksek bir agregad r ve betonun içine giren suyu absorbe ederek ilerlemesini engeller.
5.2.6. Elastisite Modülü Tayini C ve LC serisi kar mlar ndan, elastisite modülünü belirlemek için, 20 adet 150x300 mm silindir numune al nm r. 28 günlük elastisite modülü de erleri (MPa) ölçülmü tür. ekil 5.5’de beton serilerinin elastisite modülü de erleri verilmi tir.
ekil 5.5 Beton serilerinin elastisite modülü de erleri
C serisi ve LC serisi betonlarda bas nç dayan na ba olarak elastisite modülü de eri de artmaktad r. Benzer bas nç dayan mlar na sahip C20 ve LC25 betonlar n elastisite modülleri aras nda %37’lik bir fark vard r. Çünkü hafif agregalar n normal agregalara göre daha k lgan olmalar ndan dolay , ayn bile enlere sahip olsalar bile normal agregal betondan daha dü ük bas nç gerilmesine sahip olmaktad r. Dolay yla ayn gerilmeler alt nda hafif betonlar n ekil de tirme yetenekleri de daha fazla olmaktad r.
106
5.2.7. Çekip Ç karma Deneyi C ve LC serisi kar mlar ndan, aderans belirlemek için, 15 adet 150x150x150 mm küp numune al nm r. 28 günlük çekip ç karma de erleri ölçülmü tür. ekil 5.6 - 5.11’de beton serilerinin çekip ç karma deneyi sonuçlar verilmi tir. 30
Kuvvet (kN)
25 20 15 10 5 0 0
1
2
3
yr lma (mm)
ekil 5.6 C20 betonu çekip koparma deneyi sonucu
Max. Kuvvet (kN): 25,8 S yr lma (mm): 2,5 Son Kuvvet (kN): 22,5 Son S yr lma (mm): 3,5
ekil 5.7 C25 betonu çekip koparma deneyi sonucu
4
107 Max. Kuvvet (kN): 26,0 S yr lma (mm): 2,5 Son Kuvvet (kN): 25,0 Son S yr lma (mm): 3,5 35 30
Kuvvet (kN)
25 20 15 10 5 0 0
1
2
3
4
5
yr lma (mm)
ekil 5.8 C30 betonu çekip koparma deneyi sonucu
Max. Kuvvet (kN): 30,0 S yr lma (mm): 4,0 Son Kuvvet (kN): 27,0 Son S yr lma (mm): 4,5 25
Kuvvet (kN)
20 15 10 5 0 0
1
2
3
4
yr lma (mm)
ekil 5.9 LC20 betonu çekip koparma deneyi sonucu
5
108 Max. Kuvvet (kN): 23,5 S yr lma (mm): 4,0 Son Kuvvet (kN): 22,0 Son S yr lma (mm): 4,5 30
Kuvvet (kN)
25 20 15 10 5 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
yr lma (mm)
ekil 5.10 LC25 betonu çekip koparma deneyi sonucu
Max. Kuvvet (kN): 25,0 S yr lma (mm): 3,0 Son Kuvvet (kN): 21,0 Son S yr lma (mm): 3,5 Çizelge 5.5 Çekip ç karma kuvvetleri ve s yr lma de erleri
BETON SER LER
MAK. KUVVET (kN)
SIYRILMA (mm)
C20
25.8
2.5
C25
26.0
2.5
C30
30.0
4.0
LC20
23.5
4.0
LC25
25.0
3.0
Kuvvet (kN)
25,0
25,0
23,5
26,0
30,0
25,8
35,0
30,0
109
20,0 15,0 28 Gün
10,0 5,0 0,0 C20 2,5
C25 2,5
C30 4,0
LC20 4,0
LC25 3,0
Deplasman (mm)
ekil 5.11 Beton serilerinin çekip ç karma deneyi sonuçlar
C ve LC serisi betonlarda di er mekanik özellikler gibi bas nç dayan mlar n artmas yla çekip ç karma kuvvetleri de artm r. LC serilerinde C serilerine göre daha fazla s yr lma art olmu tur. Benzer dayan ma sahip C20 ve LC25’in kopma kuvvetleri birbirine yak n de erlerdir, fakat benzer kuvvet alt nda LC25’in C25’den daha fazla s yr lma yapt görülmektedir. Ayn gerilmeler alt nda hafif betonlar n ekil de tirme yetenekleri de daha fazla olmaktad r.
5.3. Sertle mi Beton Özelliklerinin Birbirleri ile li kileri ekil 51-57’de sertle mi gösterilmi tir.
beton özelliklerinin birbirleri ile ili kileri
ekil 5.12’de C ve LC serilerinin e ilme ve bas nç dayan de erleri aras ndaki ili kinin gözlemlenebilmesi için e ilme-bas nç dayan da m grafi i çizilmi tir. Bu grafikte C ve LC serilerinin e ilme-bas nç dayan ili kisinin benzer e ilim gösterdi i görülmü tür. ekil 5.13’de tüm seriler dikkate al narak üretilen betonlar n bas nç-e ilme dayan aras nda ili ki kurularak korelasyon katsay , R=0.9454 olarak belirlenmi tir.
110
ekil 5.12 28 günlük bas nç dayan
ekil 5.13 28 günlük bas nç dayan
ve 28 günlük e ilme dayan
ve 28 günlük e ilme dayan
n kar la
lmas
aras ndaki korelasyon
ekil 5.14’de yer alan bas nç dayan ile birim hacim a rl klardaki de imler incelendi inde C serisinde artan bas nç dayan na nazaran birim hacim a rl kta belirgin bir de im olmad ancak LC serisinde dayan m artt kça birim hacim a rl n artt gözlemlenmektedir. LC serisi veri say bas nç dayan ile birim hacim a rl k aras nda bir ili ki kurmak için yetersizdir.
111
ekil 5.14 28 günlük bas nç dayan
ve 28 günlük birim hacim a rl
n kar la
lmas
ekil 5.15’de C ve LC serilerinin bas nç dayan ve elastisite modülü de erleri aras ndaki ili kinin gözlemlenebilmesi için bas nç dayan -elastisite modülü da m grafi i çizilmi tir. Bu grafikte C ve LC serilerinin e ilme-bas nç dayan ili kisinin benzer e ilim gösterdi i görülmü tür. ekil 5.16’da tüm seriler dikkate al narak üretilen betonlar n bas nç dayan -elastisite modülü aras nda güçlü bir korelasyon R=0.9585 oldu u belirlenmi tir.
ekil 5.15 28 günlük bas nç dayan
ve 28 günlük elastisite modülünün kar la
lmas
112
ekil 5.16 28 günlük bas nç dayan
ve 28 günlük elastisite modülü aras ndaki korelasyon
ekil 5.17 incelendi inde, hem C hem de LC serilerinde bas nç dayan artt kça maksimum çekip-ç karma kuvveti de erlerinin artt görülmü tür. Ancak C ve LC serileri için bir ba nt kurmak mümkün de ildir.
ekil 5.17 28 günlük bas nç dayan
ve 28 günlük maksimum çekip-ç karma kuvveti
ekil 5.18’deki birim hacim a rl k-USG de erleri da m grafi i incelendi inde, C serisi betonlarda betonun birim hacim a rl çok fazla de medi inden, USG de erlerinde de belirgin bir farkl a rastlanmad görü mü tür. LC serilerinde ise birim hacim a rl klardaki de iklikler fazla
113 oldu undan, bu de iklikler USG de erlerine de yans r. Bunun nedeni olarak ses üstü dalga h ile betonun yo unlu u aras ndaki ili ki gösterilebilir.
ekil 5.18 28 günlük USG de erleri ve 28 günlük birim hacim a rl
114
115
6. PROJE VE HESAPLAR 6.1. Giri Bu bölümde konvansiyonel kal p sistemi ile yap lm 10 katl binan n normal ve hafif betonlu olarak iki ayr ekilde ideCAD Statik v6 2007 statik hesaplar yap lm r.Çal mada C20/25 ve LC25/28 benzer dayan mlar vermesine ra men TS EN 206-1 (2000)’e göre farkl beton s flar nda olduklar ndan dolay karakteristik bas nç de erleri farkl r ve statik hesap program na bas nç dayan mlar manuel girilemedi inden hesaplarda TS EN 206-1 (2000)’e göre ayn s fta olan LC25/28 ile C25/30 betonlar k yaslanm r. ideCAD Statik program ; çok katl betonarme yap lar n statik, deprem, rüzgar ve betonarme analizini entegre olarak yapan bir paket programd r. Program; statik ve betonarme analizleri, standart ve yönetmelikleri esas alacak ekilde yapabilmektedir. Statik analizi rijit kat diyafram dikkate alan, 3 boyutlu sonlu elemanlar metodu ile yap lmaktad r. Plan aplikasyon olarak grafik ortamda girilen yap bilgileri, e zamanl olarak planda ve 3 boyutlu görüntüde lenmektedir. Veri giri inde, ak ll menülerle; yük, boyut ve yönetmelikle ilgili bilgiler düzenlenebilmektedir. Program otomatik olarak yap sal 3 boyutlu (3D) modelleme yapmakta, analiz opsiyonlar na göre bir defada çözmektedir. Çözüm sonras tüm çizimler haz r duruma gelmektedir. Analiz sonras ; eleman optimizasyonu, maliyet analizleri ve deprem yönetmeli inin tüm kontrolleri yap labilmektedir. Bu kolayl klardan dolay çal mada irdeledi imiz yap lar ideCAD Statik v6 2007 program yla çözülmü tür. Bu çal mada 10 katl binan n, normal ve hafif beton kullan larak, kolon, kiri ve dö emelerdeki boyutlar belirlenmi , ayr ca kiri ve dö emelerdeki maksimum sehimler hesaplanm r. Katlardaki yanal ve dü ey deplasmanlar bulunmu , bunlar n kabul edilecek s rlar içinde kald gösterilmi tir. Deprem yönetmeli indeki düzensizlik durumlar incelenmi tir. Binalar n, normal ve hafif betonlu tasar mlar nda beton, kal p ve donat metrajlar ç kart lm r. (Statik rapor ve proje çözümlerinin ayr nt hali bir cd ile ekte verilmi tir)
116
6.2. Normal Betonlu 10 Katl Proje 6.2.1. Proje le lgili Genel Bilgiler Bu bölümde yap lan hesaplar Afet Bölgelerinde Yap lacak Yap lar Hakk nda Yönetmelikte (ABYYHY 2007) verilen k staslara uygun olarak yap lm r. Yap
n Geometrik Bilgileri
Yap Yüksekli i
: 28.32 (m)
Rijit Bodrum Üstü Yap Yüksekli i
: 28.32 (m)
Rijit Bodrum Kat Say
:0
Rijit Bodrum Kat Numaras
: -1
Maksimum Kat Yüksekli i
: 3.12 (m)
Maksimum Kiri Aç kl
: 5.65 (m)
Planlanan Kullan m
: KONUT
Rijit Diyafram Say
: 10
Yap
n Deprem Parametreleri
Yap Önem Katsay
[I]
: 1.00
Ta
Sistem Davran Katsay
(Girilen) [X / Y] : 8.00 / 8.00
Ta
Sistem Davran Katsay
(Seçilen [X / Y]
: 8.00 / 8.00
Süneklik düzeyi [X / Y]
: Yüksek / Yüksek
Deprem Bölgesi
:1
Etkin Yer vme Katsay
: 0.40
117 Yap
n Deprem Yükünün Belirlenmesi
Yap Toplam A rl
: 3334.77 t
Hareketli Yük Katsay
: 0.3000
Toplam Deprem Yükü (X Yönü)
: Vt = 275.41 [t] - (Dinamik Yöntem)
Toplam Deprem Yükü (Y Yönü)
: Vt = 344.16 [t] - (Dinamik Yöntem)
Yap Do al Titre im Periyodu
: Ta = 0.15
Spektrum Katsay
: S(T) = 1.65
Hesaba Kat lan Mod Say Hesaba 18 mod kat lm
Hesaba kat lan mod say
Tb = 0.60
yeterlidir
r
Zemin Parametreleri Zemin Tipi
: Z3
Spektrum Karakteristik Periyotlar
: Ta = 0.15, Tb =0.60
Zemin Emniyet Gerilmesi
: 20.00 [tf/m²]
Kullan lan Zemin Eminiyet Gerilmesi
: 30.00 [tf/m²]
Yatak Katsay
: 15000.00 [tf/m³]
Zemin Grubu
:B
Zemin Hakim Periyodu
: 0.22 [s]
Spektrum e risi ekil 6.1’ de verilmi tir.
Tr = 1.01s
118
ekil 6.1 Spektrum e risi
Malzeme Bilgileri Kolonlar
: C25 S420
Kiri ler
: C25 S420
Dö emeler
: C25 S420
Temeller
: C25 S420
Beton Güv. Katsay
: 1.50
Çelik Güvenlik Katsay
: 1.15
Beton Birim Kütlesi
: 2.396 (t/m3)
Beton Elastisite Modülü
: 25961 (MPa)
Elimizdeki yap 10 katl olup yap yüksekli i 28.32 m dir. 25 m’yi geçen yap larda hem dinamik hem de statik analizler yap lm r. Deprem analizi için modal analiz kullan lm r.
119
6.2.2. ABYYHY artlar
n Uygunlu unun Kontrolü
6.2.2.1. Göreli Kat Ötelemelerinin S
rland lmas
Her bir deprem do rultusu için, binan n herhangi bir i’inci kat kat ndaki kolon veya perdelerde hesaplanan etkin göreli kat ötelemelerinin kat içindeki en büyük de eri ( i)max, a daki elveri siz ko ulu sa lamal r. ( ekil 6.2) i=
i
di – d(i-1)
=R i)max
i
/ hi 0.02
ekil 6.2 Göreli Kat ötelenmesi
120 di : Binan n i’inci kat nda azalt lm yerde tirme.
deprem yüklerine göre hesaplanan
i
: Binan n i’inci kat ndaki azalt lm göreli kat ötelenmesi.
i
: Binan n i’inci kat ndaki etkin göreli kat ötelemesi. i)max
: Binan n i’inci kat ndaki etkin göreli kat ötelemesi. Çizelge 6.1 ve 6.2'de göreli kat ötelenmeleri ve kontrolü verilmi tir. Çizelge 6.1 X yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü Katlar
+5%
-5 %
Kontrol
Kat
h di i [m] [mm] [mm]
i(max) [mm]
i(max) di i /h [mm] mm
i(max) [mm]
i(max) /h
9. KAT
3.12 30.69 1.48
11.82
0.0038 29.97 1.48
11.88
0.0038
8. KAT
2.80 29.21 1.85
14.84
0.0053 28.49 1.85
14.78
0.0053
7. KAT
2.80 27.35 2.42
19.32
0.0069 26.64 2.39
19.10
0.0068
6. KAT
2.80 24.94 2.91
23.30
0.0083 24.25 2.88
23.03
0.0082
5. KAT
2.80 22.02 3.34
26.71
0.0095 21.37 3.30
26.41
0.0094
4. KAT
2.80 18.69 3.69
29.55
0.0106 18.07 3.65
29.22
0.0104
3. KAT
2.80 14.99 3.97
31.79
0.0114 14.42 3.92
31.39
0.0112
2. KAT
2.80 11.02 4.15
33.23
0.0119 10.49 4.08
32.62
0.0117
1. KAT
2.80 6.87
4.09
32.73
0.0117
6.42 3.94
31.52
0.0113
ZEM N KAT
2.80 2.77
2.77
22.19
0.0079
2.48 2.48
19.82
0.0071
i(max) / h < 0.02
121
Çizelge 6.2 Y yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü Katlar
+5%
-5 %
Kontrol
h di i(max) i [m] [mm] [mm] [mm]
i(max) di i(max) i /h [mm] mm [mm]
i(max) /h
9. KAT
3.12 22.32 1.24
9.96
0.0032 22.32 1.24
9.96
0.0032
8. KAT
2.80 21.07 1.50
11.97
0.0043 21.07 1.50
11.97
0.0043
7. KAT
2.80 19.58 1.88
15.02
0.0054 19.58 1.88
15.02
0.0054
6. KAT
2.80 17.70 2.22
17.74
0.0063 17.70 2.22
17.74
0.0063
5. KAT
2.80 15.48 2.50
20.03
0.0072 15.48 2.50
20.03
0.0072
4. KAT
2.80 12.98 2.73
21.82
0.0078 12.98 2.73
21.82
0.0078
3. KAT
2.80 10.25 2.88
23.04
0.0082 10.25 2.88
23.04
0.0082
2. KAT
2.80 7.37 2.93
23.46
0.0084 7.37 2.93
23.46
0.0084
1. KAT
2.80 4.44 2.75
22.03
0.0079 4.44 2.75
22.03
0.0079
ZEM N KAT 2.80 1.68 1.68
13.47
0.0048 1.68 1.68
13.47
0.0048
Kat
i(max) / h < 0.02
6.2.2.2. kinci Mertebe Etkileri Ta sistem elemanlar n do rusal elastik olmayan davran esas alan daha kesin bir hesap yap lmad kça, ikinci mertebe etkileri yakla k olarak daki ekilde gözönüne al nabilir (ABYYHY 2007). ( ekil 6.3) i
= ( i)ort
i
: i’inci kata tan mlanan kinci Mertebe Gösterge De eri. i)ort
Wi / Vi hi
0.12
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi.
Vi : Binan n i’inci kat na etki eden deprem kuvveti.
122 Wi : Binan n i’ inci kat n hareketli yük kat m katsay kullan larak hesaplanan rl . Çizelge 6.3 ve 6.4’de ikinci mertebe etki de erleri verilmi tir.
ekil 6.3 kinci Mertebe etkileri
123
Çizelge 6.3 X yönü ikinci mertebe etki de erleri
+5%
Katlar Kat
h Wi i)ort [m] [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
-5 %
i
Wi i)ort [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
Kontrol
i
i
9. KAT 3.12
1.37
338.43
43.72 136.39 0.0034
1.38
338.43
43.72 136.39 0.0034
8. KAT 2.80
1.70
671.36
79.24 221.87 0.0051
1.72
671.36
79.24 221.87 0.0052
7. KAT 2.80
2.20
1004.29 110.34 308.96 0.0072
2.22
1004.29 110.34 308.96 0.0072
6. KAT 2.80
2.65
1337.21 137.42 384.78 0.0092
2.68
1337.21 137.42 384.78 0.0093
5. KAT 2.80
3.04
1670.14 161.01 450.83 0.0113
3.07
1670.14 161.01 450.83 0.0114
4. KAT 2.80
3.36
2003.06 181.48 508.13 0.0133
3.39
2003.06 181.48 508.13 0.0134
3. KAT 2.80
3.61
2335.99 198.90 556.91 0.0152
3.65
2335.99 198.90 556.91 0.0153
2. KAT 2.80
3.77
2668.92 212.95 596.27 0.0169
3.80
2668.92 212.95 596.27 0.0170
1. KAT 2.80
3.68
3001.84 222.87 624.03 0.0177
3.71
3001.84 222.87 624.03 0.0179
ZEM N 2.80 KAT
2.43
3334.77 227.66 637.44 0.0127
2.42
3334.77 227.66 637.44 0.0126
<0.12
Çizelge 6.4 Y yönü ikinci mertebe etki de erleri
+5%
Katlar Kat
h Wi i)ort [m] [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
-5 % i
Wi i)ort [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
Kontrol i
9. KAT
3.12
1.15
338.43 52.77 164.65 0.0024 1.15 338.43 52.77 164.65 0.0024
8. KAT
2.80
1.37
671.36 96.67 270.67 0.0034 1.37 671.36 96.67 270.67 0.0034
7. KAT
2.80
1.71 1004.29 135.65 379.83 0.0045 1.71 1004.29 135.65 379.83 0.0045
6. KAT
2.80
2.01 1337.21 169.80 475.43 0.0057 2.01 1337.21 169.80 475.43 0.0057
5. KAT
2.80
2.27 1670.14 199.49 558.58 0.0068 2.27 1670.14 199.49 558.58 0.0068
4. KAT
2.80
2.46 2003.06 224.86 629.60 0.0078 2.46 2003.06 224.86 629.60 0.0078
3. KAT
2.80
2.60 2335.99 245.90 688.51 0.0088 2.60 2335.99 245.90 688.51 0.0088
2. KAT
2.80
2.64 2668.92 262.15 734.03 0.0096 2.64 2668.92 262.15 734.03 0.0096
1. KAT
2.80
2.47 3001.84 273.03 764.48 0.0097 2.47 3001.84 273.03 764.48 0.0097
ZEM N KAT
2.80
1.50 3334.77 277.87 778.03 0.0064 1.50 3334.77 277.87 778.03 0.0064
i
<0.12
124
6.2.2.3. Düzensizlik Durumlar Depreme kars davran lar ndaki olumsuzluklar nedeniyle tasar ndan ve yap ndan kaç lmas gereken özel durumlar vard r. Bu durumlar yönetmeliklerde düzensizlik olarak tan mlanmaktad r (Mara , 2005).
6.2.2.3.1. A1-Burulma Düzensizli i A1 Burulma Düzensizli i: Birbirine dik iki deprem do rultusunun herhangi biri için, herhangi bir katta en büyük göreli kat ötelemesinin o katta ayn do rultudaki ortalama göreli ötelemeye oran olarak ifade edilen burulma düzensizli i katsay bi nin 1.2’den büyük olmas durumudur (Mara , 2005). ekil 6.4) i)ort
bi
= 1/2 [ ( i)max + ( i)min]
= ( i)max / ( i)min
Burulma düzensizli i durumu : bi
> 1.2 : Binan n i’inci kat ndaki azalt lm göreli kat ötelemesi.
i
i)ort
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi.
: i’inci kata tan mlanan burulma düzensizli i katsay . Çizelge 6.5 ve 6.6’da burulma düzensizli i kontrolü verilmi tir. bi
ekil 6.4 Burulma düzensizli i
125
Çizelge 6.5 X yönü için burulma düzensizli i kontrolü
+5%
Katlar Kat
h [m]
max) [mm]
i
(min) [mm]
i
i (ort) [mm]
-5 % bi
i(max)
[mm]
(min) [mm] i
i (ort) [mm]
Kontrol bi
bi
< 1.2
9. KAT
3.12 1.478
1.255
1.366
1.08 1.485
1.271
1.378
1.08
Yok
8. KAT
2.80 1.855
1.543
1.699
1.09 1.847
1.588
1.718
1.08
Yok
7. KAT
2.80 2.415
1.993
2.204
1.10 2.387
2.056
2.222
1.07
Yok
6. KAT
2.80 2.913
2.397
2.655
1.10 2.879
2.478
2.678
1.07
Yok
5. KAT
2.80 3.339
2.743
3.041
1.10 3.301
2.837
3.069
1.08
Yok
4. KAT
2.80 3.694
3.030
3.362
1.10 3.652
3.137
3.394
1.08
Yok
3. KAT
2.80 3.973
3.252
3.612
1.10 3.923
3.373
3.648
1.08
Yok
2. KAT
2.80 4.153
3.378
3.766
1.10 4.078
3.525
3.801
1.07
Yok
1. KAT
2.80 4.091
3.259
3.675
1.11 3.940
3.487
3.714
1.06
Yok
ZEM N KAT
2.80 2.774
2.085
2.429
1.14 2.477
2.353
2.415
1.03
Yok
Çizelge 6.6 Y yönü için burulma düzensizli i kontrolü
+5%
Katlar Kat
h [m]
max) [mm]
i
(min) [mm]
i
i (ort) [mm]
-5 % bi
i(max)
[mm]
(min) [mm] i
i (ort) [mm]
Kontrol bi
bi
< 1.2
9. KAT
3.12 1.245
1.052
1.149
1.08 1.245
1.052
1.149
1.08
Yok
8. KAT
2.80 1.496
1.243
1.370
1.09 1.496
1.243
1.370
1.09
Yok
7. KAT
2.80 1.877
1.542
1.709
1.10 1.877
1.542
1.709
1.10
Yok
6. KAT
2.80 2.218
1.807
2.013
1.10 2.218
1.807
2.013
1.10
Yok
5. KAT
2.80 2.503
2.028
2.266
1.10 2.503
2.028
2.266
1.10
Yok
4. KAT
2.80 2.727
2.199
2.463
1.11 2.727
2.199
2.463
1.11
Yok
3. KAT
2.80 2.880
2.311
2.596
1.11 2.880
2.311
2.596
1.11
Yok
2. KAT
2.80 2.932
2.340
2.636
1.11 2.932
2.340
2.636
1.11
Yok
1. KAT
2.80 2.754
2.183
2.469
1.12 2.754
2.183
2.469
1.12
Yok
ZEM N KAT
2.80 1.683
1.323
1.503
1.12 1.683
1.323
1.503
1.12
Yok
Mod Superpozisyon Yöntemi (Dinamik Yöntem) Kullan lm
r.
126
6.2.2.3.2. B1-Kom u Katlar Aras Dayan m Düzensizli i (Zay f Kat) ci =
( Ae )i / ( Ae )i+1
Düzensizlik durumu :
ci
< 0.80 ( ekil 6.5)
Ae = Aw + Ag + 0.15 Ak ci
: i’inci kata tan mlanan dayan m düzensizli i katsay .
Aw : Herhangi bir kata kolon enkesiti etkin gövde alanlar
n toplam .
Ag : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusuna paralel do rultuda perde olarak çal an elemanlar n enkesit alanlar n toplam . Ak : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusuna paralel kargir dolgu duvar alanlar n toplam . Ae : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusunda etkili kesit alan . Çizelge 6.7 ve 6.8’de zay f kat düzensizli i kontrolü verilmi tir.
ekil 6.5 Zay f kat düzensizli i
127
Çizelge 6.7 X yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü Kolon Perde Duvar Kesme Kolon Perde Duvar Kesme Katsay Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan
Katlar h
Kat
[m]
Aw (i) [m2]
Ag (i) [m2]
Ak (i) [m2]
Ae (i) [m2]
Aw (i+1) [m2]
Ag (i+1) [m2]
Ak (i+1) [m2]
Ae (i+1) [m2]
c(i)
Kontrol c(i) > 0.80
8. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
7. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
6. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
5. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
4. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
3. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
2. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
1. KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
ZEM N KAT
2.80 7.18
0
14.70
9.39
7.18
0
14.70
9.39
1.00
Yok
Çizelge 6.8 Y yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü Kolon Perde Duvar Kesme Kolon Perde Duvar Kesme Katsay Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan
Katlar
Kat
h [m]
Aw (i) [m2]
Ag (i) [m2]
Aw (i+1) [m2]
Ag (i+1) [m2]
Ak (i+1) [m2]
Ae (i+1) [m2]
c(i)
[m2]
Ae (i) [m2]
Ak (i)
Kontrol
c(i) > 0.80
8. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
7. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
6. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
5. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
4. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
3. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
2. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
1. KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
ZEM N KAT
2.80 7.18
0
18.21
9.91
7.18
0
18.21
9.91
1.00
Yok
128
6.2.2.3.3. B2-Kom u Katlar Aras Rijitlik Düzensizli i (Yumu ak Kat) ki
=(
i
/ hi)ort / (
i+1
/ hi+1)ort > 2.0
i
/ hi)ort / (
i-1
/ hi-1)ort > 2.0
veya ki
=(
ki
: i’ inci katta tan mlanan rijitlik düzensizli i katsay .
i)ort
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi ( ekil 6.6). Çizelge 6.9 ve 6.10’da yumu ak kat düzensizli i kontrolü verilmi tir.
ekil 6.6 Yumu ak kat düzensizli i
129
Çizelge 6.9 X yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü Katlar
+5%
Kat h [m]
i (ort) [mm]
-5 %
Kontrol
i
i
(i+1)
/hi
ki
(+/-)
(ort) [mm]
i
/hi
h(i+l)
(i+1)
ki
(+/-)
ki
<2
h(i+l)
9. KAT
3.12
1.37
0.000438
- / 0.72
1.38 0.000442
- / 0.72
8. KAT
2.80
1.70
0.000607
0.000438
1.39/0.77
1.72 0.000613 0.000442 1.39 / 0.77
Yok
7. KAT
2.80
2.20
0.000787
0.000607
1.30/0.83
2.22 0.000793 0.000613 1.29 / 0.83
Yok
6. KAT
2.80
2.65
0.000948
0.000787
1.20/0.87
2.68 0.000957 0.000793 1.21 / 0.87
Yok
5. KAT
2.80
3.04
0.00109
0.000948
1.15/0.90
3.07
0.0011
Yok
4. KAT
2.80
3.36
0.0012
0.00109
1.11 / 0.93
3.39
0.00121
0.0011
1.11 / 0.93
Yok
3. KAT
2.80
3.61
0.00129
0.0012
1.07/0.96
3.65
0.0013
0.00121
1.07 / 0.96
Yok
2. KAT
2.80
3.77
0.00134
0.00129
1.04/ 1.02
3.80
0.00136
0.0013
1.04 / 1.02
Yok
1. KAT
2.80
3.68
0.00131
0.00134
0.98/ 1.51
3.71
0.00133
0.00136
0.98 / 1.54
Yok
ZEM N KAT
2.80
2.43
0.000868
0.00131
0.66/ -
0.65 / -
Yok
0.000957 1.15 / 0.90
2.42 0.000863 0.00133
Yok
Çizelge 6.10 Y yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü Katlar Kat
+5% (ort) [mm]
-5 %
i
h [m]
Kontrol
i
i
/hi
(i+1)
ki
(+/-)
(ort) [mm]
i
/hi
h(i+l)
9. KAT
3.12
1.15
0.000368
8. KAT
2.80
1.37
7. KAT
2.80
6. KAT
(i+1)
ki
(+/-)
ki
<2
h(i+l)
- / 0.75
1.15
0.000368
- / 0.72
Yok
0.000489 0.000368
1.33 / 0.80
1.37
0.000489 0.000368
1.33 / 0.80
Yok
1.71
0.000611
0.000489
1.25/0.85
1.71
0.000611 0.000489 1.25 / 0.85
Yok
2.80
2.01
0.000719
0.000611
1.18/0.89
2.01
0.000719 0.000611 1.18 / 0.89
Yok
5. KAT
2.80
2.27
0.000809
0.000719
1.13 / 0.92
2.27
0.000809 0.000719 1.13 / 0.92
Yok
4. KAT
2.80
2.46
0.00088
0.000809
1.09/0.95
2.46
0.00088
0.000809 1.09 / 0.95
Yok
3. KAT
2.80
2.60
0.000927
0.00088
1.05/0.98
2.60
0.000927
0.00088
1.05 / 0.98
Yok
2. KAT
2.80
2.64
0.000941
0.000927
1.02/ 1.07
2.64
0.000941 0.000927 1.02 / 1.07
Yok
1. KAT
2.80
2.47
0.000882
0.000941
0.94/ 1.64
2.47
0.000882 0.000941 0.94 / 1.64
Yok
ZEM N KAT
2.80
1.50
0.000537
0.000882
0.61 / -
1.50
0.000537 0.000882
Yok
Mod Superpozisyon Yöntemi (Dinamik Yöntem) Kullan lm
r.
0.61 / -
130
6.2.3. C25/30 Betonu Kullan lan Yap
n Betonarme Hesaplar
Bu bölümde yap lan hesaplar Türk Standartlar n yay nlad ‘Betonarme Yap lar n Hesap ve Yap m Kurallar ’(TS 500, 2000), ‘Deprem Bölgelerinde Yap lacak Binalar Hakk nda Yönetmelik‘ (ABYYHY, 2007) ve ‘Yap Elemanlar n Boyutland lmas nda Al nacak Yüklerin Hesap De erleri‘ ( TS 498, 1997) dikkate al narak yap lm r. ekil 6.7’de kat kal p plan , ekil 6.8’de yap n perspektif görünü ü ve ekil 6.9’da da deplasman yapm hali verilmi tir. (Ekte verilen olan cd içindeki raporda bütün ayr nt lar yer almaktad r.)
6.2.3.1. Dö emeler Dö emeler, TS500’de verilen tasar m kriterlerine ve gerekli yüklemelere göre dizayn edilmi olup dö eme kal nl klar TS 500’de verilen formüllerle bulunarak, sahanl kta 18 cm, konsol ve kiri aç kl fazla olan dö emelerde 15 cm ve di er dö emelerde 12 cm kal nl k yeterli olmu tur.
a. Dö emeler için maksimum sehim tahkiki Dö emeler için ideCAD Statik v6 2007 program yard yap lm r ve gerekli kriterler sa lanm r.
yla sehim kontrolü
6.2.3.2. Kiri ler Bütün kiri lerin tasar TS 500 ve ABYYHY‘e göre yap lm olup, moment de erleri ve donat lar ideCAD Statik v6 2007 program yla bulunmu tur. Kiri lerin ço unda 25/50 min. kesit kurtarm olup KB31, KB32, KB43 VE KB44 kiri leri için 30/50 boyutlar yeterli olmu tur. Ayr ca kiri lerde kesme güvenli i, burulma, çatlak ve sehim kontrolleri yap lm r.
6.2.3.3. Kolonlar Bütün perdelerin tasar TS 500’e göre yap lm olup, moment de erleri ve donat lar ideCAD Statik v6 2007 program yla bulunmu tur. Hafif betonlu yap ya göre kolon boyutlar n artt görülmü tür.
131
ekil 6.7 Normal betonlu binan n (C25) kat kal p plan
132
ekil 6.8 Normal betonlu binan n perspektif görünümü
133
ekil 6.9 Normal betonlu binan n deplasman yapm hali
134
6.2.4. Metrajlar Normal beton kullan larak yap lan binan n kal p, beton ve donat metrajlar Çizelge 6.11, 6.12 6.13’de kata ve elemana göre verilmi tir bunlara ek olarak temel kaz metraj da hesaplanm r. Çizelge 6.14’de de genel metraj verilmi tir.
6.2.4.1. Kal p Metraj Çizelge 6.11 Normal betonlu binan n kal p metraj AÇIKLAMA 9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 8. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
TOPLAM (m2) 242.77 162.29 197.35 602.42 242.77 162.29 175.95 581.02 242.77 162.29 175.95 581.02 242.77 162.29 175.95 581.02 242.77 162.29 175.95 581.02 242.77 162.29 175.95 581.02
3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
242.77 162.29 175.95 581.02
2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
242.77 162.29 175.95 581.02
1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
242.77 162.29 175.95 581.02
ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
242.77 162.29 175.95 581.02
GENEL TOPLAM
5831.56
135
6.2.4.2. Beton Metraj Çizelge 6.12 Normal betonlu binan n beton metraj AÇIKLAMA 9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 8. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
TOPLAM (m3)
32.059 19.522 22.410 73.991 32.059 19.522 20.111 71.693 32.059 19.522 20.111 71.693 32.059 19.522 20.111 71.693
5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 71.693
4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 71.693
3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 71.693
2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 71.693
1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 71.693
ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR RADYE TEMEL KAT TOPLAM
32.059 19.522 20.111 331.240 402.933
GENEL TOPLAM
1050.467
136
6.2.4.3. Donat Metraj Çizelge 6.13 Normal betonlu binan n donat metraj
AÇIKLAMA
9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM S. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR RADYE TEMELLER KAT TOPLAM GENEL TOPLAM
Ø8
Ø10
Ø12
Ø14
1149.04 747.00 1913.95 3809.99
1491.96 530.08
1149.04 757.92 1788.27 3695.23
1491.96 456.88 1058.13 2088.14 1948.85 3146.27
1149.04 789.98 1788.27 3727.29
1491.96 489.74 1033.98 2088.14 1981.70 3122.12
1149.04 840.00 1788.27 3777.31
1491.96 444.53 1201.66 2088.14 1936.49 3289.80
931.59 1997.27 2022.04 2928.86
1149.04 1491.96 845.76 40.84 369.36 1344.10 1783.13 2088.14 3777.93 40.84 1861.32 3432.24 1149.04 1491.96 893.92 40.84 380.20 1502.37 1783.13 2088.14 3826.08 40.84 1872.16 3590.51 1149.04 1491.96 901.66 40.81 463.16 1383.78 1783.13 2088.14 3833.82 40.81 1955.12 3471.92 1149.04 1491.96 939.10 40.79 362.71 1447.23 1783.13 2088.14 3871.26 40.79 1854.67 3535.37 1149.04 1491.96 930.70 40.79 350.62 1526.25 1801.86 2088.14 3881.60 40.79 1842.58 3614.39 1149.04 936.02 2168.67 611.24 4864.97 39065.48 204.07
1491.96 328.36 1542.33 3400.11
Ø16
Ø18
41.85
10.19
41.85
10.19
85.49
61.30
85.49
61.30
200.43
57.55
200.43
57.55
132.70
166.68
132.70
166.68
192.85
264.99
192.85
264.99
226.87
241.06
226.87
241.06
310.30
362.64
310.30
362.64
387.34
499.59
387.34
499.59
295.99
533.57
295.99
533.57
186.05
379.37
(Ø8-Ø12)
(>Ø14)
10754.94 11055.37 1820.32 4942.45 10940.99 11434.74 19095.25 35073.92 12814.82 13632.31 58364.81 61521.04
137
6.2.4.4. Temel Kaz Metraj Temel alan 331.24 m2, radye temel yüksekli i h:1.00m’dir.Temel kaz metraj :331.24 m3 dür. Çizelge 6.14 Normal betonlu binan n genel metraj
POZ NO
1-
TOPLAM METRAJ
C25 BETON (m3)
1050.47 2
2-
BETON KALIP (m )
5831.56
3-
S420 DONATI ( NCE) (Kg)
58364.81
S420 DONATI (KALIN) (Kg)
61521.04
S420 DONATI (TOPLAM) (Kg)
119885.85
4-
3
TEMEL KAZISI (m )
6.3. Ta
331.24
Hafif Betonlu 10 Katl Proje
6.3.1. Proje le lgili Genel Bilgiler Bu bölümde yap lan hesaplar Afet Bölgelerinde Yap lacak Yap lar Hakk nda Yönetmelikte (ABYYHY 2007) verilen k staslara uygun olarak yap lm r. Yap
n Geometrik Bilgileri
Yap Yüksekli i
: 28.32 (m)
Rijit Bodrum Üstü Yap Yüksekli i
: 28.32 (m)
Rijit Bodrum Kat Say
:0
Rijit Bodrum Kat Numaras
: -1
Maksimum Kat Yüksekli i
: 3.12 (m)
Maksimum Kiri Aç kl
: 6.17 (m)
138 Planlanan Kullan m
: KONUT
Rijit Diyafram Say
: 10
Yap
n Deprem Parametreleri
Yap Önem Katsay
[I]
: 1.00
Ta
Sistem Davran Katsay
(Girilen) [X / Y] : 8.00 / 8.00
Ta
Sistem Davran Katsay
(Seçilen [X / Y] : 8.00 / 8.00
Süneklik düzeyi [X / Y]
: Yüksek / Yüksek
Deprem Bölgesi
:1
Etkin Yer vme Katsay
: 0.40
Yap
n Deprem Yükünün Belirlenmesi
Yap Toplam A rl
: 2852.45 t
Hareketli Yük Katsay
: 0.3000
Toplam Deprem Yükü (X Yönü)
: Vt = 182.07 [t] - (Dinamik Yöntem)
Toplam Deprem Yükü (Y Yönü)
: Vt = 226.38 [t] - (Dinamik Yöntem)
Yap Do al Titre im Periyodu
: Ta = 0.15
Spektrum Katsay
: S(T) = 1.28
Hesaba Kat lan Mod Say Hesaba 18 mod kat lm
Hesaba kat lan mod say r
Tb = 0.60
yeterlidir
Tr = 1.39s
139 Zemin Parametreleri Zemin Tipi
: Z3
Spektrum Karakteristik Periyotlar
: Ta = 0.15, Tb =0.60
Zemin Emniyet Gerilmesi
: 20.00 [tf/m²]
Kullan lan Zemin Eminiyet Gerilmesi
: 30.00 [tf/m²]
Yatak Katsay
: 15000.00 [tf/m³]
Zemin Grubu
:B
Zemin Hakim Periyodu
: 0.22 [s]
Spektrum e risi ekil 6.10’ da verilmi tir.
ekil 6.10 Spektrum e risi
140 Malzeme Bilgileri Kolonlar
: LC25 S420
Kiri ler
: LC25 S420
Dö emeler
: LC25 S420
Temeller
: LC25 S420
Beton Güv. Katsay
: 1.50
Çelik Güvenlik Katsay
: 1.15
Beton Birim Kütlesi
: 1.787 (t/m3)
Beton Elastisite Modülü
: 15869 (MPa)
Elimizdeki yap 10 katl olup yap yüksekli i 28.32 m dir. 25 m’yi geçen yap larda hem dinamik hem de statik analizler yap lm r. Deprem analizi için modal analiz kullan lm r.
6.3.2. ABYYHY artlar
n Uygunlu unun Kontrolü
6.3.2.1. Göreli Kat Ötelemelerinin S
rland lmas
Her bir deprem do rultusu için, binan n herhangi bir i’inci kat kat ndaki kolon veya perdelerde hesaplanan etkin göreli kat ötelemelerinin kat içindeki en büyük de eri ( i)max, a daki elveri siz ko ulu sa lamal r. ( ekil 6.11) i=
i
di – d(i-1)
=R i)max
i
/ hi 0.02
141
ekil 6.11 Göreli Kat ötelenmesi
di : Binan n i’inci kat nda azalt lm yerde tirme.
deprem yüklerine göre hesaplanan
i
: Binan n i’inci kat ndaki azalt lm göreli kat ötelenmesi.
i
: Binan n i’inci kat ndaki etkin göreli kat ötelemesi. i)max
: Binan n i’inci kat ndaki etkin göreli kat ötelemesi. Çizelge 6.15 ve 6.16'da göreli kat ötelenmeleri ve kontrolü verilmi tir.
142
Çizelge 6.15 X yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü Katlar Kat
h di i [m] [mm] [mm]
+5% i(max) [mm]
i(max) di i /h [mm] mm
-5 % i(max) [mm]
i(max) /h
9. KAT
3.12 47.46 2.47
19.72
0.0063 44.89 2.44 19.51
0.0063
8. KAT
2.80 44.99 2.96
23.66
0.0085 42.45 2.95 23.57
0.0084
7. KAT
2.80 42.03 3.78
30.27
0.0108 39.51 3.71 29.65
0.0106
6. KAT
2.80 38.25 4.48
35.84
0.0128 35.80 4.38 35.03
0.0125
5. KAT
2.80 33.77 5.06
40.49
0.0145 31.42 4.94 39.55
0.0141
4. KAT
2.80 28.71 5.55
44.39
0.0159 26.48 5.41 43.29
0.0155
3. KAT
2.80 23.16 5.95
47.61
0.0170 21.07 5.78 46.25
0.0165
2. KAT
2.80 17.21 6.24
49.94
0.0178 15.28 6.00 47.97
0.0171
1. KAT
2.80 10.97 6.27
50.14
0.0179
9.29 5.76 46.11
0.0165
37.59
0.0134
3.52 3.52 28.19
0.0101
ZEM N KAT 2.80 4.70
4.70
Kontrol i(max) / h < 0.02
Çizelge 6.16 Y yönü göreli kat ötelenmesi ve kontrolü Katlar Kat
+5% h di i(max) i [m] [mm] [mm] [mm]
-5 % i(max) di i(max) i /h [mm] mm [mm]
i(max) /h
9. KAT
3.12 34.04 1.81
14.51
0.0047 34.04 1.81
14.51
0.0047
8. KAT
2.80 32.23 2.21
17.67
0.0063 32.23 2.21
17.67
0.0063
7. KAT
2.80 30.02 2.79
22.34
0.0080 30.02 2.79
22.34
0.0080
6. KAT
2.80 27.23 3.30
26.43
0.0094 27.23 3.30
26.43
0.0094
5. KAT
2.80 23.92 3.73
29.85
0.0107 23.92 3.73
29.85
0.0107
4. KAT
2.80 20.19 4.08
32.62
0.0116 20.19 4.08
32.62
0.0116
3. KAT
2.80 16.11 4.33
34.68
0.0124 16.11 4.33
34.68
0.0124
2. KAT
2.80 11.78 4.47
35.79
0.0128 11.78 4.47
35.79
0.0128
1. KAT
2.80 7.31 4.36
34.86
0.0125 7.31 4.36
34.86
0.0125
ZEM N KAT 2.80 2.95 2.95
23.59
0.0084 2.95 2.95
23.59
0.0084
Kontrol i(max) / h < 0.02
143
6.3.2.2. kinci Mertebe Etkileri Ta sistem elemanlar n do rusal elastik olmayan davran esas alan daha kesin bir hesap yap lmad kça, ikinci mertebe etkileri yakla k olarak daki ekilde gözönüne al nabilir (ABYYHY 2007). ( ekil 6.12) i
= ( i)ort
i
: i’inci kata tan mlanan kinci Mertebe Gösterge De eri. i)ort
Wi / Vi hi
0.12
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi.
Vi : Binan n i’inci kat na etki eden deprem kuvveti. Wi : Binan n i’ inci kat n hareketli yük kat m katsay kullan larak hesaplanan rl . Çizelge 6.17 ve 6.18’de ikinci mertebe etki de erleri verilmi tir.
ekil 6.12 kinci Mertebe etkileri
144
Çizelge 6.17 X yönü ikinci mertebe etki de erleri
+5%
Katlar Kat
h i)ort Wi [m] [mm] [tf]
Vi [tf]
-5 % Vihi [tfm]
i)ort
i
Wi
[mm] [tf]
Vi [tf]
Kontrol Vihi [tfm]
i
i
9. KAT 3.12
2.29
287.99
31.20 97.34
0.0068
2.23
287.99
31.20 97.34
8. KAT 2.80
2.69
572.93
55.53 155.48 0.0099
2.71
572.93
55.53 155.48 0.0100
7. KAT 2.80
3.40
857.87
75.72 212.02 0.0138
3.41
857.87
75.72 212.02 0.0138
6. KAT 2.80
4.01
1142.81 92.62 259.33 0.0177
4.03
1142.81 92.62 259.33 0.0178
5. KAT 2.80
4.52
1427.75 107.07 299.79 0.0215
4.55
1427.75 107.07 299.79 0.0217
4. KAT 2.80
4.94
1712.69 119.78 335.39 0.0252
4.97
1712.69 119.78 335.39 0.0254
3. KAT 2.80
5.28
1997.63 131.11 367.11 0.0287
5.32
1997.63 131.11 367.11 0.0289
2. KAT 2.80
5.50
2282.57 140.88 394.47 0.0318
5.54
2282.57 140.88 394.47 0.0320
1. KAT 2.80
5.39
2567.51 148.29 415.22 0.0333
5.42
2567.51 148.29 415.22 0.0335
ZEM N 2.80 KAT
3.70
2852.45 152.19 426.12 0.0248
3.61
2852.45 152.19 426.12 0.0242
<0.12
0.0066
Çizelge 6.18 Y yönü ikinci mertebe etki de erler
+5%
Katlar Kat
h Wi i)ort [m] [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
-5 % i
Wi i)ort [mm] [tf]
Vi [tf] Vihi [tfm]
Kontrol i
9. KAT
3.12
1.65
287.99 36.62 114.26 0.0042 1.65 287.99 36.62 114.26 0.0042
8. KAT
2.80
1.99
572.93 66.19 185.32 0.0061 1.99 572.93 66.19 185.32 0.0061
7. KAT
2.80
2.50
857.87 91.67 256.69 0.0083 2.50 857.87 91.67 256.69 0.0083
6. KAT
2.80
2.94 1142.81 113.52 317.86 0.0106 2.94 1142.81 113.52 317.86 0.0106
5. KAT
2.80
3.31 1427.75 132.44 370.84 0.0128 3.31 1427.75 132.44 370.84 0.0128
4. KAT
2.80
3.61 1712.69 148.84 416.76 0.0148 3.61 1712.69 148.84 416.76 0.0148
3. KAT
2.80
3.83 1997.63 162.94 456.22 0.0168 3.83 1997.63 162.94 456.22 0.0168
2. KAT
2.80
3.94 2282.57 174.45 488.45 0.0184 3.94 2282.57 174.45 488.45 0.0184
1. KAT
2.80
3.82 2567.51 182.73 511.65 0.0191 3.82 2567.51 182.73 511.65 0.0191
ZEM N KAT
2.80
2.55 2852.45 186.78 522.99 0.0139 2.55 2852.45 186.78 522.99 0.0139
i
<0.12
145
6.3.2.3. Düzensizlik Durumlar Depreme kars davran lar ndaki olumsuzluklar nedeniyle tasar ndan ve yap ndan kaç lmas gereken özel durumlar vard r. Bu durumlar yönetmeliklerde düzensizlik olarak tan mlanmaktad r (Mara , 2005).
6.3.2.3.1. A1-Burulma Düzensizli i A1 Burulma Düzensizli i: Birbirine dik iki deprem do rultusunun herhangi biri için, herhangi bir katta en büyük göreli kat ötelemesinin o katta ayn do rultudaki ortalama göreli ötelemeye oran olarak ifade edilen burulma düzensizli i katsay bi nin 1.2’den büyük olmas durumudur (Mara , 2005). ekil 6.13) i)ort
bi
= 1/2 [ ( i)max + ( i)min]
= ( i)max / ( i)min
Burulma düzensizli i durumu : bi
> 1.2 : Binan n i’inci kat ndaki azalt lm göreli kat ötelemesi.
i
i)ort
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi.
: i’inci kata tan mlanan burulma düzensizli i katsay . Çizelge 6.19 ve 6.20’de burulma düzensizli i kontrolü verilmi tir. bi
ekil 6.13 Burulma düzensizli i
146
Çizelge 6.19 X yönü için burulma düzensizli i kontrolü
+5%
Katlar Kat
h [m]
max) [mm]
i
(min) [mm]
i
i (ort) [mm]
-5 % bi
i(max)
[mm]
(min) [mm] i
Kontrol
i (ort) [mm]
bi
bi
< 1.2
9. KAT
3.12 2.465
2.115
2.290
1.08 2.439
2.025
2.232
1.09
Yok
8. KAT
2.80 2.958
2.416
2.687
1.10 2.946
2.468
2.707
1.09
Yok
7. KAT
2.80 3.784
3.018
3.401
1.11 3.706
3.121
3.414
1.09
Yok
6. KAT
2.80 4.479
3.540
4.010
1.12 4.379
3.683
4.031
1.09
Yok
5. KAT
2.80 5.061
3.977
4.519
1.12 4.944
4.149
4.546
1.09
Yok
4. KAT
2.80 5.549
4.336
4.942
1.12 5.411
4.537
4.974
1.09
Yok
3. KAT
2.80 5.951
4.614
5.283
1.13 5.781
4.854
5.318
1.09
Yok
2. KAT
2.80 6.242
4.760
5.501
1.13 5.997
5.078
5.537
1.08
Yok
1. KAT
2.80 6.267
4.514
5.391
1.16 5.763
5.081
5.422
1.06
Yok
ZEM N KAT
2.80 4.699
2.710
3.705
1.27 3.704
3.524
3.614
1.02
Var
Çizelge 6.20 Y yönü için burulma düzensizli i kontrolü
+5%
Katlar Kat
h [m]
max) [mm]
i
(min) [mm]
i
i (ort) [mm]
-5 % bi
i(max)
[mm]
(min) [mm] i
Kontrol
i (ort) [mm]
bi
bi
< 1.2
9. KAT
3.12 1.814
1.487
1.650
1.10 1.814
1.487
1.650
1.10
Yok
8. KAT
2.80 2.209
1.768
1.988
1.11 2.209
1.768
1.988
1.11
Yok
7. KAT
2.80 2.792
2.201
2.496
1.12 2.792
2.201
2.496
1.12
Yok
6. KAT
2.80 3.303
2.579
2.941
1.12 3.303
2.579
2.941
1.12
Yok
5. KAT
2.80 3.732
2.893
3.312
1.13 3.732
2.893
3.312
1.13
Yok
4. KAT
2.80 4.077
3.141
3.609
1.13 4.077
3.141
3.609
1.13
Yok
3. KAT
2.80 4.334
3.318
3.826
1.13 4.334
3.318
3.826
1.13
Yok
2. KAT
2.80 4.473
3.400
3.936
1.14 4.473
3.400
3.936
1.14
Yok
1. KAT
2.80 4.358
3.274
3.816
1.14 4.358
3.274
3.816
1.14
Yok
ZEM N KAT
2.80 2.949
2.146
2.548
1.16 2.949
2.146
2.548
1.16
Yok
Mod Superpozisyon Yöntemi (Dinamik Yöntem) Kullan lm
r.
147
6.3.2.3.2. B1-Kom u Katlar Aras Dayan m Düzensizli i (Zay f Kat) ci =
( Ae )i / ( Ae )i+1
Düzensizlik durumu :
ci
< 0.80 ( ekil 6.14)
Ae = Aw + Ag + 0.15 Ak ci
: i’inci kata tan mlanan dayan m düzensizli i katsay .
Aw : Herhangi bir kata kolon enkesiti etkin gövde alanlar
n toplam .
Ag : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusuna paralel do rultuda perde olarak çal an elemanlar n enkesit alanlar n toplam . Ak : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusuna paralel kargir dolgu duvar alanlar n toplam . Ae : Herhangi bir kata gözönüne al nan deprem do rultusunda etkili kesit alan . Çizelge 6.21 ve 6.22’de zay f kat düzensizli i kontrolü verilmi tir.
ekil 6.14 Zay f kat düzensizli i
148
Çizelge 6.21 X yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü Katlar
Kat
Kolon Perde Duvar Kesme Kolon Perde Duvar Kesme Katsay Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan h [m]
Aw (i) [m2]
Ag (i) [m2]
Ak (i) [m2]
Ae (i) [m2]
Aw (i+1) [m2]
Ag (i+1) [m2]
Ak (i+1) [m2]
Ae (i+1) [m2]
c(i)
Kontrol
c(i) > 0.80
8. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
7. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
6. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
5. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
4. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
3. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
2. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
1. KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
ZEM N KAT
2.80 5.33
0
15.00
7.58
5.33
0
15.00
7.58
1.00
Yok
Çizelge 6.22 Y yönü için zay f kat düzensizli i kontrolü Katlar
Kat
Kolon Perde Duvar Kesme Kolon Perde Duvar Kesme Katsay Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan Alan h [m]
Aw (i) [m2]
Ag (i) [m2]
Ak (i)
Aw (i+1) [m2]
Ag (i+1) [m2]
Ak (i+1) [m2]
Ae (i+1) [m2]
c(i)
[m2]
Ae (i) [m2]
Kontrol
c(i) > 0.80
8. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
7. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
6. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
5. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
4. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
3. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
2. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
1. KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
ZEM N KAT
2.80 5.33
0
19.07
8.19
5.33
0
19.07
8.19
1.00
Yok
149
6.3.2.3.3. B2-Kom u Katlar Aras Rijitlik Düzensizli i (Yumu ak Kat) ki
=(
i
/ hi)ort / (
i+1
/ hi+1)ort > 2.0
i
/ hi)ort / (
i-1
/ hi-1)ort > 2.0
veya ki
=(
ki
: i’inci katta tan mlanan rijitlik düzensizli i katsay .
i)ort
: Binan n i’inci kat ndaki ortalama azalt lm göreli kat ötelemesi ( ekil 6.15). Çizelge 6.23 ve 6.24’de yumu ak kat düzensizli i kontrolü verilmi tir.
ekil 6.15 Yumu ak kat düzensizli i
150
Çizelge 6.23 X yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü Katlar
+5%
Kat h [m]
i (ort) [mm]
-5 %
Kontrol
i
i
/hi
(i+1)
ki
(+/-)
(ort) [mm]
i
/hi
h(i+l)
(i+1)
ki
(+/-)
ki
<2
h(i+l)
9. KAT
3.12
2.29
0.000734
8. KAT
2.80
2.69
0.00096
0.000734
1.31 / 0.79
2.71 0.000967 0.000715 1.35 / 0.79
Yok
7. KAT
2.80
3.40
0.00121
0.00096
1.27 / 0.85
3.41
0.00122 0.000967 1.26 / 0.85
Yok
6. KAT
2.80
4.01
0.00143
0.00121
1.18 / 0.89
4.03
0.00144
0.00122
1.18 / 0.89
Yok
5. KAT
2.80
4.52
0.00161
0.00143
1.13 / 0.91
4.55
0.00162
0.00144
1.13 / 0.91
Yok
4. KAT
2.80
4.94
0.00177
0.00161
1.09 / 0.94
4.97
0.00178
0.00162
1.09 / 0.94
Yok
3. KAT
2.80
5.28
0.00189
0.00177
1.07 / 0.96
5.32
0.0019
0.00178
1.07 / 0.96
Yok
2. KAT
2.80
5.50
0.00196
0.00189
1.04 / 1.02
5.54
0.00198
0.0019
1.04 / 1.02
Yok
1. KAT
2.80
5.39
0.00193
0.00196
0.98 / 1.46
5.42
0.00194
0.00198
0.98 / 1.50
Yok
ZEM N KAT
2.80
3.70
0.00193
0.69/ -
3.61
0.00129
0.00194
0.67 / -
Yok
0.00132
- / 0.76
2.23 0.000715
- / 0.74
Yok
Çizelge 6.24 Y yönü için yumu ak kat düzensizli i kontrolü Katlar
+5%
Kat h [m]
i (ort) [mm]
-5 % i
(i+1) i
/hi
9. KAT
3.12
1.65
0.000529
8. KAT
2.80
1.99
0.00071
7. KAT
2.80
2.50
6. KAT
2.80
5. KAT
ki
(+/-)
h(i+l)
- / 0.74
(ort) [mm]
Kontrol
(i+1) i
/hi
ki
(+/-)
ki
<2
h(i+l)
1.65
0.000529
0.000529 1.34 / 0.80
1.99
0.00071
0.000529 1.34 / 0.80
Yok
0.000892
0.00071
1.26 / 0.85
2.50
0.000892
0.00071
1.26 / 0.85
Yok
2.94
0.00105
0.000892 1.18 / 0.89
2.94
0.00105
0.000892 1.18 / 0.89
Yok
2.80
3.31
0.00118
0.00105
1.13 / 0.92
3.31
0.00118
0.00105
1.13 / 0.92
Yok
4. KAT
2.80
3.61
0.00129
0.00118
1.09 / 0.94
3.61
0.00129
0.00118
1.09 / 0.94
Yok
3. KAT
2.80
3.83
0.00137
0.00129
1.06 / 0.97
3.83
0.00137
0.00129
1.06 / 0.97
Yok
2. KAT
2.80
3.94
0.00141
0.00137
1.03 / 1.03
3.94
0.00141
0.00137
1.03 / 1.03
Yok
1. KAT
2.80
3.82
0.00136
0.00141
0.97 / 1.50
3.82
0.00136
0.00141
0.97 / 1.50
Yok
ZEM N KAT
2.80
2.55
0.00091
0.00136
0.67/ -
2.55
0.00091
0.00136
0.67/ -
Yok
Mod Superpozisyon Yöntemi (Dinamik Yöntem) Kullan lm
- / 0.74
r.
Yok
151
6.3.3. LC25/28 Betonu Kullan lan Yap
n Betonarme Hesaplar
Bu bölümde yap lan hesaplar Türk Standartlar n yay nlad ‘Betonarme Yap lar n Hesap ve Yap m Kurallar ’(TS 500, 2000), ‘Deprem Bölgelerinde Yap lacak Binalar Hakk nda Yönetmelik‘ (ABYYHY, 2007) ve ‘Yap Elemanlar n Boyutland lmas nda Al nacak Yüklerin Hesap De erleri‘ (TS 498, 1997) dikkate al narak yap lm r. ekil 6.16 da kat kal p plan , ekil 6.17’de yap n perspektif görünü ü ve ekil 6.18’de de deplasman yapm hali verilmi tir. (Ekte verilen olan cd içindeki raporda bütün ayr nt lar yer almaktad r.)
6.3.3.1. Dö emeler Dö emeler, TS500’de verilen tasar m kriterlerine ve gerekli yüklemelere göre dizayn edilmi olup dö eme kal nl klar TS 500’de verilen formüllerle bulunarak konsol dö emelerde, sahanl kda ve kiri aç kl fazla olan dö emelerde 15 cm ve di er dö emelerde 12 cm kal nl k yeterli olmu tur.
a. Dö emeler için maksimum sehim tahkiki Dö emeler için ideCAD Statik v6 2007 program yard yap lm r ve gerekli kriterler sa lanm r.
yla sehim kontrolü
6.3.3.2. Kiri ler Bütün kiri lerin tasar TS 500 ve ABYYHY‘e göre yap lm olup, moment de erleri ve donat lar ideCAD Statik v6 2007 program yla bulunmu tur. Kiri lerin ço unda 25/50 min. kesit kurtarm olup KB31, KB32, KB43 VE KB44 kiri leri için 30/60 boyutlar yeterli olmu tur. Ayr ca kiri lerde kesme güvenli i, burulma, çatlak ve sehim kontrolleri yap lm r
6.3.3.3. Kolonlar Bütün perdelerin tasar TS 500’e göre yap lm olup, moment de erleri ve donat lar ideCAD Statik v6 2007 program yla bulunmu tur. Hafif betonlu yap ya göre kolon boyutlar n artt görülmü tür.
152
ekil 6.16 Ta
hafif betonlu binan n (LC25) kat kal p plan
153
ekil 6.17 Ta
hafif betonlu binan n perspektif görünümü
154
ekil 6.18 Ta
hafif betonlu binan n deplasman yapm hali
155
6.3.4. Metrajlar Ta hafif beton kullan larak yap lan binan n kal p, beton ve donat metrajlar Çizelge 6.25, 6.26 6.28’de kata ve elemana göre verilmi tir bunlara ek olarak temel kaz metraj da hesaplanm r. Çizelge 6.29’da da genel metraj verilmi tir.
6.3.4.1. Kal p Metraj Çizelge 6.25 Ta Aç klama 9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 8. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM GENEL TOPLAM
hafif betonlu binan n kal p metraj TOPLAM (m2) 243.25 170.21 164.04 577.50 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49 243.25 170.21 146.03 559.49
243.25 170.21 146.03 559.49 5612.91
156
6.3.4.2. Beton Metraj Çizelge 6.26 Ta AÇIKLAMA 9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 8. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR RADYE TEMELLER KAT TOPLAM GENEL TOPLAM
hafif betonlu binan n beton metraj TOPLAM (m3) 31.903 20.452 16.630 68.985 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 67.279
31.903 20.452 14.924 67.279 31.903 20.452 14.924 182.182 249.461 856.678
157
6.3.4.3. Donat Metraj Çizelge 6.27 Ta AÇIKLAMA
Ø8
hafif betonlu binan n donat metraj Ø10
Ø12
Ø14
Ø16
Ø18
(Ø8Ø12)
(>Ø14)
9. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 8. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 7. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 6. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 5. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 4. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 3. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 2. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM 1. KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR KAT TOPLAM ZEM N KAT DÖ EMELER LER KOLONLAR RADYE TEMELLER KAT TOPLAM GENEL TOPLAM
1149.71 773.20 1378.83 3301.73
1491.98 592.44
1149.71 777.99 1273.85 3201.55
1491.98 570.37
1149.71 789.45 1273.85 3213.01
1491.98 570.37
1149.71 834.62 1273.85 3258.18
1491.98 499.51 1106.20 1627.01 1991.50 2733.21
1149.71 862.27 1273.85 3285.83
1491.98 470.73 1169.06 1627.01 1962.72 2796.07
922.28 1536.64 2084.43 2458.92
897.41 1627.01 2062.36 2524.42
968.23 1627.01 2062.36 2595.24
27.13 27.13
74.83 18.87 74.83 18.87
92.18 27.99 92.18 27.99
49.23 105.12 49.23 105.12
73.48 131.87 73.48
1149.71 1491.98 841.13 41.15 492.10 1170.50 228.07 1273.85 1627.01 3264.69 41.15 1984.09 2797.51 228.07
131.87
97.93 97.93
1149.71 1491.98 871.75 41.15 461.69 1238.87 167.49 194.52 1273.85 1627.01 3295.31 41.15 1953.67 2865.88 167.49 194.52 1149.71 1491.98 872.76 41.15 520.97 1201.30 179.63 230.93 1284.86 1627.01 3296.32 41.15 2012.95 2828.31 179.63 230.93 1149.71 1491.98 877.67 41.15 470.59 1282.54 273.50 146.89 1333.62 1652.14 3360.99 41.15 1962.58 2934.68 273.50 146.89 1149.71 1491.98 888.27 379.62 1310.97 127.11 1443.72 244.64 2463.28 376.15 5617.08 172.00 2845.57 3857.85 244.64 7488.68 3946.24 2972.68 33335.44 409.24 25565.23 28480.48 4138.24
221.77 3731.02 3952.79 4906.91 59309.91 37525.62
158
6.2.4.4. Temel Kaz Metraj Temel alan 331.24 m2, radye temel yüksekli i h:0.55m’dir.Temel kaz metraj :182.18 m3 dür. Çizelge 6.28 Ta
hafif betonlu binan n genel metraj
POZ NO
1-
TOPLAM METRAJ
LC25 BETON (m3)
856.68 2
2-
BETON KALIP (m )
3-
S420 DONATI ( NCE) (Kg)
59309.91
S420 DONATI (KALIN) (Kg)
37525.62
S420 DONATI (TOPLAM) (Kg)
96835.53
4-
5612.91
3
182.18
TEMEL KAZISI (m )
6.4. Normal ve Ta Kar la lmas
Hafif Betonlu Yap
6.4.1. Normal Betonla ve Ta Boyutlar Aç ndan Kar la lmas
Anlizlerinin
Hafif Betonla Yap lan Projelerin
Yap lan tüm analiz ve hesaplar Türk Standartlar n yay nlad ‘Betonarme Yap lar n Hesap ve Yap m Kurallar ’( TS 500, 2000), ‘Deprem Bölgelerinde Yap lacak Binalar Hakk nda Yönetmelik ‘ (ABYYHY, 2007) ve ‘Yap Elemanlar n Boyutland lmas nda Al nacak Yüklerin Hesap De erleri ‘ ( TS 498, 1997) dikkate al narak yap lm r. Ta hafif betonla imal edilen 10 katl yap n toplam a rl , normal betonla imal edilmi yap n a rl ndan %14.46 daha azd r. Ayn ekilde deprem yüklerindede (x ve y yönleri için) yakla k %34’lük bir azalma sa lanm r. Çizelge 6.29’da ayr nt bir ekilde verilmi tir. Buna göre 1. derece deprem bölgesi’ nde, 10 katl yap için ta sistemi olu turan kolon, kiri ve dö eme boyutlar kar la rd zda kolon boyutlar n ta hafif betonla yap lan projede %24 azald görülmü tür.
159 Kiri lerde ise artnamenin getirdi i minimum ko ullardan dolay boyutlarda fazla (sadece 4 kiri de boyutlar min. ko ul olan (25/50) ‘den farkl r) de iklik olmam r. Ta hafif betonla yap lan projede kolonlardan farkl olarak kiri boyutlar n %1.6 artt görülmü tür. Dö emelerde de artnamelerin ve mühendisli in getirdi i kriterler nedeniyle her iki projedede dö eme kal nl klar genelde ayn r. Buna ra men ta hafif betonla yap lan projede dö eme kal nl klar nda %2.4’lük azalma sa lanm r. Ama as l azalma radye temel kal nl k lar nda olmu tur, normal betonla yap lan projede kal nl k 100cm iken ta hafif betonla yap lan projede 55cm dü mü tür, %45 radye temel kesitinde azal olmu tur. Çizelge 6.30, 6.31 ve 6.32’ de bu oranlar ayr nt bir ekilde verilmi tir. Çizelge 6.29 Yap a rl klar
Beton Türü
n ve deprem yüklerinin de
imi
T. Hafif Beton
Normal Beton
Azalma(%)
1852,45
3334,77
14,46
Deprem Yükü (X yönü)
182,07
275,41
33,89
Deprem Yükü (Y yönü)
226,38
344,16
34,22
Yap Toplam A rl
(Ton)
160
Çizelge 6.30 Kolon boyutlar ndaki de
KOLON NO S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 S29 S30
NORMAL BETON KOLON 25/70 70/25 70/25 25/70 70/25 30/100 25/85 60/25 60/25 25/85 30/100 30/100 30/90 30/90 30/100 25/110 25/110 30/100 POL GON POL GON 30/100 35/60 30/60 30/60 35/60 55/55 55/55 70/25 30/70 70/25
imler
T. HAF F BETON AZALMA ARTMA KOLON (%) (%) 28,57 25/50 28,57 50/25 28,57 50/25 28,57 25/50 14,29 60/25 58,33 25/50 0,00 25/85 16,67 50/25 16,67 50/25 0,00 25/85 58,33 25/50 58,33 25/50 21,30 25/85 21,30 25/85 58,33 25/50 4,55 25/105 4,55 25/105 50,00 25/60 0,00 POL GON 0,00 POL GON 50,00 25/60 28,57 25/60 16,67 25/60 16,67 25/60 28,57 25/60 40,50 60/30 40,50 60/30 2,86 60/30 10,71 25/75 2,86 60/30
161
Çizelge 6.31 Kiri boyutlar ndaki de
NO KB1 KB2 KB3 KB4 KB5 KB6 KB7 KB8 KB9 KB10 KB11 KB12 KB13 KB14 KB15 KB16 KB17 KB18 KB19 KB20 KB21 KB22 KB23 KB24 KB25 KB26 KB27 KB28 KB29 KB30 KB31 KB32 KB33 KB34 KB35 KB36 KB37 KB38 KB39 KB40 KB41 KB42 KB43 KB44 KB45 KB46 KB47 KB48 KB49 KB50
NORMAL BETON BOYUTLARI (CM) 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/30 50/30 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/30 50/30 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25
imler
T. HAF F BETON BOYUTLARI (CM) 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 60/30 60/30 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 60/30 60/30 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25 50/25
AZALMA ARTMA (%) (%) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20,00 20,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20,00 20,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
162
Çizelge 6.32 Dö eme kal nl klar ndaki de
NORMAL BETON DÖ EME NO
imler
T. HAF F BETON
DÖ EME KALINLI I DÖ EME KALINLI I
AZALMA ARTMA (%)
(CM)
(CM)
D1
12
12
0,00
D2
15
15
0,00
D3
15
15
0,00
D4
12
12
0,00
D5
12
12
0,00
D6
12
12
0,00
D7
15
12
20,00
D8
12
12
0,00
D9
12
12
0,00
D10
12
12
0,00
D11
12
12
0,00
D12
15
12
20,00
D13
12
12
0,00
D14
15
15
0,00
D15
12
12
0,00
D16
18
15
16,66
D17
12
12
0,00
D18
12
12
0,00
D19
15
15
0,00
D20
12
12
0,00
D21
12
12
0,00
D22
15
15
0,00
D23
15
15
0,00
D24
15
15
0,00
RADYE TEMEL
100
55
45,00
(%)
163
6.4.2. Normal Betonla ve Ta Metraj Aç ndan Kar la lmas
Hafif Betonla Yap lan Projelerin
Projelerin metraj de erleri incelendi inde, beton metraj n ta hafif betonlu durum için %18.45 kadar beton miktar n azald görülmü tür. Donat çelikleri dü ünüldü ünde, farkl çaplarda farkl miktarlar elde edilse de toplamda donat çeli i miktar , ta hafif betonlu durumda normal betonlu durumdan %19.23 kadar daha az donat gerekti i görülmü tür. Bunun sebebi olarak artan yap zati a rl ve bu nedenle kesitlerin büyümesi sonucu konulacak minimum donat oran n artmas gösterilebilir. Çizelge 6.33’de bu oranlar detayl bir ekilde verilmi tir. Çizelge 6.33 Metraj kar la rmas
BETON C NS KALIP (m2) BETON (m3) S420 NCE DEM R (Kg) S420 KALIN DEM R (Kg) S420 TOPLAM DEM R (Kg) TEMEL KAZISI (m3)
NORMAL T. HAF F BETON BETON 5831,56 5612,91 1050,47 856,68 58364,81 59309,91 61521,04 37525,62 119885,85 96835,53 331,24 182,18
METRAJ AZALMA FARKI ORANI(%) 218,65 3,75 193,79 18,45 -945,10 -1,62 23995,42 39,00 23050,32 19,23 149,06 45,00
164
165
7. MAL YET ANAL Bu bölümde her iki projede kullan lan beton, demir ve kal n birim fiyat analizleri yap lm ve her iki proje için yap lar n kaba in aat maliyetleri ç kart p yaslanm r. Çizelge 7.1-7.8’de detayl bir ekilde verilmi tir. Çizelge 7.1 1m3 Ta
ANAL SIRA NO: 1 P.N.
NS
1
Malzeme
hafif betonun birim fiyat analizi
N ADI: BASINÇ DAYANIMI LC 25/28 ÖLÇÜ:m3
OLAN BETONARME BETONU BR.
KTAR
Çimento
kg
460
0,125
57,50 TL
Uçucu kül
kg
115
0,050
5,75 TL
Su
kg
200
0,00458
0,92 TL
kg
585
0,014
8,19 TL
Pomza (4-8 mm)
kg
185
0,014
2,59 TL
Pomza (8-16 mm)
kg
204
0,014
2,86 TL
Süper ak kanla
kg
5
1,730
8,65 TL
Otomatik beton santrali
Sa
0,0200
15,700
0,31 TL
Betoncu ustas
Sa
0,3000
5,300
1,59 TL
Erbab i çi
Sa
0,3000
4,100
1,23 TL
Sa
0,6000
5,410
3,25 TL
Operatör makinist
Sa
0,6000
6,210
3,73 TL
Operatör yard mc
Sa
0,6000
5,090
3,05 TL
Mazot
kg
1,4250
3,290
4,69 TL
Elektrik enerjisi
kWh
8,7500
0,290
2,54 TL
Düz i çi
Sa
5,0000
3,800
19,00 TL
Vibratör
Sa
0,3125
5,550
1,73 TL
Su
m3
0,5000
4,580
2,29 TL
Betoncu ustas
Sa
0,9375
5,300
4,97 TL
Formen
Sa
0,3125
7,800
2,44 TL
Düz i çi
Sa
0,3125
3,800
1,19 TL
rma kum (0-5 mm)
M F. TUTARI (TL)
Yap l. Yerine konulmas i çili i
öför
lmas , bak m, sulama i çili i
Numune al
3
ve laboratuar
1m LC 25 BETONUNUN F YATI
TOPLAM 138,46 TL
166 Çizelge 7.2 1m3 Normal betonun birim fiyat analizi
ANAL SIRA NO: 2
P.N.
NS
2
Malzeme
N ADI: BASINÇ DAYANIMI C 25/30 ÖLÇÜ:m3
OLAN BETONARME BETONU BR.
M KTAR
M F. TUTARI (TL)
Çimento
kg
290
0,125
36,25 TL
Su
kg
175
0,00458
0,80 TL
K rma kum (0-3 mm)
kg
580
0,014
8,12 TL
K rma kum (0-5 mm)
kg
280
0,014
3,92 TL
K rma ta (5-15 mm)
kg
505
0,014
7,07 TL
kg
510
0,014
7,14 TL
kg
3,5
1,730
6,06 TL
Otomatik beton santrali
Sa
0,0200
15,700
0,31 TL
Betoncu ustas
Sa
0,3000
5,300
1,59 TL
Erbab i çi
Sa
0,3000
4,100
1,23 TL
Sa
0,6000
5,410
3,25 TL
Operatör makinist
Sa
0,6000
6,210
3,73 TL
Operatör yard mc
Sa
0,6000
5,090
3,05 TL
Mazot
kg
1,4250
3,290
4,69 TL
Elektrik enerjisi
kWh
8,7500
0,290
2,54 TL
Düz i çi
Sa
5,0000
3,800
19,00 TL
Sa
0,3125
5,550
1,73 TL
Su
m
3
0,5000
4,580
2,29 TL
Betoncu ustas
Sa
0,9375
5,300
4,97 TL
Formen
Sa
0,3125
7,800
2,44 TL
Düz i çi
Sa
0,3125
3,800
1,19 TL
rma ta (15-25 mm) Süper ak kanla Yap l. Yerine konulmas i çili i
öför
S
lmas , bak m, sulama i çili i
Vibratör
Numune al
ve laboratuar
1m3 C 25 BETONUNUN F YATI
TOPLAM
121,36 TL
167
Çizelge 7.3 1Ton ince demirin (S420) birim fiyat analizi
ANAL SIRA NO: 3
N ADI: Ø 8- Ø 12 MM NERVÜRLÜ
BETON ÇEL K ÇUBU UNUN BÜKÜLMES ,
ÖLÇÜ:Ton
YER NE KONULMASI P.N. 3
NS
M
KTARI B
M F YATI TUTARI (TL)
Nervürlü Ø8-Ø12 mm (S420) Beton çelik çubu u
kg
1.100
1,288
1.416,80 TL
So uk demirci ustas
Sa
30
5,300
159,00 TL
So uk demirci ustas yrd.
Sa
45
4,000
180,00 TL
Düz i çi
Sa
25
3,800
95,00 TL
Düz i çi
Sa
15
3,800
57,00 TL
1TON NCE DEM R F YATI
TOPLAM
1.907,80 TL
Çizelge 7.4 1Ton kal n demirin (S420) birim fiyat analizi
ANAL SIRA NO: 4
N ADI: Ø 14- Ø 28 MM
NERVÜRLÜ BETON ÇEL K ÇUBU UNUN
ÖLÇÜ:Ton
BÜKÜLMES , YER NE KONULMASI P.N. 4
NS
M
KTARI
B
M F YATI TUTARI (TL)
Nervürlü Ø14-Ø28 mm (S420) Beton çelik çubu u
kg
1.100
1,275
1.402,50 TL
So uk demirci ustas
Sa
25
5,300
132,50 TL
So uk demirci ustas yrd.
Sa
35
4,000
140,00 TL
Düz i çi
Sa
20
3,800
76,00 TL
Düz i çi
Sa
15
3,800
57,00 TL
1TON KALIN DEM R F YATI
TOPLAM
1.822,30 TL
168 Çizelge 7.5 1 m2 betonarme kal
ANAL SIRA NO: 5
n birim fiyat analizi
N ADI: PLYWOOD (F LM KAPLI) LE ÖLÇÜ:
YAPILAN DÜZ YÜZEYL ÇIPLAK BETON VE
m2
BETONARME KALIBI
TUTARI P.N. 5
NS
BR.
KTAR
Film kapl 21mm plywood kal p malz.
m2
0,04
32,55
1,30 TL
Film kapl 21mm plywood kal p malz.
m
2
0,004
32,55
0,13 TL
Ya bazl kal p ay
Kg
0,10
4,11
0,41 TL
I kesitli ah ap kiri
m
2
0,11
14,70
1,62 TL
Çatal çivi
kg
0,10
3,03
0,30 TL
Çivi
kg
0,20
1,60
0,32 TL
Marangoz ustas
Sa
1,50
5,30
7,95 TL
Düz i çi
Sa
1,50
3,80
5,70 TL
Düz i çi
Sa
0,50
3,80
1,90 TL
1 m2 KALIP F YATI
M F. (TL)
TOPLAM 19,63 TL
Çizelge 7.6 1 m3 makina ile kaz birim fiyat analizi
ANAL SIRA NO: 6
N ADI: MAK NA LE HER DER NL KTE
YUMU AK VE SERT TOPRA IN KAZILMASI.
P.N.
NS
6
Düz i çi Ekskavatörün 1 sa ücreti
1 m3 KAZI F YATI
BR.
ÖLÇÜ: m3
M KTARI
M F.
Sa
0,25
3,80
0,95 TL
Sa
0,027
70,64
1,91 TL
TOPLAM
TUTARI (TL)
2,86 TL
169
Çizelge 7.7 Ta
hafif betonla yap lan 10 katl binan n maliyet hesab
ANAL SIRA NO:
N ADI: TA IYICI HAF F
BETONLA YAPILAN 10 KATLI B NANIN
ÖLÇÜ: TL
MAL YET P.N. C NS 1
Bas nç dayan
LC 25/28 olan betonarme betonu
BR.
M KTAR
B
M F.
TUTARI (TL)
m3
856,68
138,46
118.615,91 TL
TN
59,309
1907,80
113.149,71 TL
TN
37,525
1822,30
68.381,81 TL
m2
5612,91
19,63
110.181,42 TL
m3
182,18
2,86
521,03 TL
Ø 8- Ø 12 mm nervürlü beton çelik çubu unun 3
bükülmesi, yerine konulmas Ø 14- Ø 28 mm nervürlü lik beton çelik çubu unun
4
bükülmesi, yerine konulmas Plywood (film kapl ) ile yap lan düz yüzeyli ç plak
5
beton ve betonarme kal Makina ile her derinlikte yumu ak ve sert topra n
6
kaz lmas
TA IYICI HAF F BETONLA YAPILAN 10 KATLI YAPININ TOPLAM MAL YET
TOPLAM
410.849,88 TL
Çizelge 7.8 Normal betonla yap lan 10 katl binan n maliyet hesab
ANAL SIRA NO:
N ADI: NORMAL BETONLA
YAPILAN 10 KATLI B NANIN
ÖLÇÜ: TL
MAL YET P.N. C NS 1
Bas nç dayan
BR. C 25/28 olan betonarme betonu
3
M KTAR
B
M F.
TUTARI (TL)
m
1050,47
121,36
127.485,04 TL
TN
58,364
1907,80
111.346,84 TL
TN
61,521
1822,30
112.109,72 TL
m2
5831,56
19,63
114.473,53 TL
m3
331,24
2,86
947,35 TL
Ø 8- Ø 12 mm nervürlü beton çelik çubu unun 3
bükülmesi, yerine konulmas Ø 14- Ø 28 mm nervürlü lik beton çelik çubu unun
4
bükülmesi, yerine konulmas Plywood (film kapl ) ile yap lan düz yüzeyli ç plak
5
beton ve betonarme kal Makina ile her derinlikte yumu ak ve sert topra n
6
kaz lmas NORMAL BETONLA YAPILAN 10 KATLI YAPININ TOPLAM MAL YET
TOPLAM
466.362,47 TL
170 Sonuç olarak yap lan analiz ve hesaplamalar nda ta hafif betonla imal edelen 10 katl binan n, normal betonla imal edilmi 10 katl binaya nazaran kaba in aat maliyetinde 55.512,59 TL’ lik yani % 11.90’ l k bir maliyet azalmas olmu tur. Yap lan analizlerde bay nd rl k birim fiyat pozlar ndan (16.046/1/MK, 23.014, 23.015 v 21.071/1 ve 15.001/2 nolu pozlar) yararlan lm r. Yap lan birim fiyat analizlerine nakliyeler dahil edilmemi tir. Çimento, pomza, agregalar, demir, katk vb. malzeme fiyatlar piyasadan al nm r.
171
8. SONUÇ VE ÖNER LER 1. Deneysel çal malar sonucunda, sertle mi beton yo unluklar 1680 kg/m ile 1787 kg/m3 aras nda olan, 28 günlük 150x150x150 mm küp serbest bas nç dayan mlar 23.7 MPa ile 28.3 MPa aras nda de en ta özellikleri olan hafif betonlar üretilmi tir. 3
2. Hafif agrega kullan larak üretilen betonlar n dayan m de erleri agregan n dayan ile s rl kalm r. Bu sebeple kullan lan hafif agrega ile LC 30/33 serisi betonu ekonomik olarak üretmek mümkün görülmemektedir. 3. Ta hafif beton serilerinde (LC serisi) sertle mi beton yo unlu u mekanik özellikleri do rudan etkilemi tir, sertle mi beton yo unlu u (BHA) artmas ile bas nç dayan , e ilme dayan , elastisite modülü ve kopma kuvveti artt gözlemlenmi tir. 4. Kür süresi artmas yla normal betonlar n ve ta hafif betonlar n bas nç dayan mlar , e ilme dayan mlar art göstermi ve bunun yan nda ultrases h n da artt belirlenmi tir. 5. Normal betonlar n (C serisi) bas nç dayan artt kça su i leme derinli i de erleri azalmaktad r, fakat ta hafif betonlarda (LC serisi) bas nç dayan artmas na ra men su i leme derinli i de erleri artm r. Bunun nedeninin LC25/28’in LC20/22’ ye gore %18 daha az pomza içermesi oldu u saptanm r. Ayr ca LC serisi betonlar n su i leme derinli i C serisi betonlara nazaran daha az oldu u belirlenmi tir. 6. Ta hafif betonlar n ultra ses geçi h n normal betonlara göre daha az oldu u saptanm r. Normal betonlarda bas nç dayan art kça betondaki bo luklar n azalmas nedeniyle ultra ses geçi h artm r. Ta hafif betonlarda ise pomza miktar ndaki de im ultra ses geçi h n de mesinde etken olmu tur. 7. Normal betonlarda (C serisi) betonun birim hacim a rl çok fazla de medi inden, ultra ses geçi h de erlerinde de belirgin bir farkl a rastlanmam r. Ta hafif betonlarda (LC serilerinde) ise birim hacim rl klardaki de iklikler fazla oldu undan, bu de iklikler ultra ses geçi h de erlerine de yans r.
172 8. Çekip ç karma kuvvetleri normal betonlarda, ta hafif betonlara nazaran daha yüksektir buna paralel olarak elastisite modüllerinin de daha yüksek oldu u saptanm r. Ayr ca normal betonlar n yapt klar s yr lmalar nta hafif betonlara nazaran daha az oldu u tesbit edilmi tir. 9. C20/25 betonu ile LC25/28 betonu benzer bas nç dayan mlar na sahip olmas na ra men TS 206-1(2000)’e göre farkl bas nç dayan m s flar na ait betonlar oldu u saptanm r. 10. Benzer küp bas nç dayan mlar na sahip olmalar na ra men C20/25 ve LC25/28 betonlar n elastsite modülleri aras nda %37’lik bir fark görülmü tür. Benzer dayan mdaki hafif betonun elastisite modülü normal betona k yasla daha dü üktür. 11. Normal beton ve ta hafif beton serilerinin mekanik özellikleri benzer e ilimler göstermi tir. Örne in her iki seriye ait de erler göz önüne al nd nda bas nç dayan -e ilme dayan aras nda ve bas nç dayan elastisite modülü aras nda güçlü kolerasyon ba nt lar tespit edilmi tir. 12. Beton kar m oranlar n hesaplanmas nda kar ma girecek agregalar n nemlerinin bilinmesi ve kar n su miktar n buna göre ayarlanmas gerekir. 13. Hafif agregalar n su emmelerinin çok yüksek oldu u göz önünde bulundurularak kar ma çimento konulmadan önce hafif agrega, kar m suyunun 1/3’ü ile bir-iki dakika kar lmal r. 14. Belirli bir dayan n sa lanmas n istendi i özel uygulamalarda, deneme kar mlar yap larak, yeterli i lenebilirlik için uygun su oran n do rulukla saptanmas ve ayarlaman n yap lmas gerekir. Su oran n fazlal veya azl , özellikle hafif betonlarda çok olumsuz etkilere sahiptir. Kar mdaki fazla su önemli derecede ayr maya neden oldu undan, betonun niteli ini bozmaktad r. 15. Ta hafif betonla imal edilen 10 katl yap n toplam a rl , normal betonla imal edilmi yap n a rl ndan %14.46 daha azd r. Ayn ekilde deprem yüklerindede (x ve y yönleri için) yakla k %34’lük bir azalma sa lanm r.
173 16. Ta hafif betonla yap lan 10 katl bina projesinde ta sistemi olu turan kolon kesitlerinde %24’lük bir azalma ayn ekilde radye temel kal nl nda da % 45 azalma olmu tur. Kiri ve dö emeler ise artnamelerin getirdi i k tlamalar nedeniyle kayda de er de meler olmam r.Ancak daha yüksek yap larda kesitler minimum artlardan uzakla aca ndan ta hafif beton ve normal betonla yap lan proje kesitleri aras nda daha fazla fark olu acakt r bu da yap maliyetini daha da dü ürecektir. 17. 1. Derece deprem bölgesinde yap lan projelerin metraj de erleri incelendi inde, beton metraj n ta hafif betonlu durum için %18.45 kadar beton miktar n azald görülmü tür. Donat çelikleri dü ünüldü ünde, farkl çaplarda farkl miktarlar elde edilse de toplamda donat çeli i miktar , ta hafif betonlu durumda, normal betonlu durumdan %19.23 kadar daha az donat gerekti i görülmü tür. Ta hafif beton çimento dozaj , normal a rl kl betona göre metreküpte 170 kg fazla olmas na ragmen yap n beton ve demir metrajlar ndaki azalmalar yap lan maliyet analizinde yap n kaba in aat nda %11.90’ l k (55.512,59TL) bir azalma gerçekle tirmesini sa lam r. 18. Bütün bu sonuçlarda seçilen projenin simetrik oldu u, herhangi bir yap sal düzensizli in bulunmad hat rlanarak uygulama alan bulacak simetrik olmayan di er projelerde sonuçlar n daha farkl ç kaca dü ünülebilir. Ancak burada elde edilen sonuçlar n yan nda ve ses yal ndaki avantajlar n ekonomik boyutu da dü ünülmelidir. E er ses ve yal m avantajlar da hesaba kat rsa, ta hafif beton ile imal edilecek betonarme bir bina daha ekonomik hale gelebilir. 19. 1. Derece deprem bölgesinde, imal edilen yap lar n kat deplasmanlar yasland nda, ta hafif betonla yap lan projelerde elde edilen de erlerden yakla k %20-30 kadar daha büyük deplasman de erleri elde edildi i ve bu de erlerin artname s rlar içinde oldu u görülmektedir. Dö eme ve kiri sehimleri, hafif betonla yap lan projelerde yine normal betonla projelendirilen duruma göre art lar görünse de, bu de erler kabul edilebilir s r de erleri mamaktad r. Fakat, elastisite modülü ve atalet momenti dü ük olan dö emelerde ani yüklemeler fazla sehime neden olanbilir, bu nedenle ta hafif betonla imal edilecek yap lar n çözüm a amas nda deplasman kontrollerinin dikkatli bir ekilde yap lmas gerekir.
174 20. Birim fiyat analizlerinden pomzan n nakliyesi dikkate al nmam r, üretim yapan beton tesisinin pomza ocaklar na yak n oldu u varsay lm r. Çünkü pomza ta , kireç ta gibi yayg n bir malzeme olmad ndan pomzan n nakliyesi beton maliyetlerini önemli ölçüde etkilemektedir ve bu da yap n maliyetine yans maktad r. Ancak u da unutulmamal r ki analizlere nakliyeler dahil edildi inde hafif betonla imal edilen yap daki beton ve demir metrajlar ndaki azalmalar ve buna ba olarak bu malzemelerin nakliye maliyetlerinin azalmas pomzan n nakliyesinden olu an maliyet art ortadan kald rabilece i göz ard edilmemelidir. 21. Bu çal mada ta hafif betonun fiziksel ve mekanik özellikleri deneysel olarak bulunup ortaya konulmu tur ve bu bilgiler nda çözümler yap larak, güvenli ve do ru sonuçlar elde edilmeye çal lm r. Sonuç olarak da ta hafif betonla çözümlenen projenin ekonomik olarak daha avantajl oldu u ortaya konulmu tur.
175
KAYNAKLAR D ABYYHY, 2007, Deprem Bölgelerinde Yap lacak Binalar Yönetmelik, Bay nd rl k ve skan Bakanl , Ankara, 159s.
Hakk nda
ACI Committe 213, 1987, Guide for Structural Lightewight Aggregate Concrete, Concrete International, 33-62ss. Akman, S., 2000, Yap Hasarlar ve Onar m lkeleri, ubesi, Aral k, stanbul, 177s.
aat Müh. Odas stanbul
Altun, A., 2003, Erciyes Yöresi Bims Agregas Ta Hafif Betonu ile Betonarme Bina a Etme mkan n Teorik Olarak rdelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 147s. Arda A., 1994, Hafif Betonlarda Agrega Konsantrasyonunun Mekanik Özelliklere Etkisi, Yüksek Lisans Tezi , TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 65s. Arefi,A., 1993, High Strength Pumice Concrete, Master Thesis, Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Ankara, 99p. Arguhan,E., 1984, Pomza Ta ile Üretilen Ta Hafif Betonarme Elemanlar n Özelliklerine Süperak kanla Katk Maddesinin Etkisinin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 110s. Borat, M., 1992, Türkiye Diyatomitlerinin Özellikleri Ve Filtrasyon Karakteristikleri, stanbul Teknik Üniversitesi, Doktora tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 115s. Bruvel, F., 1999, Diatomite, Department Of Miner And Energy, Mineral Information Leaflet No.30, August, 3235-3239pp. Cengizhan, K., 1986, An Investigation on Reinforced Pumice Concrete, Doktora Tezi, ODTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 173s. Chandra, S., Berntsson, L., 2002, Lighweight Aggregate Concrete Science, Technology and Applications, Noyey Publications, Goteborg, 110p. Chi, J.M., Huang, R., Yang. C.C., and Chang, J.J., 2003, Effect of Aggregate Properties on The Strength and Stiffness of Lightweight Concrete, Cement & Concrete Composites 25, 197-205pp.
176
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
Clarke, J, L.. 2010, Hafif Agregal Yap sal Beton, Britanya Çimento Birli i, Crowthorne , Berkshire, 282s. Çobano lu, ., ve Özp nar, Y., 2003, Sand kl (Afyon) Tüflerinin Mühendislik Özellikleri Ve Beton Agregas Olarak Kullan m Olanaklar n ncelenmesi, Yer Bilimleri Dergisi, say 42, Ankara, 205-222ss. Demirda , S., ve Gündüz, L., 2003, Volkanik Cüruflar n aat Endüstrisinde Hafif Beton Agregas Olarak De erlendirilme Kriterleri, SDÜ, Mühendislik Mimarl k Fakültesi, Maden Mühendisli i Bölümü, Isparta, 8s. DPT, 2001, Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu Yap Malzemeleri (Pomza-Perlit-Vermikülit- Flogopit-Genlesen Killer), Sekizinci Be Y ll k Kalk nma Plan , DPT: 2617 - Ö K: 628, Ankara, 87s. DPT, 2005, Yap Malzemeleri-Genle en Killer, Sekizinci Be Y ll k Kalk nma Plan , Madencilik Özel htisas Komisyonu Raporu, Ankara, 69-73ss. Dransfield, 2003, Advanced Concrete Tecnology-Constituent Materials, Elsevier Ltd.Oxford, 4/1-6-7pp. Durmu , A., ve Aytekin, M., 1986, Betonarme aatlarda Hafif Betonlar, TMMOB aat Müh. Odas Türkiye aat Mühendisli i 8. Teknik Kongresi, Ankara, 263-274ss. Erdo an, T.Y., 2003, Beton, ODTÜ Geli tirme Vakf Yay n. Ve leti im ti, Ankara, 757s. Ersoy, U., ve Özcebe, G., 2001, Betonarme: Temel lkeler TS 500 (2000) ve Türk Deprem Yönetmeli ine (1998) Göre Hesap, Evrim Yay nevi, stanbul. EuroLightCon, 1998, LWAC Material Properties State-Of-The-Art, Document BE96-3942/R2, December, 12-13pp. Gaimster and Dixon, 2003, Advanced Concrete Tecnology-Processes, Elsevier Ltd., Oxford, 9/7-8-14pp. Gençten, O., 1993, Elaz Ferrokrom letmesi Granüle Curufunun Hafif Beton Agregas Olarak Kullan labilirli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 115s.
177
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
Gökçe.M., 2007, Genle mi Kil Agregalar n Hafif Betonda Kullan labilirli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 62s. Gönen, T., 2009, Kendili inden Yerle en Ta Hafif Betonun Mekaniksel Ve Durabilite Özelliklerinin Ara lmas , Doktora Tezi, F rat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elaz , 117ss. Gündüz, L., 1998, Pomza Teknolojisi (Pomza Karakterizasyonu), Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Mimarl k Fakültesi, Isparta, (Cilt-I), 218s. Gündüz, L., apç , N., ve Bekar, M., 2006, Genle mi Kilin Hafif Agrega Olarak Kullanabilirli i, SDÜ, Pomza Ara rma ve Uygulama Merkezi, Isparta, 7s. Güzel, G. A., 1993, Pomza Katk Tu la Üretimi ve Bu Tu lalar n Mekanik ve Bo luk Özelliklerinin ncelenmesi, Doktora Tezi, TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 239s. Haque, M.N., Al-Khaiat, H., and Kayali, O., 2004, Strenght and Durability of Lightweight Concrete, Cement & Concrete Composites 26, 307-314pp. Hermann, V., Weber,J.W. and Wesche,K.,1974, The Dynamic Modulus of Elasticity as a Equivalent for the Initial Tangent Modulus at Static Testing, Buildings Research Institude, T.U. Aachen, 120p. Hüsem, M., 1995, Do u Karadeniz Bölgesi Do al Hafif Agregalar ndan Biriyle Yap lan Hafif Betonun Geleneksel Bir Betonla Kar la rmal Olarak ncelenmesi, Doktora Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 170s. htiyaro lu,E., 1976, Tabi Hafif Agregalarla mal Edilen Hafif Beton Bloklar n Duvar Eleman Olarak Özelliklerinin Tayini Üzerine Ara rmalar, mar ve skan Bakanl Yay nlar No 5, Ankara. lgün, K ., 1992, Hafif Betondan mal Edilmi Betonarme Kiri lerin Dayan m ve Davran , Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 66s. Kada, H., Lachemi M., Petrov N., Bonneau O., and Aitcin P.-C., 2002, Determination of The Coefficent of Thermal Expansion of High Performance Concrete From nitial Setting, Materials and Structures 35, January – February, 35-41pp.
178
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
Karaman, S., 2007, Tar msal Yap larda Kullan lan Hafif aat Malzemeleri, Haran Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, anl urfa, say 11(1/2), 6369ss. çarslan vd., 2007, Yüksek Dayan ml Prefabrike Hafif Betonlar n Ta k Özelliklerinin Ara lmas , Uluslararas Deprem ve Yap Mühendisli inde Geli meler Sempozyumu, Pakistan, 12-14ss. Kocaman,B., 2000, Do u Anadolu Bölgesindeki Do al Hafif ve Normal Agregalarla Üretilen Betonlar n Fiziksel, Mekanik ve Is letkenlik Özelliklerinin Belirlenmesi ile Tar msal Yap larda Kullan lma Olanaklar Üzerine Bir Ara rma, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 152s. Kong, F.K. and Robins, P.J., 1971, Web Reinforcement Effects on Lightweight Concrete Beams, ACI Journal Proceedings, 514-520pp. Manuel CEB-FIB, 1980, Beton de Granulats Legers, Annales de I’ITBTP Beton, 195s. Mara , H., 2005, Hafif Betonun Çok Katl Prefabrik Konutlara Uygulanabilirli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 62s. Meisenger, A.C., 1985, Diatomite, Minerals Facts And Problems, United States Department of The Interrior, 1-6pp. Mor, A., 1992, Stell- Concrete Bond in High Strength Lightweight Concrete, Material Journal of ACI, 76-82pp. Neville, A.M., 1995, Properties of Concrete, Longman Grup, Burnt Mill, Harlow Essex CM 20 2JE, England, ISBN: 0-582-23070-5, 844p. Öztürk, S., 1995, Is Yal ml Yap Elemanlar nda Perlit ve Boraks Kullan . Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Güne Enerjisi ABD, zmir, 167s. Öztütüncü, G.H., 1992, Ortalama Hafif Agrega Boyutunun Yar Hafif Betonlar n Dona Dayan kl Üzerindeki Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 62s. Postac lu, B., 1987, Beton Cilt 2, TÜ, Matbaa Teknisyenleri Bas mevi, stanbul.
179
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
Richart,F.E. and Jensen,V.P., 1930, Concrete and Desing Features of Haydite Concrete, ACI Journal Proceedings, 151-182pp. Rilem, 1978, Functional Classification of Lightweight Concretes, Recommendtion LC 1, Second Ed. Shideler, J.J., 1957, Lightweight Aggregate Concrete for Structural Use, AC Journal Proceedings, 299-328pp. Sönmezo lu, C., 2005, Hafif Betonun Mekanik Özellikleri Üzerine Kür artlar n Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, F rat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elaz , 40s. Sükan, T., 1966, Do al Hafif Agregalarla Hafif Beton Ara rmas , Ara rma Dairesi Ba kanl , Rapor No:MLZ-370, Ankara. 20s. Swamy, R.N. and Lambert, G.H., 1981, Microstructure of Lytag Aggregate, Journal of Cement Composite and Lightweight Concrete, 273-282pp. ahin, R., 1996, Kocap nar Pomzas ile Üretilen Hafif Betonun Mukavemetinin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 108s. apç , N., 2008, Aksaray Bölgesi Volkanik Hafif Agrega Olu umlar n ncelenmesi ve Endüstiriyel Kullan labilirli i, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 158s. im ek, O., 1987, “Maden ehiri (Konya-Karaman) Do usundaki Pomza ta n Hafif Beton Üretiminde Kullan labilirli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 30s. Tanaçan, L., 1993, Hafif Duvar Tu las Üretiminde Perlit ve Baz Katk lar n Etkilerinin ara lmas , Doktora Tezi, TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 165s. Ta demir, M.A., 1982, Ta Hafif Agregal Betonlar n Elastik ve Elastik Olmayan Davran lar , Doktora Tezi, TÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 175s. The
Concrete Society –Lightweight Concrete Committee, 1979, Acomparative Study of The Economics of Lightweight Structural Concrete Flor Slabs in Building, The International Journal of Lightweight Concrete, Vol 1, No 1, 9-27pp.
180
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
Topçu, .B., Uyguno lu, T., 2007, Properties of Autoclaved Lightweight Aggregate Concrete, Building and Environment 42, 4108-4116pp. Topçu vd ., 2007, Kendili inden yerle en yar hafif beton özelliklerinin ara lmas , TÇMB, 3. Uluslararas Çimento ve Betonda Sürdürebilirlik Sempozyumu, 21-23 May s, stambul, 833-844ss. Türkmen, R., 1997, Van-Erci Pomzas ndan Üretilen Hafif Betonun DonmaÇözülme Dayan kl n Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 83s. Urhan, S., 1993, Hafif ve Çok hafif Betonlar n Karakteristik Özellikleri ve Teknik Kapasiteleri, Türkiye Mühendislik Haberleri, stanbul, 34-40ss. Uyguno lu, T., 2008, Hafif Agregal Kendili inden Yerle en Betonlar n Özellikleri, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü, 155 s. Uysal, H., 1996, Hafif Agregalardan Üretilen Betonun Is Geçirgenli inin Ara lmas , Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 70s. Ünal, O., Çank ran, O., Sancak, E., 1997, Hafif Blok Eleman Üretiminde Kullan lan Malzemelerin Özellikleri Ve Teknik Kapasiteleri, I.Isparta Pomza Sempozyumu, 26-28 Haziran, Isparta, 89-96ss. Westerholm, M., Lagerblad, B., 2003, Influence of Fines From Crushed Aggregate On Micro-Mortar Rheology, Proceedings of the 3rd International Syposium on Self-Compacting Concrete, Reykjavik, RILEM Publications, 165-173pp. Ye inobal , A, 1997, Hafif Beton Ve Yüksek Dayan ml Hafif Beton, Çimento ve Beton Dünyas , A ustos, Y l-2, Say -8, 22s. Yo urtçu, E., 2005, Kendili inden Yerle en Ta Hafif Beton, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, zmir, 173s TS EN 197-1, 2002, Çimento- Bölüm 1: Genel Çimentolar- Bile im, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 25s. TS EN 206-1, 2000, Beton- Bölüm 1: Özellik, Performans, malat Ve Uygunluk, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 68s.
181
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
TS EN 450, 1998, Uçucu Kül-Betonda Kullan lan Tarifler, Özellikler ve Kalite Kontrolü, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 10s. TS 498, 1997, Yap Elemanlar n Boyutland lmas nda Al nacak Yüklerin Hesap De erleri, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 36s. TS 500, 2000, Betonarme Yap lar n Hesap ve Yap m Kurallar , Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 81s. TS 708, 2010, Çelik-Betonarme için-Donat Çeli i, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 27s. TS 802, 2009, Beton Kar m Tasar Enstitüsü, Ankara, 19s.
Hesap Esaslar , Türk Standartlar
TS EN 932-1, 1997, Agregalar n Genel Özellikleri çin Deneyler Bölüm 1: Numune Alma Metotlar , Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 23s. TS EN 932-2, 1999, Agregalar n Genel Özellikleri çin Deneyler Bölüm 2: Laboratuvar Numunelerin Azalt lmas Metodu, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 6s. TS EN 1008, 2003, Beton-Karma Suyu-Numune Alma, Deneyler ve Beton Endüstrisindeki lemlerden Geri Kazan lan Su Dahil, Suyun, Beton Karma Suyu Olarak Uygunlu unun Tayini Kurallar , Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 18s. TS EN 1097-3, 1999, Agregalar n Fiziksel ve Mekanik Özellikleri çin Deneyler Bölüm 3: Gev ek Y n Yo unlu unun ve Bo luk Hacminin Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 11s. TS EN 1097-6, 2002, Agregalar n Mekanik ve Fiziksel Özellikleri çin Deneyler Bölüm 6: Tane Yo unlu uve Su Emme Oran n Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 27s. TS 1114 EN 13055-1, 2004, Hafif agregalar - Bölüm 1: Beton, Harç Ve erbette Kullan m çin, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 39s. TS 2511, 1977, Ta Hafif Betonlar n Kar m Hesap Esaslar , Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 13s. TS 2941, 1978, Taze Betonda Birim A rl k, Verim ve Hava Miktar Yöntemi ile Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 10s.
n A rl k
182
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
TS 3234, 1978, Bimsbeton Yap m Kurallar , Kar m Hesab ve Deney Metotlar , Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 31s. TS 3502, 1981, Betonda Statik Elastisite Modülü ve Poisson Oran Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 9s. TS 3530 EN 933-1/A1, 2007, Agregalar n Geometrik Özellikleri çin Deneyler Bölüm 1: Tane Büyüklü ü Da Standartlar Enstitüsü, Ankara, 12s. TS 9773, 1992, Diyatomit-Is Enstitüsü, Ankara, 9s.
Yal
Tayini - Eleme Metodu, Türk
nda Kullan lan”, Türk Standartlar
TS EN 12350-1, 2010, Beton - Taze Beton Deneyleri - Bölüm 1: Numune Alma, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 4s. TS EN 12350-2, 2010, Beton - Taze Beton Deneyleri - Bölüm 2: Çökme (slump) Deneyi, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 6s. TS EN 12350-7, 2010, Beton - Taze Beton Deneyleri - Bölüm 7: Hava Muhtevas n Tayini - Bas nç Yöntemleri, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 17s. TS EN 12390-3, 2010, Beton - Sertle mi Beton Deneyleri - Bölüm 3: Deney Numunelerinin Bas nç Dayan n Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 16s. TS EN 12390-5, 2010, Beton - Sertle mi Beton Deneyleri - Bölüm 5: Deney Numunelerinin E ilme Dayan n Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 7s. TS EN 12390-7, 2010, Beton - Sertle mi Beton Deneyleri - Bölüm 7: Sertle mi Beton Yo unlu unun Tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 7s. TS EN 12390-8, 2010, Beton - Sertle mi Beton Deneyleri - Bölüm 8: Bas nç alt nda su i leme derinli inin tayini, Türk Standartlar Enstitüsü, Ankara, 8s. ASTM C 234, 2000, Standard Test Method for Comparing Concretes on the Basis of the Bond Developed with Reinforcing Steel. USA, 5p. ASTM C 330, 1989, Standart Specification for Lightweight Aggregates For Structural Concrete. Annual Book of ASTM Standarts, USA, 229p.
183
KAYNAKLAR D
(DEVAM)
ASTM C 330-69, 1969. Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structual Concrete, American Society for Testing and Materials, USA, 6p. ASTM C 331, 1989, Lightweight Aggregates for Concrete Masonry Units, ASTM, USA, 7p. ASTM C 332, 1987, Lightweight Aggregates for Insulating Concrete, ASTM, USA, 5p. ASTM C 597, 1998, Standard Test Method for Pulse Velocity through Concrete, Annual Book of ASTM Standards, Easton, MD, USA, 4p. ASTM C 618, 1994, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete, Annual Book of ASTM Standards, USA, 15p.
184
ÖZGEÇM Caner Kald , 1984 y nda Zonguldak’ta do du. lkö retimini 1998 y nda Gazi lkö retim Okulu’nda tamamlad . Orta ö renimini 2002 y nda Mehmet Çelikel Anadolu Lisesi’nde tamamlad . 2003 y nda girdi i Eski ehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi aat Mühendisli i Bölümünde 2003-2004 y llar aras nda ngilizce haz rl k e itimi ald ve 2008 y ndan Eski ehir Osmangazi Üniversitesi aat Mühendisli i Bölümünden mezun oldu. Ayn y l Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü aat Mühendisli i Anabilim Dal ’nda Yüksek Lisans e itimine ba lad .
