malzemenİn kİmyasal Özellİklerİ...gevşek birim ağırlık tayini için, agrega, kap içerisine...

Malzeme

Laboratuvarı

Öğretim Üyesi:

Prof.Dr.Serkan SUBAŞI

Prof.Dr.Serkan SUBAŞI 2

Agregaların fiziksel özellikleri

Agreganın Su Emme Kapasitesinin ve Mevcut Nemlilik

Durumunun belirlenmesi;

Wdyk = Agreganın "doygun, yüzey kuru"

durumundaki ağırlığı,

Wk = Agreganın "tamamen kuru" durumdaki

ağırlığı'dır.


Agregaların Su Emme Kapasitelerine

Dair Yaklaşık Değerler


Mevcut Nem Durumu

Betonda kullanılacak agregadan alınan

numunenin önce mevcut halindeki (yani,

numuneye hiç bir işlem uygulanmadan)

ağırlığı bulunur ve daha sonra aynı numune

tamamen kuru duruma getirilerek tartılırsa,

agregadaki mevcut nem durumu aşağıdaki

gibi hesaplanmaktadır:


Mevcut Nem Durumu

Wm = Agrega yığınını temsil eden numunenin hiç

bir işleme tabi tutulmadan (o haliyle) ağırlığı,

Wk = Tamamen kuru duruma getirilmiş

agrega numunesinin ağırlığı'dır.


Agreganın Birim Ağırlığı,

Yoğunluğu, Özgül Ağırlığı

Boşluklu bir cisimde boşluk türleri ve dolu ve boş hacimlerin şematik gösterimi




Malzemenin boşluklarını da içeren birim hacminin ağırlığına, birim hacim ağırlık denir. Bu değerin küçük olması o cismin gözenekli ve boşluklu bir yapıda olduğunu gösterir. Örneğin, polistiren köpük gibi ısı tutucu malzemelerde birim hacim ağırlık en çok 35 kg/m³ gibi bir değere sahip iken, betonarmede bu değer 2400 kg/m³ gibi bir düzeye ulaşır.




Malzemenin boşlukları çıktıktan sonra, cismin

ağırlığının katılar hacmine oranına ise yoğunluk

denir. Her iki büyüklüğün boyutu

(ağırlık/hacim)'dir. Çoğunlukla kg/dm³, g/cm³,

kg/m³ veya t/m³ birimleri kullanılır.

Birim Hacim Ağırlık = Kuru Ağırlık / Toplam

Hacim




Yoğunluk = Kuru Ağırlık / Dolular Hacmi

Agregalarda birim ağırlık gevşek ve sıkışık

biçimde ifade edilir.




Sıkışmış birim ağırlık tayininde, agregalar silindir

şeklindeki bir kap içerisine, her seferinde kabın

yüksekliğinin 1/3'ünü dolduracak şekilde, üç

aşamada doldurulmakta ve her aşamada demir

bir çubukla 25'er defa şişlenerek

sıkıştırılmaktadır.

Gevşek birim ağırlık tayini için, agrega, kap

içerisine bir kürekle doldurulmakta, herhangi bir

sıkıştırma uygulanmamaktadır.




Malzeme Nemlilik Gevşek Sıkışmış

Kum Kuru

Nemli

1.52

1.44

1.68

-

Çakıl Kuru

Nemli

1.59

1.53

1.74

1.65

Karışık Ag. Kuru

Nemli

-

1.72

1.88

-

Kırmataş Kuru

Nemli

1.59

1.46

1.67

1.52

Doğal Agregaların Ortalama Birim Ağırlıkları, t/m³




Özgül ağırlık, agreganın ağırlığının, gerçek

eşdeğer su hacminin ağırlığına oranıdır. Özgül

ağırlığının saptanmasındaki zorluk, gerçek

boşluksuz katı hacminin bulunmasıdır.

Agreganın kökeni hakkında da fikir veren bu

karakteristik, genel olarak 2.4-2.8 arasında

değerler almaktadır. Örneğin; kireçtaşının özgül

ağırlığı 2.66, Bazalt'ın 2.80, Granit'in 2.69,

Kuvars' ın 2,62 dolaylarındadır.




Özgül Ağırlık = maddenin yoğunluğu / suyun yoğ.

= havada kuru ağırlık / eşdeğer su hacminin ağırlığı

Özgül ağırlık, dolu hacme göre hesaplandığı için

daima birim hacim ağırlıktan büyüktür, boşluksuz

bir malzemede birim hacım ağırlık ve yoğunluk

birbirine eşittir. Metrik sistemde yoğunluk ve özgül

ağırlık boyut farkı dışında aynı değerde çıkar.




Maddenin hacmine eşit hacimdeki suyun ağırlığı, o

maddenin su içerisine konulduğunda taşırmış

olduğu suyun ağırlığına eşittir.

Metrik sistemde, maddenin yoğunluğu (birim

ağırlığı), g/cm³ veya t/m³ birimleriyle ifade

edilmektedir. Suyun yoğunluğu ise, 1 g/cm³ veya 1

t/m³'dür. O nedenle, sayısal değer olarak, bir

maddenin özgül ağırlığı, o maddenin yoğunluğuna

eşittir, özgül ağırlık, birimsiz olarak ifade

edilmektedir.


Agregada Hakiki (veya, mutlak)

Özgül Ağırlık Sh=Ws/Vs

Ws, agreganın tamamen kuru (fırında

kurutulmuş) ağırlığıdır. Vs, agregadaki katı

kısımların hacmidir. Su geçirgen ve su geçirmez

boşlukların hacmi Vs'ye dahil edilmemektedir.

Vs'yi tayin edebilmek için, önce, agrega

dövülerek toz halinde getirilmekte ve

boşlukların hacmi ortadan kaldırılmaktadır.

Bu tür hesaplanan özgül ağırlık değeri,

beton teknolojisinde kullanılmamaktadır.


Agregada Hakiki (veya, mutlak)

Özgül Ağırlık

Agreganın özgül Ağırlık Özeliğini Açıklamak Amacıyla

Geometrik Olarak Gösterilişi (Taranmış bölge agreganın su

geçirgen boşluklarındaki suyu göstermektedir.)


Agregada Görünen Özgül Ağırlık

Ws, agreganın tamamen kuru ağırlığıdır.

Agrega hacmi olarak kuru agreganın

hacmine eşit hacimdeki suyun ağırlığı

(yani, kuru agrega su içerisine batırıldığı

zaman kendi hacmi kadar taşırabileceği

suyun ağırlığı) kullanılmaktadır.


Agregada Kuru Özgül Ağırlık

Ws, agreganın tamamen kuru ağırlığıdır.

Agrega hacmi olarak, katı maddenin

hacminin yanısıra, su geçirgen ve su

geçirmez boşlukların tümünün hacimleri

de hesaba katılmaktadır.


Agregada DYK Özgül Ağırlık

Agrega ağırlığı olarak, hem katı maddelerin

ağırlığı, hem de, doygun durumdaki agreganın

içerisindeki suyun ağırlığı hesaba katılmaktadır.

Hacim olarak ise, katı maddelerin hacminin

yanısıra, tüm boşlukların hacmi de

kullanılmaktadır.


Agregada Özgül Ağırlık

Yukarıdaki tanımlara göre bulunan özgül ağırlık

değerleri karşılaştırıldığında, sıralamanın şu

şekilde olduğu görülmektedir:

Sh > Sg > Sdyk > Sk

Beton teknolojisinde en çok kullanılan özgül

ağırlık türleri, agreganın kuru özgül ağırlığı veya

doygun-yüzey kuru özgül ağırlığıdır.

Betonda kullanılan normal ağırlıklı agregaların

özgül ağırlıkları 2.5 -2.7 mertebesindedir.


Agregada Özgül Ağırlık

Malzeme Birim ağırlık (A)

g/cm3

Özgül ağırlık (S)

Tuğla 1,2-1,8 2,5-2,7

Sert taşlar 2,5-2,7 2,5-3,0

Yumuşak taşlar 2,0-2,5 2,5-2,7

Ahşap 0,4 - 0,9 1,5-1,7

Bazı malzemelerin birim ağırlık ve özgül ağırlıkları


Agregaların Donmaya Karşı

Dayanıklılığı Bu konuda değişik deney yöntemleri vardır.

Bunlardan biri don etkisini benzeştiren,agregayı

kristalleşince hacmi artan Na2S04 veya MgS04

eriyiği içinde bırakarak yapılan deneydir. Deney

örneğine hazırlanan tuzlu eriyik emdirilir, sonra

kurutulur. Kuruma sırasında kristalleşme olur. Bu

işlem 5 defa tekrarlanır. Na2SO4 eriyiğinin içinde

belirli koşullarda, belirli süre tutulan agrega

tanelerinin, eleme sonucu parçalanıp ayrılan

tane yüzdeleri tüm malzemenin kum için % 15,

çakıl için % 18'ini aşmamalıdır.


Agregaların Aşınmaya Dayanımı

Yol ve hava alanları, kaldırım, döşeme betonlarında, dolu savaklarda vb. yerlerde kullanılan malzeme sürekli darbe, sürtünme ve aşınma etkilerinin altındadır. Malzemenin bu etkilere dayanabilmesi için yapımında kullanılan iri agreganın aşınmaya ve darbeye karşı dayanıklı olması gerekir. Bu amaçla agrega üzerinde en çok "Los Angeles" aşınma deneyi yapılır.



İlk olarak A.B.D.'nin Los Angeles şehrinde uygulanan, bu deneyde kullanılan alet 71.1 cm çapında ve 50.8 cm uzunluğunda, çelik saçtan yapılmış ve yatay ekseni etrafında dakikada 30-35 devir yapan bir silindirdir. Silindir içinde bir raf ve belirli sayıda küresel top (47.4 mm çapında ve 390.45 gr ağırlığında) vardır. Silindir içine belirli ağırlıkta, belirli granülometride agrega konulur.



Los Angeles aşınma

cihazı


Agregaların Aşınmaya Dayanımı Alet ekseni etrafında 100 ve 500 devir

yaptıktan sonra deneye son verilir. Deney

sırasında taneler ve küreler birbirine

çarparak parçalanıp, ufalanırlar. Deney

sonunda silindirden alınan malzeme No.

12 (1.6 mm)'lik elekten elenir. Bu eleğin

üstünde kalan malzeme Pu ağırlığında ise,

aşınma yüzdesi “U” şöyle bulunur :


Los Angeles Deney Karışımları

ve Koşulları

Elek Göz Boyutları A B C D

40 - 25 mm arası

25 - 20 mm arası

20 - 12.5 mm arası

12.5 - 10 mm arası

10 - 8 mm arası

8 - 5 mm arası

5 - 2.5 mm arası

%25

%25

%25

%25

-

-

-

-

-

%50

%50

-

-

-

-

-

-

-

%50

%50

-

-

-

-

-

-

-

% 100

Agrega miktarı: P (kg) 5 4.55 3.3 2.5

Küre sayısı 12 11 8 7



“U” ne kadar küçük ise, agreganın

aşınmaya karşı o kadar büyük dayanımı

vardır. ASTM standartlarına göre bu kayıp

yüzdesinin, beton agregasında 100 devir

için en fazla %10'u, 500 devir için % 50' yi,

yol agregası için 500 devirde % 30'u

geçmemesi istenir.


Agregaların Darbe Dayanımı

Agrega darbe katsayısı, agreganın şok veya

darbeye karşı direnci için bağıl bir ölçüdür.

Agrega darbe katsayısının 30 dan büyük

çıkması anormal bir sonuç olarak

değerlendirilir.

Standart agrega darbe katsayısı tayin deneyi,

14 mm deney eleğinden geçip 10mm deney

eleği üzerinde kalan malzemeye uygulanır.


Agregaların Darbe Dayanımı

Agrega darbe

dayanımı test

cihazı


Agregaların Darbe Dayanımı Çekiç; birer saniyelik aralarla agrega

üzerine 15 defa düşürülür. Sıkıştırma işleminin sonunda, sıkışmış agrega bir tepsinin içine aktarılır. Standart deneyde, tepsi içindeki bütün malzeme 2,36 mm. BS deney eleğinden bir dakika içinde elek üzerinde kalan malzemenin kütlece % 1 'inden daha fazla malzeme geçmeyinceye kadar elenir.

Elek üzerinde kalan ve elekten geçen malzeme 0,1 gram duyarlıkla tayin edilir.


Agregaların Darbe Dayanımı Elek üstünde kalan ve elekten geçen malzeme kütlesinin

toplamı ile numune ilk ağırlığı arasındaki fark bir gramdan fazla olduğu takdirde deney, yeni bir numune üzerinde tekrarlanır ve ilk sonuç dikkate alınmaz.

Ufalanan malzeme kütlesi ile toplam malzeme kütlesi arasındaki oran virgülden sonra birinci ondalıklı ve yüzde olarak verilir.

Ufalanma yüzdesi = B x 100

A

Burada;

A = Kuru malzeme kütlesi (g)

B = Ufalanan malzemeyi ayırmak için kullanılan elekten geçen malzemenin kütlesi (g) dır.

Yapılan iki deneyin ortalaması, en yakın tam sayıya yuvarlatılır ve agrega darbe değeri olarak verilir.


Agregaların Darbe Dayanımı Örnek: Agrega darbe dayanımını belirlemek üzere 14 mm’lik elekten

geçen numuneler darbeleme aletine konarak 15 defa darbe etkisine maruz bırakılmıştır. Daha sonra 2,36 mm’lik elekten elenmiştir. Deney sonucunda elde edilen veriler aşağıda verilmiştir. Bu sonuçlara göre agrega darbe dayanımı değerini hesaplayınız?

Miktarlar (gr) 1.Deney 2.Deney 3.Deney

Deney uygulanan malzeme Miktarı

422,5 422,5 422,5

Elek üzerinde kalan malzeme miktarı

334,5 342,4 338,7

Elekten geçen malzeme miktarı

88,3 78,7 83,2

Agrega Darbe Değeri (%) 20.89 18.62 19.69


Agregalarda Zararlı Madde ve

Taneler Agrega içinde bulunabilen zararlı maddelerin bir

kısmı bağlayıcı maddenin ayrışmasına veya genişlemesine neden olarak betonun parçalanmasına yol açar. Diğer bir kısmı ise agrega ile çimento hamuru arasında kuvvetli bir aderansın oluşmasına engel olarak beton dayanımını düşürür.

Şeker ve benzeri maddelerin betonun prizini geciktirici etkileri vardır. Nitrat gibi tuzlar, donatının korozyonuna yol açabilen olumsuz etkiler yapabilir.

Bazı agregaların içinde ise yumuşak, dayanımı zayıf taneler bulunabilir ki bu da beton dayanımını olumsuz yönde etkiler.


Agregalarda Organik Maddelerin

Bulunması Bir çok organik maddenin çimentoların prizi ve

sertleşmeleri üzerinde olumsuz etkileri vardır. Bu

zararlı etki, organik maddelerin hidrofob (suyu

iten) olması ve bunların çimentoda hidrate

kristallerin oluşmasına engel olması ile meydana

gelir. Agregada organik maddelerin fazla

miktarlarda bulunması beton dayanımının çok

fazla düşmesine neden olabilir. Ayrıca betonun

renk değişimine neden olabilir. Kömür ve

benzerlerinde olduğu gibi bazıları şişerek beton

yüzeyinde patlamalar yaratabilir.



Bulunması Daha çok ince agregalarda bulunabilen organik

madde varlığı renklendirme deneyi ile anlaşılır. 1

İt suya 30 gr NaOH konulmak suretiyle

hazırlanan sodyum hidroksit eriyiği, bir cam

mezürün 100'üncü taksimatına kadar doldurulan

agreganın üzerine dökülür. Mezür 160 'inci

taksimatına kadar doldurulur ve içindekiler

dökülmeyecek şekilde çalkalanır. Bundan sonra

24 saat hareket ettirilmeden beklenir. Bu süre

sonunda eriyiğin aldığı renge göre şu sonuçlar

çıkartılır :



Bulunması

Eriyik Rengi Organik Madde Agreganın

Kullanımı

Renksiz veya çok

hafif sarı

Hiç yok veya çok az

var

Kaliteli beton

üretiminde

kullanılabilir

Safran sarısı Az miktarda var Normal işler için

uygun

Belirgin kırmızı Var Önemsiz işlerde

kullanılabilir

Belirgin kahverengi Çok var Kullanılmaz


Agregalarda Kil ve Silt'in Bulunması

Agregalarda tane yüzeyine yapışan kil, şilt ve

taşunu gibi kolloidal yapılı, tanelerin fazla

miktarda bulunması betona şu yönlerden

zararlıdır:

a) İri agrega ve çimento hamuru arasındaki bağı

(aderansı) zayıflatır.

b) Yoğurma suyunun miktarını artırır.

c) Su ile ilişkileri hacim değişikliklerine yol açar.

d) Çimentonun hidratasyonunu geciktirir.

e) Betonda büzülmeyi (rötreyi) artırır.



Bazen kıl, topak halinde bulunur. Kil

topakları üzerine yapışan kum zerrecikleri

bunları gizlerler. Bunlar avuç içinde

ezilince, avuca yapışma durumundan ve

kokusundan kil oldukları anlaşılır. Kil

topaklan betonun hacimsel kararlılığını, su

alıp şişmeleri nedeniyle bozarlar. Ayrıca

hiç mukavemetleri olmadığından beton

içinde boşluk gibi davranırlar.



Belirli miktar malzeme alınarak, kurutulur ve tartılır.

Bulunan ağırlık P0 olarak kaydedilir. Kum belirli

hacimdeki bir kaba konur ve üzerini kaplayacak şekilde

su dökülür. Kap 15 saniye bu şekilde sarsılır. Sonra kum

tabakasının üstündeki su boşaltılır. Bu su içinde kolloidal

taneler bulunduğundan bulanıktır. Kaba tekrar su

koyularak deney tekrarlanır. Bu işleme, boşaltılan su

berrak oluncaya kadar devam edilir. Bu durum elde

edilince kaptaki kum 110 °C de kurutulup, tartılır. P1

bulunan ağırlık ise kil ve şilt oranı aşağıdaki şekilde

hesaplanır : P0-P1

P0


ELEK ANALİZİ VE GRADASYON

Elek seti ve

elek sarsma

makinesi



Agrega yığını (agrega numunesi) içerisindeki

tanelerin büyüklüklerine göre dağılımına,

"gradasyon (veya, granülometri)" denilmektedir.

Gradasyonunun saptanmasında amaç; agrega

numunesinin içerisindeki taneler, büyüklüklerine

göre, belirli boy gruplarına ayırılmaktır. Her boy

grubunda agrega tanelerinin toplam ağırlıkları

bulunarak, tüm agrega yığının (numunenin)

içerisinde ne oranda yer aldıkları

belirlenmektedir.



Agrega numunesindeki tanelerin değişik boyutlarda olması, sabit bir hacim içerisinde yer alan agrega taneleri arasında daha az boşluk bulunmasına (doluluk oranının artmasına) yol açmaktadır.

İyi bir gradasyona sahip ve yoğunluğu yüksek olan agregalarla yapılan beton, daha yüksek dayanıma sahip ve daha ekonomik bir beton olmaktadır.


ELEK ANALİZİ SONUÇLARININ

GÖSTERİLMESİ Standard

Elekler

Elek Üzerinde

Kalan Miktar

Elek Üzerinde

Kalan Miktar

Elek Üzerinde

Kalan Yığışımlı

Miktar

Elekten

Geçen

Miktar

mm gr % % %

63.0 0 0.0 0.0 100.0

31.5 5200 26.0 26.0 74.0

16.0 2220 11.1 37.1 62.9

8.0 4580 22.9 60.0 40.0

4.0 1780 8.9 68.9 31.1

2.0 2020 10.1 79.0 21.0

1.0 1200 6.0 85.0 15.0

0.5 1400 7.0 92.0 8.0

0.25 1020 5.1 97.1 2.9

kap 580 2.9 100.0

TOPLAM 20000


Gradasyon Eğrisi

Elek analizi sonuçlarını daha kolay inceleyebilmek

için, eleklerden geçen agrega yüzdelerinin yarı

logaritmik ölçekli bir grafikle gösterilmesi alışılmış

bir uygulama durumundadır.

Böyle bir grafikte, dikey eksen, eleklerden geçen

agrega yüzdelerini belirtmektedir. Yatay eksen ise,

küçükten büyüğe doğru mm olarak elek

boyutlarını göstermektedir. Dikey eksen için

normal ölçek kullanılmaktadır. Grafiğin yatay

ekseninde ise logaritmik ölçek kullanılmaktadır.


Gradasyon Eğrisi

Elek Analizi Sonuçlarının "Gradasyon Eğrisi" ile

Gösterilmesi


TS 802’ye Göre Agrega Tane Dağılımı

Beton yapımı için "uygun" veya "iyi" olarak kabul edilen agrega gradasyonu, taze betonun karılması, taşınması ve yerleştirilmesi işlemlerinde, iri ve ince tanelerin ayrışımına (segregasyona) neden olmayarak, betonun üniform olmasını sağlayan, betonda istenilen düzeydeki işlenebilmenin ve yoğunluğun elde edilebilmesine yol açan agrega tane dağılımıdır.

malzemenİn kİmyasal Özellİklerİ...gevşek birim ağırlık tayini için, agrega, kap içerisine...

Documents