Yeni Beton Teknolojileri ve Duumlrabilite Oumlncelikli

Uygulamalar

Prof Dr Mehmet Ali TAŞDEMİR

İTUuml İnşaat Fakuumlltesi

GAZİANTEP BUILDEAST 04102018

NEDEN BETONARME

bull Betonla ccedilelik donatının ısıl genleşme

katsayıları hemen hemen aynı

bull Betonla ccedilelik arasında ccedilok iyi bir aderans

(yapışma) var

bull Betonarmede basınccedil gerilmelerini beton

ccedilekme gerilmelerini ccedilelik karşılar

bull Beton ccedileliği korozyona karşı korur

bull Beton ccedileliği yangına karşı bir suumlre korur

2

Bir yapı iccedilin zorunlu aşamalar

1Yapı Tasarımı Yer seccedilimi zemin etuumlduuml sistem

seccedilimi projelendirme projenin detaylandırılması

2 Malzeme seccedilimi ve denetimi Malzeme davranışı seccedililen malzemenin amaca uygun olup olmadığı kullanılan malzemelerde kalite denetim suumlreci (Betonda succedilimento oranı min ccedilimento dozajı)

3 İnşaat suumlreci Tasarımla uyumlu bir yapı uumlretim teknolojisi montaj ve işccedililik

4 Bakım ve Onarım suumlreci

5 Denetim

3

SERTLEŞMİŞ BETON

bull Projede oumlngoumlruumllen dayanımı guumlvenle sağlamalı

bull Dış etkilere dayanıklı olmalı

- Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli

- Donma-ccediloumlzuumllme etkilerine dayanmalı

- Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı

- Kendi iccedilindeki (ccedilimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar goumlrmemeli

Roumltre (Buumlzuumllme) ve şişme sınırlı olmalı Geccedilirimsizlik Deniz suyuna dayanıklılık Yuumlksek sıcaklıklara dayanıklılık Aşınmaya dayanıklılık

4

MUumlHENDİS

DAYANIMI DAYANIKLILIĞI

SUumlRDUumlRUumlLEBİLİRLİĞİ

EKONOMİYİ FONKSİYON VE

ESTETİĞİ BİRLEŞTİRMELİ

5

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

NEDEN BETONARME

bull Betonla ccedilelik donatının ısıl genleşme

katsayıları hemen hemen aynı

bull Betonla ccedilelik arasında ccedilok iyi bir aderans

(yapışma) var

bull Betonarmede basınccedil gerilmelerini beton

ccedilekme gerilmelerini ccedilelik karşılar

bull Beton ccedileliği korozyona karşı korur

bull Beton ccedileliği yangına karşı bir suumlre korur

2

Bir yapı iccedilin zorunlu aşamalar

1Yapı Tasarımı Yer seccedilimi zemin etuumlduuml sistem

seccedilimi projelendirme projenin detaylandırılması

2 Malzeme seccedilimi ve denetimi Malzeme davranışı seccedililen malzemenin amaca uygun olup olmadığı kullanılan malzemelerde kalite denetim suumlreci (Betonda succedilimento oranı min ccedilimento dozajı)

3 İnşaat suumlreci Tasarımla uyumlu bir yapı uumlretim teknolojisi montaj ve işccedililik

4 Bakım ve Onarım suumlreci

5 Denetim

3

SERTLEŞMİŞ BETON

bull Projede oumlngoumlruumllen dayanımı guumlvenle sağlamalı

bull Dış etkilere dayanıklı olmalı

- Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli

- Donma-ccediloumlzuumllme etkilerine dayanmalı

- Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı

- Kendi iccedilindeki (ccedilimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar goumlrmemeli

Roumltre (Buumlzuumllme) ve şişme sınırlı olmalı Geccedilirimsizlik Deniz suyuna dayanıklılık Yuumlksek sıcaklıklara dayanıklılık Aşınmaya dayanıklılık

4

MUumlHENDİS

DAYANIMI DAYANIKLILIĞI

SUumlRDUumlRUumlLEBİLİRLİĞİ

EKONOMİYİ FONKSİYON VE

ESTETİĞİ BİRLEŞTİRMELİ

5

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Bir yapı iccedilin zorunlu aşamalar

1Yapı Tasarımı Yer seccedilimi zemin etuumlduuml sistem

seccedilimi projelendirme projenin detaylandırılması

2 Malzeme seccedilimi ve denetimi Malzeme davranışı seccedililen malzemenin amaca uygun olup olmadığı kullanılan malzemelerde kalite denetim suumlreci (Betonda succedilimento oranı min ccedilimento dozajı)

3 İnşaat suumlreci Tasarımla uyumlu bir yapı uumlretim teknolojisi montaj ve işccedililik

4 Bakım ve Onarım suumlreci

5 Denetim

3

SERTLEŞMİŞ BETON

bull Projede oumlngoumlruumllen dayanımı guumlvenle sağlamalı

bull Dış etkilere dayanıklı olmalı

- Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli

- Donma-ccediloumlzuumllme etkilerine dayanmalı

- Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı

- Kendi iccedilindeki (ccedilimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar goumlrmemeli

Roumltre (Buumlzuumllme) ve şişme sınırlı olmalı Geccedilirimsizlik Deniz suyuna dayanıklılık Yuumlksek sıcaklıklara dayanıklılık Aşınmaya dayanıklılık

4

MUumlHENDİS

DAYANIMI DAYANIKLILIĞI

SUumlRDUumlRUumlLEBİLİRLİĞİ

EKONOMİYİ FONKSİYON VE

ESTETİĞİ BİRLEŞTİRMELİ

5

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SERTLEŞMİŞ BETON

bull Projede oumlngoumlruumllen dayanımı guumlvenle sağlamalı

bull Dış etkilere dayanıklı olmalı

- Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli

- Donma-ccediloumlzuumllme etkilerine dayanmalı

- Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı

- Kendi iccedilindeki (ccedilimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar goumlrmemeli

Roumltre (Buumlzuumllme) ve şişme sınırlı olmalı Geccedilirimsizlik Deniz suyuna dayanıklılık Yuumlksek sıcaklıklara dayanıklılık Aşınmaya dayanıklılık

4

MUumlHENDİS

DAYANIMI DAYANIKLILIĞI

SUumlRDUumlRUumlLEBİLİRLİĞİ

EKONOMİYİ FONKSİYON VE

ESTETİĞİ BİRLEŞTİRMELİ

5

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

MUumlHENDİS

DAYANIMI DAYANIKLILIĞI

SUumlRDUumlRUumlLEBİLİRLİĞİ

EKONOMİYİ FONKSİYON VE

ESTETİĞİ BİRLEŞTİRMELİ

5

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Agrega tane boyut dağılımı

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Boşlukların azaltılması

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Eğer betonarme bir yapı dış yuumlklere karşı

yeterli dirence sahip ise uzun suumlreli

performansı dayanımla birlikte

bullCcedilevresel etki sınıfına

bullSuEtkin bağlayıcı oranına

bullEtkin başlayıcı miktarına

bullBağlayıcı tuumlruumlne

bullPas payının kalınlığına ve kalitesine

bullUygun ve yeterli kuumlre bağlıdır

9

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Oumlnemli konular

1 Duumlrabilite oumlncelikli tasarım yapılırsa dayanım da sağlanır

2 Betonda dayanım 93 guumlvenlik (risk sadece 7)

Maks Succedilimento

Min Dozaj

Standartlara uygun agrega (TS EN 12620)

3 Karışım tasarımında kirecin bağlanması esastır

4 İşlenebilir ve pompalanabilir bir beton

5 Buumlyuumlk kesitli duumlşey elemanlar ve derin temeller gibi kuumltle betonlarında

sıcaklık kontrolluuml beton doumlkuumlmuuml (Termal ccedilatlaklara ve DEFrsquoe karşı)

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Oumlnemli konular (devam)

6 Vibrasyon Kolonlarda toprak ve ccedilekirdek perdelerinde yeterli vibrasyon

(pompa başına en az iki adet aktif ccedilalışan vibratoumlr bir de yedek)

7 Erken yaş ccedilatlaklarına karşı oumlnlem [plastik roumltre Plastik oturma ve

kısıtlanmış (engellenmiş) roumltre]

8 Ayrışmaya karşı oumlnlem oumlzellikle duumlşey elemanların alt boumllgelerinde ve

ccedilekirdekte gereken oumlnlemler

9 Toprak perdelerinde oumlzellikle yatay ve duumlşey derzlerde doğru yalıtım

10 Aşırı sehimlere karşı yeterli ve uygun dikmeler

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Oumlnemli konular (devam)

11Birleşim boumllgelerinde temizlik ve ccediliping (puumlruumlzlendirme)

12 Otoparklar gibi bruumlt kalacak beton yuumlzeylerinin boşluksuz ve iyi bir goumlruumlnuumlme sahip olması

13 Toprak perdelerinin yatay ve duumlşey derzlerinde yalıtım yapılması (şişen bant veya su tutucu bant)

14 Onarım ayrışma vb yuumlzeysel kusurlar uygun bir şekilde onarılmalı

15 Kısa kolondan sakınılması yetersiz filiz boyu etriye ve ccedilirozların sıklaştırılması etriye ve ccedilirozların uygun bir biccedilimde yerleştirilmesi

16 Binalarda kaba inşaat bittikten sonra ince iş gecikecek ise en uumlstten bazı şaftlar ve dilatasyon derzleri yağışa karşı geccedilici bir şekilde kapatılarak yalıtılmalıdır

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

EN 206-1

bull Hizmet Verme (Kullanım) Oumlmruuml uygun bakım yapılması

şartıyla yapıda kullanılan beton performansının

yapının performans şartlarını sağlamaya uygun

seviyede tutulduğu suumlre

1 Beton bileşenleri iccedilin sınırlar

2 Performansa dayalı tasarım youmlntemleri (belirlenmiş beton

oumlzellikleri)

Zaman

Servis oumlmruuml

Alt limit

Performans

Başlangıccedil

13

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

BETONUN DUumlRABİLİTESİ

bull Basınccedillı su geccedilirimliliği kılcal su

emme ve buhar geccedilirimliliğine karşı

geccedilirimsiz beton

bull Duumlşuumlk succedilimento oranı

bull Bakım ve kuumlre oumlzen

bull Temas yuumlzeyinin guumlccedillendirilmesi

14

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Başlıca Mekanizmalar ve Oluşan Hasarlar

bullKarbonatlaşma nedeniyle oluşan donatı korozyonu

bullKlor iyonu yayınımına bağlı donatı korozyonu

bullASR

bullDonma-ccediloumlzuumllme ve

bullOrtamdaki kimyasalların etkisiyle oluşan hasar

15

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Betonarme yapıdaki duumlrabilitenin

arttırılması aşağıdaki etkenlere bağlıdır

(a) Ccedilevresel etkilerin uygun seccedilimi

(b) Uygun tasarım ve detaylandırma

(c) Hem beton hem de betonlama işlerinin

youmlnetimi iccedilin uygun şartname

(d) Şartnameye uygun taze beton sevkiyatı

(e) Yerinde iyi işccedililik oumlzellikle paspayının

yeterliliği iccedilin ccedilaba

16

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

- Karbonatlaşma Ca(OH)2 +CO2 CaCO3 + H2O

Normal beton pH= 12-13

Karbonatlaşan beton pH= 8-9

- Kloruumlrler Başlıca kloruumlr kaynakları

Cl HCl Beton karışım suyu

Agregalar

Priz hızlandırıcı bazı katkılar

Ccedilimento

Ccedilevre

Buz ccediloumlzuumlcuumller

Pasivasyon tabakası tahrip olur

KOROZYON BAŞLAR

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Korozyonun başlaması ve devam etmesi

Donatı etrafında

1) Oksijen

2) Su bulunması ile olasıdır

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

bull Donatının bir koruyucu ile kaplanması

bull Korozyona uğramayan bir donatı

bull Katodik koruma

bull Beton yuumlzeyinin yalıtılması

bull Betonda inhibitoumlrlerin kullanılması

bull Su itici katkıların kullanılması

Korozyonun Oumlnlenmesi

Succedilimento oranı olabildiğince duumlşuumlk geccedilirimsiz beton

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

BETONDA KARBONATLAŞMA

Karbonatlaşmaya bağlı korozyon

iccedilin başlıca oumlnlem

bull Suetkin bağlayıcı oranı lt 040

(bu kriter birccedilok şartnamede)

Bu oran ccedilimento iccedileriğinden

daha oumlnemli [F Moro F Hunkeler P Nygaard and S Cuchet

2014] [F Moro and S Cuchet 2015]

21

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

10 sodyum suumllfat iccedileren bir zemindeki betonun hasarına

ccedilimento iccedileriğinin ve ccedilimentodaki C3Arsquonın ortak etkisi

(Verbeck1968)

C3A iccedileriği ()

Cement content

225 kgm3

310 kgm3

390 kgm3

Ccedilimento İccedileriği

C=225 kgm3 SCcedil = 074

C=310 kgm3 SCcedil = 051

C=390 kgm3 SCcedil = 042

22

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Korozyon hasarı

Başlangıccedil İlerleme

Zaman

Hasar

Cl- ve CO2

taşınımı

Rutubet sıcaklık

vd ccedilevresel etkilere

bağlı olarak fiziksel

hasar oluşumu

Depasivasyon

23

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Kabuledilen duumlzey

Zararlı iyonların

geccediliş hızı (CO2 ve Cl-)

duumlşuumlktuumlr

Korozyon başlamayabilir

ve

yayılma hızı duumlşuumlktuumlr

Yuumlksek kaliteli

betonarme

bull Duumlşuumlk porozite

bull Yeterli paspayı

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

24

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Duumlşuumlk kalite

bull Yetersiz pas payı

bull Yuumlksek geccedilirimlilik

ve ccedilatlaklar

Korozyon hızla başlayabilir

ve yayılma yuumlksek hızla olur

Zararlı iyonların

geccediliş hızı

yuumlksektir

Ccedilelik ccedilubuk

Ha

sa

r

Zaman

Kabuledilen

duumlzey

25

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Kabuledilen duumlzey

Yapıya oturtulmuş

anot yuumlzeyi

Sisteme duumlşuumlk

voltaj uygulanır Korozyon durur ve

yeniden başlamaz

(Oumlnlem)

Hasar

Zaman

Korozyon

oumlnlenmiş

Korozyon durmuş

26

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

DONMA CcedilOumlZUumlLME ETKİSİ

İstanbulrsquoda donma-ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı

[wwwhavaturkiyecom]

27

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ankararsquoda Donma-Ccediloumlzuumllme

Yıllara goumlre 0ordmCrsquo nin altındaki guumln sayısı [wwwhavaturkiyecom]

60

70

80

90

100

110

120

130

140

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

Nu

mb

er o

f d

ays

bel

ow

0 C

0 d

ays

per

yea

r

Years

Average 116

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Geccedilmişte İstanbulrsquoda Kış

İstanbul ndash Bebek 1954

29

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

150 kez donma-ccediloumlzuumllme ccedilevrimi

uygulanmış betonlar

bull Hava suumlruumlklenmemiş

bull Succedilimento oranı

yuumlksek

n Hava suumlruumlklenmiş

n Succedilimento oranı

duumlşuumlk

30

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

31

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

32

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Betonun servis oumlmruuml

Ccedilatlaklar ve boşluk yapısı Gaz and su geccedilirimliliği

Malzemeler

Karışım

tasarımı

Zaman

Katkılar

Beton

Dayanıklı

beton

33

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

bull Kontrol karışımında ccedilimento miktarı

400 kgm3

bull Betonun doumlkuumllduumlğuuml temelin derinliği 45 m

bull Beton hacmi

- PCcedilrsquoli betonu 144 m3

- UCcedilrsquolibetonu 147 m3

- OumlYFCrsquolu beton 212 m3

bull Sıcaklık yuumlkselmesi - PCcedilrsquoli betonu 1350C100 kg PCcedil

- UCcedilrsquolibetonu 1170C100 kg PCcedil+UCcedil

- OumlYFCrsquolu beton 116 0C100 kg PCcedil+OumlYFC

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

PCcedil + OumlYFC (UK)

PCcedil + UCcedil

PCcedil

B

eto

n s

ıca

klı

ğı

0C

Doumlkuumlmden sonra geccedilen suumlre guumln

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

36

Betonda Sıcaklık Kontroluumlnuumln Oumlnemi

bull Betonda İccedil ndash Dış ve Tabakalar Arası Sıcaklık Farkları

ndash Betonun iccedilindeki sıcaklık 65oCrsquoyi aşmamalıdır

ndash Betonun iccedilindeki ortalama sıcaklık ndash yuumlzey sıcaklığı farkı lt20oC ccedilatlak riski

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

37

Derin Temelde Sıcaklık Oumllccediluumlmleri

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Sıc

aklık (

⁰C)

Zaman (Saat)

Tort 1

Tort 2

Tort 3

Derin Temel 1 2 ve 3 Kademe Ortalama Sıcaklık ve Zaman Eğrileri

Tabakalar arası ortalama sıcaklık farkları le20degC

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Betonun duumlrabilitesi geccedilirimlilik

oumlzeliklerine doğrudan bağlıdır Bu

nedenle geccedilirimlilik-hasar ilişkisine

dayanan makro-duumlzey modellemeleri

beton duumlrabilitesinin niteliksel

değerlendirilmesinde buumlyuumlk oumlnem

taşırlar Ancak beton duumlrabilitesini

niceliksel olarak değerlendirebilmek

iccedilin makro-duumlzey hasar modelleri

kullanılmalıdır 40

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Doğal ve yapay puzolanların beton duumlrabilitesinin

arttırılmasına oumlnemli katkıları vardır Eğer beton

uygun bir şekilde uumlretilmiş ve ona kuumlr

uygulanmışsa duumlrabilitedeki iyileşmeden soumlz

edilebilir Bunun anlamı şoumlyle oumlzetlenebilir

i) amaca uygun malzeme seccedilimi

ii) yuumlksek kaliteli malzemelerin kullanımı

iii) su da dahil olmak uumlzere malzemelerin

uygun bileşimi ve karışımı

iv) minimum su kusma ile sağlanan uygun

sıkıştırma

v) betonun olgunlaşmasını sağlamak iccedilin uygun

kuumlr

vi) ilk sertleşme suumlrecinde beton iccedilindeki yuumlksek

sıcaklık ve sıcaklık farklarından kaccedilınmak 41

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Sertleşmiş ccedilimento hamuru ve betonun belirleyici yapısal oumlzelikleri

uumlccedil farklı duumlzey ve uygun model tuumlrleri ile incelenir

Yapısal Duumlzey

NanoMikro-

Duumlzey

Mezo-Duumlzey

Makro-Duumlzey

Belirleyici Oumlzelikler

Sertleşmiş Ccedilimento

Hamurunun Yapısı

Jel

Boşluklar Ccedilatlaklar

Enkluumlzyonlar Temas

yuumlzeyleri

Yapı Elemanlarının

Geometrisi

Model Tuumlrleri

Malzeme Bilimi

Modelleri

Malzeme

Muumlhendisliği

Modelleri Mekanik

ve Sayısal Modeller

Yapı Muumlhendisliği

Modelleri Malzeme

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ccedilimento Esaslı Kompozitlerin Sınıflandırılması

RPC

SIMCON

DFRCC

HPFRCC

ECC

SIFCON

FRCC

FRC FRM

Ccedilimento esaslı Malzeme

Beton

Harccedil

Ccedilimento pastası

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Normal

Beton

Tane ccedilapı (mm)

Reaktif Pudra Betonlarının (RPC) ve normal betonların granuumllometri

eğrilerinin karşılaştırılması

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Be

ton

Da

ya

nım

ı (M

Pa

)

Yıl

Geccedilen yuumlzyılın sonuna doğru Breen tarafından tahmin edilen beton

dayanımının yılllara goumlre değişimi

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Tek eksenli basınccedilta gerilme-şekil değiştirme eğrileri

a) Cornell Uumlniv b) SINTEF c) Northwestern Uumlniv

Şekil değiştirme Şekil değiştirme Şekil değiştirme

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Ccedilekme şekil değiştirme kapasitesi-basınccedil dayanımı ilişkisi

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

MPa

Basınccedil Dayanımı (fcacute) MPa

Bağıl kırılma enerjisi-basınccedil dayanımı ilişkisi

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ccedilekme dayanımıElastisite moduumlluuml x10-6

Ccedilek

me

şekil

değ

işti

rme

kap

asit

esi

x10

-6

NDB

YDB

YDHB

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

100

80

60

40

20

0 3 56

Puzolanik etki

Mikrofiller etkisi

Ccedilimento hidratasyonu

etkisi

Ba

sın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Referans hamuru

Karbon siyahı hamuru

Mikrosilis betonu

Karbon siyahı betonu

Referans betonu

Yaş Guumln

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ccedilimento hamuru SDrsquoli ccedilimento hamuru

Silis dumanı tanesi

Ccedilimento tanesi

Ccedilimento tanesi

Silis dumanının ccedilimento hamurundaki boşlukları doldurma etkisi (Hijorth 1983)

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Kalker koumlkenli iri agrega iccedileren betonlarda agrega boyutunun

eğilme halinde betonun mekanik davranışına etkisi

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Basınccedil dayanımının agrega konsantrasyonu ile değişimi

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

0

20

40

60

80

100

120

BS 18 BS 25 BS 35 BS 55 BS 75 BS 90

B e t o n S ı n ı f l a r ı

Kuuml

p B

asın

ccedil D

aya

nım

ı M

Pa

Gri Kalker

Kumtaşı

Beyaz Kalker

Bazalt

Beton sınıflarına goumlre basınccedil deneyi sonuccedilları

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Yuumlksek dayanımlı betonların sakıncaları

bull Otojen roumltre hafif agrega

bull Yangında buhar etkisi polipropilen lif

bull Gevreklik ccedilelik tel

(a) 4-8 mm arası hafif agrega (b) 2-4 mm arası hafif agrega

Yuumlksek dayanımlı yarı hafif betonların kesitleri

Yuumlksek

sıcaklıklarda eriyen

polipropilen lifler

buharın boşluklar

yardımıyla dışarı

ccedilıkmasını sağlar

(Walraven 1999)

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

0255075

100125150175200225250275300325

01 02 03 04 05 06 07 08 09 1

Yuumlksek dayanımlıYuumlksek Performanslı

Beton (1980 ve 1990 lı yıllar)

Reaktif Pudra Betonu (1995 den sonra)

Normal Dayanımlı Beton (1970 li yıllar)

Succedilimento oranı

800

200

140

100

60

40

20

Basın

ccedil d

ayan

ımı M

Pa

Normal Dayanımlı Beton

(1950 li yıllar)

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

BETONUN EVRİMİ KAPSAMINDA BASINCcedil DAYANIMI-

SUCcedilIMENTO İLİŞKİSİ

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

68

Farklı tel boyutlarının betonda ccedilatlak koumlpruumllenmesine etkisi

Şekil değiştirme

Uzun lif iccedileren beton

Yalın harccedil

Kısa lif iccedileren beton

Uzun lifler

Mikro lifler G

eril

me

Mikro

ccedilatlaklar

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

69

Pmax

L=500mm

S=400mm

50 mm

a=40mm

h=

10

0 m

m

50 mm

)()(

010

ahb

gL

SmW

ahb

WWG

u

F

LVDT

t

F

f

EGRD

Eğilme Deney Duumlzeneği

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Geleneksel CcedilTDBrsquolar iccedilin Ccedilelik tel iccedileriği-

kırılma enerjisi ilişkisi

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15 20 25 30 35 40 45 50

Tel iccedileriği (Vf) kgm3

Oumlzg

uumll

kır

ılm

a e

ner

jisi

(G

F)

Jm

2

Ld=80 Ld=65 Ld=45

Ccedilelik tel iccedileriği Vf (kgm3)

Kır

ılm

a E

nerj

isi

GF (

Jm

2)

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

71

Ccedilelik tel iccedileriğinin beton basınccedil gerilmesi ndash duumlşey şekil değiştirme ilişkisine etkisi

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

72

Yuumlksek performanslı betonlarda lif dayanımının kırılma enerjisine etkisi

14254

21617

1810

5000

10000

15000

20000

25000

Yalın beton Normal dayanımlı lif

iccedileren beton

Yuumlksek dayanımlı lif

iccedileren beton

Kullanılan lifin dayanımı

Kır

ılm

a E

ner

jisi

(N

m)

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

73

Yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonun eğilme davranışının normal harccedil ve geleneksel ccedilelik tel donatılı betonla karşılaştırılması

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

74

Gerilme ndash(CMOD Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı) eğrileri

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

75

Gerilme ndash Sehim eğrileri

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Doumlrt Noktalı Kiriş Eğilme Deneyi

Veri Toplama

Uumlnitesi

Yuumlkleme Ccedilerccedilesi

P2 P2

L

S

L L (S-L)2 (S-L)2

P

Yuumlk ve Sehim Bağlantı

Uumlnitesi

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Sehim (mm)

f ct (

MP

a)

60 kgm3 YDCcedilT ile YDB

80 kgm3 NDCcedilT ile YDB

NDCcedilT ile NDB

0 1 2 3

10

8

6

4

2

0

Farklı tipteki ccedilelik tellerle uumlretilmiş beton

kirişlerin yuumlk-sehim eğrileri

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

79

Ccedilelik tel donatılı betonlar iccedilin şekil değiştirme boumllgeleri

Şekil Değiştirme Boumllgesi Sınır Durumu Sehim (mm)

I (kuumlccediluumlk sehim durumu) KSD δ1 = δ0 + 065

II (buumlyuumlk sehim durumu) TSD δ2 = δ0 + 315

Yuumlk kN

δ0

315

δ1 δ2

065

Sehim mm

75 mm S= 600 mm

750 mm

75 mm

200 200

200

b

h

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Şekil 6 ABBYrsquoye Goumlre Tanımlanan Şekil Değiştirme

Boumllgeleri

Yuuml

k kN

δ0

δ1=δ0+065mm δ2=δ0+315

mmmm

Sehim mm

İlk ccedilatlak

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Eşdeğer Eğilme Ccedilekme Gerilmesi (Nmm2)

2hb

STf

i

i

ieş

i Her bir sınır durumu iccedilin tanımlanan sehim miktarı

(mm)

S Kiriş numunesinin mesnetler arası uzunluğu (mm)

Ti KSD veya TSDrsquoye goumlre yuumlk-sehim eğrisi altındaki alan (Nmm)

bh Kiriş numunesinin kesit alanı (mm2)

Almanya Beton Birliği (ABBY) Youmlntemi

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

82

Narinliği 65 olan ccedilelik tel kullanılan karışımlarda yapılan eğilme deneylerinde kiriş orta noktasına ait tipik yuumlk-sehim eğrileri

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

83

Yalın beton ve farklı oranlarda ccedilelik tel iccedileren betonların yuumlk-sehim eğrilerinin şematik goumlsterimi

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

84

Lineer elastik ndash Lineer şekil değiştirme sertleşmesi sergileyen cisim

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

KS

D iccedilin

(f e

ş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC6560

RC 5530

Linear (RC

8060)Linear

(RC6560)Linear (RC

5530)

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

RC 8060

RC 6560

RC 5530

Linear (RC

8060 )Linear (RC

6560)Linear (RC

5530)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

25 kgm3 35 kgm3 45 kgm3

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

Farklı beton sınıfları iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği K

SD

iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80 20 kgm3 35 kgm3

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Farklı sccedil oranları iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

1

2

3

4

5

015 025 035 045 055 065

wc=045

wc=065

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Ld = 80

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Farklı tel narinlikleri iccedilin KSDrsquona goumlre

eşdeğer eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi

grafiği (Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

KS

D iccedil

in (

f eş) I

MP

a

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Farklı tel narinlikleri iccedilin TSDrsquona goumlre eşdeğer

eğilme dayanımı ndash ccedilelik tel hacmi grafiği

(Bayramov ve diğ)

0

1

2

3

4

020 030 040 050 060 070

Ld = 80Ld = 60Ld = 45

zz

TS

D iccedilin

(f e

ş) I

I M

Pa

Ccedilelik tel hacmi (Vf)

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

0000

0140

0280

0421

0561

20

35

50

55

80

Narinlik (Ld) Lif hacmi (Vf) kgm3

Ko

mp

ozi

t a

rzu

edili

rlik

(D

)

65

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

20 35 50

55

80

0094

0187

01870281

0374

0468

0531

0559

Nar

inlik

(L

d)

Lif hacmi (Vf) kgm3

65

D=0561

Ld=722

Vc=409 kgm3

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

93

Alman Beton Birliği

CcedilTDBrsquolar iccedilin performans sınıflarına bir oumlrnek

C 3037 F 0907 XC4 Burada C betonu

30 Nmm2 olarak 28 guumlnluumlk silindir ve

37 ise aynı guumlndeki kuumlp basınccedil dayanımını

F 0907 (KSDTSD)

şekil değiştirme boumllgesi I iccedilin 09rsquoluk tek eksenli ccedilekme

dayanım sınıfındaki CcedilTDBrsquou

şekil değiştirme boumllgesi II iccedilin 07rsquolik dayanım

sınıfındaki CcedilTDBrsquou

XC4 ise EN 206-1rsquoe goumlre tekrarlı ıslanma kurumada

ldquokarbonatlaşmardquo ccedilevresel etki sınıfına karşı gelmektedir

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

94

CcedilTDBrsquoda II deformasyon boumllgesinde tek eksenli

ccedilekme dayanımı ile ccedilelik tel iccedileriği ilişkisi

CcedilT

DB

Ccedile

km

e D

aya

nım

ı N

mm

2

Ccedilelik tel iccedileriği kgm3

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

95

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN CcedilELİK TEL DONATILI BETONLAR

Ccedilelik lif iccedileriğinin ve inceiri agrega oranının kendiliğinden yerleşen betonun yayılma ccedilapına etkisi

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

96

Kendiliğinden yerleşen lifli hafif betonlarda lif tipi ve iccedileriğinin yayılmaya etkisi

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

97

PUumlSKUumlRTME BETONLARINDA CcedilELİK TEL KULLANIMI

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

O

A

B

C

D

eğri altındaki alan = tokluk

(kırılma enerjisi) (joule)

500 mm

600 mm

600 mm

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

98

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA KUumlR ETKİSİ

Yuumlk-sehim eğrilerine kuumlr koşullarının ve lif hacminin etkileri

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

99

Kuumlr koşullarının etkisi

(a) Standart su kuumlruuml uygulanan numuneler (b) 200oC sıcaklıkta kuumlr uygulanan numuneler

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

1 Eğilme deneyinde kırılmanın olduğu yerde goumlruumlntuuml

analizlerinin alınacağı duumlzlem hazırlanır

A - A

P

A

A

A

A

lifler

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

2 (a) Liflerin goumlruumlnebilir olması iccedilin duumlzlem aseton ile temizlenir yuumlksek

ccediloumlzuumlnuumlrluumlkluuml kamera ile goumlruumlntuumller alınır

(b) Uygun bir goumlruumlntuuml analiz programı ile parlak kısımlar seccedililmiş ve

goumlruumlntuuml ikili (binary image) hale getirilir

(c) Beton iccedilinde bazı agregaların da parlamasından dolayı

goumlruumlntuumllerden lif olmayan parccedilalar manuumlel olarak ccedilıkarılır ve

goumlruumlntuumllerdeki her bir parccedilacığın boyutu koordinatları goumlruumlntuuml işleme

programları ile belirlenir

(a) (b) (c)

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

a

P

A lif

A Lif oumllccediluumllen

3 Goumlruumlntuumldeki parccedilacıkların liflerin izduumlşuumlmleri olduğu esas alınarak

youmlnelme accedilıları belirlenir ( =goumlruumlntuumldeki parccedilacık boyulif uzunluğu)

bullLiflerdeki youmlnlenmenin 90deg olması liflerin yuumlkleme doğrultusuna dik

olduğu yani kırılma duumlzleminde etkili olarak ccedilalışabileceği anlamına

gelir

bullTersi durumda yani 0deg lif youmlneliminde ise liflerin yuumlkleme doğrultusuna

paralel olduğu etkili olarak ccedilalışmadığı anlamına gelir

Lif Dağılım ve Youmlnlenmesinin Belirlenmesi

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

103

CcedilELİK TEL DONATILI BETONLARDA LİF YOumlNLENMESİ

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15N

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C075H

0

10

20

30

40

5090

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

C15H

Betondaki uzun liflerin youmlnlenmelerinin dağılımı

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Davranışı 104

Ccedilelik Tel Donatılı Betonların Uygulama Alanları

Prefabrike Elemanlar

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

105

SONUCcedilLAR

bull Belirli bir tel narinliği iccedilin ccedilelik tel iccedileriği arttıkccedila yutulan enerji ve suumlneklik artar

bull Duumlşuumlk tel hacim oranı ve duumlşuumlk tel narinliği hariccedil eğrinin yuumlkselen kolunda şekil değiştirme pekleşmesi inen kolunda şekil değiştirme yumuşaması ve sonuccedilta tipik yuumlksek performanslı ccedilimento esaslı kompozit malzeme davranışı

bull Ccedilelik telin narinliği arttıkccedila daha yuumlksek eşdeğer eğilme dayanımı değerleri

bull Succedilimento oranı veya kuumlr koşulları da buumlyuumlk oumlneme sahip

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

106

bull Telin oumlzelikleri ve miktarı kendiliğinden yerleşen ccedilelik tel donatılı betonların işlenebilmesini olumsuz etkileyebileceğinden bu durum beton tasarımında dikkate alınmalıdır

bull Ccedilelik tel donatılı betonların ccedileşitli uygulama alanları bulunmaktadır ancak yuumlksek performanslı ccedilelik tel donatılı betonlar geliştirildikccedile bu betonların yenilikccedili kullanımlarının daha da artacağı duumlşuumlnuumllmektedir

bull Ccedilelik tel donatılı betonların performans sınıfları beton sınıfı ccedilelik tel iccedileriği ve ccedilelik tel narinliğine bağlı

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB barajların en oumlnemli

uumlstuumlnluumlğuuml zaman ve maliyette

tasarruftur Ayrıca

bull Hızlı İnşaat

bull Buumlyuumlk vibratoumlrluuml silindirlerle

sıkıştırılabilen kuru kıvamlı karışım

bull Duumlşuumlk dozajda ccedilimento kullanımı

bull Karışım iccedilin ccedilok sayıda seccedileneğin

oluşu

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB tasarımında goumlzoumlnuumlnde

bulundurulacak oumlnemli hususlar

bull İnşaat suumlresi malzemeler karışım

oranları fiyatlar tasarım ve inşaat

youmlntemlerinin en uygun

kombinezonu

bull Muumlhendis inşaatı etkileyen tasarım

detaylarını fiyatı ve inşaat suumlresini

goumlzoumlnuumlnde bulundurmalıdır

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSBrsquoların uumlstuumlnluumlkleri bull Ccedilimento miktarı ccedilok duumlşuumlk

bull Mineral katkı (uccedilucu kuumll gibi) kullanımıyla maliyet duumlşmekte

bull Kalıp işccedililiği yok

bull Geleneksel betona goumlre daha buumlyuumlk boyutlu agrega istenilen en buumlyuumlk doluluk iccedilin tasarım

bull Klasik toprak dolgu ekipmanı ile yapabilme olanağı

SSBrsquoların sakıncaları bull Malzeme temini

bull Yağmurlu ve sıcak havalar

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

KULLANILAN BAĞLAYICI BAKIMINDAN

SSBrsquoLARIN SINIFLANDIRILMASI

1 Duumlşuumlk dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

50-100 kgm3

2 Orta dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

100-150 kgm3 (Puzolanik madde

bağlayıcının 30-50rsquosi)

3 Yuumlksek dozajlı SSB Bağlayıcı miktarı

175-315 kgm3

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB KARIŞIMLARININ PRATİK

DEĞERLERİ Duumlşuumlk dozajlı

ccedilimento hamuru

Yuumlksek dozajlı

ccedilimento hamuru

kgm3 m3 kgm3 m3

Ccedilimento

Puzolan (uccedilucu kuumll)

Su

Hava

İnce agrega

60

0

110

0

165

0019

0000

0110

0005

0066

90

150

105

0

0

0029

0059

0105

0005

0000

Toplam ccedilimento

hamuru

335 0200 345 0198

Hamurun yuumlzdesi 14 20 14 20

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

İNŞAAT SUumlRESİ İCcedilİN OumlRNEKLER

Baraj

yuumlksekliği (m)

Beton miktarı

(m3)

İnşaat

suumlresi (guumln)

Stagecoach 46 34 000 37

Galesville 51 161 000 70

100 m yuumlksekliğindeki bir SSB yaklaşık 16 ayda

bitirilmektedir

- Hızlı inşaat halinde 11 ay

- Yavaş inşaat halinde 20 ay

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB BARAJ MALİYETİ

bull Geleneksel beton ağırlığı barajlarına goumlre 25 -

40 daha ekonomik

bull Geleneksel kemer barajlara goumlre 5 -15 ve

bull Kaya dolgu baraja goumlre 0 - 25 daha

ekonomik

Monksville Barajı iccedilin yapılan tahminler

Maliyet (106 $) bull SSB Ağırlık Barajı 181

bull Toprak dolgu barajı 203

bull Oumln yuumlzuuml beton kaplı kaya dolgu barajı 256

bull Geleneksel beton ağırlık barajı 336

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

Ccedileşitli Baraj tiplerinde enkesitlerinin karşılaştırılması

Silindirle sıkıştırılmış beton

Toprak

dolgu

Kaya dolgu

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

bull Otojen hacim değişimi

İlk hacim değişimleri duumlşuumlk

Ccediluumlnkuuml ccedilimento iccedileriği az

bull Sıcaklık Yuumlkselmesi

ASTM Tip II ccedilimentolarının kullanılması halinde 1m3 SSBrsquonın her kilogramı iccedilin 016-0300C sıcaklık yuumlkselmesi

bull Isıl Gerilme Katsayıları

- Duumlşuumlk dayanımlar

28-365 guumlnluumlk dayanımlar (6-13 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 05-08 kgfcm20C

- Yuumlksek dayanımlar

15-30 Nmm2rsquolik dayanımlar iccedilin (36 Nmm2)

Isıl gerilme katsayıları 10-18 kgfcm20C

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

BETON YOL

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB Yeni Bir Alternatif

Farklı şekilde yerleştirilen beton

kaplama

bull Sıfır slump beton

bull Kalıp yok

bull Kayma demiri yok

bull Donatı yok

bull Vibratoumlrle sıkıştırma yok

bull Perdahlama yok

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

SSB Yollar

bull Agregalar hacmin 75-80rsquoini oluşturur

bull SSB karışımları geleneksel betondan

daha fazla ince malzeme iccedileriği daha

az ccedilimento ve su iccedileriği ile daha

kurudur

Geleneksel Beton Yollar

bull Agregalar tipik olarak hacmin 60-

75rsquoini oluşturur

bull SuCcedilimento oranı genellikle 040-045

Malzeme Karışım Oranları

İşlenebilirlik

Serme İşlemi

Sıkıştırma

Yuumlzey Bitirme İşlemleri

Hidratasyon ve Kuumlrleme

Ccedilatlak Oluşumu Yuumlk Transferi ve Kayma Demiri

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol

10 13 15 35 405

Ccedilimento Su Hava İnce Agrega İri Agrega

Geleneksel Beton Yol

11 16 6 26 41

2290

kgm3

2450

kgm3

Hacim olarak

PCcedilB SSB

Geleneksel Beton Yollar - Silindirle Sıkıştırılmış

Beton Yollar

GBY ve SSB iccedilin Erken Yuumlk Taşıma

Kapasiteleri

GBY ve SSB iccedilin Erken Yuumlk Taşıma

Kapasiteleri

SSB Erken Yuumlk Taşıma Kapasitesi

SSB Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Basınccedil dayanımı (28 - 70 MPa)

bull Eğilme dayanımı (35 ndash 70 MPa)

bull Elastisite moduumlluuml (20 - 38 GPa)

bull Yaş Yoğunluk (~2450 kgm3)

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

GBY ve SSB iccedilin Erken Yuumlk Taşıma

Kapasiteleri

GBY ve SSB iccedilin Erken Yuumlk Taşıma

Kapasiteleri

SSB Erken Yuumlk Taşıma Kapasitesi

SSB Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Basınccedil dayanımı (28 - 70 MPa)

bull Eğilme dayanımı (35 ndash 70 MPa)

bull Elastisite moduumlluuml (20 - 38 GPa)

bull Yaş Yoğunluk (~2450 kgm3)

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

GBY ve SSB iccedilin Erken Yuumlk Taşıma

Kapasiteleri

SSB Erken Yuumlk Taşıma Kapasitesi

SSB Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Basınccedil dayanımı (28 - 70 MPa)

bull Eğilme dayanımı (35 ndash 70 MPa)

bull Elastisite moduumlluuml (20 - 38 GPa)

bull Yaş Yoğunluk (~2450 kgm3)

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

SSB Erken Yuumlk Taşıma Kapasitesi

SSB Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Basınccedil dayanımı (28 - 70 MPa)

bull Eğilme dayanımı (35 ndash 70 MPa)

bull Elastisite moduumlluuml (20 - 38 GPa)

bull Yaş Yoğunluk (~2450 kgm3)

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

SSB Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Basınccedil dayanımı (28 - 70 MPa)

bull Eğilme dayanımı (35 ndash 70 MPa)

bull Elastisite moduumlluuml (20 - 38 GPa)

bull Yaş Yoğunluk (~2450 kgm3)

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

Muumlhendislik Oumlzellikleri

bull Yeterli sıkıştırmayı

sağlamak oumlnemlidir

bull Az sıkıştırılırsa

ndash Duumlşuumlk dayanım

ndash Zayıf dayanıklılık

SuCcedilimento Oranı

Basın

ccedil D

aya

nım

ı

Tam sıkıştırılmış beton

Vibratoumlrle sıkıştırılmış

Elle sıkıştırılmış

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

Beton Karışım Tasarımı

bull Optimum nem muhtevası belirlenir

ndash Orta miktarda bir ccedilimento muhtevası kabul

edilir (oumlrneğin 15)

ndash Nemyoğunluk eğrisi oluşturulur

ndash ASTM D1557rsquoe goumlre modifiye proktor

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

2363

2402

2490

2464

2444

2422

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

2480

2500

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Bir

im A

ğırl

ık (

kgm

3)

Su Miktarı ()

Nem-Yoğunluk İlişkisi

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

131

Beton birim ağırlığının azaltılması bull Normal agregaların yerine boşluklu olan doğal

veya yapay hafif agregaların kullanılmasıyla uumlretilen Hafif Agregalı Betonlar

bull Betonun iccedilinde kimyasal veya fiziksel yolla

buumlyuumlk miktarda boşluk oluşturarak uumlretilen Gaz ve Koumlpuumlk Betonlar

bull Betonun ince agregasını ccedilıkarmak yoluyla

uumlretilen Kumsuz Betonlar

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

132

HAFİF BETONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalıtım

betonları

Orta

dayanımlı

betonlar

Taşıyıcı hafif

betonlar

Birim ağırlık (kgm3) 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Dayanım aralığı (07-20 MPa) (7-17 MPa) (17-50 MPa)

Ponza taşı Vermikuumllit Sinterlenmiş uccedilucu kuumll

Agrega tipi Perlit Volkanik cuumlruf

Genişletilmiş cuumlruf

Gaz ve koumlpuumlk betonlar

Genişletilmiş kil veya şist

Kumsuz beton Kumsuz beton(hafif beton)

Diğer hafif betonlar

(Normal beton)

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

133

Hafif beton sınıfları

Hafif Beton Sınıfı Birim Ağırlık (kgm3)

Basınccedil Dayanım Aralığı (MPa)

S1 800 1-7

S2 800-1200 7-10

S3 1000-1400 10-14

S4 1300-1800 14-25

S5 1500-1800 25-40

S6 1800-2000 40-70

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

134

İşlevlerine goumlre hafif betonların sınıflandırılması

Sınıf I II III

Hafif betonun tuumlruuml Taşıyıcı Taşıyıcı ve yalıtım

Yalıtım

Fırın kurusu birim ağırlık (kgm3) lt 2000 Koşul konmamış

Koşul konmamış

Basınccedil dayanımı (MPa) gt 150 gt 35 gt 05

Isı iletim Katsayısı(WmK) - lt 075 lt 030

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

9102018 135

Farklı hafif betonların oumlzelikleri Hafif

betonun tuumlruuml Agreganın

tuumlruuml Agreganın

birim hacim ağırlığı (kgm3)

28guumlnde beton basınccedil dayanımı

(MPa)

Betonun birim ağırlığı (kgm3)

Gaz ve koumlpuumlk beton ndash ndash 14-48 400-600

Kısmen Sıkıştırılmış Genişletilmiş vermikuumllit ve perlit 64-240 05-34 400-1120

Ponza taşı 480-880 14-38 720-1120

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 14-55 960-1520

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 28-69 1120-1280

Genişletilmiş kil veya şist 560-1040 55-83 960-1200

Klinker 720-1040 21-69 720-1520

Kumsuz beton Doğal agrega 1360-1600 41-138 1600-1920

Hafif agrega 480-1040 26-69 880-1200

Taşıyıcı hafif agregalı beton

Genişletilmiş cuumlruf 480-960 103-414 1680-2080

Sinterlenmiş uccedilucu kuumll 640-960 138-414 1360-1740

Genişletilmiş kil ve şist 560-1040 138-414 1360-1840

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

136

Hafif betonların mekanik oumlzeliklerinin karşılaştırılması

Hafif Beton tuumlruuml

Elastisite moduumlluuml (MPa)

Basınccedil dayanımı

(MPa)

Hava kurusu birim ağırlık

(kgm3)

Fırın kurusu birim ağırlık

(kgcm3)

Ortalama rutubet

iccedileriği ()

Perlit 2180 245 780 660 182

Genleştirilmiş polistiren

2060 225 850 810 49

Ponza taşı 3530 460 820 755 86

Gazbeton 2400 400 740 705 40

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

137

Isıl iletkenlik deney duumlzeneği

ısı iletkenlik katsayısı (WmK) Q ısıtıcı plakaya sağlanan elektrik guumlcuuml (Watt) T yuumlzeyler arasındaki sıcaklık farkı (C veya K) l numune kalınlığı(m) A ısıtıcı plaka alanı (m2) dır

TxAx

lxQ

2

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

138

Ponza taşı hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Konuk H)

Beton Kodları HB 09 HB 11 HB 13

Isı İletkenlik Katsayısı () WmK 023 028 036

Isı i

letk

en

lik k

atsa

yısı

(

) W

mK

1

2

Birim ağırlık kgm3

036

028

023

020

025

030

035

040

800 1000 1200 1400

1 = 000035 - 00772

2 = 000027 - 0011

1

2

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

139

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5

Gerccedilek birim ağırlık (kgmsup3) 335 402 978 1404 1606

28 guumlnluumlk kuumlp basınccedil dayanımları (MPa) 033 028 106 244 336

fc= 00023Δ - 06727

R = 097

0

1

2

3

4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık kgm3

Ba

sın

ccedil D

ay

an

ımı

MP

a

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

140

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Orcay EA)

GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GP1 GP2 GP3 KGP

Kuru birim ağırlık (kgmsup3) 271 283 831 1297 1612 20 26 30 16

Isı iletkenlik katsayısı λ(WmK)

0069 0067 0223 0290 0454 0033 0033 0032 0031

λ = 00002Δ + 00175

R = 0990

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık (∆) kgm3

Isı

İletk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

141

Genleştirilmiş polistiren hafif agregası ile gazbetonun karşılaştırılması (Orcay EA)

λ = 000027Δ + 00105

R = 100

0

01

02

03

04

05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Birim Ağırlık(∆) kgm3

Isı İl

etk

en

lik

Ka

tsa

yıs

ı (λ

)W

mK

Gazbeton Soumlnmez ve diğ Bu ccedilalışma

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

142

Perlit hafif agregası ile uumlretilen betonlar (Senem A)

R = 098

0

01

02

03

04

05

06

07

0 500 1000 1500 2000

Birim ağırlık (kgm3)

Isıl

ile

tken

lik

kat

say

ısı

(Wm

K)

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

143

Karakteristik dayanım bakımından gazbetonların sınıflandırılması

Duumlşuumlk Orta Yuumlksek

Basınccedil dayanımı (MPa) Elastisite Moduumlluuml (MPa) Kuru birim ağırlık (kgm3) Isıl iletkenlik (kuru) (WmK)

lt 18

lt 900

200-400

lt 010

18-40

900-2500

300-600

01-014

gt 4

gt 2500

500-1000

gt 014

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

144

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının yoğunlukla değişimi

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

145

Gazbetonun ısıl iletkenlik katsayısının rutubetle değişimi

Rutubet iccedileriği (ağırlıkccedila )

Isıl ile

tkenlik

kats

ayıs

ı (W

mK

)

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

146

CcedilELİK TEL DONATILI KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN HAFİF BETONLAR (Taşdemir MA)

Beton kodu Birim ağırlık

(kgm3)

Silindir basınccedil dayanımı

(MPa)

Elastisite moduumlluuml

(GPa)

Eğilme dayanımı

(MPa)

Kırılma enerjisi (Jm2)

HB 1440 184 125 22 32

CcedilTDHB 1320 125 107 45 3066

00

05

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

Sehim (mm)

Yuuml

k (

kN

)

CcedilTDHB

HB

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

CMA CSM CIO CB1 CB2 CSI

Ccedilimento kgm3 551 546 559 550 550 551

Su kgm3 154 153 156 154 154 154

SuCcedilimento 028 028 028 028 028 028

Suumlper akışkanlaştırıcı kgm3 16 20 18 1536 165 409

Agrega 0-2 mm kgm3 1163 1243 1364 2028 1503 1571

Agrega 2-4 mm kgm3 870 902 696 552 305 228

Agrega 4-8 mm kgm3 1039 927 706 35 751 480

Beton birim ağırlığı kgm3 3793 3820 3447 3334 3278 3012

Hava iccedileriği () 330 47 226 352 358 562

Yayılma (cm) 40 50 47 60 60 50

Betonların gerccedilek bileşimleri (kgm3) ve taze beton oumlzellikleri

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

Karışım

kodu

Silindir

basınccedil

dayanımı

(MPa)

Elastisite

moduumlluuml

(GPa)

Yarma-

ccedilekme

dayanımı

(MPa)

Eğilme

dayanımı

(MPa)

Kırılma

enerjisi

(Jm2)

Lineer

yutulma

katsayısı

() (1cm)

CSM 786 420 69 92 156 0265

CIO 1308 608 84 107 101 0255

CB1 791 339 49 60 72 0244

CB2 579 345 38 50 81 0239

CSI 984 514 72 95 159 0224

CMA 807 510 - 80 156 -

Betonların mekanik oumlzellikleri ve kırılma enerjileri

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 01 02 03 04 05 06 07 08

Yuuml

k

N

Ccedilatlak Ağzı Accedilılma Deplasmanı mm

CIO

CSI

CMA

CSM

CB1

CB2

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

HpGe Dedektoumlr Radyasyon geccedilirimlilik deneyi

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

018

020

022

024

026

028

030

2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000

Lin

eer

yu

tulm

a k

ats

ay

ısı

1c

m

Birim Ağırlık kgm3

Experimental

Theoretical

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152

Sonuccedil

Guumlnuumlmuumlzde beton alıcısı sadece basınccedil dayanımını taze halde iken işlenebilirliğini ve yapının maruz kalacağı ccedilevresel etkileri değil ayrıca kırılma enerjisini kullanılabilirlik ve taşıma guumlcuuml sınır durumlara goumlre kritik gerilmeleri şekil değiştirme kapasitesini birim ağırlığını ısı iletkenlik katsayısını ve yuumlzey oumlzelikleri gibi birccedilok parametreyi bildirerek hazır beton talebinde bulunabilir Ağır beton halinde birim ağırlık linear yutulma katsayısı ve dayanıma goumlre tasarım Her durumda optimum ccediloumlzuumlm

152