Sakarya Üniversitesi İnş. Müh. BETON KARIŞIM HESABI Doç. Dr. Metin İPEK Sakarya Üniversitesi İnş. Müh.

ÖRNEK BETON KARISIM HESABI ÖRNEK BETON KARIŞIM HESABI BİLİNENLER Sakarya Karasu’da betonarme liman inşaatı için beton üretilecektir. Projede elemanlara yoğun olarak tuzlu su etkisi vardır (Etki sınıfı: XS 3) Donma çözülme yoktur. Projedeki beton sınıfı C30/37’dir. Taşıyıcı eleman en dar boyutu 30 cm’dir. Donatılar arası en küçük aralık 5 cm’dir. Döşeme derinliği 15 cm ve paspayı 4 cm’dir. İki tip kırmataş ve doğal kum kullanılacaktır. Çimento tipi CEM I 42,5’tir. Akışkanlaştırıcı katkı kullanılacaktır.

BETON KARISIM HESABI KARIŞIM HESABI İÇİN BİLİNMESİ GEREKENLER Beton üretiminde kullanılması istenen malzemelerin özellikleri deneylerle belirlenmiş olmalıdır. Özellik I. Mıcır II. Mıcır Kum Yoğunluk (gr/cm3) (D.K.Y.) 2,65 2,70 Su emme (%) 0,5 1,0 Döküm günündeki stok nemi (%) 0,2 2,5 Çimento Yoğunluğu 3,15 kg/dm3’tür.

BETON KARISIM HESABI 1. Dmaks Seçimi Dmaks değeri; En dar kesitin 1/5’inden az; 30/5=6 cm=60 mm’den az, Projedeki donatılar arası en küçük temiz açıklığın 3/4'ünden az; 50x3/4= 37,5 mm’den az, Döşeme derinliğinin 1/3’ünde az; 150/3=50 mm’den az, Paspayı tabakasından az; 40 mm az olduğundan Dmaks =32 mm seçilmiştir.

BETON KARISIM HESABI 2. Agrega Granülometrisinin Seçilmesi Dmaks =32 mm’ye göre A-B eğrisi arasında B eğrisine yakın olacak şekilde agrega karışımı ayarlanmalıdır. (TS 802) Bu örnek için I. Kırmataş %25, II. Kırmataş %25 ve Kum %50 olarak karışım oranları bulunmuştur.

3. Su/Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Dayanıma göre; C30/37 için hedef basınç dayanımı (fcm) = 36 Mpa (silindir) (TS 802, Çizelge 5). s/ç= 0,46 (TS 802, Çizelge 6 enterpolasyon = 0,438)

3. Su/Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Dayanıklılığa göre; Etki sınıfı= XS 3 (TS 206, Çizelge 1).

3. Su/Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Dayanıklılığa göre; Etki sınıfı= XS 3 (TS 206, Çizelge 1). s/ç= 0,45, C35/45, En az Çimento= 340 kg/m3 (TS 206, Çizelge F.1)

3. Su/Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Dayanıklılıktan dolayı proje deki beton sınıfı C35/45 olarak değiştirilmiş ve yeniden s/ç hesaplanmıştır. Dayanıma göre; C35/45 için hedef basınç dayanımı (fcm) = 43 Mpa (TS 802, Çizelge 5). s/ç= 0,39 (TS 802, enterpolasyon )

3. Su/Çimento Oranının (s/ç) Seçilmesi Dayanıklılığa göre; Etki sınıfı= XS 3 (TS 206, Çizelge 1). s/ç= 0,45, C35/45, En az Çimento= 340 kg/m3 (TS 206, Çizelge F.1) Dayanıma göre; C35/45 için hedef basınç dayanımı (fcm) = 43 Mpa (TS 802, Çizelge 5). s/ç= 0,39 (TS 802, Çizelge 6) küçük olan seçildi.

4. Su Miktarının (s) Seçilmesi Su miktarı TS 802 Şekil 11’e göre Kırmataş agrega ile kimyasal katkı kullanılmadan ve hava sürüklenmemiş betonun su miktarı belirlenir. Betonda katkı kullanarak işlenebilirlik seviyesi 15-18 cm olacaktır. Bu nedenle katkısız çökme miktarı 3-6 cm alınır. Su miktarı= 192 kg/m3

5. Çimento Miktarının (s) Seçilmesi Çimento miktarı, s/ç oranı ve su miktarı bulunduktan sonra matematiksel işlem yardımıyla bulunabilir. s/ç= 0,39 … Su miktarı= 192 kg/m3 Çimento miktarı= 192/0,39= 492,30 kg/m3

6. Hava Miktarının Seçilmesi Hava miktarı, TS 802 Şekil 13’e göre hava sürüklenmemiş beton için hava miktarı belirlenir. Hava miktarı= %1,5, 1 m3 için 15 dm3

7. Agrega Miktarının Bulunması Agrega miktarı betonu oluşturan çimento, su ve hava miktarlarının yoğunluklarına bölünmesi ve 1000 dm3 (1 m3) çıkarılması ile bulunur. Agrega= 1000-((492,30/3,15)+192+15)=636,71 dm3 I. Mıcır= 636,71x0,25x2,65= 422 kg/m3 II. Mıcır= 636,71x0,25x2,65= 422 kg/m3 Kum = 636,71x0,50x2,70= 860 kg/m3

8. Katkı Miktarının Belirlenmesi Katkı miktarı, normal betonlar için genellikle çimento ağırlığının %1-1,5 oranında kullanılmaktadır. Katkı üreticisi firmanın talimatlarına uymak daha doğru sonuçlar vermektedir. Katkı için herhangi bir oran belirtilmemişse %1 tercih edilebilir. Çimento miktarı= 492,30 kg/m3 Katkı miktarı= 492,30x0,01=4,92 kg/m3 Akışkanlaştırcı katkıların %80-90 içeriklerinin su olması nedeniyle kullanılan katkı miktarı sudan düşülebilir. Özellikle yüksek dozajda katkı kullanıldığında mutlaka katkı miktarı düşülmelidir. Su= 192-4,92= 187,08 kg/m3

9. Su ve Agrega Miktarının Düzeltilmesi Beton karışım suyu çimentonun kimyasal reaksiyonu ve agregaların yüzeylerinin ıslatılarak işlenebilirlik için kullanılmaktadır. Ancak mevcut haliyle suya doygun olmayan diğer bir değişle kuru olan agregalar karışım suyundan emerek doygun kuru yüzey haline gelmektedir. Bu durumda hesaplanan karışım suyu yetersiz gelecek ve istenilen çökme değerine erişileyemeyecektir. Diğer taraftan agregaların yüzeyinde su bulanabilir(ıslak agrega), bu durumda da karışım suyuna agregalar vasıtasıyla su eklenmiş olacaktır. Bu durumda da karışım suyu fazla gelerek ayrışmaya neden olacaktır.

9. Su ve Agrega Miktarının Düzeltilmesi Sonuç olarak karışım hesaplamalarında agregaların doygun kuru yüzey oldukları kabul edilmektedir. Agregaların stok halindeki su içerikleri belirlenmeli ve DKY durumu için su düzeltilmesi yapılmalıdır. I. Mıcır = 422x(0,005-0,002)= 1,27 kg/m3 su gerekli II. Mıcır= 422x(0,005-0,002)= 1,27 kg/m3 su gerekli Kum= 860x(0,025-0,010)= 12,90 kg/m3 su fazla Toplam ilave su: 10,36 kg

9. Su ve Agrega Miktarının Düzeltilmesi Agregaların stok halindeki su içerikleri belirlenmeli ve DKY durumu için su düzeltilmesi yapılmalıdır. Agregalar mevcut durumları ile tartılarak alındığında ve kuru bir agrega ise su emerek DKY durumuna geldiğinde ağırlığı hesaplanan ağırlıktan fazla olacaktır. Bu nedenle emeceği su miktarı kadar agrega eksiltilmelidir. Agregaların DKY’den daha fazla su içermesi durumunda tersi yapılmalıdır. Düzeltilmiş Agrega Miktarları II. Mıcır= 422-1,27= 420,73 kg/m3 Kum = 860+12,90= 847,10 kg/m3 Düzeltilmiş su = 176,72 kg/m3

SONUÇ Sonuç olarak C35/45 betonun 1 m3 için bileşenler aşağıdadır. Çimento= 492,30 kg/m3 Su= 176,72 kg/m3 Katkı= 4,92 kg/m3 I. Mıcır= 422,73 kg/m3 II. Mıcır= 422,73 kg/m3 Kum= 847,10 kg/m3 Teorik birim ağırlık= 2367 kg/m3

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Laboratuvarda karışım hesabına göre deneme betonları üretilmektedir. Bu betonlar üzerinde yapılan işlenebilirlik ve dayanım testleri sonucunda karışım hesabının uygunluğu test edilmektedir. İstenilen beton özellikleri elde edilemiyor ise karışımı oluşturan malzemelerin kalitesi özellikleri ve karışım hesabı gözden geçirilmelidir.

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Deneme karışımına karışım hesabı sonucu bulunan suyun tamamı katılmamalıdır. Karışımın işlenebilirliği gözlemlenerek su yavaş yavaş katılmalı istenelen işlenebilirlik seviyesi oluştuğunda su arttıysa artan miktarı tartılarak not edilmeli ve karışım, bu artan su miktarına göre yeniden düzenlenmelidir. İşlenebilirliğin istenilen seviyenin altında olması durumunda ise deneme karışımına tecrübelere dayanarak su veya akışkanlaştırıcı ilavesi yapılarak istenilen işlenebilirlik seviyesi getirilmelidir. Eklenen su miktarı tartılarak not edilmeli ve karışım, ilave edilen su miktarına göre yeniden düzenlenmelidir.

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Örnek: Yapılmış olan karışım hesabına göre laboratuvarda 20 dm3’lük deneme betonu hazırlanmıştır. Karışımın işlenebilirliğin istenilen seviyeye getirebilmek için karışıma 100 gr su ilavesi yapılmıştır. Buna göre karışımı yeniden düzenleyiniz? 1 m3 C35/45 betonu 20 dm3 (0,020 m3) C35/45 betonu Çimento= 492,30 kg/m3 Çimento= 9,85 kg Su= 176,72 kg/m3 Su= 3,54 kg Katkı= 4,92 kg/m3 Katkı= 0,098 kg I. Mıcır= 422,73 kg/m3 I. Mıcır= 8,450kg II. Mıcır= 422,73 kg/m3 II. Mıcır= 8,450kg Kum= 847,10 kg/m3 Kum= 16,940kg

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Deneme karışımında genellikle karşılaşılan durumların başında işlenebilirlik gelmektedir. İstenen işlenebilirlik Deneme karışımı sonucu

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Deneme karışımı su miktarı= 3,54+0,100= 3,64 kg Laboratuvarda üretilen betonun taze birim hacim ağırlığı 2340 kg/m3 bulunmuştur. Buradan üretilen betonun gerçek hacmi hesaplanır; Vg = Toplam malz ağır.(teorik ağır.) / taze birim hacim ağır. Teorik ağırlık= 492,30+4,92+422,73+422,73+847,10+176,72+0,100x50 = 2372 kg Bu değer yukarıda bulunan birim ağırlığa bölünerek gerçek beton hacmi bulunur; Vg = 2372 / 2340 = 1,014 m3

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Deneme karışımı su miktarı= 3,54+0,100= 3,64 kg 20 dm3 için 0,100 kg su gerekirse 1 m3 için X X= 5 kg (1m3 için ilave edilecek su miktarı) Su= 176,72 +5=181,72 kg/m3 s/ç= 0,39

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi 1,014m3 betondaki malzeme miktarları bilindiğine göre 1 m3 için orantı yardımıyla beton bileşimi hesaplanır; 1 m3 beton için gerçek malzeme miktarları: Çimento: 492,30/1,014= 485,50 kg Su; 181,72/1,014 = 179,20 kg I. No mıcır: 422,73 /1,014 = 416,90 II. No mıcır: 422,73 / 1,014= 416,90 Kum : 847,10 / 1,014 = 835,40 Katkı : 4,85 Gerçek birim ağırlık : 2340 kg

Deneme Betonu Üretimi ve Karışımın Yeniden Düzenlemesi Sonuç olarak 1 m3 C35/45 betonu için bileşenler aşağıdadır; Çimento: 485,50 kg Su: 179,20 kg I. No mıcır: 416,90 kg II. No mıcır: 416,90 kg Kum : 835,40 kg Katkı : 4,85 kg

SERLEŞMİŞ BETON SONUÇLARI Üretilen betonlar en az 6 adetlik numune kalıplarına(standart silindir veya küp) yerleştirilip sıkıştırılır, üzeri düzeltilip etiketlendikten sonra laboratuvarda uygun bir yere bırakılarak ertesi gün/ veya 2 gün sonra numuneler kalıplarından çıkarılarak sabit sıcaklıktaki kür havuzuna bırakılırlar. Beton numuneler 28. günde çıkarılıp kurutulduktan sonra sabit yükleme hızında pres altında basınç deneyi yapılarak basınç dayanımları bulunur.

SERLEŞMİŞ BETON SONUÇLARI Bulunan basınç dayanımlarının ortalaması alınarak istenen sınıf dayanımını sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir. (TS EN 206) Ortalama dayanım ≥fck + 4 MPa En düşük dayanım ≥fck – 4 MPa olmalı Buna göre; C35/45 betonu için, Ortalama değer; silindir numuneler 39 MPa, küp numuneler için 49 MPa olmalı. En düşük değer; silindir numunelerde 31 MPa, küp numunelerde 41MPa olmalı.

SERLEŞMİŞ BETON SONUÇLARI Eğer dayanım sonuçları bu değerleri sağlamışsa beton reçetesi (bileşimi) yukarıda bulunan miktarlar olarak belirlenir. Eğer dayanım sonuçları düşük çıkmışsa; *çimento bir miktar artırılıp aynı hacimde agrega azaltılır, veya * Akışkanlaştırıcı katkı oranı biraz artırılıp kıvam korunarak su azaltılır, Beton bileşimi buna göre düzenlenerek son şekil verilir.