Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yapı Malzemesi AGREGALAR Doç. Dr. Metin İPEK Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

AGREGALAR Kum, çakıl, kırmataş, curuf gibi çeşitli büyüklükteki taneli malzemelere agrega denir.

Amerikan standartlarından ASTM D8: agregayı, “Harç veya beton oluşturmak amacıyla bir bağlayıcı madde ile veya temel tabakaları, demiryolu balastlarında, vb. işlerde tek başına kullanılan kum, çakıl, deniz kabuğu, cüruf ya da kırmataş gibi mineral kompozisyonlu granüler (taneli) bir malzemedir” şeklinde tanımlamaktadır.

DİĞER BİR TANIM Agrega (Kum-Çakıl) : Doğal, yapay veya her iki cins yoğun mineral malzemesinin genellikle 100 mm'ye kadar çeşitli büyüklüklerdeki kırılmamış ve/veya kırılmış tanelerinin bir yığınıdır.

NASIL ELDE EDİLİR? Agregalar doğada, doğal olarak bulundukları gibi iri taş parçalarının konkasör adı verilen taş kırma makinelerinde kırılması sonucunda da elde edilebilirler.

Agregalar bağlayıcılar yardımıyla beton yapımında kullanılırlar ve betonun yaklaşık %70-75’ini oluştururlar. Bitümlü yol kaplamalarının ağırlıkça % 90-95, hacimce %75-85’ini agregalar oluşturmaktadırlar. Agregaların özellikleri kendisinden yapılan betonun özelliklerine de aynen yansır. Yani kendi özellikleri iyi olan agrega ile yapılan betonun özellikleri de iyi olmaktadır.

Çimento hamuru ile agrega arasındaki bağlantı fiziksel ve mekanik özellik taşır. Bu bağlantıya “aderans” adı verilir. Agreganın çimento ile genellikle kimyasal etkileşime girmesi istenmez. Agrega taneleri, çimento hamurunun zamana bağlı olarak gösterebileceği hacim değişikliği (büzülme-genleşme) ve buna bağlı olarak oluşabilecek çatlakları azaltır, sert ve yüksek dayanımları nedeniyle betonun çevre koşullarına dayanıklılığını ve dayanımını artırır.

Beton karışımlarında agrega dayanımı yüksek ise kırılma çimento hamuru ve özellikle çimento hamuru, agrega yüzeyinde oluşur.

Eğer agrega zayıf ise; kırılma agrega içinde oluşur.

Eğer agrega zayıf ise; kırılma agrega içinde oluşur.

AGREGA ÇEŞİTLERİ Agregalar genellikle doğal ve yapay olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır.

DOĞAL AGERGALAR Çıkarıldıkları Yere Göre Akarsu yatakları (Dere agregaları), Taş Ocağı agregaları Deniz, Buzul, Teras agregası olarak gruplandırılır.

Dere Agregaları Akarsu yataklarındaki agrega ocakları en çok rastlanan ve genellikle en fazla arzu edilen kaynaklardır. Çünkü : Parçalar genellikle yuvarlaktır. Akıntı dolayısıyla agregalar ufalanmakta ve uygun bir granülometriye sahip olmaktadır. Sürüklenme sırasında meydana gelen aşınmalar zayıf parçaların ufalanarak kısmen elenmesini sağlamaktadır. Doğal agregalardan en iyi malzemeler derelerden elde edilendir. Bunlar, temiz düzgün tanelerden oluşur. Kompasiteleri yüksek olduğundan beton dayanımına etkileri fazladır.

TAŞ OCAĞI AGREGALARI (MICIR) Kırmataş ve kırmakum’a mıcır adı verilir. Konkasörde elde edilen agreganın irisine kırmataş incesine de kırma kum denir.

Deniz Agregaları Bunlar tekdüze taneli ve genellikle ince malzemelerdir. Deniz kenarındaki midye, istiridye kabukları bazı durumlarda sorun çıkarırlar. Bunlar agreganın yerleşmesini güçleştirir. Tane dayanıklılığını düşürür, bazen de düşük dayanımlı taneler oluştururlar.

Buzul Agregaları Buzul depoziteleri kuzey paralel dereceleri ile yüksek rakımlarda bulunmaktadır. Bunlar, buzul depoziteleri, gerçek ve nehir buzul depozitleri olmak üzere ikiye ayrılırlar. Gerçek buzul depoziteleri akarsu hareketlerine maruz kalmadıklarından çok fazla üniformluluk gösterirler. Dolayısıyla beton agregası olarak kullanılmaya elverişli değildirler. Nehir buzulu depozitelerinde ise, genellikle uygun agrega malzemesi elde edilebilir.

Teras Agregaları Yamaç birikintileri dik ve yüksek yamaçlardan kayan ve kopan kaya parçalarının dip kısımda birikmesiyle meydana gelir.

YAPAY AGREGALAR Yapay agregaların bir diğer adı da sanayi ürünü agregalarıdır. İkinci bir işlem sonucu beton yapımında kullanılır hale getirilebilir. Bunlar yüksek fırın curufu, uçucu kül veya yüksek fırın curuf kumu sanayi ürünü olan kırılmış veya kırılmamış yoğun yapılı agregalardır. Yapısal, fiziksel ve şekilsel değişiklikler gösterir. Özel amaçlar için ihtiyaç duyulduklarından, kullanılma yerleri sınırlıdır.

MICIR NUMARALARI VE ÇAPLARI Mıcır Üzerinde kaldığı elek çapı (mm) Geçtiği en küçük elek çapı (mm) 1 No 4 12 2 No 24 3 No 30 4 No 40

Genel olarak yapay agregalar gözenekli bir yapıya sahip olduklarından ses ve ısı yalıtımı ile hacimleri bölme amacıyla üretilen betonlarda kullanılır. Bu agregalar arasında kırılmış kiremit veya tuğla, rende talaşı, hızar talaşı vb. sayılabilir. İyi kalite tuğlaların kırıklarıyla yapılan beton yangına karşı dayanıklı olur.

Önemli Yapay Agregalar Yüksek fırın cürufu; Demir üretmek amacıyla demir oksitin yüksek fırın olarak adlandırılan fırınlarda yüksek sıcaklıklara tabi tutulması işleminde yan ürün olarak elde edilmektedir.

Yüksek Fırın Curufu

Genleştirilmiş Perlit Bünyesinde %2-6 kadar su bulunduran gri renkli bir kayadır. Bu kaya kırılarak, 800-1150 C sıcaklıklardaki pişirme işlemine tabi tutulduğunda, genleşerek 10-30 kat hacim büyümesi göstermektedir. Hacmin artması ile adeta patlamış mısır gibi, taneli, ve çok düşük yoğunluğa sahip beyaz renkli bir malzeme elde edilmektedir. Hafif agrega olarak yalıtım amaçlı kullanılmaktadır.

Genleştirilmiş perlit Birim hacim ağırlığı: 60-70 kg/m3

Kullanıldığı Yerler Isı izolasyonlu hafif betonlar, şaplar, sıvalar, çimento veya alçı bağlayıcılı bölme duvarları, asma tavanlar, çok yüksek sıcaklığa dayanıklı, yanmayan, yangın önleyen prefabrike plakalar, hazır harçlar, briketler, tuğlalar, kiremitler.

Genleştirilmiş Kil Kil, döner fırında 1000-1200 C sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutulduğunda, sıcaklık nedeniyle açığa çıkan gazların bir miktarının malzeme içerisine hapsolmuş olmalarından dolayı genleşme olmaktadır. Böylece, yoğunluğu 1,4-1,8 t/m3 olan hafif ve taneli bir malzeme elde edilmektedir. Hafif beton üretiminde kullanılmaktadır.

Genleştirilmiş Kil

Genleştirilmiş Kil

Birim Ağırlıklarına Göre Sınıflandırma a) Hafif Agregalar: b) Ağır Agregalar: c) Normal Agregalar:

Hafif Agregalar Birim ağırlığı 2,4 ton/m3 ten küçüktür ve hafif beton elde etmek için kullanılırlar. Bu agregaları sünger taşı, (Ponza bims), volkan tüfleri, diyatomit, yüksek fırın cürufu ve genleştirilmiş kil, perlit, şist vb. isimler altında sıralayabiliriz.

Hafif Agregalar

Ağır Agregalar İhtiyaca göre ağır beton elde etmek için kullanılırlar. Birim ağırlıkları 2,8 ton/m3 ten büyüktür. Örneğin, doğal ağır agregalar arasında barit, manyetit, hematit, limonit sayılabilir. Yapay ağır agregalara ise, demir ve çelik hurdasını örnek verebiliriz.

Normal Agregalar Birim ağırlıkları 2,4-2,8 ton/m3 arasında olan agregalardır. Uygulamada en çok kullanılan agrega çeşididir.

Boyutlarına Göre Sınıflandırma a) İnce agregalar (kum): b) İri agregalar (çakıl ): c) Karışık (Tüvenan) Agregalar:

İnce Agregalar (Kum) Doğal kum, kırma kum veya bunların karışımından elde edilen 4 mm çaplı elekten alta geçen malzemelerdir.

İri Agregalar (Çakıl ) Kırmataş, çakıl veya bunların karışımından elde edilen ve 4 mm çaplı eleğin üstünde kalan malzemelerdir.

Yuvarlak Köşeli

Karışık (Tüvenan) Agregalar Doğal agrega ocağından doğrudan doğruya elde edilen elenmemiş ince ve iri agrega karışımıdır. Standartlar ve şartnameler zorunlu kalmadıkça karışık agrega kullanılması istenmemektedir.

AGREGALARDA ARANILAN ÖZELLİKLER Agregalar, sert, sağlam aşınmaya dayanıklı su etkisiyle yumuşamayan ve dağılmayan, donmaya karşı dayanıklı olmalıdır. Çimento bileşenleriyle zararlı bileşikler meydana getirmemeli ve donatının korozyona karşı korunmasını tehlikeye düşürmemelidir. Tane büyüklükleri ve dağılımı kullanım amacına uygun olmalıdır. Agregaların şekilleri ve yüzey dokusu iyi olmalıdır. Çakıllarda ana kaya az boşluklu olmalıdır. Çakıllarda yabancı madde oranı olarak, toprak % 5, kömür % 1, Kil ise ; iri agregada % 0,25 , ince agregada % 5, Silt ise,%1 den fazla olmamalıdır.