teknik notlar

teknik notlar
1




Betonda çiçeklenme
Tünellerde beton yol
kullanımı
Çimento üretiminde
mineral katkılar
Torbalı çimentonun
saklanma koşulları
İLETİŞİM ADRESLERİ
GENEL MÜDÜRLÜK
Hüseyin Bağdatlıoğlu İş Merkezi,
Kaya Sultan Sok. No:97 Kat:5
Kozyatağı 34742 İstanbul
Tel:(0216) 571 30 00
Faks:(0216) 571 30 91
www.akcansa.com.tr
Büyükçekmece Fabrikası
Çanakkale Fabrikası
Ladik Fabrikası
Mahmudiye Beldesi
17640
Ezine/Çanakkale
Tel:(0286) 295 20 00
Faks:(0286) 295 21 99
İskaniye Mah. Akpınar Mevkii
Ladik/Samsun
Tel:(0362) 771 38 16
Faks:(0362) 771 38 19
Mimar Sinan Beldesi
Marmara Cad. P.K.1/3 34900
Büyükçekmece/İstanbul
Tel:(0212) 866 10 00
Faks:(0212) 866 12 00
Çimento Satış ve Pazarlama Noktaları
Kuzey Marmara Bölgesi
Doğu Marmara Bölgesi
Sultan Murat Cad. No:8 Mimar Sinan Beldesi
34900 Büyükçekmece/İstanbul
Tel:(0212) 866 12 61-68
Faks:(0212) 866 12 73-74
Yalova Terminali
Balcı Mevkii SCA Fabrikası Yanı
Kaytazdere Beldesi, Altınova/Yalova
Tel:(0226) 462 97 90-91
Faks:(0226) 462 97 92
Güney Marmara Bölgesi
Kumburun Köyü Mevkii
Ezine/Çanakkale
Tel:(0286) 295 20 00
Faks:(0286) 648 91 86
Yarımca Terminali
Atar Mah. Sahil Cad. Yarımca Limanı
Körfez/Kocaeli
Tel:(0262) 528 50 29
Faks:(0262) 528 20 15
Ege Bölgesi
Orta Karadeniz Bölgesi
Ali Çetinkaya Bulvarı No:34/1 Kat:4 D:402
35220 Alsancak/İzmir
Tel:(0232) 463 67 78
Faks:(0232) 463 44 29
Ladik Ofisi
İskaniye Mah. Akpınar Mevkii
Ladik/Samsun
Tel:(0362) 771 38 18
Faks:(0362) 771 45 89
Aliağa Terminali
Horozgediği Köyü Mevkii, Nemrut Körfezi
Çukurova Çelik Limanı, 35640 Aliağa/İzmir
Tel:(0232) 625 54 28-29
Faks:(0232) 625 54 31
Samsun Ofisi
Atatürk Bulvarı Güzelyalı Mah. 3003 Sok.
Çamkoru Sitesi No:2 Atakum/Samsun
teknik notlar
Betonarme yapılarda çiçeklenme (effloresence) nedir?
Çiçeklenmeye neden olan etkenler
Çimentonun hidratasyonu sonucunda oluşan
Ca(OH)2 (kalsiyum hidroksit)’in ve beton içinde
 Suda çözünen
sülfat, nitrat, klor, krom ve
molibden gibi tuzları içeren yeraltı suyunun yukarı
bulunan veya betona dışardan giren bazı tuzların
zamanla sertleşmiş beton yüzeyine çıkarak
oluşturduğu
beyaz
lekeler
çiçeklenme
hareket ederek, temele ya da beton kaplamaya
geçmesi;
olarak
adlandırılır. Renkli ve brüt betonlarda estetik açıdan
 Standartlara
uygun
olmayan
malzeme
renk kalitesini bozmakla beraber, çiçeklenmenin
betonun dayanımına önemli bir etkisi yoktur.
kullanılması;
Özellikle; yağışlı kış aylarında çiçeklenme daha sık
görülür.
 Yapılarda drenajın yetersiz olması ya da hiç
 Betonun fazla geçirimli olması;
olmaması
 Onarımı yapılmamış çatlaklar
Beton içerisinde çok miktarda bulunan ve suda
çözünen Ca(OH)2 çiçeklenme olayında önemli rol
oynar. Betona yağış ya da zemin yoluyla giren su,
beton içindeki tuzları yüzeye taşıyarak ortaya çıkar.
Ca(OH)2 + CO2
Çözüm önerileri:
 Beton üretiminde su/çimento oranı düşük
tutulmalı, betonun yerleştirilmesi ve sıkıştırılması
uygun yapılarak betonun geçirimliliği azaltılmalıdır.
 Kullanılan karışım ve kür suyunda ve agregalarda
CaCO3 + H2O
çeşitli tuzların bulunmamasına özen gösterilmelidir.
 Beton karışımında, Ca(OH)2'i azaltıcı ve betonun
geçirimsizliğini ve dayanıklılığını artırıcı özelliği olan
Yukarıdaki tepkimede görüldüğü gibi suyun
yardımıyla yüzeye çıkan Ca(OH)2 atmosferdeki CO2
(karbondioksit) ile tepkimeye girerek suda zor
çözünen CaCO3(kalsiyum karbonat)’ı oluşturur.
Böylece, beton yüzeyinde beyaz renkte lekeler
oluşur.
puzolanik katkılar kullanılmalıdır.
Resim 2: Onarım için beton yüzeyi tazyikli su ile
yıkanır, sert bir fırça ile fırçalanır ya da belirli
oranlarda düşük konsantrasyonlu asit çözeltileri
kullanılabilir. Bu uygulama için yeterince deneyim
ve bilgi gereklidir.
Resim 1: Döşemede ve duvarda çiçeklenme
örnekleri
1
teknik notlar
Tünellerde beton yol neden tercih edilmelidir?
Beton asfalta oranla daha yüksek sıcaklıklarda
Ülkemizde son yıllarda ulaşımı kolaylaştırmak
amacıyla birçok tünel yapılmaktadır. Bu nedenle
hasara uğrar ve tahliye-kurtarma çalışmaları için
gerekli süreye izin verir.
proje, inşaat ve malzeme konularında önemli
deneyimler kazanılmaktadır. Tünel yapılarında
yangın yüküne karşı tasarım özellikle Avrupa’da
tünel kazalarında yaşanan acı deneyimlerle çok
daha önemli hale gelmiştir.
Beton yolun asfalt yola oranla maliyet ve yapısal
üstünlükleri konusunda birçok araştırma ve yayın
mevcuttur. Bunların dışında betonun asfalta oranla
en büyük özelliği yangına karşı dirençli olmasıdır.
Bu nedenle, özellikle tünellerde beton yol tercih
edilmelidir. İstanbul’da son yıllarda yapılan
tünellerde de beton yol kullanılmaktadır.
Resim 4: Sıcaklık 750oC’ye yükseldiğinde asfalt
(sol) ve beton(sağ) numunenin karşılatırması
yapılmaktadır. Yangın sonrasında betonun daha iyi
performans sağladığı görülmektedir. 10 m2 asfaltın
yanması sonucu açığa çıkan enerjinin hemen
hemen bir arabanın yanması sonucu oluşan
enerjiye(18000MJ) eşdeğer olduğu bilinmektedir.
Yangın açısından beton yolun üstünlükleri
 Beton yangına dirençlidir ve yangın yükünü
arttırmaz.
Resim 3: Kağıthane-Piyalepaşa Tüneli’nde yol üst
yapısı olarak beton kaplama örneği
 Betonun yangına dayanıklılığı yüksektir ve
Bilindiği üzere asfalt içinde, yanıcı bir malzeme olan
bitüm mevcuttur. Bu malzeme yangın esnasında
 Beton yangına karşı etkili bir koruyucudur,
yangının yayılmasını önler.
güvenli kaçış olanakları ve kurtarma faaliyetlerinde
kolaylık sağlar.
çok kısa bir sürede ve yaklaşık 500oC’de yanmaya
başlamakta ve zehirli gaz meydana getirmektedir.
 Betonda yangın sırasında zehirli gaz çıkışı
Bunun sonucunda asfalt yol yapısal olarak kullanım
dışı kalmaktadır. Böyle bir durum insan hayatını
olmaz.
olumsuz yönde etkilediği gibi kurtarma çalışmalarını
da engellemektedir. Asfaltın yanması yangın
ergimiş parçalar açığa çıkarmaz.
yüküne ilave bir yük katmaktadır. Betonun yangına
dayanıklı oluşu ve toksik malzeme içermemesi
söndürülmesini kolaylaştırır ve yapının göçme
riskini azaltır.
 Beton, yangının yayılmasına neden olabilecek
 Betonun yangın halindeki direnci yangının
yangına karşı güvenliği arttırmaktadır.
2
teknik notlar
Tünellerde beton yol neden tercih edilmelidir?
Yangının beton tünel kaplamasına etkisi:
Betonun, yol kaplaması olarak asfalta, yapısal
Bu duruma çözüm olarak günümüzde özellikle
yüksek dayanımlı betonlarda poliproplen lif
kullanılmaktadır. Bu lifler, yangın esnasında
yaklaşık 150oC civarında
ergimekte ve su
buharının dışarı atılması için gerekli olan dışa açık
tahliye kanallarını oluşturmaktadır.
olarak da çeliğe göre yangın dayanıklılığının daha iyi
olduğu bilinmektedir. Dünyada meydana gelen
tünel yangınlarında, beton tünel kaplamasında
oluşan hasarlar detaylı biçimde incelenmiş ve
yangına karşı betonun daha dayanıklı olması için
pasif önlemler tespit edilmiştir.
Resim 6: Polipropilen lif
Resim 5: Great Belt Tüneli yangını sonrası beton
tünel kaplamasındaki hasar
Yukarıda
belirtilen
tünel
facialarında
Sonuç
Beton, asfalta oranla mekanik ve fiziksel
üstünlükleri dışında yangına karşı dayanıklılığı ile
betonun
basınç dayanımı açısından herhangi bir sorunu
görülmemektedir. Esas sorun düşük geçirimli ve
yüksek dayanımlı beton kullanılan tünel kaplaması
içindeki suyun yüksek sıcaklık nedeniyle
özellikle
ve
su
buharının
dışarı
tercih
edilmektedir.
Beton
yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları ile ideal
bir taşıyıcı yapı malzemesidir. Önümüzdeki yıllarda
ülkemizde de beton yol yapımının giderek artması
genleşmeye maruz kalıp yeterince boşluklu yapı
olmamasından
tünellerde
beklenmektedir.
tahliye
edilememesinden dolayı büyük bir iç gerilmeye ve
sonucunda patlamaya neden olmasıdır.
Tablo 1 : Avrupa’da geçmişte yaşanan büyük tünel yangınları
Beton Basınç
Dayanımı(MPa)
Maks.Sıcaklık
(oC)
Yangın süresi
(saat)
Yangın Etki
Mesafesi(m)
Yangın Etki
Derinliği(mm)
Great Belt(1994)
76
800-1000
7
27
270
Channel(1996)
110
1100
9
50
400
Kayıt yok
1000
50
900
Yapısal yıkım
Tünel
Mont Blanc(1999)
3
teknik notlar
Çimento üretiminde kullanılan mineral katkılar
Çimentonun ana bileşeni klinkerdir. Klinkerin yanısıra çeşitli mineral katkılar bir başka ifadeyle doğal ya da
endüstriyel puzolanlar kullanılarak farklı özelliklerde çimentolar üretilmektedir. Bu çimentolar yapının türü ve
çevresel koşullar gözönünde tutularak tercih edilir. Mineral katkıları kullanmanın betona kazandırdığı uzun
süreli dayanım ve üstün dürabilite gibi olumlu etkiler dışında en önemli yararı CO2 emisyonunu azaltmasıdır.
Tablo 2: CEM II/A-S 42.5 R çimentosunun TS EN 197-1’e göre açıklaması
CEM
II
/
A
-
S
R
42.5
Standart
Çimento
(CEMent)
Ana çimento tipi
basınç
Portland
çimentosu
klinkerinin
oranı
Alt-tip (ikinci ana bileşen)
dayanım
Alt-sınıf
sınıfları
(MPa)
I: Portland Çimento
II:Portland-Kompoze
Çimento
III: Yüksek Fırın Cüruflu
Çimento
IV: Puzolanlı Çimento
V: Kompoze Çimento
A: Yüksek
S: Yüksek fırın cürufu
B: Orta
D: Silis dumanı
C: Düşük
P: Doğal puzolan
Q: Kalsine puzolan
V: Silissi uçucu kül
W: Kalkersi uçucu kül
T: Pişmiş şist
32.5
42.5
N: Dayanım
kazanımı hızı
normal
52.5
R: İlk
dayanımı
yüksek
L - LL: Kalker
M: Üsttekilerden ikisi ya da
daha fazlası
Silis dumanı, uçucu kül, metakaolin ve doğal puzolan gibi malzemeler beton üretiminde çimento ile yer
değiştirilerek puzolanik özellikleri nedeniyle mineral katkı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Yüksek fırın
cürufunun oksit bileşenleri çimentoya benzerdir, aktive edildiğinde kendi başına bağlayıcıdır. Mineral katkılara
kıyasla çimento ile en fazla %95’e kadar yer değiştirme özelliğine sahiptir. İleri yaşlarda daha yüksek dayanım ve
üstün dürabilite sağlar.
Yüksek fırın cürufu
Silis dumanı
Uçucu kül
Resim 7: Endüstriyel puzolanlar
4
Metakaolin
teknik notlar
Çimento üretiminde kullanılan mineral katkılar
Bunların yanısıra çimento üretiminde ve bazen de
betonda
tras
gibi
doğal
puzolanlar
kullanılmaktadır.
Puzolanik malzemelerin çimentoda kullanılması
sonucu betondaki renk değişikliği ya da priz
süresindeki uzama kullanıcı tarafından sorun olarak
algılanmaktadır. Oysa mineral katkıların taze ve
sertleşmiş beton özelliklerine oldukça olumlu
etkileri vardır.
Mineral katkıların en önemli ortak özelliği betonun
ileri yaş basınç dayanımını arttırmaları ve
geçirgenliği azaltmalarıdır. Bunun nedeni, mineral
katkıların çimento ve su reaksiyonu sonucu oluşan
bileşenlerle tepkimeye girmesi ve daha sağlam bir
yapı oluşturmasıdır. Çimento ve su arasında
gerçekleşen hidratasyon reaksiyonu sonucu betona
dayanım sağlayan
C-S-H jeli, Ca(OH)2, etrenjit,
monosülfohidrat ve çeşitli hidratlar ortaya çıkar.
Mineral katkılar Ca(OH)2 ile ikinci bir tepkime
yaparak daha fazla miktarda C-S-H oluşturur.
Ca(OH)2 miktarının azalması ve C-S-H miktarının
artması özellikle dayanım, dayanıklılık ve agregaçimento hamuru aderansı açısından olumludur.
Yüksek fırın cürufu: Yüksek fırınlarda demir elde
edilmesi sürecinde ergimiş metalin üzerinde yüzen
bir yan üründür. Öğütülmemiş hali yollarda alt
temelde dolgu malzemesi olarak kullanılır.
Silis dumanı: Silisyum metali veya ferrosilisyum
(FeSi) alaşımlarının üretimi sırasında kullanılan
elektrik ark fırınlarında yüksek saflıktaki kuvarsitin
kömür ve odun parçacıklarıyla indirgenmesi sonucu
elde edilen çok ince taneli toz malzemedir. Fırınların
düşük sıcaklıktaki üst bölümlerinde SiO gazı hava ile
temas ederek hızlı bir biçimde okside olur ve amorf
(camsı) SiO2 oluşur. Alaşımdaki silisyum içeriğine
bağlı olarak silis dumanındaki SiO2 miktarı artar.
Uçucu kül: Termik santrallerde yakıt olarak
kullanılan pulverize kömürün yanması sonucu
ortaya çıkan yan üründür. Baca çıkışında
elektrostatik veya mekanik yöntemlerle toplanır.
Yüksek fırın cürufu, silis dumanı ve uçucu kül
endüstriyel yan üründür. Yapılan araştırmalar
sonucu bu malzemelerin çimento ve betonda
kullanımının mümkün olduğu görülmüş ve
ekonomik değer kazanmışlardır.
C-S-H (PÇ kaynaklı)
Ca(OH)2
C-A-Ŝ-H (etrenjit)
C-S-H(cüruf kaynaklı)
C-S-H(uçucu kül kaynaklı)
Şekil 1: Portland çimentolu beton
Agrega Ara bölge
Şekil 1 ve 2’de görüldüğü gibi katkılı çimentoyla
üretilen betonda C-S-H oranı artmakta ve
agrega—çimento hamuru arasında Ca(OH)2 oranı
azalmaktadır. Bunun sonucu daha kuvvetli bir
aderans sağlanmaktadır. Mineral katkılar puzolanik
özellikte olduğu için kendinden önceki tepkimenin
ürünlerine ihtiyaç duyar. Bu nedenle özellikle
betonda hidratasyon reaksiyonu daha uzun
sürmekte ve ileri yaşlarda daha sağlam , daha az
boşluklu bir yapı oluşmaktadır.
Çimento hamuru
Şekil 2: Katkılı çimentolu beton
5
teknik notlar
Çimento üretiminde kullanılan mineral katkılar
Mineral katkıların taze beton özelliklerine de
Beton dayanımının ve geçirimsizliğinin artması ile
dayanıklılık olumlu yönde etkilenir. Klor iyonu
olumlu etkileri vardır. Genellikle mineral katkılar
betona daha iyi bir işlenebilirlik kazandırır ve
geçirimliliği azalır, sülfat etkisi gibi kimyasal
koşullara
dayanıklılık
artar.
Mineral
katkı
sonuçta su ihtiyacı azalır. Bu katkılar beton
yüzeyinde
kullanımında alkali-silika reaksiyonu riski de azalır.
oluşan
terlemeyi
azaltırlar.
Ayrıca
betonun pompalabilirliğini kolaylaştırırlar.
Mineral katkıların bir diğer önemli faydası da
hidratasyon ısısının düşürülmesidir. Özellikle, sıcak
Mineral katkıların taze ve sertleşmiş betona olan
etkisinde incelikleri de önemli rol oynar. İncelik
hava koşullarında ve baraj ve benzeri kütle betonu
uygulamalarında tercih edilirler. Beton kütledeki
arttıkça puzolanik aktivite dolayısıyla dayanım
artmaktadır.
maksimum sıcaklık ve hidratasyon ısısı düşer.
Mineral katkıların hidrolik ve puzolanik özellikleri:
Şekil 3’de kalsiyum oksit (CaO) içeriğinin artmasıyla hidrolik etkinin arttığı görülmektedir. Silis dumanının
puzolanik etki olarak en yüksek değere sahip olduğu görülmektedir. Uçucu kül ise C ve F tipi olarak
ayrılmaktadır. C tipi uçucu kül CaO içeriği açısından daha zengindir. Portland çimentosuna hidrolik özellik
açısından en yakın malzeme yüksek fırın cürufudur.
SiO2
Silis
D.Puzolan
Uçucu
F
C
Metakaolin
Y.F.Cürufu
Portland Çim.
Hidrolik Etki Artar
CaO
Al2O3
Şekil 3: Mineral katkıların kimyal kompozisyonu
Sonuç
Çimento üretiminde mineral katkı kullanımının nihai ürün olan beton üzerinde olumlu etkileri olduğu uzun
yıllardan beri yapılan araştırmalar sonucu tespit edilmiştir. Dünyada çimento üretiminde katkı kullanımı
artmakta olup gelecekte hızla artacağı öngörülmektedir. Ülkemizde de bu konuda kayda değer gelişmeler
yaşanmaktadır. CO2 emisyonunun azaltılması çimento sektürünün de başlıca hedefidir ve bu sektörde mineral
katkı ile alternatif yakıt kullanımı giderek artmaktadır.
6
teknik notlar
Torbalı çimentoların saklanmasında nelere dikkat edilmelidir?

Çimento nemli olmayan depolarda saklanmalıdır. Deponun kapı ve pencereleri sağlam olmalıdır.

Depo içerisinde torbalı çimentolarla herhangi bir kimyasalın ya da sıvının temas etmemesi
sağlanmalıdır.

Depoların zemin şartları uygun olmalıdır. Gerekirse zemin su geçirmeyecek malzeme ile kaplanmalıdır.

Torbalar zemin ile temas etmemeli ve en az 10-15 cm yüksekliğinde ahşap bir platformun
ya da
paletlerin üzerinde saklanmalıdır.

Torbalar duvara bitişik dizilmemelidir. Dış duvara en az 30 cm uzakta olmalıdır. Duvarlara gerekiyorsa
yalıtım yapılmalıdır.

İdeal olarak en fazla 10 torba üst üste dizilmelidir. Aksi takdirde altta kalan torbalar zarar görebilir.

İstiflenen torbalar aralarında hava akımı oluşmayacak şekilde bitişik olmalıdır.

Torbalar üst üste ve yan yana dizilmektedir. Eğer merdiven şeklinde dizilim yapılırsa torbalar daha
kolay alınacaktır. Ayrıca torba alırken tek bir sıradan değil diğer sıralardan da alınmalıdır.

Eğer çimento uzun bir süre saklanacak ise torbaların üzeri naylon ile kapatılmalıdır.

Çimento üç aydan fazla bekletilmemelidir.

Depodan çimento satarken “ilk gelen – ilk gider” prensibini uygulamak gerekir.

Zarar görmüş çimento torbaları kaldırılmalıdır.
Çimento torbası taşırken uyulması gereken “6 Nokta” kuralı
Çimento torbası kaldırırken ve taşırken özellikle desteğin belden değil, bacaklardan alınması gerekmektedir.
Aşağıdaki yük kaldırma ve taşıma kurallarına uyulmalıdır.
1-Yükü tanımak
2-Asimetrik yaklaşmak
3-Dizlerin üzerinde yaylanarak eğilmek
4-Yükü çapraz olarak kavramak ve dizler üzerinde kalkmak
5-Yükü vücudumuza yakın tutarak ayaklar ile dönmek
6-Yükü yerine koymak
7
teknik notlar
Kaynaklar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Sprenent, B., “Effloresence-Minimizing Unsightly Staining”, The Aberdeen Group, 1992.
ACI SCM - 17, “Troubleshooting Concrete Problems”, ACI Seminer Notes,2000.
Betonda Yangınla Kapsamlı Korunma ve Güvenlik, European Concrete Platform Yayını.
Tünellerde Yangın Güvenliğinin Arttırılması:Seçenek Olarak Beton Kaplama, Cembureau Yayını.
Kosmatka, Steven H., Kerkhoff, Panarese., William, “Design and Control of Concerete Mixtures Portland
Cement Association Publication, 2003.
Folliardi, K., “Concrete Durability”, CTR Symposium Presentation, 2002.
Erdoğan, Turhan Y., “Beton Malzemeleri” Türkiye Hazır Beton Birliği Yayını., ISBN 975-92122-8, 277s, 2004.
Siddique, R., Khan, Ikbal., “Supplementary Cementing Materials. Springer”, ISBN 978-3-642-17865-8, 304s,
2011.
Hewlett, Peter C., “Lea’s Chemistry of Cement and Concrete”, Elsevier Science&Technolgy Books., ISBN
075-06625-65, 1066s, 2004.
8
Bu e-doküman çeşitli literatür çalışmalarından derlenmiş bilgilendirme amaçlı bir
dokümandır.
Görüş ve düşüncelerinizi aşağıdaki e-posta adresine iletebilirsiniz.
Danışma Hattı
0850 250 1 222
[email protected]