Ağır Beton Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Ağır Beton Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Mayıs 5, 2021 0 Yazar: Gürsoy Yurtalan

Ağır beton; yapay veya ağır agrega kullanılarak üretimi yapılan, etüv kurusu birim hacim ağırlığı 2600 kg/mden fazla olan ve günümüzde daha çok radyasyon etkisine maruz kalınan yerlerde koruyucu olarak kullanılan beton çeşididir.

Ağır Beton Nerelerde Kullanılır?

Dünyada ve ülkemizde üretimi uzun zamandır yapılan ağır betonlar, daha önceleri özel yapıların kayma ve devrilmeye karşı emniyetini sağlamak amacı ile yapılıyordu. Günümüzde ise nükleer enerjinin gelişmesi ile birlikte zararlı nötron ışınlarına karşı koruyucu beton perde olarak kullanılmaktadır.

Kullanım yerleri;

  • Bazı özel yapıların kayma ve devrilmeye karşı güvenliğinin sağlanmasında,
  • Askeri mühimmat depo duvarlarında,
  • Sığınak yapılarında,
  • Köprü ayaklarında,
  • Beton ağırlık baraj gövdelerinde,
  • Su altı petrol boru hatlarında,
  • Petrol sondaj kuyusu çeperlerinde,
  • Nükleer enerji santrallerinde,
  • Tıp birimlerinde,
  • Nükleer araştırma laboratuvarlarında,
  • Deney laboratuvarlarında,
  • Hastanelerin ışın tedavisi yapılan kısımlarında,
  • Elektron depolama devrelerinde,
  • Röntgen odalarında kullanılmaktadır.

Radyasyonun zararlı ışınlarından korunmasında ağır beton yapılmasının ekonomik ve bazı diğer avantajları vardır. Bu yüzden diğer yapı malzemelerine göre daha fazla tercih edilmektedir. Normal beton ile yapılacak koruma işleminde eleman kalınlıklarının çok fazla olması gerekirdi. Oysa ağır agrega ile yapılan ve birim hacim ağırlığı 3360-3840 kg/m3 olan ağır betonların kalınlığı önemli ölçüde azalmaktadır. Birim hacim ağırlığının artması ile radyasyonun zararlı etkilerine karşı daha iyi koruma sağlar.

Kullanılan Malzemeler ve Karışım Oranları

Ağır betonları normal betonlardan ayıran en büyük fark agreganın ağır olmasıdır. Fiziksel özellikleri kullanılan agregaya göre farklılık göstermektedir. Kullanılacak agregalar ile ilgili Türk standartlarında herhangi bir standart bulunmamaktadır. Fakat ASTM 637 ve ASTM 638 standartlarında detaylı bilgi verilmektedir.

Kullanılan agregaların kimyasal kompozisyonu, birim hacim ağırlığı, doğal veya yapay olması, özgül ağırlığı aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Agrega Kimyasal Kompozisyon Birim Hacim Ağırlık (kg/m3) Kaynak Özgül Ağırlık
Geotit Fe2O3H20 2100-2250 Doğal 3,5-3,7
Limonit Fe203 (safsızlık var) 2100-2400 Doğal 3,4-4,0
Barit BaS04 2300-2550 Doğal 4,0-4,6
İlmenit FeTiO3 2550-2700 Doğal 4,3-4,8
Magnetit Fe3O4 2400-3050 Doğal 4,2-5,2
Hematit Fe203 2900-3200 Doğal 4,9-5,3
Ferrofosfor Fe203 – P20 3200-4150 Sentetik 5,8-6,8
Demir çelik parçacıkları Fe 3700-4650 Sanayi atığı 6,2-7,8

Ağır beton imal edilmesinde kullanılan doğal agregalar

  • Barit,
  • Magnetit,
  • Limonit,
  • İlmenit,
  • Geotit
  • Hematit,
  • Viterit

Yapay agregalar

  • Demir saçmaları,
  • Kur­şun parçacıkları,
  • Ferrosilikon ve ferrofosfor olarak sıralanabilir.

Barit Kullanımı

Ağır agrega olarak en fazla barit kullanılmaktadır. Doğadan %90 oranında saflıkta elde edilebilen baritin üretimi  kırmataş gibidir. Karışım hesaplarında özel bir durum yoktur. Fakat ufalanma eğilimi gösterdiği için karıştırma işleminin dikkatli yapılması gerekir. Eğer barit nükleer santrallerde kullanılacak ise birim hacim ağırlığının 4,2 kg/dm3 den fazla olması ve sülfür içermemelidir. Sülfürün zararı çimentoda çatlama yapmasıdır. Beton yapımında kullanılacak baritin kum ve çakıl büyüklüğünde kırılması ve kilden arındırılması yeterlidir.

Ağır Beton Üretimi ve Yerleştirilmesi

Ağır beton üretimi ve yerleştirilmesi

Ağır beton üretimi ve yerleştirilmesinde dikkat edilmesi gerekenler

Ağır beton üretiminin normal beton üretiminden agrega dışında çok fazla bir farkı yoktur.

Üretimde dikkat edilmesi gerekenler;

  • Kullanılacak agreganın granülometrisi önemlidir. Betonda ayrışmaya neden olmaması gerekir. Sertleşmiş betonda minimum boşluk oranını sağlayacak şartlarda olmalıdır.
  • Agreganın yüksek özgül ağırlıklı kayaç ve minerallerden elde edilmesi gerekir.
  • Ağır kırma agregaların pürüzlü ve düzgün olmayan yüzeyleri vardır. İstenilen kıvamı elde etmek için daha ince kum kullanılmalı ve çimento dozajı 350 kg/m3 ün üzerinde olmalıdır.
  • Süperakışkanlaştırıcı kullanımı ile istenilen nitelikte beton üretilebilir.
  • Su/çimento oranının 0.40’ın altında olması, boşluk miktarının ve çatlama riskinin az olması istenir.

Ağır betonun yerleştirilmesinde dikkat edilmesi gerekenler;

  • Karıştırma işlemi yapan araçlar tam kapasite ile doldurulmamalıdır ve karma süreleri kısa tutulmalıdır.
  • Betonun yerleştirilmesinde ayrışmalara karşı oldukça dikkatli olunmalıdır.
  • Ayrışmayı önlemek için betonun pompalanması veya oluklar aracılığı ile yerleştirilmesi sadece kısa mesafelerde olmalıdır.
  • Ayrışmanın önüne geçebilmek için prepakt beton veya enjeksiyonla betonlama tekniği kullanılabilir.
  • Betonun karıştırılması süresi kısa tutulmalıdır.
  • En çok 25 cm kalınlığında tabakalar halinde dökülmelidir.
  • Vibrasyon işlemi kısa ve güçlü bir şekilde yapılmalıdır.
  • Kalıpların daha rijit olması sağlanmalıdır.

Ağır beton ile ilgili makalemizden sonra hafif beton hakkında yazmış olduğumuz makaleyi de okumanız yararlı olabilir.