KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON NEDİR? NERELERDE KULLANILIR?

Kendiliğinden Yerleşen Beton (KYB), çok sıkı donatı aralığı olan yapılarda sadece kendi ağırlığı vasıtası ile kalıbın tamamını doldurabilen, demir donatıyı tamamen sarma özelliğine sahip yüksek dayanımlı bir malzemedir. 1980 yılında Japonya’da geliştirilmiş olup beton teknolojisinin önemli buluşlarından birisidir.

Vibratör gibi betonu sıkıştırmak için kullanılan aletlere gereksinim duymadan kendi kendine akar, donatı etrafını sarar, kalıbın içini tamamen doldurur. Ayrışmaya karşı yüksek direnç sağlar.

Kendiliğinden Yerleşen Beton

En önemli yapı malzemelerinden birisi olan betondan yüksek performans beklenmektedir. Betonun yüksek performans verebilmesi için çok iyi bir şekilde yerleştirilmesi, sıkıştırılması ve boşluksuz bir hale getirilmesi gerekir.

Betonun yerine yerleştirilmesi, vibrasyon işlemleri ve döküm sonrası koruma işlemleri için kaliteli ve doğru bir işçilik gerekir. Bu açıdan kendiliğinden yerleşen betonlar konvansiyonel betona kıyasla daha az işçilik isterler. Olası imalat hatalarının önüne geçerek, daha üstün özelliklerde beton elde edilmesini sağlarlar.

Kendiliğinden yerleşen betonların özelliğinden dolayı konvansiyonel betonlara kıyasla daha az işçilik isterler.

Tarhçesi

1983 yılından önce  betonarme yapılarda istenilen dayanıklılığı elde edebilmek Japonya gibi ülkelerde büyük problem teşkil ediyordu. Yüksek performanslı beton elde edebilmek için çok iyi miktarda sıkıştırılması, yerleştirilmesi ve döküm sonrası bakımının yapılması gerekiyordu. İstenilen vasıflarda kalifiye elemanların sayısının azalmasından dolayı yapıların kalitesinde de azalma yaşandı. Çok fazla kalifiye işçi olmadan başarılı netice almak için ilk olarak 1986 senesinde Okamura tarafında kendiliğinden yerleşen beton imal edildi. Daha sonra Tokyo Üniversitesi’nde Ozawa ve Maekawa tarafından işlenebilirliği geliştirildi.

Kendiliğinden Yerleşen Beton Nerelerde Kullanılır?

• Her türlü betonarme imalatlarında kullanılabilir fakat yüksek maliyetli olması sebebiyle günümüzde beton yerleşiminde sıkıntı yaşanan yapılarda ve prefabrik elemanlarda kullanılmaktadır.
• Güçlendirme imalatlarında betonun yerleşiminde yaşanan sıkıntılardan dolayı kyb kullanılır. Kyb yapıların güçlendirme imalatında kullanılarak güçlendirme işlemini kolaylaştırmaktadır.
• Geometrik olarak sık kullanılan kalıplardan farklı olarak sıra dışı kullanılan kalıplarda, çok sık donatılı yapılarda vibratör kullanımının mümkün olmadığı yerlerde kullanılabilir.
• Prefabrik elemanlar, paneller ve döşemelerde kullanılabilir.

KYB Reçetesi

Ülkeler bazında, değişik uygulama alanlarına yönelik çok farklı tasarım yaklaşımları bulunmaktadır. Deneyimler başarılı KYB üretmek için bir takım limitler oluşmasına imkân vermiştir. Aşağıdaki tüm terimler hacimseldir.

• Beton hacminin % 30-34’ü iri agrega hacmidir. Bu değerler, normal işlenebilir bir beton için geçerli olan değerlerden daha azdır.
• Viskozite arttırıcı katkı kullanılmadığında 155-175 lt/m3 su idealdir. Viskozite arttırıcı kullanıldığında 200 lt/m3’lere kadar çıkılabilir.
• Beton hacminin % 34-40’ı kadar bir çimento hamuru fazı bulunmalıdır.
• Harç fazı hacminin % 40-50’si kadar ince agregadır.

Tüm bu sınır değerler ışığında, ağırlıkça aşağıdaki miktarlar;

- Sponsor-

İri agrega : 750-920 kg/m³
İnce agrega : 710-900 kg/m³
İnce malzeme : 450-600 kg/m³
Su :150-200kg/m³

Taze haldeki KYB karışımlarındaki özelliklerin gerekli bileşimi elde etmek için:

•  Hamurun akışkanlık ve viskozitesi çimento ve mineral katkıların dikkatli seçimi ve oranlamasıyla, su/ince madde oranını sınırlandırmayla ve süper akışkanlaştırıcı ve (isteğe bağlı olarak) viskozite düzenleyici katkı ilave ederek ayarlanır ve dengelenir. KYB’nin bu bileşenlerinin doğru bir şekilde kontrolü,uygunluk ve etkileşimleri; iyi doldurma yeteneği, geçme yeteneği ve ayrışmaya karşı direnç elde etmede anahtardır.
•  Hamur, agreganın taşınması için bir araçtır; bu yüzden bütün agrega taneciklerinin bir hamur tabakası tarafından tamamen kaplanması için hamur hacmi agregadaki boşluk
  hacminden büyük olmalıdır. Bu akışkanlığı arttırır ve agrega sürtünmesini azaltır.
• Karışımdaki iri agreganın ince agregaya oranı, tekil iri agrega taneciklerinin bir harç tabakası tarafından tamamen çevrelenmesi için azaltılır. Bu, beton donatılar arasındaki dar açıklıklardan veya boşluklardan geçerken, agrega kenetlenmesini ve köprülenmeyi azaltır ve KYB’nin geçme yeteneğini arttırır.

Bu karışım, tasarım prensipleri geleneksel vibrasyonlu betona kıyasla normalde aşağıdakileri kapsayan bir beton ile sonuçlanır.

- Sponsor -

• Daha az iri agrega miktarı
• Arttırılmış hamur miktarı
• Düşük su/ince madde oranı
• Arttırılmış süper akışkanlaştırıcı
• Bazen viskozite düzenleyici katkı

Kendiliğinden Yerleşen Betonun Avantajları

• Vibratöre ihtiyaç duyulmadığı için işçilik ve zamandan tasarruf sağlanır.
• Pürüzsüz bir beton yüzeyi oluşturduğu için betonda olası segregasyon gibi boşluklar ve kötü görüntüler oluşmaz. Görsel olarak kusursuz bir görünüm elde edilir.
• Akıcı kıvamlı olmasından dolayı vibratörün ulaşmasının zor olduğu her noktada istenen kalitede beton elde edilmesini sağlar.
• Malzemenin yerleşimi kolay olduğu için işçilik maliyetini düşürür.
• İnce yapısından dolayı normal betonlara göre pompalanması daha kolaydır. Dayanım olarak daha yüksektir.
• Kolay işlenebilir ve akıcı olması farklı geometri ve tasarımların uygulanabilir olmasına imkan tanır.
• Kyb, normal betonlara göre geçirimliliği düşüktür, yalıtım değeri ise yüksektir.
• Normal betonlara göre akıcı kıvamlıdır ve betonun işlenebilirlik süresi daha yüksektir.

Kendiliğinden Yerleşen Beton Dezavantajları

• Kendiliğinden yerleşen betonun üretimi yaygın olmadığı için her yerde bulunmamaktadır.
• Maliyeti normal betonlara göre daha fazladır.
• Akışkanlığı yüksek olduğu için kalıp işçiliğine dikkat edilmesi gerekir.
• Kendiliğinden yerleşen betonun bakımı normal betonun kürleme işleminden zahmetlidir.

Kendiliğinden Yerleşen Beton Özellikleri

• Akıcılığın yüksek olması
• Stabilitesinin yüksek olması
• Engeller ve dar yerlerden geçiş özelliği

Yukarıdaki özelliklerin sağlanması için karışım tasarımı iyi yapılmalı, uygun malzemeler uygun oranlarda kullanılmalıdır.

Kendiliğinden yerleşen beton yüksek hamur hacimli olmalı, kaba agrega çapı ve oranı düşük olmalıdır. Akışkanlığı ve viskoziteyi artırıcı malzemeler ve kimyasal katkı kullanılır.

Kendiliğinden yerleşen betonda hamur hacmi toplam beton hacminin yüzde 35-40 ‘ ı kadardır. Küçük toz malzemeler m3’de 400-650 kg kadar olmaktadır.

Toz malzeme içeriğinde çimento, uçucu kül, silis dumanı, yüksek fırın cürufu, kırma taş tozu, kuvars tozu gibi malzemeler bulunur.

Çimento dozajı m3’de 200-400 kg aralığında bulunur. Su toz malzeme oranı 0,25-0,40 aralığındadır. Kaba agrega oranı normal betona göre azdır. Toplam beton hacminin yüzde 30-45 arasında olması istenir. Maksimum agrega çapı 10-20 mm arasında olmalıdır.

İnce agrega hacmi toplam hacmin yüzde 40-50 arasındadır.

KYB Deneyleri

Çökme – Akma Deneyi

Kendiliğinden yerleşen betonun herangi bir engel olmadan akıcılığını ve akış hızını test etme metodudur.

Çökme-akma deneyi sonucu bulunan değer Kyb’nin boşlukları doldurma ve yerleşebilme özelliğinin ne kadar iyi olduğunun göstergesidir.

Deneyin yapılışı: Çökme hunisi yukarı kaldırılır. Kendi ağırlığı ile yayılan betonda en büyük çap ölçülür. Bu çapa dik bir şekilde ölçümü yapılan diğer çap da ölçülür. Her iki ölçünün ortalaması deney sonucu olarak kayıtlara geçilir. Test sonuçları tabloda gösterilmiştir.

V Hunisi Deneyi

Betonun doldurma ve ayrışmaya karşı direncini ölçmek için kullanılan bir deneydir. Huni içerisine yerleştirilen betonun akma süresi ölçülür. Beton huni içerisinde iken alttaki sürgülü kapak açılır ve alttaki kap görünene kadar geçen süre ölçülür. Yapılan ölçüm V hunisi akma süresi olarak kaydedilir.

L Kutusu Deneyi

Bu deney, taze KYB’nin doldurma yeteneğinin, geçiş yeteneğinin ve ayrışmaya karşı direncin L şeklindeki bir kutu içerisinde gözlenmesini kapsar. Kutunun alt ortasında sürgülü bir kapak ve aynı zamanda engel oluşturacak demir çubuklar bulunmaktadır. Beton L kutusuna yerleştirilir ve bölmeler arasındaki kapak açılır. Atmosferik basınç altında kyb kendi ağırlığı ile donatı çubukları arasından geçer. L kutusunun alttaki yatay parçasında, kutu başındaki beton yüksekliği (h1) ve sonundaki yüksekliği (h2) kaydedilir. Her iki yükseklik birbirine oranlanarak (h2/h1) geçme oranı hesaplanır.

U Kutusu Deneyi

Bu deney, taze KYB’nin kendiliğinden yerleşme yeteneğinin belirlenmesi için yapılır ve numunenin özel bir kutu içerisinde, kendi ağırlığı ile yükselmesinin gözlenmesini kapsar. Deneyde, U şeklinde, alt ortasında sürgülü bir kapak olan ve aynı zamanda engel oluşturacak demir çubuklar bulunan bir kutu kullanılmıştır. KYB doldurulduktan sonra sürgülü kapak çekilmiş, betonun diğer kısma doğru dolarak yükselmesi sağlanmış ve kutunun iki kolu arasındaki yükseklik farkı ölçülmüştür. Kollar arasındaki fark ne kadar azsa, betonun geçiş yeteneği o kadar fazladır. Farkın 3 cm’den az olması iyi geçiş yeteneğini gösterir

KYB Beton Pozu

Kendiliğinden yerleşen beton pozu için MSB.324 pozuna bakılabilir.