7. Beton karışım hesapları

9
beton karışım hesabı
Paki Turgut
Kaynaklar
1) TS 802 Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları
2) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th Edition
3) Mindess S et al., Concrete, 2nd Edition
4) Portland Cement Association
Beton karışım hesabı iki aşamadan oluşur.
Betonu oluşturan malzemelerin uygun bir
şekilde seçimi.
Ekonomiklik, işlenebilirlik, dayanım ve
dayanıklılık kavramlarını dikkate alarak
bu malzemelerin uygun miktarlarını tespit
etmek. Ayrıca sünme, büzülme ve kötü
çevre koşulları da dikkate alınmalıdır.
Beton maliyetinin
bağlı olduğu unsurlar
Az ya da çok
çimento
kullanımının
beton
özelliklerine
etkisi
Beton karışım
hesaplarında
işlenebilirliğin
önemi
Dayanım ve
dayanıklılığın
önemi
Çimento Su Hava İnce agrega
%15 %18 %8
%28
Betonda kullanılan malzemelerin
Karışım
mutlak hacimce % miktarları
1
1 ve 3 de ince agrega fazla
karışım çimento olarak zengin
2 ve 4 iri agrega fazla
karışım çimento olarak fakir
BETONU OLUŞTURAN
MALZEMELERİN
SEÇİMİNDE
Yapı hangi amaçla kullanılacağı
Yapının bulunduğu çevrenin
şartları,
Yapı elemanlarının boyutu ve
şeklinin bilinmesi GEREKİR
%7 %14 %4
%28
İri agrega
%31
%31
Karışım
2
%15
%21
%3
%30
%31
Karışım
3
%7 %16 %1
Karışım
4
%25
Hava
sürüklenmiş
beton
%51
Hava
sürüklenmemiş
beton
Beton karışım hesabında gerekli bilgiler
Çimento ve mineral katkıların özgül ağırlığı
İnce ve iri agrega elek analizleri
Agreganın en büyük tane boyutu
İnce agreganın incelik modülü
İnce ve iri agregaların özgül ağırlıkları
İri agreganın birim ağırlığı
Agregaların su emme kapasitesi ve mevcut
nem durumu
Kimyasal katkıların özellikleri
Betonda çökme değerinin seçilmesi
,cm
çökme
En büyük agrega tane boyutunun seçilmesi
Dmax
< (1/5) x kalıp kesitinin en dar boyutu
< (1/3) x döşeme kalınlığı
< (3/4) x iki donatı arası uzaklık
< net beton örtü kalınlığı (paspayı)
< (1/3) x pompa borusunun iç çapı
Agreganın tane dağılımı, Dmax= 8 mm, 3. veya 4. bölge uygun
Agreganın tane dağılımı, Dmax= 16 mm, 3. veya 4. bölge uygun
Agreganın tane dağılımı, Dmax= 32 mm, 3. veya 4. bölge uygun
Agreganın tane dağılımı, Dmax= 63 mm, 3. veya 4. bölge uygun
Pompa betonu için ince agreganın tane dağılımı
Pompa betonu için agrega tane dağılımı Dmax=22,4 mm
Pompa betonu için agrega tane dağılımı Dmax=31,5 mm
Beton üretiminde kullanılacak
karışım suyu miktarı,
Çimento miktarına
Mineral katkı miktarına
Akışkanlaştırıcı ve hava sürükleyicilere
Agreganın en büyük tane çapına
Agrega tane şekline
Agreganın nem durumuna
Agrega gradasyonuna
Beton sıcaklığına bağlıdır.
Doğal agrega-Kimyasal katkısız beton
Doğal agrega-Akışkanlaştırıcı katkısız-Hava sürüklenmiş beton
Kırmataş agrega-Kimyasal katkısız beton
Kırmataş agrega-Akışkanlaştırıcı katkısız-Hava sürüklenmiş beton
Hava içeriği (hacimce), %
Karışım suyu miktarı (toplam su ihtiyacı), S
S = a (10 - k )
k: incelik modulü
a: değerleri
Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı
Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranını
belirleyen unsurlar DAYANIM ve DAYANIKLILIK tır.
Değişik agrega, çimento ve bağlayıcı maddeler ile
yapılan betonların dayanımları farklı olur ancak yine de
su/çimento ( ya da su/bağlayıcı) oranı ile dayanım
arasında bir ilişkinin olması karışım hesaplarını
kolaylaştırır.
Bu dayanım değerleri betonun labaratuvar şartlarında
hazırlanmış, kür edilmiş ve 28. gündeki basınç testinden
elde edilmiştir.
Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı tespiti
TS EN 206-1 sınır değerleri
Hedeflenen basınç dayanımının belirlenmesi
Agrega miktarının bulunması
X= Agrega karışım oranları
ra =
1
X1 X2
Xn
+
+ .......... +
r a 1 ra 2
r an
Agrega miktarı
Agreganın ortalama yoğunluğu
Ma = Va ´ ra
Beton karışım hesaplarında agrega suya doygun-yüzey kurusu olarak alınır.
Gerçek haldeki agregaların nem durumu dikkate alınarak karışım suyu
miktarı düzeltilir.
Deneme karışımı oluşturularak,
Çökme
Birim ağırlık
Hava muhtevası deneysel olarak bulunur.
Segregasyon,
Perdahlanabilirlik gözlemsel olarak belirlenir.
Beton karışım hesabı örneği
Projedeki değerler
Yapı ve eleman tipleri: Betonarme, kolon, kiriş
Yapıda donma-çözülmeye maruz değil, bu nedenle hava sürükleyici katkı
kullanılmayacaktır.
Betonun sınıfı C30/37
Elemanın en dar boyutu 30 cm
Donatılar arası mesafenin en küçüğü 4,5 cm
Zararlı çevre etkisine maruz değil ancak TS EN 206 da Xc2 kabul edilecek
Çimento Tipi CEM I 42,5
İki tip kırma taş ve doğal kum kullanılacak
% 1 akışkanlaştırıcı kullanıldığında, karışım suyu % 16 azaltılabilir.
Agregarın ve çimentonun özellikleri
Agregarın elek analizleri
Ön çalışmalar sonucunda,
I. kırmataştan % 25
II kırmataştan % 35
% 40 da kum kullanılarak uygun
granülometri elde edilmiştir.
KARIŞIM HESABI
Çökme değerinin seçimi
Açıklama: İşçiliğin zayıf ve sıkıştırmanın iyi yapılamayacağı tahmin ediliyor.
Bu nedenle çökme değeri 10 cm seçildi. Böyle bir durumda, karışım suyu miktarı
5 cm çökmeye kıyasla daha fazladır.
cm
En büyük agrega tane boyutunun seçilmesi
Dmax
< (3/4) x 45 (iki donatı arası uzaklık)=33 mm
< net beton örtü kalınlığı (paspayı)=35 mm
SEÇİLEN 32 mm
Karışımın granülometrisinin bulunması
Karışımın granülometri eğrisi ve sınır değerler
Hedeflenen basınç dayanımı
Hedef basınç dayanımı fca=36 MPa
Önceden yeterli sayıda test yapılmamış ve bu nedenle standart sapma bilinmiyor.
Su/Çimento (ya da Su/Bağlayıcı malzeme) oranı tespiti
0,46
36
XC2 çevresel etkisinin de
dikkate alınması isteniyordu.
Bu iki değerden en küçük
olan S/Ç değeri alınacaktır.
Birincisi 0,46;
İkincisi 0,60 dır.
Seçilen değer 0,46
Kırmataş agrega-Kimyasal katkısız beton
Su miktarının tespiti
204
32
Çimento ağırlığının % 1'i kadar süperakışkanlaştırıcı kullanıldığında, karışım
suyu miktarı % 16 kadar azaltılabilir. S= 204x(1-0,16)= 171 litre (kg)
Hava içeriği (hacimce), %
1,5
32
1 m3 beton
için 0,015 m3
(15 dm3)
olmaktadır
Çimento miktarının hesabı
Ç = 171/0,46=372 kg/m3
Normal betonarme yapılarda çimento dozajı
en az 300 kg/m3 olmalıdır.
372 kg > 370 kg , yeterli.
XC2 çevresel etki nedeniyle en az çimento
kriteri de dikkate alınmalıdır.
Su azaltıcı kimyasal katkı çimento miktarını nasıl etkiledi?
Akışkanlaştırıcı miktarı
Çimento ağırlığının % 1'i kadar
alınacaktı.
372x0.01= 3,72 kg/m3
Agrega miktarının hesabı
çimento + su + hava + agrega= 1 m3 = 1000 dm3
Akışkanlaştırıcının hacmi ihmal edilecek kadar küçüktür.
Çimento hacmi= 372/3.15
= 118.1 dm3
Su hacmi= 171/1
= 171 dm3
Hava hacmi= 1000x0.015
= 15 dm3
+
Agrega hacmi= 1000-304.1
ra =
304.1 dm3
= 695.9 dm3
1
= 2 .681
0.25 0.35 0.40
+
+
2.641 2.641 2 .743
Ma = 695.9 ´ 2 .681 = 1866kg
1 m3 taze betonun toplam ağırlığı: 2409 kg
Agrega miktarının hesabı ( douygun-yüzey kuru)
x 0.25 = 467 kg
I. Kırmataş
1866 x 0.35 = 653 kg
II. Kırmataş
x 0.40 = 746 kg
Kum
Agreganın şantiyedeki nem durumları ve bazı özellikleri
Nem düzeltmeleri
I. kırmataş 467x(0.008-0.003)= 2.335 kg (suyu azaltır)
II. kırmataş 653x(0.008-0.005)= 1.959 kg (suyu azaltır)
Kum 746x(0.012-0.038)= -19.396 kg (suyu artırır)
Düzeltmelerden sonra
Çimento
Su
171+2.335+1.959-19.396
I. kırmataş 467-2.335
II. kırmataş 653-1.959
Kum 746+19.396
=372 kg
= 156 kg
= 465 kg
= 651 kg
= 765 kg
+
Üretilecek 1 m3 taze betonun ağırlığı
2409 kg
Yeterli miktarda numune hazırlanır. Taze betonun;
Birim ağırlığı
Çökme miktarı (su muhtevası)
Hava miktarları bulunur. Sağlıyorsa,
Sertleşmiş betonların 7 ve 28 günlük dayanım testleri
yapılır.
Sonuçlar kabul edilemez durumda ise, gerekli düzeltmeler
yapılarak yeni bir karışım hazırlanır.

Download Report