Beton Tanımı ve Özellikleri

02.11.2018
Beton

Beton; su, agrega, çimento ve ihtiyaç halinde katkı malzemelerinin de uygun değerlerde bir araya getirilmesiyle meydana gelmektedir. İlk aşamada plastik bazda sertleşen betonun, sonraki aşamalarda çimentonun hidratasyonu sebebi ile sertleşebilen bir yapı ve onarım malzemesi olduğu söylenebilir. Agrega dolgu elemanı, su ve çimento harcı da bunların boşluklarını dolduran, üstünü bir zarf misali sarmalayan ve agrega parçacıklarını kendi arasında birleştirerek bir kütlenin ortaya çıkmasında fayda sağlayan bağlama özellikli malzeme olarak tanımlanmaktadır. Bahsi geçen malzemeler, belirlenmiş miktarlarda bir araya getirildiğinde kalıplarda arzu edilen şekli getirilebilecek plastik malzeme haline getirilmektedir. Betonun birçok yapı elemanından üstün olmasının sebebinin, arzu edilen biçime getirilebilmesi olduğu söylenebilir.

İnsanoğlu yaşamı boyunca uygun olmayan doğa şartlarından emniyette kalabilmek için farklı yapılar geliştirdiği görülmektedir. Gelişerek devam eden yapılaşma, şuan dikey yükselmelerle fazla alan kaplamadan icra edilmektedir. Beton ve çelik kullanımı, çok katlı binaların yükleme zamanları ile olumsuz hava koşullarında, sağlamlığı sağlama açısından önemli yere sahip olmaktadır. Donatının hazır hale getirilmesi ve montajı, mühendislik icab eden bir konu olmaktadır.

Betonun işlevi ve özellikleri, insanlığın ihtiyacına ve doğanın şartlarına göre günden güne gelişmektedir. Betonlardan günümüzde sadece sertleşmişlik açısından yüksek bir performans yani düşük seviyede geçirgenlik ve yüksek mukavemet beklenmemektedir. Taze betonlardan taşıma ve iletme, yüksek işlenebilirlik açısından da yeni beklentiler oluşmaktadır. Taşıyıcı elemanlarda yoğun donatı elemanlarının bulunması nedeniyle agregaların tane çaplarında da azalmalar meydana geldiği görülmektedir. Bununla beraber betonun en önemli ve kendisini avantajlı kılan özelliği yüksek basma gerilmelerine karşı dayanıklılığıdır. Çekme gerilmelerine karşı dayanıklılığının az olmasına bağlı olarak donatıya ihtiyaç duyar.

Betonarme inşaların güvenirliğinin hesap edilmesi sonucunda; binanın kullanımına devam edilmesi, onarılması, mukavemetinin artırılması veya yıkım işlemi yapılarak yeniden inşasına karar kılınabilir. Verilen kararın isabetli ve faydalı olabilmesi için yapı üzerinde uzman kişilerin deney ve tespitleri sonucunda verilmiş olması gerekmektedir. Yapılan bu çalışmaların en başında, hazır betonun basınç dayanımının yer aldığı düşünülebilir.

Beton yapılarda arzu edilen en mühim özelliklerden olan basınç mukavemeti, betonun genel kalitesi hususunda da önemli izlenimler sunmaktadır. Betonda mukavemetin bağlı olduğu birçok unsur bulunmaktadır. Agregaların sağlamlığı hususunda herhangi bir şüphe bulunmuyorsa mukavemette çimento elemanının tesiri görülebilir. Çimento + su + hava formülünden meydana gelen çimento hamurunun kalitesi, ihtiva ettiği çimento yoğunluğuna bağlı olmaktadır. Betonun basınç dayanımı beton sınıflarındırılmasında direkt olarak kullanılır. Örneğin C20 sınıfı beton demek karakteristik basıncı 20 MPa demektir. Bunun dışında C25, C30, C35 gibi beton sınıfları mevcuttur.

Çeşitli kuvvetlerin etkisindeki cisimler genelde noktaların konumunu değiştirmekte buna da yer değiştirme adı verilmektedir. Cisimlerde yer alan noktalar arasında bulunan mesafelerde herhangi bir değişiklik meydana gelmiyorsa bu cismin rijit bir harekette bulunduğu söylenebilir. Aralarında bulunan bu mesafenin değişmesi de cismin biçim değiştirmesine yol açmaktadır. Meydana gelen bu değişikliğe de deformasyon adı verilmektedir.

Yapı unsurlarının kesit hesabına zemin hazırlayan kuvvetlerin, yapı mekaniği ilkelerine uygun bir analiz ile hesaplanması gerekmektedir. Yapılacak olan bu hesaplama, beton-çelik gerilmesini dikkate alan doğrusal veya doğrusal olmayan kabullerle olabilir. İç kuvvetler, sürekli kiriş ve döşemeler ile çerçeve kirişleri arasında doğrusal elastik metotlar kullanılarak elde edilmektedir. Elde edilen bu iç kuvvetler, denge şartları tam anlamıyla sağlanarak ve gerçek davranışları göz önünde bulundurularak belirlenen oranlarda değiştirilmektedir.

Günümüzde bir yapı malzemesi olarak betonun günden güne daha çok tercih edilmektedir. Betonun maliyet açısından da diğer malzemelere göre daha avantajlı olması, ömrünün daha uzun müddet sürdüreceğini kanıtlar nitelikte olmaktadır. Hayatımıza bu derece girerek yapılarda bu sıklıkta kullanılan betonun üzerinde birçok çalışmalar ve araştırmalar yapılarak betonun davranışı üzerinde ciddi bilgiler elde edilmektedir. Beton üzerine gelen kuvvetler sebebiyle mekanik olarak bazı değişimler göstermektedir. Meydana gelen bu değişimlerin modellemesinde bazı zorluklar yaşanması, günümüzde hala görülmektedir. Yapıların davranışları ancak gerilme-şekil değiştirme eğrisiyle tam manada anlaşılabilir.

Isıl genleşme katsayısı ve buna bağlı olarak genleşme olayı beton ve yapının performasında oldukça etkilidir. Genleşme faktörü ihmal edilir ve gerekli hesaplamalar yapılmazsa yapı elemanlarında kırılmalara sebep olacak gerilmeler meydana gelebilir. Bu gerilmelerden olan çekme gerilmeleri agrega ve hamur fazının farklı genleşme katsayılarından meydana çıkmaktadır. Sıcaklığın arttığı durumlarda da betonun genleşme faktörü oluşabilecek hasarlar üzerinde etkilidir ki hamur fazının ve agreganın farklı genleşme kapasiteleri beton içinde yine gerilmelere sebep olarak binada kırılmalar oluşturabilir.

Sünme olayı, elastik sınır değerinin aşağısında gerilme oluşturabilecek yüklerin zamanla malzeme üzerinde deformasyona yol açması olarak tanımlanabilir. Meydana gelen bu olay, metal malzemelerde yüksek sıcaklık şartlarında meydana gelirken plastik, ahşap beton vs. malzemelerde ise normal şartlarda oluşabilir. Sünme olayının ardından malzeme, kırılma veya şekil değişimi gibi durumlara maruz kalabilir.

Yapısal olarak çok fazlı kompozit olan betonda, bağlayıcı olarak çimento kullanılmaktadır. Kullanılan bu çimento, hidratasyon etkisiyle gün geçtikçe betonda deformeler meydana getirmektedir. Oluşan bu deformasyonlar da kendisini, rötre veya sünme olarak göstermektedir. Özellik olarak reolojik yapıda olan beton, herhangi bir yükün tesirinde kalarak deformeye zorlandığında bu özelliği ön plana çıkmaktadır. Betonun yapısal özelliklerinden biri olan gözenekli yapısı nedeniyle beton, bu gözeneklerinde suyu muhafaza etmektedir. Gözeneklerde muhafaza edilen bu su sebebiyle ortamın koşullarına göre hacminde değişiklik meydana gelebilir.

Sert fazdaki betona, içerisindeki çimento oranının belli ölçüde geçilmemesi şartıyla katkı maddeleri eklenebilir. Yapılan bu işlemin amacı, beton içerisinde yer alan boşluklu yapının doldurulması olmaktadır. Betonda geçirimsizlikten bahsedebilmek için betona sirayet eden suyun hacminin buharlaşarak kaybolan suyun hacminden daha küçük olması gerekmektedir. İnşa edilen yapıların bazı kısımlarında geçirimsizliğin önemi fazladır. Mesela asansör boşluklarında yapılacak olan duvarların sika gibi katkı maddeleri ile su geçirimsizliğinin artması sağlanır.


:

:

Lifli Beton

Betonun zayıf yönlerinden biri olan çekme vb. gerilmelerine karşı direnci ve ...

Yeşil Çatı

Yeşil çatılar, ilave ağırlığa dayanma gücü olan; su, su buharı ve kökler ...

Demiryolu Tren

Demiryolu köprüleri tasarım olarak karayolu köprülerine benzer temel parçal...

Sıvılaşma

Bir zemin kütlesinin statik kayma gerilmesinin, sıvılaşmış haldeki zeminin...

Nano Teknoloji

Nano ölçek kavramı boyutları 1-100 nm (1nm=10-9 m, yani metrenin mily...