Hidratasyon olayı

Hidratasyon olayı, Dayanım, Durabilite ve Özgül Ağırlık

Hidratasyon olayı çimento tanelerinin su ile reaksiyona girmesi sonucu oluşan tepkimedir, söz konusu bu tepkime ekzotermik olduğu için reaksiyon sonunda ısı açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı çimento tanelerinin inceliği ile doğrudan alakalıdır. Çimento taneleri inceliği arttıkça su ile etkileşime giren yüzey alanı da artmaktadır. Böylelikle reaksiyonlar daha hızlı hale gelir. Tepkime hızı arttıkça açığa çıkan ısı miktarında da artış olur. Farklı tipteki çimentoların mekanik özelliklerinden dolayı hidratasyon ısı miktarları da farklı olur.

Hidratasyon olayı kullanım yeri faktörü

Kullanım yerine göre uygun hidratasyon ısısı sağlayan çimentoların tercih edilmesine dikkat edilmelidir. Erken dayanımlı, yüksek dayanımlı çimentoların hidratasyon ısıları da yüksek olur. Betonun ısıl kapasitesinin düşük olması nedeniyle hidratasyon sonunda 500 J/g (120 cal/g) kadar ısı açığa çıkabilir. Hidratasyon olayı veya ısısı, betonlarda gerekli kür şartları sağlanmazsa ısıl gerilmeler ve rötre çatlaklarına sebebiyet vererek dayanım ve durabiliteyi olumsuz yönde etkiler. Betonun priz süreci ve sonrasında uygun kür şartları sağlanarak hidratasyon ısısı kontrol altında tutulmalıdır.

Dayanım betonun üzerine tesir eden hareketli veya hareketsiz yüklerin betonda meydana getireceği şekil değişikliği ve kırılmaya karşı koyacağı en büyük direnç olarak tanımlanabilir. Malzemenin herhangi kesitinde bir birim alanının karşılayabileceği en büyük kuvvet, maksimum gerilme olarak bilinmektedir ve kgf/cm² veya MPa gibi birimlerle ifade edilmektedir. Maksimum gerilme miktarı, betonun dayanımını göstermektedir.

Betonun eğilme dayanımı, betonda çekme etkisine sebep olacak kuvvetlerin neden olduğu şekil değiştirmelere ve kırılmaya karşı, betonun gösterebileceği direnç yeteneği olarak bilinmektedir. Yapıdaki betona doğrudan çekme dayanımı uygulanmamasına rağmen, beton üzerine etkiyen basınç ve eğilme kuvvetleri betonun içerisinde çekme kuvveti oluşmasına sebep olabilmektedir.

Dayanıklılık, Kalıcılık veya Durabilite Kavramı

Dayanıklılık, “kalıcılık” veya “durabilite” gibi farklı terimlerle de nitelendirilebilmektedir. Beton yapılar, kullanım süresi boyunca, aşınmaya neden olabilecek birçok etkiyle karşılaşmaktadır. Bu etkenler; hava koşulları, kimyasal sular ve betonun kullanıldığı ortam koşulları gibi yıpratıcı fiziksel ve kimyasal olaylardır. Betonun hizmet süresince boyunca bu fiziksel ve kimyasal olaylara direnç gösterme yeteneğine dayanıklılık ya da durabilite denilmektedir. Sertleşmiş beton içerisine boşluk ve çatlaklardan giren suların bulundurduğu sülfatlar veya asitler bir takım kimyasal olaylara sebep olurken, betonun çatlayıp kırılmasına da neden olmaktadırlar. Ayrıca sertleşmiş betonun boşluklarındaki suyun donması sonucu ve sonradan çözünmesi ile “donma çözülme” olayı gerçekleşebilir. Bunun sonucunda beton çatlayıp kırılabilmektedir.

Özgül ağırlık Tanımı ve Beton Özellikleri

Uygun koşullarda üretilmiş normal taze betonun birim hacim ağırlığı 2,2-2,5 kg/l’dir. Sertleşmiş betonun birim hacim ağırlığı karışım suyunun bir miktarın buharlaşmasından dolayı daha düşüktür. Betonun S/Ç oranı arttıkça birim hacim ağırlığı azalır. Ayrıca kullanılan agreganın birim hacim ağırlığı, hava sürükleyici kimyasal katkı kullanılıp kullanılmadığı, taze betonun kıvamı, taze betonun yerleştirilirken uygulanan sıkıştırma işleminin yeterliliği birim hacim ağırlığı etkileyen önemli faktörlerdir. Hafif ve ağır beton uygulamalarında beton birim hacim ağırlığı agrega türü, karışım dizaynı ve hava sürükleyici katkı kullanımı ile istenilen mertebelere getirilmektedir. Hafif betonların birim hacim ağırlıkları 300 ile 1800 kg/m³ arasında değişir.