Segregasyon olayının sebepleri ve çeşitleri
Segregasyon genel olarak dinamik segregasyon ve statik segregasyon olmak üzere iki ana başlıkta incelenmektedir. Betonların kalıba yerleştirmesi esnasında uygulanan yetersiz, aşırı, uygun olmayan sıkıştırma işlemi; kalıplarda beklenmeyen dış titreşim; kendiliğinden yerleşen betonlarda serbest veya engelli ortamda (özellikle sık donatı bulunması veya kalıp kesitlerinde daralma olması gibi) yayılması sonrasında düşey, yatay ve eğimli doğrultularda meydana gelen agraga düzensizliği dinamik segregasyon olarak tanımlanabilir.
Betonu oluşturan malzemelerin yoğunluk farklılıklarından dolayı yerçekimi ile ağır tanelerin zamanla aşağıda toplanması olarak bilinen statik segregasyon ise, genel olarak yüksek akıcılığa sahip betonların prizini alıncaya kadar, iri tanelerinin düşey doğrultuda zati ağırlığı sebebiyle gösterdikleri segregasyon olarak tanımlanabilir. Ayrıca, beton içerisinde agrega gibi katı ve yoğun tanelerin aşağı çökmesi sebebiyle, karışım suyunun yukarı doğru hareketi veya beton yüzeyine ulaşarak toplanması olarak bilinen terleme de bir çeşit statik segregasyondur.
Segregasyon konusunda bir örnek olay
Yeterli bağlayıcı içeriği ve ortalama su/bağlayıcı oranında bile betonların akıcılığının artması, terleme ve segregasyon riskini de artırabilir. Terleme ve segregasyonun beton, harç ve hamurların fiziksel, mekanik ve durabilite özelliklerini olumsuz etkilediği bilinmektedir. Taze betonda hamur kıvamınının artmasıyla yerleştirme esnasında iri agreganın daha rahat hareket etmesi mümkün olduğundan, betonun yapısının bozulma riskinin arttığı bilinmektedir. Düşük kıvamlı ağır beton karışımlarında segregasyon ve terleme riski ortadan kaldırılırken, bu betonların uygulama alanlarında yerleştirme ve sıkıştırma gibi bir takım işlenebilirlik sıkıntılarının da ortaya çıktığı bilinmektedir. Ayrıca, çok kuru dişli karışımların da segregasyona yol açabildiği düşünülüyor.
Çimento hamuru ve betonlarda, eşik kayma gerilmesinin artması ile çökme değerinin azalışı arasında bir ilişkinin olduğundan söz edilebilir. Ayrıca, plastik viskozite ile betonun kohezifliği, yerleştirilebilmesi, pompalanabilmesi, perdahlanabilmesi ve segregasyonu arasında bir ilişkinin olduğu açıktır. Yüksek akıcılığa sahip betonlarda düşük plastik viskozitenin segregasyona yol açtığı ve tasarımlarında plastik viskozitenin artırılması gerektiği anlaşılmaktadır Süper akışkanlaştırıcı katkı maddelerinin kullanımı betonların eşik kayma gerilmesi ve plastik viskozitesini önemli oranda azaltmaktadır.
Beton teknolojisindeki ilerleme ve süper akışkanlaştırıcıların ortaya çıkması ile birlikte daha düşük su/bağlayıcı oranlarında işlenebilir betonların üretimine ve böylece şantiye ortamında dayanımların artırılmasına olanak sağlanmıştır. Yüksek oranda su azaltıcı katkı kullanımı, düşük su/çimento oranına sahip normal betonlarda işlenebilirlikleri önemli ölçüde artırırken, yüksek su/çimento oranına sahip betonlarda etkisiz hale gelebilmekte ve segregasyon ile terlemeye yol açabilmektedir.
Terleme, taze beton prizini alıncaya kadar, beton bileşenlerindeki yoğunluk farklılığı sebebiyle beton içerisinde bulunan serbest suyun yer yer tutunamayan hafif toz malzemelerle birlikte betonun üst katmanlarında birikmesi olayıdır. Genellikle yüksek kıvamlı karışımlarda zaman içerisinde olduğu için statik segregasyonun da bir ifadesidir. Kötü beton tasarımı, aşırı su içeriği, bileşenlerindeki yoğunluk farklılığı, yüksek s/b oranı, yetersiz bağlayıcı dozajı ve toz malzeme içeriği ile kimyasal katkılarının kullanımı gibi birçok neden terlemeyi artırabilen etkilerdir.
