Upload
others
View
19
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı
Mersin ÜniversitesiMühendislik Fakültesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Nedir?
İnsanların barınma, korunma ve depolama gibi maksatlarla
yapmış olduğu her türlü yer altı ve yer üstü tesislerine yapı, bu
yapılarda kullandığı malzemelere de “yapı malzemesi” adı verilir.
Ahşap, beton, asfalt, çelik,
seramik, yalıtım malzemeleri, cam,
boya, mermer, tuğla, çimento vs.
birçok şey birer yapı malzemesidir.
Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı?
Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı, yapı malzemelerinin sahip
olduğu fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri araştıran,
geliştiren ve öğreten, yapıda uygun bir şekilde kullanılabilmesi
bakımından malzeme seçimine yönelik bilgiler veren bilim alanıdır
ve inşaat mühendisliğinin temel bilim dallarından birisidir.
Malzemelere ait derecelendirmeleri içeren standartları
oluşturmak veya yeni malzemeler tasarlayıp üretmek de yine bu
anabilim dalının uğraşı alanları arasındadır.
Deneyimlerden Çağdaş Deneysel Yöntemlere
Eskiden uygulama tecrübesine
dayanan yapı malzemesi bilgisi, artık
günümüzde araştırma ve deneylere
dayanan bir bilim dalı olmuştur.
Yapı Malzemeleri ABD Dersleri
Yapı Malzemesi Anabilim Dalının temel dersleri, Malzeme Bilimi
ve Yapı Malzemesi dersleridir. Malzeme Bilimi dersi II. sınıfın
Güz yarıyılında, Yapı Malzemesi dersi ise yine II. sınıfın Bahar
yarıyılında okutulmaktadır.
Yapı Malzemeleri ABD Ders İçerikleri
Malzeme Bilimi dersinde, atomsal yapı, atomsal bağlar, atomsal
diziliş gibi malzemenin iç yapısına yönelik bilgiler ile birlikte,
malzemenin fiziksel, teknolojik ve mekanik özellikleri
anlatılmaktadır.
Yapı Malzemesi dersinde ise, malzemelerin sınıflandırılması,
bağlayıcılar, alçı, kireç ve çimentolar, agregalar ve beton
konuları anlatılmaktadır.
Günümüzde yüksek olan yapı
maliyetleri, malzeme özelliklerinin
iyi bilinmesini ve maruz kalacağı
etkilere göre seçilip kullanılmasını,
bir başka ifadeyle, yerine uygun
malzeme seçimini zorunlu
kılmaktadır.
Malzeme Bilimi Neden Önemlidir?
Malzeme Bilimi Neden Önemlidir?
Bir inşaatın bedeli %100 olarak kabul edilirse bunun yaklaşık;
%10 kadarlık kısmı proje ve mühendislik hizmetleri bedeli,
%25 kadarlık kısmı işçilik bedeli,
%65 kadarlık kısmı ise malzeme bedelidir.
Bu durum, malzeme biliminin önemini açıkça ortaya koymaktadır.
Malzeme Kalitesi
Malzemenin kalitesi de yapının ömrü
boyunca işletme giderlerini
etkilemektedir. Ucuz bir malzeme
belli bir süre sonra sürekli bakım ve
onarım gerektireceğinden, ilk fiyatı
daha yüksek olan bir malzemeye
kıyasla ekonomik olmayabilir.
İnşaat Mühendisinin Görevi...
Her inşaat mühendisi, tasarladığı yapı ile ilgili olarak,
projelendirme ve inşaat aşamasında aşağıdaki dört temel koşula
dikkat etmesi gerekir:
a) Yapı istenilen işlevi yerine getirebilmelidir,
b) Yapı dış etkilere karşı sağlam olmalıdır,
c) Yapı estetik olmalıdır,
d) Yapı ekonomik olmalıdır.
Malzemeyi Tanımanın Gerekliliği
Bir yapının ömrü, yalnızca projesinin iyi olmasına ve işçiliğine
bağlı değildir. Bunun yanında, malzeme özellikleri de çok önemli
bir yer tutar. Malzeme özelliklerini bilmeden ve malzeme
seçimine dikkat etmeden yukarıdaki 4 temel koşulun bir arada
sağlanabilmesi ve kusursuz bir yapı inşa edilebilmesi olanaksızdır.
Malzemeyi Tanımanın Gerekliliği
Örneğin, don tesirine dayanıklı bir beton
elde etmek için su emme oranı düşük olan
agrega seçilmesi gereklidir. Agreganın yanlış
seçilmesi, donma çözülme koşulları altında
betonun zarar görmesine neden olacağından,
işi yapan usta her ne kadar iyi olsa ve itinalı
çalışsa da yapılan imalat açısından beklenen
kalitenin elde edilmesi imkânsızdır.
Yapı Malzemelerinin Sınıflandırılması
Yapı malzemelerini, yapıdaki görevlerine göre şöyle sınıflandırmak
mümkündür;
Taşıyıcı sistem malzemesi (Esas malzeme)
Detay malzemesi
Taşıyıcı Sistem Malzemesi
Yapının kiriş, kolon, temel gibi taşıyıcı
bölümlerinde kullanılan ve mekanik özellikleri
yüksek olan malzemelerdir. Bu malzemelere
örnek olarak beton, çelik, ahşap, doğal ve
yapay taşlar örnek olarak verilebilir.
Taşıyıcı Sistem Malzemelerinin Testi
Yapının güvenliği açısından bu sınıfa giren malzemelerin herhangi
bir kusura sahip olmaması gerektiğinden, taşıyıcı sistem
elemanlarında yer alacak malzemelerinin kullanılmadan önce bazı
testler yardımı ile uygunluğunun araştırılması gerekir.
Taşıyıcı Sistem Malzemelerinin Testi
Malzemelerin sahip oldukları özelliklerin test edilmesinde, bazı
deneylerden yararlanılır. Bu deneylerin bir kısmı şantiyelerde
yapılabilirken, bir kısmı ise, özel ekipmana ihtiyaç duyulduğu
durumlarda donanımlı laboratuvarlarda yapılmaktadır.
Detay Malzemesi
Taşıyıcı malzeme grubunun dışında kalan ve
yapıyı dış etkilerden koruyarak dekoratif bir
görünüm sağlayan malzemelere detay
malzeme denir. Bu malzemelerde oluşabilecek
kusur ya da bozukluklar, yapının güvenliğini
tehlikeye atmaz. Cam, boya, sıva, döşeme
kaplaması gibi malzemeler buna örnek
verilebilir.
Bazı malzemelerin yerine göre taşıyıcı sistem malzemesi (esas
malzeme), yerine göre de detay malzemesi olabileceği
unutulmamalıdır. Örneğin, ahşap taşıyıcı eleman olarak
kullanıldığında esas malzeme iken, döşeme kaplaması olarak
kullanıldığında detay malzemesi grubuna girer.
Esas Malzeme Detay Malzeme
Gerek taşıyıcı sistem malzemelerinin gerekse de detay
malzemelerinin birçoğu, taneleri ya da bileşenleri homojen şekilde
bir arada tutan yapıştırıcı özellikli malzemeler ile birlikte
kullanılmaktadır.
Bağlayıcı Maddeler
Buna göre, başlangıçta ince bir toz formunda olmasına rağmen,
su eklenmesi ile hamur haline gelen ve zamanla plastikliğini
kaybedip sertleşen, yüzeyleri birbirine bağlayıcı (yapıştırıcı)
özelliğe sahip malzemelere bağlayıcı maddeler denir.
Bağlayıcı Maddeler
Bağlayıcılar
Havada ve suda sertleşebilenler(Hidrolik Bağlayıcılar)
ÇimentoSu KireciPuzolanlar
Bağlayıcı Maddelerin Gruplandırılması
Sadece havada sertleşebilenler(Hava Bağlayıcıları)
AlçıKireç
Alçı su altında eridiğinden, kireç ise sertleşebilmek için ihtiyaç
duyduğu karbondioksiti su altında bulamadığından hidrolik
bağlayıcı değildir. Dolayısıyla alçı ve kireç sadece havada
sertleşebilecek özelliktedir.
Hava Bağlayıcıları
Alçı, alçı taşı veya jips diye bilinen CaSO4.2H2O bileşimli taşların
pişirilerek suyunun bir kısmının uçurulması ve ardından öğütülmesi
sonucunda elde edilen bir yapı malzemesidir. Bileşimi CaSO4.½H2O
şeklindedir. Pişirme işleminde alçı taşı tüm suyunu kaybederse priz
yapma özelliği olmayan anhidrit yani susuz alçı (CaSO4) elde edilir.
Alçı
Basınç dayanımı 7-14 MPa.
Yangına karşı dayanıklıdır.
Isı yalıtım özelliği oldukça iyidir.
Asit niteliğinde olduğundan demiri paslandırır.
Tuğla, taş vb. yapı malzemesine çok iyi yapışır.
Ahşaba yapışmaz.
Dolgu, sıva işleri, heykel ve model yapımı için uygundur.
Duvar ve tavan sıvalarında nemsiz ortamda kullanılır.
Alçının Özellikleri
Kireç, kireç taşı veya kalker olarak bilinen CaCO3 bileşimli taşların
öğütülüp 900°C sıcaklıkta pişirilmesiyle elde edilir. Reaksiyon
aşağıdaki gibi olup meydana gelen CaO sönmemiş kireçtir;
Kireç
Sönmemiş Kireç
CaCO3 + ISI CaO + CO2
Sönmüş Kireç
Sönmemiş kireç, yani kalsiyum oksit (CaO) su ile karıştırılınca
yaklaşık 400°C civarında bir ısı açığa çıkar. Kirecin
söndürülmesi ile Ca(OH)2 sönmüş kireç oluşur.
Sönmüş Kireç
CaO + H2O Ca(OH)2 + ISI
Sıva
Harç
Badana
Kirecin Kullanım Alanları
Kireç ile fazla kalın harç sıvası yapılmamalıdır. Aksi
takdirde CO2 harcın içine yeterince nüfuz
edemeyeceğinden, orta kısımlar sertleşemez ve plastik
durumunu korur.
Kireç su içerisinde eridiğinden, su ile temas eden yapılarda
kullanılmamalıdır.
Kirecin Özellikleri
Kirecin her türlü yapı malzemesine iyi yapışma yeteneği
olmasına karşın, mekanik özellikleri zayıf olduğundan,
taşıyıcı elemanların yapımından bağlayıcı madde olarak
kullanılmamalıdır.
Kirecin Özellikleri
Kireçle elde edilen harçların plastik özellikleri fazladır.
Şekil değişimi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle
duvar sıvaları için çok uygundur. Kireçle yapılan sıvalar
çimento ile yapılan sıvalara kıyasla daha az çatlar.
Kirecin Özellikleri
Hem havada hem de su altında priz yapma (sertleşme) özelliği
taşıyan bağlayıcılara hidrolik bağlayıcılar adı verilir. Su kireci,
çimento ve puzolanlar bu gruptandır.
Hidrolik Bağlayıcılar
Su kireci, içerisinde %10~25 mertebesinde kil bulunduran kireç
taşlarının pişirilmesi ile elde edilir. Pişirme sonunda fırından
çıkarılan kireç ufak parçalar halindedir. Bu bağlayıcı maddenin toz
haline getirilmesi işlemi, öğütme ile değil doğrudan doğruya kirecin
söndürülmesi ile sağlanır. Çimentonun keşfinden önce kullanılan bu
bağlayıcının bu gün için kullanım alanı pek kalmamıştır.
Su Kireci
Puzolanlar
Puzolanlar, silisli ya da silisli ve alüminli malzemeler olup çok az
ya da hiç bağlayıcı değeri olmayan; fakat ince öğütülmüş
durumda ve nemin bulunduğu ortamda, çimentonun hidratasyonu
sonucunda ortaya çıkan kalsiyum hidroksitle normal sıcaklıkta
kimyasal olarak reaksiyona girerek bağlayıcı özelliğe sahip
bileşen oluşturan malzemelerdir. Puzolanlar, çimento/beton
sektöründe mineral katkı maddeleri adıyla da bilinirler.
Puzolanların Tarihçesi
Puzolanik maddelerin kullanımı binlerce yıl öncesine kadar
gitmektedir. Bu özellikteki toprak ilk defa İtalya’nın Napoli
kentinde Vezüv yanardağı yakınlarındaki Pozzuoli kasabasından
elde edildiğinden “Puzolan” sözcüğü buradan kaynaklanmıştır.
Puzolanik Malzemelerin Tipleri
Doğal Puzolanlar (Doğal olarak bulunan malzemeler)
Volkanik küller
Camlar
Tüfler
Pişirilmiş killer ve şeyller
Diatomik topraklar
Suni Puzolanlar (Endüstriyel yan ürünler)
Uçucu kül
Silis dumanı
Öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu
Puzolanik Malzemelerin Kullanımı
İnce öğütülmüş puzolanlar beton katkısı olarak ya da Portland
puzolan tipi çimento üretiminde kullanılmaktadır. Katkı
malzemesinin tipine göre, Portland çimentosunun % 5’i ile %
50’si arasındaki bir kısmı ile yer değiştirilir. Bu oran kullanım
amacına göre değişiklik gösterir.
Çimento
Çimento, kil ve kalker karışımı hammaddelerin pişirilmeleri ile
ortaya çıkan ve “klinker” olarak adlandırılan malzemenin çok az
miktarda alçıtaşı ile birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilen
bir üründür; su ile birleştirildiğinde hidrolik bağlayıcılık özeliği
kazanmaktadır.
KLİNKER
Çimento
İngiltere'nin Portland adasından
elde edilen yapı taşlarına
benzediği için "Portland
Çimentosu" adı altında patent
almıştır.
Portland Çimentosunun Özellikleri
Çimento gri renktedir. Gri renk, hammadde içinde yer alan
az miktardaki demir oksitten kaynaklanmaktadır.
Demir oksit bulunmadığı takdirde, Portland çimentosunun
rengi beyaza yakın renkte olmaktadır.
Portland çimentosu toz gibi ince tanelidir,
Tanelerin boyutları 1 - 200 µm arasında değişmektedir.
Hidratasyon
Çimento ve suyun birleştirildiği andan itibaren bu iki malzeme
arasında “hidratasyon” olarak adlandırılan kimyasal reaksiyonlar
cereyan eder.
Priz Alma
Önceleri, yumuşak plastik durumda olan çimento hamuru*,
zaman ilerledikçe daha az plastik duruma gelmekte ve katılaşıp,
sertleşmektedir. Çimento hamurunun katılaşma göstererek şekil
verilemez bir duruma gelmesine “priz alma” denilmektedir.
* Çimento ve su karışımına çimento hamuru denir.
Hidratasyonun Devamında…
Çimento, su, ve agregaların birlikte karılmasıyla elde edilen
beton ilk zamanlarda plastik bir kıvamda olup, birkaç saat
içerisinde katılaşmakta ve sertleşmektedir. Sertleşmeye
başlayan beton ise giderek daha büyük dayanım kazanmaktadır.
Çimentonun Görevi
Beton karışımı içerisinde yer alan çimento;
agrega tanelerinin yüzeyini kaplamakta,
agregaların aralarındaki boşlukları doldurmakta,
agrega tanelerini birbirlerine bağlayarak betonun tek bir
malzeme gibi davranmasını sağlamaktadır.
Agrega
Agregalar, beton yapımında çimento ve su ile birlikte kullanılan
kum, çakıl, kırmataş, kırmakum gibi taneli malzemelerdir.
İnce Agrega ve İri Agrega
Türk standartlarına göre, 4.0 mm
göz açıklıklı kare delikli eleklerden
geçen agregaya ince agrega (kum),
bu elek üzerinde kalan agregaya ise
iri agrega (çakıl) denilmektedir.
Kırmataş ve Kırmakum
Büyük taşların konkasörde kırılmasıyla elde edilen kırmataş,
iri agregadır. Bazen, kumun bulunmadığı veya şantiyeye
uzaklığı nedeniyle elde edilmesinin ekonomik olmadığı
durumlarda, ince agrega olarak kırma kum kullanılmaktadır.
Betonda Agrega
Beton hacminin yaklaşık %75’i agrega tarafından oluşturulmaktadır.
Betonda Ekonomi
Beton yapımında kullanılan temel malzemeler (çimento, su ve
agrega) arasında en pahalı olanı çimentodur. Agreganın
maliyeti, çimento maliyetine göre çok düşüktür. O nedenle,
istenilen kalitedeki betonu elde edebilmek kaydıyla, betonda
mümkün olabildiği kadar çok miktarda agrega kullanılması,
betonun daha ekonomik olmasına yol açmaktadır.
Beton su, çimento, agrega ve gerektiğinde kimyasal ve/veya
mineral katkı maddelerinin homojen olarak karıştırılmasından
oluşan, başlangıçta plastik kıvamda olup, şekil verilebilen,
zamanla katılaşıp sertleşerek dayanım kazanan bir yapı
malzemesidir.
Beton Nedir?
Taze Beton
Betonun karıştırma işlemi tamamlandıktan sonraki durumuna
taze beton adı verilir.
Sertleşmiş Beton
Plastikliğini, yani şekil verilebilir haldeki durumunu yitirmiş ve belirli
seviyede dayanım kazanmış olan betona sertleşmiş beton denir.
Beton üretiminde kullanılan malzemelerin, mümkün olduğu kadar
homojen bir şekilde karıştırılması gerekir. Karıştırma işlemi iki
şekilde yapılır; El araçları* ile karıştırma ve betonyer ile
karıştırmadır.
Betonun Üretimi
Betonyerden veya beton santrallerinden alınan taze beton
döküm yerine en az sarsıntı etkisinde kalacak ve homojenliğini
kaybetmeyecek şekilde taşınmalıdır. Üretilen betonlar, döküm
yerine işin niteliği ve büyüklüğüne göre el arabaları, bantlar,
oluklar, trans mikserler veya beton pompaları ile taşınır.
Betonun Taşınması
Karıştırılan beton bekletilmeden yerine yerleştirilmeli ve yeterince
sıkıştırılmalıdır. Yerleştirme ve sıkıştırma işlemlerinde önemli olan
beton malzemelerinin birbirinden ayrışmamasıdır. Betonun
sıkıştırma işlemlerinde, şişleme çubuğu veya vibratör kullanılır.
Betonun Yerleştirilmesi ve Sıkıştırılması
Beton üretiminde çimento çoğunlukla 50 kg’lık torbalar
halinde kullanılır. Dolayısıyla, 1 m3 betonda yer alan kg
cinsinden çimento miktarına dozaj veya doz adı verilir.
Örneğin 300 dozlu beton dendiğinde, 1 m3 beton içerisinde
300 kg çimento (= 6 torba çimento) olduğu anlaşılır.
Betonun Dozajı
Zemin ile temelin irtibatını keserek
zeminden gelebilecek zararlı su veya
benzeri kimyasalların temel
betonarmesine zarar vermesini
önlemek ve temel altını gerekli
düzlüğe getirmek (tesviye etmek) için
kullanılan demirsiz kaba betona
grobeton denir.
Grobeton
Betonun, özellikle ilk günlerinde, yeterince hidratasyon
yapabilmesini sağlamak gereklidir. Dolayısıyla, betonun
içerisinde yeterli miktarda suyun ve sıcaklığın bulundurularak
bu ortamın korunması işlemine, betonun kür’ü veya betonun
bakımı adı verilir.
Betonun Bakımı
1.Yerine yerleştirilmiş olan betonun içerisindeki suyun
buharlaşarak azalmaması, betonda yeterli miktarda su
bulundurulması,
2.Yerine yerleştirilmiş olan betonun içerisindeki sıcaklığın
betondaki hidratasyonu yavaşlatacak veya durduracak
derecelere düşmemesi.
Betonun Kürü İçin Gerekli Koşullar
Yerine yerleştirilen taze betonun içerisindeki suyun
azalmasının en önemli nedeni buharlaşmadır. Buharlaşma hızı,
(a) havadaki bağıl neme,
(b) hava sıcaklığına,
(c) betonun sıcaklığına,
(d) rüzgar hızına bağlıdır.
Taze Betonda Suyun Azalmasının Nedenleri
Bağıl Nem: Belli bir sıcaklıkta bir hava kütlesinde bulunan nem miktarının yüzde ifadesi.
Havadaki bağıl nemin azalması, betonun içerisindeki suyun
daha çok buharlaşmasına yol açmaktadır.
Hava sıcaklığının yüksek olması, betonun sıcaklığını da
yükseltmekte ve daha çok buharlaşmaya neden olmaktadır.
Rüzgar hızının yüksek olması, betondaki suyun daha çok
buharlaşmasına neden olmaktadır.
Nem, Sıcaklık ve Rüzgarın Etkileri
Genellikle iki ana grup altında sıralanabilir:
1. Betonun ıslak durumda kalabilmesini sağlayabilmek için
uygulanan kür yöntemleri,
2. Beton yüzeyini ince bir zar (membran) ile örterek,
buharlaşmayı önlemek amacıyla uygulanan yöntemler.
Kür Yöntemleri
1. Betonun tamamen su altında kalmasını sağlayacak yöntemler,
2. Beton yüzeyine su serpiştirilerek uygulanan kür yöntemi,
3. Beton yüzeyine bez, talaş, saman gibi malzemelerin serilmesi
ve bu malzemelerin ıslak duruma getirilmeleri sağlanarak,
beton yüzeyinin ıslak kalabilmesi için uygulanan yöntemler.
Betonun Islak Kalmasını Sağlayan Yöntemler
1. Beton yüzeyinin plastik malzemeden veya su geçirmeyen
kağıttan yapılmış örtülerle kaplama yöntemleri,
2. Beton yüzeyine bitümlü veya parafin esaslı sıvı kimyasal
malzemelerin sürülmesi yöntemleri.
Betondaki Suyun Buharlaşmasını Önleyen Yöntemler
Betonun Basınç Dayanımı
Beton, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı ise düşük bir
malzemedir. Dolayısıyla beton, yüksek basınç mukavemetinden
yararlanmak ve yük taşıtmak amacıyla, yapı elemanlarında basınca
çalıştırılır. Beton basınç dayanımı, betonda basınç etkisi yaratacak
kuvvetlerin neden olacağı şekil değiştirme ve kırılmalara karşı
betonun gösterebileceği maksimum direnme kabiliyetidir.
Betonun Basınç Dayanımının Bulunması
Betonun basınç dayanımı, boyutları 15x30
cm olan beton silindir ya da 15 cm kenar
uzunluğundaki beton küp numunelerin preste
kırılması ile belirlenir. Kırılma yükü,
numunenin kesit alanına bölünerek betonun
basınç dayanımı (mukavemeti) tespit edilir.
Beton basınç dayanım sınıfları ile
bu sınıfların karakteristik silindir
ve küp basınç dayanım değerleri,
TS EN 206-1 beton standardında
belirtilmiştir.
Beton Standardı (TS EN 206-1)
Beton sınıfları, C 8/10 ile başlar ve C 100/115 sınıfına kadar
devam eder. Betonun basınç dayanım sınıfını gösteren
notasyondaki “C” terimi, betonun İngilizcesi olan “concrete”
kelimesinin baş harfini simgelerken, ilk rakam betonun 28 günlük
karakteristik silindir dayanımını (N/mm2), ikinci rakam ise betonun
28 günlük karakteristik küp dayanımını (N/mm2) temsil eder.
Beton Sınıfları
C30/37
Çelik, Demir elementi ile genellikle %0,2 ila %2,1 oranlarında
değişen Karbonun bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. İçine
katılan karbon oranı arttıkça, sertlik ve mukavemeti artar, ancak
süneklik* azalır.
Yapılarda Çelik Kullanımı
*Süneklik: Malzemelerin gerilme altında şekil değiştirme yeteneği süneklik olarak tanımlanır.
Yapılarda çelik,
1. Betonarme yapılarda donatı,
2. Çelik yapılarda ise taşıyıcı profil
olarak kullanılır.
Yapılarda Kullanılan Çelikler
Betonarme Yapılarda Çelik
Betonarme yapılarda beton, çekme dayanımı düşük
olduğundan basınç gerilmelerini karşılar. Çelik ise, betonun
çekme dayanımının zayıf olması nedeniyle, yapı elemanlarında
oluşan çekme kuvvetlerini karşılamak amacıyla kullanılır.
Betonla Çeliğin Uyumu
Betonarme yapılarda çekme gerilmelerini karşılayacak en uygun
donatının çelik olduğu ve birbirlerine şaşırtıcı derecede uyum
sağladıkları görülmüştür. Çünkü,
a. Çeliğin çekme dayanımı, betondan çok daha yüksektir,
b. Çelik betonla çok iyi bir aderans sağlar,
c. Çeliğin genleşme katsayısı, betonunkine yakındır. Dolayısıyla,
oluşacak bir sıcaklık farklılığında aynı şekil değişimini yaparlar.
Aderans
Betonarme yapılarda donatı ve beton arasında yeterli bir
kenetlenmenin (aderansın) sağlanamaması halinde, donatı beton
içinde kayarak kuvvetleri aktaramaz. Bu durum, oldukça
tehlikeli olup, yapının yıkılmasına dahi yol açabilir.
Nervürler
Donatının aderans yeteneğini arttırmak
amacıyla, çelik çubukların yüzeyinde çıkıntılar
yapılır. Beton kütlesine takılarak kenetlenmeyi
arttıran bu çıkıntılar, genelde nervürler
vasıtasıyla meydana getirilir.
Nervür
Nervür, donatının betonla aderansını
arttırmak amacıyla, çubuk eksenine belirli
bir açıyla oluşturulan ve çubuk boyunca
devam eden çubuk yüzeyindeki çıkıntılardır.
Donatı Çapı
Yüzey Şekillerine Göre Çelik Çubuk Çeşitleri
Betonarme yapılarda donatı olarak kullanılan,
dairesel kesitli çelik çubuklar yüzey
şekillerine göre şu şekilde sınıflandırılır:
Düz Yüzeyli (D) Yüzeyi Profilli (P) Nervürlü (N)
Yüzey Şekillerine Göre Çelik Çubuk Çeşitleri
1. Düz Yüzeyli Çelik Çubuk
Düz yüzeyli çelik çubuk, yüzeyinde betonla aderans
(kenetlemeyi) arttırıcı nervürler veya profiller bulunmayan
yüzeyi düz, daire kesitli beton çelik çubuğudur.
2. Yüzeyi Profilli Çelik Çubuk
Yüzeyi profilli çelik çubuk, haddeleme sırasında, yüzeyinde
betonla aderans arttırıcı çeşitli şekilli girintiler oluşturulmuş
beton çelik çubuğudur.
3. Nervürlü Çelik Çubuk
Nervürlü çelik çubuk, haddeleme
sırasında, yüzeyinde betonla
aderansını arttırıcı çıkıntılar
oluşturulmuş beton çelik çubuğudur.
1. En küçük akma sınırı 220 N/mm2, (BÇ I) veya (S 220)
2. En küçük akma sınırı 420 N/mm2, (BÇ III) veya (S 420)
3. En küçük akma sınırı 500 N/mm2, (BÇ IV) veya (S 500)
Akma Dayanımlarına Göre Çelik Çubuk Çeşitleri
Çelik Hasır
Bazı betonarme elemanlarda,
örneğin döşemelerde, donatı
yerleştirilmesini kolaylaştırmak
amacı ile, birbirine dik ve paralel
çubuklardan oluşan hasır donatı
kullanılır.
Çelik Hasırda Bağlantı
Hasırda iki dik yöndeki donatının üst üste bindiği
noktalardaki bağlantı, kaynak veya özel kelepçelerle sağlanır.
Çelik Hasırların Kullanım Alanları
Her türlü konut inşaatının: temelleri, döşemeleri, perdeleri
Metro ve tünel yapımında,
İstinat duvarı,
Beton pist ve yol kaplamaları,
Prefabrik yapılarda,
Kanal ve kanalet yapımında,
Endüstriyel yapılarda,
Çelik Yapılar
Çeliklerin ikinci geniş kullanım alanı çelik yapılardır. Çelik
köprüler, çerçeveler ve çatı makasları gibi yapılar çelik
levha ve çelik profil çubuklardan imal edilir.
Çelik Profiller
Çelik profil çubuklar kesit şekline göre, L (korniyer), T, U
veya I (putrel) profili şeklinde adlandırılırlar.
Öngerilmeli Beton
Yapılarda, geçilmesi gereken açıklık büyüdükçe, betonarme
yapı elemanlarının boyutu artmaktadır. Bu durum, ölü yüklerin
artmasına ve yapının taşıyıcı elemanlarına gereksiz yükler
gelmesine neden olmaktadır. Ayrıca betonun çekme
gerilmelerine karşı zayıf olması, betonarme elemanlarda
çatlamaların oluşmasını kaçınılmaz kılmaktadır. Bu sorunları
gidermek düşüncesi, betona basınç gerilmeleri vermek suretiyle
'öngerilmeli beton' kavramını ortaya çıkartmıştır.
Öngerilmeli Beton
1940'larda geliştirilen öngerilmeli beton yöntemiyle, betonun
düşük çekme mukavemetine bağlı çatlak problemi önlenmiştir.
Öngerilmede, betonun yüksek basınç mukavemeti, çeliğin
yüksek çekme mukavemetiyle birleştirilmektedir.
Öngerilme Yöntemleri
Öngerilme işlemi, beton dökümünden önce gerilen kabloların
betonun dökülüp sertleşmesinden sonra serbest bırakılması
(öngerme) ya da betonun dökülüp sertleştikten sonra, önceden
yerleştirilen öngerilme kablolarına kuvvet uygulanıp gerdirilmesiyle
(ardgerme) gerçekleştirilmektedir.
Öngerilmeli Beton Kullanım Alanları
Prefabrik sanayi yapılarında,
Köprülerde,
Silolarda,
Büyük açıklıklı yapılarda,
Yer altı ve üstündeki büyük metro istasyonlarında,
Stadyum ve spor salonlarının tribün örtü yapılarında.
TEŞEKKÜRLER !