YAPI MALZEMESİ - Dicle Üniversitesidicle.edu.tr/a/idrisb/webtr/Yapi Mlz/YM-4-Agregalar.pdf · Demir cevheri, içerisindeki demiroksitten demir elde edebilmek için, cevher yüksek

21.03.2011

1

Çimento ve suyun yanında betonu oluşturan en temel maddedir. Mineral kökenli daneli mazleme olan agrega doğal olarak bulunabildiği gibi doğal taşların öğütülmesinden de elde dilebilir.

Çimentoya göre maliyeti oldukça düşük olan

21.03.2011Yrd. Doç. Dr. İdris Bedirhanoğlu 2

Çimentoya göre maliyeti oldukça düşük olan agrega beton hacminin yaklaşık %70-75’ini oluşturur.

Betonda agrega kullanılması, betonun aşınmaya karşı dayanımını ve durabilitesini ve yüklere karşı dayanımını artırmaktadır.

Çimento hamurunun zamanla kuruyarak büzülmesi ve çatlaması agrega tarafından belirli bir ölçüde sınırlanır.

Agrega çimento ile genellikle kimyasal etkileşime girmez. Çimento hamuru ile agrega arasındaki bağlantı fiziksel ve mekanik karakterlidir (aderans).Malzeme karışım oranlarını, gradasyon, granülometri


gradasyon, granülometrielek analiziişlenebilme, pompalanabilme, beton içerisindeki hava miktarını, terlemesini (kanama veya su salma, kusma)beton yüzeyinin mastarlanıp düzeltilebilmesinidurabilitebüzülme, rötretaşunu, fillerkırma taş

Röte çatlağı

Agrega özellikleri taze beton karışımdaki malzeme oranlarını, taze betonun işlenebilmesini, pompalanabilmesini, beton içerisindeki hava miktarını, terlemesini (kanama veya su salma, kusma) ve beton yüzeyinin mastarlanıp düzeltilebilmesini (perdahlanma) önemli ölçüde etkileyebilmektedir.

Malzeme karışım oranları


önemli ölçüde etkileyebilmektedir.

Çimento, su, agrega ve gerektiğinde katkı maddelerinin karışımından oluşan betonun birim hacminde (1 m3

betonda), bu malzemelerin herbirinin ağırlıkça veya hacim olarak yer aldıkları miktarlar, malzeme karışım oranlarıolarak anılmaktadır.

Beton yapımında kullanılan agreganın, başta gradasyon (agrega tanelerinin büyüklüklerine göre dağılım oranı), tane şekli, yüzey pürüzlülüğü, özgül ağırlığı, birim ağırlığı,


birim ağırlığı, su emme kapasitesi ve agregadaki mevcut su durumu (gözenekler içerisinde ve tane yüzeyinde su bulunup bulunmadığı)

gibi özellikleri olmak üzere, birçok agrega özellikleri, beton karışım oranlarını önemli ölçüde etkilemektedir.

Taze betonun kolayca ve homojenliğini yitirmeden karılabilme, taşınabilme, kalıplardaki yerine yerleştirilebilme ve sıkıştırılabilme özelliğine, işlenebilme özelliği denilmektedir.Agreganın gradasyonu, en büyük tane boyutu, tane şekli ve tanelerin yüzey pürüzlülüğü, taze betonda işlenebilmeyi

İşlenebilme


tanelerin yüzey pürüzlülüğü, taze betonda işlenebilmeyi etkileyen önemli özelliklerdir.Beton üretimi için çimento, su ve agrega karıştırılması sırasında beton içerisinde bir miktar hava boşluğu oluşmakta veya karışımın içerisinde bir miktar su sıkışık durumda kalarak, zamanla bu suyun buharlaşması ile hava boşluğu oluşmaktadır. Beton içerisinde bu şekilde kazara oluşan havaya hapsolmuş hava denilmektedir.

Beton içerisindeki miktarı genellikle %0 ile %2 arasında değişen ve gelişigüzel bir dağılım gösteren bu tür hava boşluklarının çokluğu, betonun dayanımını, dayanıklılığını ve su geçirmezliğini önemli ölçüde azaltır.Kullanılan agreganın en büyük tane boyutu ve gradasyonu beton içerisindeki hava miktarını önemli ölçüde etkiler.

Hava boşluğu


beton içerisindeki hava miktarını önemli ölçüde etkiler.Betonda oluşması istenen hava boşlukları düzenli dağılım gösteren ve çok küçük boyutlarda (0.05-1.25 mm çapında) olan hava boşluklarıdır. Bu tür boşlukların oluşabilmesi, beton yapımında bazı hava sürükleyici katkı maddelerinin yardımı ile sağlanmaktadır. İçerisinde bu tür hava boşlukları bulunan betonlara hava sürüklenmiş beton ismi verilmektedir.

Düzenli dağılım gösteren çok küçük boyutlardaki hava boşlukları sertleşmiş betonun donmaya karşı dayanıklılığını artırmaktadır ve bu nedenle bu tür boşluklar istenerek oluşturulur. Hava sürüklenmiş betonlardaki hava miktarı genellikle %4-%8 kadardır.Taze beton, kalıplardaki yerine yerleştirildikten sonra,

Hava sürüklenmiş beton, terleme


Taze beton, kalıplardaki yerine yerleştirildikten sonra, betonun içerisindeki suyun bir miktarının beton yüzeyine çıkma eğilimine terleme adı verilmektedir. Terleme olayı beton içerisinde kimyasal reaksiyonlar için gerekli olan su miktarını azaltır, sonuç olarak, daha düşük dayanımlı bir beton elde edilmesine yol açmaktadır. Ayrıca, betonun yüzeyinde zayıflama olmaktadır.

Agrega özellikleri sertleşmiş betonun dayanıklılığı (durabilite), dayanımı, büzülmesi (rötre), birim ağırlığı, termik özellikleri ve ekonomisi gibi başlıca özelliklerini etkiler.Durabilite özelliği, sertleşmiş betonun hava koşullarına,

Agrega Özelliklerinin Sertleşmiş Beton Özelliklerine Etkisi


Durabilite özelliği, sertleşmiş betonun hava koşullarına, kimyasal etkenlere, aşınmaya ve betonun servis (hizmet) sırasında karşılaşacağı diğer yıpratıcı etkenlere karşı dayanıklılık gösterme kabiliyetidir.

Durabilite kapsamında betonda aranan dayanıklılık şu şekilde sıralanabilir :Donma-çözülmeye; Islanma-kurumaya; Isınma-soğumaya; Aşınmaya; Yangına; Asitlere ve Hacim değişikliği yaratabilecek kimyasal reaksiyonlara (alkali-agrega

Agrega Özelliklerinin Sertleşmiş Beton Özelliklerine Etkisi


yaratabilecek kimyasal reaksiyonlara (alkali-agrega reaksiyonu gibi) karşı dayanıklılıkAgreganın dayanıklılığı, gözenekliliği, su geçirgenliği, mineral yapısı, tane şekli, gradasyonu, tanelerin yüzey pürüzlülüğü, en büyük tane boyutu, elastiklik modülü, termik genleşme katsayısı, agregada kil olup olmadığı ve agreganın temizliği gibi birçok bir çok etken beton durabilitesini etkiler.

Betonun üzerine uygulanan çeşitli yükler karşısında, o yükleri taşıyabilmek üzere gösterdiği dirence, beton dayanımı (beton mukavemeti) denilmektedir (basınç, çekme, eğilme ve kayma).Beton dayanımları arasında en çok kullanılan basınç dayanımıdır. Beton basınç dayanımının en çok kullanılan

Dayanım


dayanımıdır. Beton basınç dayanımının en çok kullanılan dayanım türü olmasının nedenleri kısaca şu şekilde belirtilebilir :

Beton dayanımları arasında en kolay saptanan basınç dayanımıdır.Birçok yapıda beton daha çok basınç gerilmelerine maruz kalmaktadır; Çekme ve kayma gerilmelerine maruz kaldığı hallerde, basınç dayanımı bilindiği takdirde çekme ve kayma dayanımları hakkında da bir ölçü teşkil eder. Örneğin, betonun çekme dayanımı, basınç dayanımının yaklaşık %10’u kadardır.Basınç dayanımı ile betonun diğer özellikleri arasında belirli bir paralellik vardır. Basınç dayanımı bilindiği takdirde betonun dayanıklılığı, su geçirmezliği, dolu veya boşluklu olması gibi diğer özellikleri hakkında da fikir elde edilebilir.

Betonun dayanımı, beton yapımında kullanılan çimento, su ve agreganın özellikleri ve kullanılmış oldukları oranlar, taze betonun yerine yerleştirilmesi, sıkıştırılması ve bakım gibi birçok faktör tarafından etkilenmektedir.

Dayanımı etkileyen faktörler

Agreganın dayanımı, tanelerin yüzey pürüzlülüğü, temizliği, tane şekli, gradasyonu ve en büyük tane boyutu gibi özellikleri beton dayanımına önemli ölçüde etkiyen özelliklerdir.Yerine yerleştirilen taze beton zamanla sertleşirken, betondaki kurumadan dolayı veya beton içerisindeki kimyasal olaylar nedeniyle sertleşmiş betonun hacmindeki küçülmeye büzülme


içerisindeki kimyasal olaylar nedeniyle sertleşmiş betonun hacmindeki küçülmeye büzülmeveya rötre denilmektedir.Betondaki kuruma olayı sonucunda yer alan büzülme kuruma büzülmesi olarak adlandırılmaktadır. Büzülme etkisi ile beton boyutlarındaki hareketin bir kısmı daimi deformasyon şeklindedir. Betonda büyük bir büzülme potansiyeli olan malzeme çimento ve su karışımının oluşturduğu çimento hamuru’dur. Agrega çimento hamurunun yapacağı büzülmeye engel oluşturur ve büzülmeyi sınırlı tutar. Betondaki kuruma büzülmesine en önemli etken beton içerisindeki su miktarıdır. O nedenle beton içerisindeki su miktarını etkileyen agrega özellikleri aynı zamanda büzülmeyi de etkilemektedir.Agreganın gradasyonu, tane şekli, tane yüzeyinin pürüzlü olup olmaması, temizliği, içerisinde kil olup olmaması, elastiklik modülü gibi özellikleri büzülmeyi etkileyen faktörler arasında yer alır.

Betonun birim ağırlığı, karışım malzemelerinin oranına, beton içerisindeki hava miktarına ve kullanılan agreganın özelliklerine bağlıdır. Kullanılan agreganın özgül ağırlığının yanısıra, gradasyonu, tane şekli, ve en büyük tane boyutu betonun birim ağırlığını etkileyen önemli özelliklerdir.

Betonun birim ağırlığı

Betonun sahip olduğu genleşme katsayısı, özgül ısı ve ısı geçirgenlik özellikleri, betonun termik özellikleri olarak anılmaktadır. Betonun sahip olduğu genleşme katsayısı, özgül ısı ve ısı geçirgenlik özellikleri, betonun termik özellikleri olarak anılmaktadır.

İstenilen amaca uygun olarak hazırlanan betonlarda, beton dayanımının, önceden hesaplanmış


İstenilen amaca uygun olarak hazırlanan betonlarda, beton dayanımının, önceden hesaplanmış (dizayn edilmiş) dayanımından daha düşük olmaması ve betonun, yıllarca çevre etkilerine karşı gerekli durabiliteyi göstermesi beklenmektedir. Mühendislikte başlıca hedef, betonun yeterli dayanım ve duralabiteyi sağlayabilmesi ve ekonomik olmasıdır.

Kullanılan agreganın gradasyonu, en büyük tane boyutu, tane şekli, tane yüzeyinin pürüzlü olup olmaması, su emme kapasitesi, temizliği gibi özellikleri beton karışıma girecek su miktarını, beton yapımındaki çimento ve agreganın miktarlarını, beton dayanımını ve durabiliteyi etkileyen önemli faktörlerdir.

Kaynağına göre :DoğalYapayÖzgül ağırlık veya birim ağırlıklarına göreNormal ağırlıklıHafifAğırTane büyüklüğüne göreİriİnce

•Üretime (elde edilişlerine) göreDoğal : (örn : kum, çakıl, kırmataş)Yan ürün : (örn : yüksek fırın cürufu)Isıl işleme tabi tutulmuş : (örn : genleştirilmiş perlit)•Jeolojik orijinlerine göreVolkanikTortulMetamorfik•Mineralojik yapılarına göre


İnceTane şekline göreYuvarlakKöşeliYassıUzunYüzey dokusuna göreDüzgünGranülerPürüzlüKristalliPetekli

•Mineralojik yapılarına göreSilis mineralliKarbonat mineralliMikalı, vb.•Reaktif özelliklerine göre (agregaların yapılarında, çimentoiçerisinde bulunabilecek alkalilerle reaksiyona girerekgenleşme yaratabilecek reaktif silis içerip içermediklerinegöre) :ReaktifReaktif olmayan

Agregaların sınıflandırılması agregayı daha iyi tanımak, tarif etmek ve doğru kullanımını sağlamak için yapılır. Sınıflandırma işlemi belirli bir sınıf içerisinde yer alan agreganın beton için uygunluğunu göstermez. Herhangi bir agreganın beton yapımı için uygunluğuna karar verebilmek için o agreganın deneysel olarak özelliklerinin saptanmasına ve Agrega Standardlarında belirtilen değerlere uygun olup olmadığının araştırılmasına gerek vardır.

Doğal Agregalar : Nehir yatakları, teraslar, eski buzul yatakları, deniz ve göl kenarları, taş ocakları gibi doğadaki agrega yataklarından alınarak gerektiğinde konkasörde (kırıcılarda) kırılma, elenerek değişik boylarda sınıflara ayrılma ve


konkasörde (kırıcılarda) kırılma, elenerek değişik boylarda sınıflara ayrılma ve yıkanma işlemlerinin dışında, doğadaki yapısında değişiklik yaratacak hiçbir işlem uygulanmadan kullanılan agregalardır. Kum, çakıl ve kırmataş en tipik ve en çok kullanılan doğal agregalardır.

Hafif beton yapımında kullanılan pomza taşı ve bims gibi hafif agregalar ile ağır beton yapımında kullanılan hematit, barit, magnetit gibi demir cevherinin kırılmasıyla elde edilen ağır agregalar da doğal agregalar sınıfına girmektedir.

Yapay Agregalar : Beton üretimi ile doğrudan ilgisi bulunmayan bir endüstri kolunda yan ürün olarak ortaya çıkan malzemeden üretilen agregalar veya bir malzemeye ısıl işlem uygulayarak beton yapımı için uygun duruma getirilen agregalardır. Yapay agrega sınıfı içerisinde, beton yapımında kullanılabilen ve en çok tanınan agregalar şunlardır :Yüksek fırın cürufu agregasıUçucu kül agregasıGenleştirilmiş perlitGenleştirilmiş kil agregası


Demir cevheri, içerisindeki demiroksitten demir elde edebilmek için, cevher yüksek fırın adı verilen fırınlarda kok kömürü (karbon) ve arıtma işleminde yardımcı madde olarak kullanılan kalker taşı ile birlikte yüksek sıcaklığa tabi tutulurlar; redükleme sonucunda, demiroksitteki oksijen, kok kömürünün karbonuyla birleşerek karbonmonoksit ve karbondioksit olarak cevheri terkederken, geride, eriyik durumda, demir ile birlikte, kireç, kok kömürünün külü, silis, alümin ve diğer yabancı maddelerden oluşan ve cüruf adı verilen yabancı maddeler topluluğunu bırakır. Eriğin üst kısmında yer alan cüruf, buradan yarı ürün olarak dışarı çıkartılarak geride sadece demirin kalması sağlanır.

Sıcaklığı yaklaşık 1400-1600oC sıcaklıkta ve eriyik durumda bulunan cürufun soğutulması için değişik yöntemler kullanılır ve bu yöntemler soğutulmuş cürufun iç yapısını önemli derecede etkiler.

Sıcak ve eriyik durumdaki cürufun soğutulmasında en çok kullanılan yöntem, sıcak cürufu ani olarak bol suda soğutup, granüle (taneli) duruma getirmektir. Amorf bir yapının oluştuğu granüle yüksek fırın cürufları, daha çok çimento ve beton üretiminde kullanılmaktadır.

Cürufun soğutulması havada ve yavaş olarak yer alıyor ise havada soğutulmuş

Cüruf


Cürufun soğutulması havada ve yavaş olarak yer alıyor ise havada soğutulmuş cüruf adını alır; yavaş soğumadan dolayı taş gibi sert, kristalli bir yapıya sahip olur. Bu tür cüruflar konkasörlerde kırılarak istenilen boyutlara getirildiklerinde beton agregası olarak kullanılabilmektedir. Bu tür agregalar, çok fazla kükürt içerdikleri takdirde, beton dayanıklılığında bazı sorunlar yaratabilmektedir.

Kontrollü miktarda su ile soğutulan cüruf, bu işlem esnasında içerisinde buhar hapsolması olduğundan genleştirilmiş ve köpürtülmüş duruma gelir. Bu tür cürufa köpürtülmüş cüruf adı verilmektedir. Gözenekli yapıya sahip köpürtülmüş cüruflar kırılarak hafif agrega elde edilmekte ve hafif beton yapımında kullanılmaktadır.

Elektrik enerjisi elde etmek için termik santrallarda yakıt olarak kullanılan pulverize (öğütülmüş) kömür değişik karakterde atık küllerin ve cürufun çıkmasına neden olmaktadır. Modern termik santrallarda en önemli atık malzeme, yanma nedeniyle baca tarafından çekilen gazlarla birlikte yukarıya sürüklenen (uçan) çok ince kül parçacıklarıdır. Bu ince kül parçacıkları elektrofiltrelerde ve siklonlarda yakalanmakta, baca gazları ile atmosfere çıkışları önlenmektedir. Bu şekilde atık olarak elde edilen çok ince küle uçucu kül (fly ash) adı verilmektedir. Tipik olarak küresel şekle sahip olan uçucu kül parçacıklarının çapları 1-150 mm arasındadır ve kimyasal kompozisyon olarak küllerin çok büyük bir bölümü silis, alümin ve demiroksitten oluşmaktadır.

Uçucu Kül


büyük bir bölümü silis, alümin ve demiroksitten oluşmaktadır.

Uçucu küller 1100-1200oC’de pişirildiklerinde bir miktar ergime gösterirler ve uygulanan sertleşme yöntemine bağlı olarak yuvarlak veya silindirik taneli agregalar oluşmaktadır. Doğal çakıl veya kırmataş agregaya göre daha hafif bu agregaların kullanılması ile hafif beton bloklar ve yapıda hafif beton elde edilmektedir.

Perlit, bünyesinde %2-6 oranında su bulunduran camsı bir kayaçtır; gri, koyu gri veya siyah renktedir. Perlitin kimyasal yapısının yaklaşık %75’ini silis (SiO2) ve %15’ini alümin (Al2O3) oluşturmaktadır. Perlit, 800-1150oC arasında ısıtıldığında genleşerek, 10-30 misli bir hacim büyümesi göstermektedir. Hacmin artması ile, adeta patlamış mısır gibi, hafif bir malzeme elde edilmektedir. Isıl işleme tabi tutularak elde edilen düşük yoğunluktaki bu malzemeye genleştirilmiş perlitdenilmektedir. Genleştirilmiş perlit beyaz renktedir.

Perlitin çok geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Beton yapımında, kum-çakıl yerine genleştirilmiş perlit kullanıldığı takdirde, hafif ve ısı yalıtımı yüksek olan

Perlit


yerine genleştirilmiş perlit kullanıldığı takdirde, hafif ve ısı yalıtımı yüksek olan perlit betonu elde edilebilmektedir. Bu tür betonlar, genellikle taşıyıcı olmayan bina birimlerinde kullanılmaktadır.

Uygun vasıflara sahip kil, döner fırınlarda 1000-1200oC’de ısıl işleme tabi tutulduğunda, sıcaklık nedeniyle açığa çıkan gazların bir miktarının malzeme içerisine hapsolmuş olmalarından dolayı genleşme olmaktadır. Böylece yoğunluğu 1.4-1.8 t/m3 olan hafif bir malzeme elde edilmektedir. Isıl işleme tabi tutularak oldukça yuvarlak şekilli taneler halinde elde edilen genleştirilmiş kil agregaları, hafif beton yapımında kullanılmaktadır.

Genleştirilmiş kil agregaları


Normal ağırlıklı agrega – Özgül ağırlığı 2.4-2.8 arasında olan agregalardır. Beton yapımında kullanılan agregaların özgül ağırlıkları genellikle 2.5-2.8 arasında yer almaktadır. Normal ağırlıklı agregalardan söz edilirken, her seferinde normal ağırlıklı denilmemekte, sadece agrega denilmektedir.

Hafif agrega – Özgül ağırlıkları 2.4’ten daha küçük olan agregalardır.

Ağır agrega – Özgül ağırlıkları 2.8’den daha büyük olan agregalardır. Beton agrega, çimento ve suyun uygun oranlarda karışımı ile yapıldığından, kullanılan

Özgül ağırlıklarına göre


agrega, çimento ve suyun uygun oranlarda karışımı ile yapıldığından, kullanılan agreganın ağırlığı, doğal olarak, elde edilen betonun ağırlığını etkilemektedir. O nedenle, hafif agregalarla hafif beton yapılmaktadır. Ağır agregalarla da yoğunluğu ağır betonlar elde edilmektedir. Ağır betonlar nükleer santrallarda olduğu gibi radyasyonun geçişini önlemek amacıyla yapılan özel betonlarda kullanılmaktadır.

TS 706/Aralık 1980 Beton Agregaları isimli Standarda göre 4.00 mm göz açıklıklı kare delikli elek üzerinde kalan agregaya iri agrega, bu elekten geçebilen agregaya ince agrega ve 0.25 mm göz açıklıklı kare delikli elekten geçen ince malzemeye taşunu veya filler denilmektedir.

Çakıl, kırılmamış tanelerden oluşan iri agregadır.Kırmataş, betonda kullanılamayacak kadar büyük taşların veya büyük çakılların konkasörde kırılması ile elde edilen iri agregadır.

Tane büyüklüğüne göre


konkasörde kırılması ile elde edilen iri agregadır.Kum, kırılmamış tanelerden oluşan ince agregadır. Büyük taşların veya iri agreganın konkasörde kırılması ile elde edilen ince agregaya ise kırma kumdenilmektedir. Nehir yatakları gibi doğal kaynaklardan sağlanabilecek kumun bulunmadığı veya şantiyeye uzaklığı nedeniyle elde edilmesinin ekonomik olmadığı durumlarda, ince agrega olarak kırma kum kullanılmaktadır.Uygulamada beton yapımı için, genellikle kırılmamış doğal kum kullanılmaktadır. Ancak, bu kumu ifade etmek için her seferinde kırılmamış sözcüğü kullanılmamaktadır.

Beton agregası, beton veya harç yapımında çimento ve su karışımından oluşan bağlayıcı malzeme yardımıyla biraraya getirilen, organik olmayan, doğal veya yapay malzemenin genellikle 100 mm’yi (hatta yapı betonlarında çoğu zaman 63 mm’yi) geçmeyen büyüklüklerdeki kırılmamış veya kırılmış tanelerin oluşturduğu bir yığındır.

Beton yapımında kullanılan çeşitli agregalardan bazı örnekler şunlardır : kum, çakıl, kırmataş, yüksek fırın cürufu, pişmiş kil, bims, genleştirilmiş perlit ve uçucu külün pişirilmesiyle elde edilen uçucu kül agregası.

Beton Agregaları


uçucu külün pişirilmesiyle elde edilen uçucu kül agregası.Tanelerin boyutları beton agregalarının sınırlarını belirler. Bu boyutlar elekler vasıtası ile tanımlanır. Elekler kare şekilli, örgü telli olurlar, karelerin kenar uzunlukları elek No’su, elek göz boyutu, elek açıklığı adları ile tanımlanır. Bir agrega tanesinin geçebildiği en küçük eleğin kenar uzunluğu o tanenin çapı olarak adlandırılır.

Beton Agregaları


Kum, çakıl bulunmayan yörelerde büyük taşlar kırılarak köşeli agregalar elde edilir. Bunlara mıcır (veya kırma taş) adı verilir.

Betonlarda silt veya filler bulunmasına (%5’den az olmak koşuluyla) bazı durumlarda müsaade edilir. Fakat kil bulunması kesinlikle kabul edilemez. Kil su ile şişen, ayrıca agrega – çimento aderansını bozan bir malzemedir.

Standartlar


Agregalar, gerek betonun hacminin yaklaşık dörtte üçünü oluşturduklarından ve gerekse, teknik yönden, beton özelliklerini çok büyük ölçüde etkilediklerinden, betonda kullanılacak agreganın tane dağılımının (gradasyonunun), fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin deneysel çalışmalara dayanarak bilinmesi büyük önem taşımaktadır.

Deneysel çalışmalar

Deneysel çalışmaların yapılacağı agrega numunesi, betonda kullanılacak tüm agrega yığınını en iyi şekilde temsil edebilmelidir. TS 707/Aralık 1980 Beton Agregalarından Numune Alma ve


TS 707/Aralık 1980 Beton Agregalarından Numune Alma ve Deney Numunesi Hazırlama Yöntemi isimli Standard, deney yapılacak numunenin ne şekilde ve ne miktarda alınacağını açıklamaktadır.

Beton yapılarda kullanılan iri agreganın en büyük tane boyutunun 63 mm olduğu kabul edildiği takdirde, TS 707’ye göre, tüm agrega deneylerinde kullanılacak iri agrega numunesi en az 100 kg, ince agrega deneylerinde kullanılacak toplam ince agrega numunesinin miktarı, en az 20 kg olarak belirtilmektedir.

Agrega yığının orta bölgesinin farklı yerlerinden örnekler alınır

Numune olarak elde edilmiş olan büyük bir agrega yığınını, daha küçük bir numuneye dönüştürebilmek için aşağıda belirtilen iki yöntemden birisini kullanmak gerekir :

Deneysel çalışmalar

Çeyrekleme Yöntemi : Çeyrekleme (dörde bölerek küçültme) yönteminde, sert, temiz ve düzgün bir yüzey üzerinde konik bir şekilde toplanmış olan agrega yığını, kürek yardımıyla dairesel bir alana, her tarafı yaklaşık eşit yükseklikte olacak şekilde yayılır. Daire şeklindeki alan, küreğin kenarı ile planda yaklaşık dört eşit kısma bölünür. Çeyrek


alan, küreğin kenarı ile planda yaklaşık dört eşit kısma bölünür. Çeyrek parçalardan karşılıklı ikisi, yeni numuneyi oluşturmak üzere bir araya getirilir. Çeyrekleme yöntemi, istenilen numune büyüklüğünü elde edinceye kadar tekrar edilir.

Bölgeç Aygıtı Kullanarak Küçültme Yöntemi : Bu yöntemde, bölgeç (numune ayırıcı) gibi bir aygıt kullanarak agrega numunesi yaklaşık iki eşit miktara bölünür. Bölgecin yanındaki kaplarda biriken ikiye bölünmüş agrega yığınından birisi küçültülmüş numune olarak kullanılır. Şayet bu numune yeterince küçük değilse, işlem tekrar edilir.

Gradasyon

Bir agrega yığını içerisindeki tanelerin büyüklüklerine göre gösterdikleri tane dağılımı oranına gradasyon (granülometri) denilmektedir. Agrega gradasyonunun saptanmasında, agrega taneleri, büyüklüklerine göre, belirli gruplara ayrılırlar; Her boy grubundaki agrega tanelerinin toplam ağırlıkları bulunarak, tüm agrega yığınının toplam ağırlığı içerisinde ne oranda yer aldığı belirlenir.

Granülometri, diğer bir deyişle elek analizi bir agrega yığınının tane


Granülometri, diğer bir deyişle elek analizi bir agrega yığınının tane büyüklüklerine göre dizilişini saptamak amacıyla yapılır. Deney sonunda agrega yığının % kaçının belirli bir elek altına geçebileceği saptanır.

Deney, kumlarda en az 1 kg, iri agregalarda en az 3 kg numune üzerinde yapılır.

Alınan numune sırasıyla 31.50 mm, 16 mm, 8 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm ve 0.25 mm lik eleklerden elenir ve elek üstünde kalan malzeme yığışımlı olarak toplanır.

Elek AnaliziElek analizi; agrega numunesindeki tanelerin büyüklüklerine göre dağılım oranını, (gradasyon) belirlemeye yarayan deneysel bir yöntemdir.

Elek analizi yönteminin uygulanmasında, önce değişik büyüklükteki göz açıklığına sahip kare delikli standard elekler kullanılarak, en büyük göz açıklıklı elek en üstte, daha küçük olan daha altta ve en küçük olan en altta olacak şekilde düzenlenir. En küçük elekten geçebilecek agregayı da yerlere dökülmeden birarada tutmak


geçebilecek agregayı da yerlere dökülmeden birarada tutmak amacıyla, en küçük göz açıklıklı eleğin altına, standard eleklerin kasnakları ile aynı büyüklükte fakat delikleri olmayan bir kap yerleştirilir.

Değişmez ağırlığa kadar etüvde kurutulmuş (110+-5oC) agrega numunesi en büyük elek üzerine yerleştirilir ve sağa-sola, yukarı-aşağı hareketle eleme işlemine başlanır. Eleme işlemi sonunda her elek üzerinde kalan agrega hassas olarak tartılarak her elek üzerinde ağırlıkça yüzde ne kadar agrega kaldığı (veya her elekten ne kadar agrega geçtiği) hesaplanır. Böylece değişik boy sınıflarındaki agrega miktarı, yani agreganın tane dağılımı belirlenir.

Elek AnaliziTS 130/Nisan 1978 Agrega Karışımlarının Elek Analizi Deneyi İçin Metot isimli Standardda, beton agregaları için aşağıdaki göz açıklıklarına sahip kare delikli elekler belirtilmektedir.

125 mm, 90 mm, 63 mm, 31.5 mm, 16 mm, 8 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm, 0.25 mm

En büyük tane boyutu; elek analizi yapılarak agrega numunesindeki tanelerin tümünün geçebildiği en küçük göz açıklıklı kare delikli elek o agreganın en büyük tane boyutunu gösterir.


gösterir.

Yapı betonları için kullanılan agrega tane büyüklüğü genellikle 63 mm’yi geçmemektedir. O nedenle, çoğu zaman kullanılan en büyük elek 63 mm göz açıklıklı elek olmaktadır.

TS 706/Aralık 1980 Beton Agregaları isimli Standarda göre, iri agrega için gerekli kare delikli eleklerin göz açıklıkları şu şekilde belirtilmektedir :63 mm, 31.5 mm, 16 mm, 8 mm ve 4 mm.

İnce agrega için gerekli kare delikli standard eleklerin boyutu şu şekilde belirtilmektedir :4 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm ve 0.25 mm.

Elek AnaliziTS 130’a göre en büyük tane boyutu 4 mm olan ince agregaları temsil edebilecek numune miktarı en az 500 gram olmalıdır. En büyük tane büyüklüğü 63 mm olan iri agregaları temsil edebilecek ve sadece gradasyon (granülometri) tayini için gerekli olan numune miktarı 20 kg’dan az olmamalıdır. Elek analizi sonucunda her elek üzerinde kalan agrega miktarı tartılarak, bulunan ağırlıklar numunenin toplam ağırlığı ile karşılaştırılarak her elek üzerinde kalan agrega miktarı yüzde (%) olarak hesaplanır. Bütün bu işlemler bir çizelge halinde gösterilir.

Elek göz Elek üstünde


4310 gr ağırlığında bir agrega karışımı numunesine ait elek analizine tabi tutulmuş ve her bir elek göz aralığı üstünde kalan malzeme miktarları hassas tartı ile tartılarak yanda tablo şeklinde verilmiştir. Bu elek analizinin adım adım değerlendirilmesi ileride verilmiştir.

Elek göz aralıkları

(mm)

Elek üstünde kalan ağırlık

(gr)

32 016 10308 8354 9502 5301 415

0,5 2500,25 1200,125 105

ELEK ALTI 75

Elek AnaliziElek üstünde kalan agrega miktarları yığışımlı toplamlar aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır.


(mm)

Elek üstünde kalan

ağırlık (gr)Elek üstünde kalan

yığışımlı ağırlık (gr)

32 0 016 1030 :0+1030=10308 835 :1030+835=1865


8 835 :1030+835=18654 950 :1865+950=28152 530 :2815+530=33451 415 :3345+415=3760

0,5 250 :3760+250=40100,25 120 :4010+120=4130

0,125 105 :4130+105=4235ELEK ALTI 75 :4235+75=4310

Elek AnaliziElek üstünde kalan agrega miktarları yığışımlı toplamlar yüzde olarak aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır.


(mm)



yığışımlı ağırlık (gr)Elek üstünde kalan yığışımlı

ağırlık (%)

32 0 0 : (0,0/4310)x100 = 0,0

16 1030 :0+1030=1030 : (1030/4310)x100 = 23,9


8 835 :1030+835=1865 : (1865/4310)x100 = 43,3

4 950 :1865+950=2815 : (2815/4310)x100 = 65,3

2 530 :2815+530=3345 : (3345/4310)x100 = 77,6

1 415 :3345+415=3760 : (3760/4310)x100 = 87,2

0,5 250 :3760+250=4010 : (4010/4310)x100 = 93,0

0,25 120 :4010+120=4130 : (4130/4310)x100 = 95,8

0,125 105 :4130+105=4235 : (4235/4310)x100 = 98,3

ELEK ALTI 75 :4235+75=4310 : (4310/4310)x100 = 100,0

Elek AnaliziElekten geçen agrega miktarları yığışımlı toplamlar yüzde olarak aşağıdaki tablo verildiği şekilde hesaplanır.


(mm)



yığışımlı ağırlık (gr)Elek üstünde kalan yığışımlı

ağırlık (%)Elekten geçen yığışımlı ağırlık

(%)

32 0 0 : (0,0/4310)x100 = 0,0 :100-0,0=100

16 1030 :0+1030=1030 : (1030/4310)x100 = 23,9 :100-23,9=76,10


16 1030 :0+1030=1030 : (1030/4310)x100 = 23,9 :100-23,9=76,10

8 835 :1030+835=1865 : (1865/4310)x100 = 43,3 :100-43,3=56,73

4 950 :1865+950=2815 : (2815/4310)x100 = 65,3 :100-65,3=34,69

2 530 :2815+530=3345 : (3345/4310)x100 = 77,6 :100-77,6=22,39

1 415 :3345+415=3760 : (3760/4310)x100 = 87,2 :100-87,2=12,76

0,5 250 :3760+250=4010 : (4010/4310)x100 = 93,0 :100-93,0=7,00

0,25 120 :4010+120=4130 : (4130/4310)x100 = 95,8 :100-98,3=4,2

0,125 105 :4130+105=4235 : (4235/4310)x100 = 98,3 :100-98,3=1,7

ELEK ALTI 75 :4235+75=4310 : (4310/4310)x100 = 100,0 :100-100=0

Gradasyon eğrisiElekten göz aralığı (mm) ve elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) sütunları kullanılarak elek analizinden elde edilen granülometri eğrisi çizilir. Eğri üzerinde değerlendirmeyi kolaylaştırmak için grafiğin yatay ekseni logaritmik ölçekte gösterilir.


(mm)

3216

Elek üstünde kalan yığışımlı Elekten geçen yığışımlı ağırlık (%)

:100-0,0=100

:100-23,9=76,10

İnce Agrega

100,00

76,10

56,7360708090

100

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)

Karisim 1


168421

0,50,25

0,125ELEK ALTI

:100-23,9=76,10

:100-43,3=56,73

:100-65,3=34,69

:100-77,6=22,39

:100-87,2=12,76

:100-93,0=7,00

:100-98,3=4,2

:100-98,3=1,7

:100-100=0

İri Agrega

56,73

34,69

22,3912,76

6,964,181,74001020304050

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)

Elek göz aralığı (mm)

0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32

Gradasyon eğrisi – referans eğriler ile karşılaştırmaElekten göz aralığı (mm) ve elekten geçen yığışımlı ağırlık (mm) sütunları kullanılarak elek analizinden elde edilen granülometri eğrisi çizilir.


(mm)

3216

Elek üstünde kalan yığışımlı Elekten geçen yığışımlı ağırlık (%)

:100-0,0=100

:100-23,9=76,10 60

70

80

90

100

Elek

ten

geçe

n m

alze

me

(%)

Karisim 1

A32


168421

0,50,25

0,125ELEK ALTI

:100-23,9=76,10

:100-43,3=56,73

:100-65,3=34,69

:100-77,6=22,39

:100-87,2=12,76

:100-93,0=7,00

:100-98,3=4,2

:100-98,3=1,7

:100-100=00

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Elek

ten

geçe

n m

alze

me

(%)


B32

C32

0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32

Gradasyon eğrisi – referans eğriler ile karşılaştırmaKarışımın uygun gradasyona sahip olup olmadığını hemen görmek için TS 706’da Dmax=32 mm için verilen uygun bölgelere düşüp düşmediğine bakılır.

60708090

100E

lekt

en g

eçen

mal

zem

e (%

)


0102030405060

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)


0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32Dmax= 32 mm için İDEAL GRANÜLOMETRİ

Gradasyon eğrisi – referans eğrilerTS 706’da Dmax=8, 16 ve 63 mm için verilen uygun gradasyon bölgeleri

Enbüyük tane boyutuna göre belirlenen agrega dağılım oranlarının yer alabileceği alt ve üst sınırlar verilmektedir. Alt ve üst sınır değerler gradasyon eğrileri ile gösterilmiştir (TS 802’deki


gösterilmiştir (TS 802’deki Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4).

Betonda kullanılacak agreganın elek analizi yapılarak agreganın en büyük tane boyutu ve her elekten geçen agrega yüzdesi saptanarak gradasyon eğrisi çizilir. Türk Standardlarında belirtilmiş olan dört grafikten hangisinin kullanılacağı, en büyük tane boyutuna göre tayin edilir.

Gradasyon EğrisiElek analizi sonuçlarını daha kolayca görebilmek ve inceleyebilmek amacıyla, yüzde olarak ifade edilen bu değerler (elek analizi sonuçları), genellikle yarı-logaritmik bir grafik üzerinde yeralacak bir eğri şeklinde de gösterilir. Böyle bir grafikte, elek boyutları, logaritmik ölçekli yatay eksen üzerinde yer alır; agrega yüzdeleri normal ölçekli dikey eksen üzerinde gösterilir.

Gradasyon betonun işlenebilirliğini ve karışım oranlarını önemli derecede etkiler. Ayrıca sertleşmiş betonun dayanım, durabilite, birim ağırlık,


dayanım, durabilite, birim ağırlık, büzülme gibi önemli özellikleri ve ekonomisi üzerinde etkilidir.

Betonda kullanılacak agreganın tane dağılım oranları şekillerdeki A ve B eğrileri içerisinde yer aldığı takdirde, agreganın gradasyonu çok iyi ve A ve C eğrileri arasında yer aldığı takdirde kullanılabilir olarak tanımlanır.

Uygun Gradasyon

Sürekli Gradasyon (Granülometri) Eğrisi : Sıfırdan belirli büyüklüğe kadar bütün agrega tanelerini içeren eğridir. Şekillerde (TS 706’daki Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4) verilen A, B ve C eğrileri sürekli gradasyon eğrileridir.

Kesikli Gradasyon Eğrisi : Orta büyüklükteki taneleri içermeyen eğridir. Şekillerde verilen U eğrileri kesikli gradasyon eğrileridir.

Uygun Gradasyon: Agrega numunesini oluşturan değişik boy sınıflarındaki agrega


Agrega numunesini oluşturan değişik boy sınıflarındaki agrega oranları değiştirilerek, deneme-sınama yöntemi ile agreganın istenilen gradasyona sahip olmasına çalışılır.

Uygun gradasyonun amacı ; gerçekleştirilebildiği oranda minimum boşluklu ve toplam yüzeyi minimum olan bir agrega karışımı elde etmektir.

Segregasyon

Segregasyon = ayrışma

Betonun karılma işleminde de çimento hamurunun içerisinde yer alacak iri ve ince agrega tanelerinin homojen bir şekilde yer almaları istenir. Bu homojen dağılımın, taze betonu taşırken veya yerleştirirken de kaybolmaması gerekir.

Betonun karılma işleminde de çimento hamurunun içerisinde yer alacak iri ve ince agrega tanelerinin homojen bir şekilde yer almaları istenir. Bu


iri ve ince agrega tanelerinin homojen bir şekilde yer almaları istenir. Bu homojen dağılımın, taze betonu taşırken veya yerleştirirken de kaybolmaması gerekir.

Agrega karışım oranları

Karışım-1Elek açıklıkları

X Ekseni(A)

No I Mıcır(B) Deniz

KumuNo II Mıcır

(C)Taştozu

Karışım %

0,125

A32 B32 C32

0 0 0

Üç veya daha fazla agrega malzemesinden uygun bir karışım elde etmenin en kolay yolu, denem-yanılma yöntemidir. Oranlar önceden seçilir ve bu oranlar kullanılarak karışım granülometrisi hesaplanır. Elde edilen karışımın gradasyonunun uygun olup olmadığı referans eğriler ile karşılaştırılarak belirlenir. Uygun bir gradasyon oluşuncaya kadar denemeler devam eder. Tabloda verilen A, B ve C agregalarından uygun bir karışım elde etmek amacı ile sırası ile %40, 38 ve 22 oranları tahmin edilmiştir.


0,125 2 0 0 0 2

0,25 3 0 35 0 6

0,5 4 0 96 0 17

1 5 1 100 0 31

2 6 1 100 0 57

4 7 2 100 0 92

8 8 37 100 0 100

16 9 100 100 59 100

31,5 10 100 100 100 100

ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69KARIŞIM ORANLARI % 40 38 0 22

0 0 0

3 8 15

5 18 28

8 28 42

14 37 5323 47 6532 62 7762 80 89100 100 100

Elek analizi - karışım oranları

Karışım-1Elek açıklıkları

X Ekseni(A)

No I Mıcır(B) Deniz

KumuNo II Mıcır

(C)Taştozu

Karışım %

0,125 2 0 0 0 2 0

0,25 3 0 35 0 6 15

A32 B32 C32

0 0 0

3 8 15

A, B ve C malzemeleri için belirlenen sırası ile %40, 38 ve 22 oranları kullanılarak karışımın granülometrisi aşağıdaki tablodaki gibi hesaplanır. Örneğin 4 mm elek göz aralığı için 0.4x2+0.38x100+0.22x92=59 değeri elde edilir.


0,25 3 0 35 0 6 15

0,5 4 0 96 0 17 40

1 5 1 100 0 31 45

2 6 1 100 0 57 51

4 7 2 100 0 92 59

8 8 37 100 0 100 75

16 9 100 100 59 100 100

31,5 10 100 100 100 100 100

ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69KARIŞIM ORANLARI % 40 38 0 22

3 8 15

5 18 28

8 28 42

14 37 5323 47 6532 62 7762 80 89100 100 100

Elek analizi - karışım oranlarıKarışım granülometrisinin A ve B referans eğrileri arasında kalmasını sağlamak için dene-yanılma yolu ile aşağıdaki 4 farklı agregaları farklı oranlarda kullanacağız. Bu oranlar ve her farklı agrega için verilen elek analizi sonuçlarını kullanarak karışım granülometrisinielde edeceğiz. Elde ettiğimiz karışımın granülometri eğrisini referans eğriler ile karşılaştıracağız.Deneme-1AGREGA KARIŞIM ORANLARIElek açıklıkları X Ekseni No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taştozu Karışım % A32 (A32+B32)/2 B32 C32

0,125 2 0 0 0 2 1 0 0,0 0 00,25 3 0 35 0 6 19 3 5,5 8 150,5 4 0 96 0 17 53 5 11,5 18 281 5 1 100 0 31 60 8 18,0 28 42

REFERANS DEĞERLER


1 5 1 100 0 31 60 8 18,0 28 422 6 1 100 0 57 67 14 25,5 37 534 7 2 100 0 92 78 23 35,0 47 658 8 37 100 0 100 87 32 47,0 62 7716 9 100 100 59 100 100 62 71,0 80 89

31,5 10 100 100 100 100 100 100 100,0 100 100ÖZGÜL AĞIRLIK 2,67 2,63 2,7 2,69KARIŞIM ORANLARI % 20 50 0 30

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)


0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32

ÇOK İNCE


0,125 2 0 0 0 2 0 0 0,0 0 00,25 3 0 35 0 6 4 3 5,5 8 150,5 4 0 96 0 17 10 5 11,5 18 281 5 1 100 0 31 12 8 18,0 28 42

REFERANS DEĞERLER


ÇOK İRİ

1 5 1 100 0 31 12 8 18,0 28 422 6 1 100 0 57 13 14 25,5 37 534 7 2 100 0 92 15 23 35,0 47 658 8 37 100 0 100 30 32 47,0 62 7716 9 100 100 59 100 82 62 71,0 80 89


0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)


0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32


0,125 2 0 0 0 2 0 0 0,0 0 00,25 3 0 35 0 6 5 3 5,5 8 150,5 4 0 96 0 17 14 5 11,5 18 281 5 1 100 0 31 16 8 18,0 28 42

REFERANS DEĞERLER


KESİKLİ GRANÜLOMETRİ

1 5 1 100 0 31 16 8 18,0 28 422 6 1 100 0 57 16 14 25,5 37 534 7 2 100 0 92 16 23 35,0 47 658 8 37 100 0 100 37 32 47,0 62 7716 9 100 100 59 100 90 62 71,0 80 89


0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)


0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32


0,125 2 0 0 0 2 0 0 0,0 0 00,25 3 0 35 0 6 7 3 5,5 8 150,5 4 0 96 0 17 20 5 11,5 18 281 5 1 100 0 31 22 8 18,0 28 42

REFERANS DEĞERLER


UYGUN GRANÜLOMETRİ

1 5 1 100 0 31 22 8 18,0 28 422 6 1 100 0 57 23 14 25,5 37 534 7 2 100 0 92 26 23 35,0 47 658 8 37 100 0 100 47 32 47,0 62 7716 9 100 100 59 100 94 62 71,0 80 89


0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ele

kten

geç

en m

alze

me

(%)


0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 320.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32

Uygun Gradasyonun Hesaplanması

İki veya daha fazla agrega numunesinin elek analizleri yapılmış ve gradasyonları biliniyor ise, bu numunelerin hangi oranlarda bir araya getirilmeleri ile istenilen gradasyon özelliklerine sahip yeni bir agrega karışımının elde edilebileceği hususu hesap yöntemleri ile ortaya çıkabilir. Bu durum aşağıda bir örnek problem ile açıklanmaktadır:

Üç değişik agrega numunesinin (A, B, ve C) tane dağılım oranları elek analizleri ile bulunmuş ve şekille gösterilmiştir. Bu üç ayrı numunenin belirli oranlarda karıştırılması


bulunmuş ve şekille gösterilmiştir. Bu üç ayrı numunenin belirli oranlarda karıştırılması ile elde edilmek istenen agreganın yeni karışımında, 0.5 mm ve 8.0 mm eleklerden geçen toplam agreganın, sırasıyla %40 ve %75 olması istenmektedir. Bu durumu sağlayabilmek için A, B ve C agregalarının yeni karışım içerisindeki oranları (XA, XB ve XC) ne olmalıdır?

Bu problemdeki XA, XB ve XC gibi üç bilinmeyeni bulabilmek için üç denkleme ihtiyaç vardır. İlgili şekildeki değerlerden, 0.5 mm ve 8.0 mm eleklerden geçen agrega miktarlarını alarak iki ayrı denklem yazmak mümkündür. Üçüncü denklem ise herhangi bir elekten geçen A, B ve C agregaları oranlarının toplam olarak %100’e eşit olmalarını düşünerek elde edilir. Böylece aşağıdaki denklemler yazılır :

Uygun Gradasyonun Hesaplanması0.00XA + 0.96XB + 0.17XC = 0.400.37XA + 1.00XB + 1.00XC = 0.75

XA + XB + XC = 1.00

Yukarıdaki üç denklemin cebrik olarak çözülmesi ile XA = 0.397, XB = 0.382 ve XC = 0.22 elde edilir. O halde A agregasından %40, B agregasından %38 ve C agregasından %22 oranında (ağırlıkça) karıştırmak suretiyle elde edilen yeni numunenin 0.5 mm ve 8.0 mm elekten geçen miktarları %40 ve %75 olarak bulunur.

Yeni karışım için herhangi bir elekten geçen agrega miktarı (gradasyon


Yeni karışım için herhangi bir elekten geçen agrega miktarı (gradasyon eğrisinin ordinatı) aşağıdaki gibi gösterilebilir :

YDi = 0.397YAi + 0.382YBi + 0.220YCi

Örneğin, 4.0 mm elekten geçen agreganın toplam miktarı ilgili şekilde A, B ve C agregaları için belirtilmiş olan %2, %100 ve %92 oranlarını alarak şöyle hesaplanır.

YDi = 0.40(2) + 0.38(100) + 0.22(92) = 59.04

Yani, yeni karışımın %59.04’ü, 4.0 mm elekten geçmektedir. Bu hesaplar diğer elekler için de yapılarak ilgili şekilde nokta nokta olarak çizilen yeni gradasyon eğrisi (D eğrisi) elde edilebilir.

Uygun Gradasyonun HesaplanmasıAgregalar piyasadan genellikle değişik boy sınıflarına ayrılmış şekilde temin edilmektedir. Değişik boy sınıflarına ayrılmamış durumda, yani, karışık agrega olarak temin edilseler dahi önemli yapıların betonlarında kullanılmak üzere eldeki agrega değişik boy sınıflarına ayırıp kümeler oluşturulur.

Agregaların değişik boy sınıflarına ayrılması, ince agrega – iri agrega gibi olabileceği gibi, Türkiye’de halen piyasada kullanılan 0-3 mm, 3-7 mm (veya 0-7 mm), 7-15 mm ve 15-30 mm gibi boy sınıfları da olabilmektedir. İstenildiğinde başka boy sınıfları da kullanılabilir.


kullanılabilir.

Uygun gradasyon = işlenebilme ve dayanım

Karışık bir agrega gradasyonunda hem iri hem de ince agrega tanelerinin büyüklüklerine göre uygun bir dağılım göstermesi istenir. Ancak, ince agreganın (kumun) kendi arasındaki tane dağılımı oranının beton özelliklerine etkisi, iri agrega tane dağılımı oranının betonda yaratacağı etkiye göre, daha fazladır.

İncelik ModülüKumdaki çok ince taneler çoğunlukta ise, betonun işlenebilmesi artar fakat su ihtiyacı nispeten çoğalır, taze betonda ayrışıma (segregasyona) ve terlemeye (kanamaya) yol açabilir. Kumdaki çok iri taneler çoğunlukta ise, işlenebilme azalır, yumuşak ve kolayca perdahlanabilir bir beton elde edilemez. Bu durumda da betonun ayrışım eğilimi artar.

Agrega gradasyon özelliğini nümerik karakter olarak tek bir sayısal değerle ifade etmek mümkündür. Böyle bir sayısal değer, ya agrega tane dağılımındaki tanelerin ortalama büyüklüğünü, yani, tane büyüklüklerinin ortalamasını, ya da ampirik olarak belirlenen bir başka özelliğini (agrega özgül yüzeyi vb.) gösterebilmektedir.


bir başka özelliğini (agrega özgül yüzeyi vb.) gösterebilmektedir.

Agrega tanelerinin büyüklüklerine göre dağılımını sayısal karakter olarak belirtmek mümkündür. Bu amaçla kullanılan çeşitli değerler arasında en çok kullanılan ve bilineni agrega incelik modülü’dür. İncelik modülü agrega gradasyonu özelliği hakkında bilgi sağlayan ampirik bir sayısal değerdir. Bu değer elek analizinde bulunan tane dağılımı oranlarından hesap yoluyla elde edilir.Elek analizinde göz açıklığı en küçük olan elek en altta olmak üzere küçükten büyüğe doğru dizilmiş olan kare delikli standard elekler üzerinde kalan agreganın yığışımlı yüzdelerinin toplamının 100’e bölünmesi ile elde edilen sayıya incelik modülüdenilmektedir. Kısaca,İncelik Modülü = S Elek üzerinde kalan agreganın yığışımlı yüzdesi / 100

İncelik ModülüDaha önce örnek olarak sunulan agrega elek analizinde elekler üzerinde kalan yığışımlı yüzdelerin toplamı 684.45 dir. Bu agreganın incelik modülü incelik modülü= 684.45/100=6.45 olarak ifade edilmektedir.

Agrega inceliğinin yorumunu yapabilmek için elek analizinde kullanılan standard eleklere göz açıklıklarına göre küçükten büyüğe kadar bir numara verilir. Elek analizi sonucunda hesaplanan incelik modülü sayısı kadar en alttan yukarıya doğru elek numarası sayılarak, tanelerin ortalama büyüklüğünün hangi elek boyutuna denk geldiği, ya da ne mertebede olduğu görülür. Örneğin, incelik modülü 5.0 olarak hesaplanan bir


ya da ne mertebede olduğu görülür. Örneğin, incelik modülü 5.0 olarak hesaplanan bir agrega numunesinde, tanelerin ortalama büyüklüğü, (alttan yukarıya doğru elekler sayılarak gidildiğinde) 5. elek olan 4.0 mm göz açıklıklı eleğe tekabül ettiği görülür; yani, tanelerin ortalama büyüklüğü 4.0 mm mertebesindedir.

Beton üretiminde, çimento miktarı sabit tutulduğu takdirde, en büyük agrega tane boyutunun kullanılması ile daha az suya ihtiyaç olması, betonun su-çimento oranının azalmasına ve betonun dayanımının daha yüksek olmasına yol açar. Beton üretiminde, su miktarı sabit tutulduğu takdirde ise en büyük agrega tane boyutunun kullanılması ile, betonun kıvamında artma görülür ve işlenebilme etkilenir. Ancak, en büyük agrega tane boyutunun ne olabileceği kalıp genişliğine, döşeme derinliğine ve yanyana iki donatı çubuğunun arasındaki uzaklığa bağlı olarak seçilmelidir.

İncelik Modülü - HESAPYukarıda verdiğimiz 4 farklı malzemeler için incelik modüllerinin bulalım. Daha önce de belirttiğimiz gibi incelik modülü elekler üzerinde kalan yığışımlı yüzdelerin toplamının 100’e bölünmesi ile bulunur. Tablolarda verilen değerler elekten geçen yığışımlı toplamalar olduğundan bu değerlerin 100’den çıkarıp topladıktan sonra 100’e bölerek incelik modüllerini hesap edebiliriz.

A (No I Mıcır) = [(100-0)*3+(100-1)+(100-1)+(100-2)+(100-37)]/100 = 6.59B (Deniz Kumu) = [(100-0)+(100-35)+(100-96)]/100= 1.69C (Taş Tozu) = [(100-2)+(100-6)+(100-17)+(100-31)+(100-57)+(100-92)]/100 = 3.95


C (Taş Tozu) = [(100-2)+(100-6)+(100-17)+(100-31)+(100-57)+(100-92)]/100 = 3.95No II Mıcır = [(100-0)*7+(100-59)]/100 = 7.41

Karışım oranları için bir denklem de incelik modüllerinden yazılabilir.

Faklı agregalar için verilen karışım oranları mutlak hacim cinsindendir. Örneğin en elde ettiğimiz uygun karışım için 1 m3 beton, 0.6 m3 No I mıcır, 0.2 m3 deniz kumu, 0.15 m3 No II mıcır ve 0.05 m3 taş tozu içerecektir.

En Büyük Tane BoyutuTS 500/Şubat 2000 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları isimli Standarda göre, agrega granülometrisinin beton niteliği üzerindeki önemli etkisi nedeniyle, kullanılacak agrega ile önceden yapılacak deneylerle amaca en uygun granülometri belirlenmelidir. Betonda kullanılacak agreganın en büyük tane büyüklüğü, en dar kesitin kalıp genişliğinin 1/5 inden, döşeme kalınlığının 1/3 ünden, iki donatı çubuğu arasındaki uzaklığın ¾ ünden ve beton örtüsünden büyük olamaz.Ayrıca en büyük tane boyutu, beton deneyleri için kullanılan silindir kalıpların çapının en fazla 1/3 ü kadar olmalıdır.Her ne kadar kullanılma koşullarına uygun olarak mümkün olan en büyük agrega tane


Her ne kadar kullanılma koşullarına uygun olarak mümkün olan en büyük agrega tane büyüklüğüne sahip agreganın seçilerek kullanılmasının, beton özellikleri üzerindeki yararları ifade edilmekte ise de, beton konusunda yapılan araştırmalar betonda aranan özelliklerin en iyi şekilde en büyük tane boyutu 25-38 mm olan agrega ile elde edildiğini göstermektedir. En büyük agrega tane büyüklüğü 38 mm den daha büyük agregalar kullanıldığında, su-çimento oranı azalmakla birlikte, agrega tanelerinin toplam yüzeyinde de önemli ölçüde azalma olmaktadır ve agrega-çimento aderansında azalma olmaktadır; beton dayanımında olumsuz etkiler görülmektedir.O halde, yapı betonlarında, en büyük tane boyutu 38 mm den daha büyük agrega kullanmamak koşuluyla mümkün olan en büyük tane boyutlu agreganın kullanılmasını önermek yerinde bir öneri olacaktır.

Agrega Tanelerinin Şekli ve Kusurlu Agrega:Agrega tanelerinin şekli olabildiği kadar toparlak (küresel veya kübik) olmalıdır. TS 706’ya göre, agrega tanesinin en büyük boyutunun en küçük boyutuna oranı 3 ten büyük olduğu takdirde, agrega tanesi şekil kusurlu kabul edilmektedir. Bu tanıma uyan yassıveya uzun taneler şekilde kusurlu tanelerdir. TS 706’ya göre, tane büyüklüğü 8 mm ve daha büyük olan iri agregalarda şekilce kusurlu (yassı veya uzun) tanelerin oranı %50 den fazla olmamalıdır.

Şekilce kusurlu tane oranının yüksek olması, taze betonun işlenebilmesini olumsuz yönde etkilemekte, taze betonda su ihtiyacını ve terlemeyi (kanamayı) artırmakta,


yönde etkilemekte, taze betonda su ihtiyacını ve terlemeyi (kanamayı) artırmakta, betonun perdahlanarak düzgün yüzeye getirilebilmesini güçleştirmektedir.

Kusurlu agregaları kullanmamk lazım. Öte yandan, bir başka agreganın temini çok zor ve pahalı olacak ise ve kusurlu agrega ile daha fazla çimento kullanarak istenilen betonun elde edilmesi yine de daha ucuza geliyor ise o zaman yassı ve uzun taneli agreganın kullanılabilmesini hesaba katmak gerekir.

Tuvanen Agregaİri ve ince agregaların bir arada bulunduğu doğal karışık agregadır.

Agregaların fiziksel özellikleriBirim ağırlık ve boşluk oranı

Özgül ağırlık

Porozite (gözeneklik)

Agregadaki mevcut rutubet durumu ve agreganın su emme kapasitesi

Donma-çözülme ve diğer fiziksel etkenlere karşı dayanıklılık


Beton karışım hesaplarında kullanılan agrega özellikleri şunlardır :

Gradasyon ve en büyük tane boyutu

Birim ağırlık

Özgül ağırlık

Agregadaki mevcut nem durumu ve agreganın su emme kapasitesi

Agregaların mevcut nem durumları

Agrega taneleri içerisinde iki tip boşluk bulunabilir. Bunlardan birisi, tane yüzeyinde ince çatlaklar olarak oluşmuş olan veya tane içerisinde olup da yüzeydeki boşluklarla bağlantılı olan su geçirgen boşluklar’dır. Bu tür boşlukların içerisine su girip çıkabilir. Diğeri ise, agrega yapısından gelen, agrega taneleri içerisinde oluşmuş olan su geçirmez boşluklar’dır. Bunlara su giremez.

Agrega tanelerinin boşluklarının içindeki su miktarları değişebilir. Agrega yığını, içerdiği su miktarına göre, tamamen kuru (agregalar fırında 100oC’de ısıtılarak), hava


içerdiği su miktarına göre, tamamen kuru (agregalar fırında 100oC’de ısıtılarak), hava kurusu (agrega yüzeyi kuru fakat boşlukların içinde bir miktar su var), doygun kuru yüzey (boşluklar tamamen su ile dolu fakat yüzey kuru) ve ıslak durumlar (boşluklar su ile dolu ve tanelerin yüzeyinde bir miktar su filmi var) olmak üzere dört değişik durumdan birisine sahiptir.

Agrega Numunesini Doygun Kuru Yüzey Duruma Getirebilmek İçin Gerekli Yöntemler :TS 3526 Beton Agregalarında Özgül Ağırlık ve Su Emme Oranı Tayini isimli Standardda deneylerde kullanmak amacıyla ince ve iri agrega numunesini doygun kuru yüzey duruma getirebilmek için gerekli yöntemler belirtilmektedir.

Agrega numunelerini doygun kuru yüzey duruma getirebilmek amacıyla numuneler önce su içerisinde 24 saat bekletilip doygun duruma getirilir. Doygun duruma getirilen numunelerin yüzey-kuru duruma getirilme işlemleri iri ve ince agrega numunelerinde farklı yöntemlerle yapılmaktadır.


farklı yöntemlerle yapılmaktadır.İri agrega taneleri doygun olarak sudan çıkartıldıklarında tanelerin üzerinde

gözle görülebilen su tabakası (film) kalmayıncaya kadar kurutulur.İnce agrega taneleri, doygun olarak sudan çıkartıldıklarında tane yüzeylerinin

kuru olmasını sağlayabilmek için numune bir tava içine yayılarak tablalı ısıtıcı üzerinde kurutulur. Doygun kuru yüzey hali ince agreganın koyu (ıslak) renkten açık (kuru) renge değişmeye başladığının hemen sonrasıdır. Doygun-kuru yüzey haline erişilip erişilmediğine gözle karar verilemiyor ise koni veya kesme yöntemlerinden birisi uygulanır.

İnce Agreganın – Koni ve Kesme yöntemi:

Koni yönteminde, ince agrega kesik koni biçimli metal kalıba (üst iç çapı 38 mm, alt iç çapı 89 mm, yüksekliği 73 mm olan bir kalıp) gevşek olarak yerleştirilir ve üst yüzü 25 mm çapında bir sıkıştırma çubuğu ile hafifçe tokmaklanır ve kalıp yukarı doğru düşey olarak hareket ettirilerek çıkartılır. Kalıp çıkartıldığında numune konikliğini devam ettiriyor ise serbest nem var demektir, kurutmaya devam edilir ve tekrar koni uygulamasına geçilir. Numunenin konikliğinin serbestçe


uygulamasına geçilir. Numunenin konikliğinin serbestçe bozulduğunun görülmesi halinde doygun kuru yüzey durumunun sağlandığına karar verilir.

Kesme yönteminde, doygun kuru yüzey duruma geldiği sanılan ince agrega numunesi ile yaklaşık yarım küre biçiminde bir yığın yapılır. Yığın, mala ile düşey olarak ikiye bölündüğünde ortaya çıkan yüzey düzlemliğini koruyabiliyor ise kurutmaya devam edilir. Düşey yüzeyin kendini tutamayıp yıkıldığının saptandığı an doygun kuru yüzey durumdur.

Agreganın su emme kapasitesi :

Agrega numunesi önce fırında (100oC) ısıtılarak ağırlığının değişmediği, tamamen kuru duruma getirilir ve tartılarak ağırlığı bulunur. Sonra, TS 3526 Beton Agregalarında Özgül Ağırlık ve Su Emme Oranı Tayini isimli Standardda belirtilen yöntem kullanılarak suya doygun fakat tanelerin yüzeyleri kuru (dyk) durumuna getirilip tartılarak ağırlığı bulunur. Agrega numunesinin su emme kapasitesi şu şekilde hesaplanır :

Su Emme Kapasitesi,


Su Emme Kapasitesi,

Wdyk = Agreganın doygun kuru yüzey ağırlığıWk = Agreganın tamamen kuru ağırlığı

Agreganın mevcut toplam su miktarı :

Betonda kullanılacak agregadan alınan numunenin, önce mevcut halindeki (yani numuneye hiçbir işlem yapmadan) ağırlığı tartılarak bulunur. Aynı agrega numunesinin fırında, 100oC ta tamamen kurutulması sonucunda kuru ağırlığı bulunur. Agregada mevcut olan su miktarının bulunabilmesi için aşağıdaki hesap yapılır :

Mevcut toplam su,


Way = Agrega yığınındaki halen mevcut olan su durumundaki agrega ağırlığıWk = Agreganın tamamen kuru durumdaki ağırlığı

* Agreganın mevcut su miktarı ve su emme kapasitesine ait deneysel olarak bulunan değerler beton karışımında yer alacak su ve agrega miktarlarının hesaplanmasında kullanılır.

Agreganın su kapasitesinin beton karışım hesaplarında kullanılmı:İstenilen kalitede bir beton karışımı elde edebilmek için, yapılması gereken beton karışım hesaplarında betonda yer alacak su-çimento oranı ve istenilen beton kıvamı göz önünde tutulmaktadır. Böylece, 1 m3 beton için gerekli çimento, agrega ve su ağırlıkları hesaplanmaktadır. Betonda istenilen su-çimento oranını sağlanabilmesi için karışıma girecek net su miktarının bilinmesi gereklidir.

Belirli bir su-çimento oranını sağlayabilecek su miktarı hesaplarla bulunduğu takdirde, buradaki suyun hem istenilen kıvamı sağlayacak hem de kimyasal reaksiyonlara


buradaki suyun hem istenilen kıvamı sağlayacak hem de kimyasal reaksiyonlara yetebilecek beton karma suyu olarak görev alması gerekmektedir.

Agrega yüzeyinde serbest su bulunduğu takdirde betonda yer alması istenilen su miktarından daha fazla su katılmış olur ve su-çimento oranı değişir. Agrega kuru ise, betona katılan suyun bir miktarı kuru agrega taneleri tarafından emilir ve su-çimento oranı yine değişir. Su-çimento oranının değişmesi betonun dayanımını ve diğer özelliklerini etkiler.

Agreganın su kapasitesinin beton karışım hesaplarında kullanılmı - Örnek:Beton karışımının içerisine girecek net su miktarını tespit edebilmek için önceden hesapla bulunmuş olan su miktarı gözden geçirilir. Eğer agrega kuru ise, agreganın emebileceği kadar fazla su katılır, eğer agregada serbest su var ise, yine hesap yapılarak, daha az su katılır. Böylece, istenilen su-çimento oranını sağlayacak net su miktarı bulunur.

Örnek : Beton karışım hesaplarında 1 m3 beton için kullanılacak malzeme miktarı şu şekilde bulunmuştur :

Su 180 kg


Su 180 kgÇimento 310 kgİnce agrega (tamamen kuru) 620 kgİri agrega (tamamen kuru) 1200 kg

Şantiyede beton yapımında kullanılacak agreganın deney yapılarak bulunan özellikleri ise şöyledir :

İnce agreganın su emme kapasitesi %0.8İnce agregadaki toplam su miktarı %5.0İri agreganın su emme kapasitesi %1.5İri agregadaki toplam su miktarı %0.5

Agreganın su kapasitesinin beton karışım hesaplarında kullanılmı - Örnek:İnce agreganın su emme kapasitesi %0.8 ve toplam su miktarı %5.0 olduğuna göre ince agrega ıslak durumdadır ve üzerinde %5.0-%0.8 = %4.2 yüzey suyu mevcuttur. Yani, 1 m3 beton için hesaplanan 620 kg ince agreganın üzerinde 620 x 0.042 = 26 kg serbest su vardır.

İri agreganın su emme kapasitesi %1.5 ve toplam su miktarı %0.5 olduğuna göre, agrega hava kurusu durumdadır. Betona katılacak net suyu emmemesi için agrega ağırlığının %1.5-%0.5 = %1.0 kadar fazla suya ihtiyaç vardır. Yani, 1 m3 beton için hesaplanan 1200


%1.5-%0.5 = %1.0 kadar fazla suya ihtiyaç vardır. Yani, 1 m beton için hesaplanan 1200 kg iri agrega 1200 x 0.01 = 12 kg su emecektir.

Bu durumda, agreganın tamamen kuru olması göz önüne alınarak yapılan hesaplarda 1 m3

beton için bulunan 180 kg suyun, şantiyedeki agreganın kullanılması ile 12 kg lık bir miktarı iri agrega tarafından emilecektir. Diğer yandan, şantiyedeki ince agrega tarafından da 1 m3 betona 26 kg ilave su katılmış olmaktadır. O halde, agreganın kuru durumuna göre hesaplanan su miktarını, şantiye koşullarındaki duruma göre, 26 kg azaltmak (ince agrega için) ve 12 kg artırmak (iri agrega için) gerekmektedir. 1 m3 beton için gerekli karma suyu 180-26+12 = 166 kg olarak bulunur.

Beton agregası olarak kullanılan farklı türdeki kayaların su emme kapasiteleri:

Değişik türdeki kayaların su emme kapasiteleri, yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir :Su Emme Kapasitesi

(Ağırlık olarak) %Genel olarak betonda kullanılan kum 0 – 2Genel olarak çakıl, kırılmış kalker 0.5 – 1.5


Genel olarak çakıl, kırılmış kalker 0.5 – 1.5Bazalt; granit 0 – 0.5Kumtaşı 2 – 7Çok hafif gözenekli malzeme 25 e kadar

Agrega özgül ağırlığı:Genel olarak özgül ağırlık=Maddenin havadaki ağırlığı/Maddenin hacmine eşit hacimdeki suyun ağırlığı şeklinde hesaplanır. Maddenin hacmine eşit hacimdeki suyun ağırlığı ise, o maddenin su içerisine konulduğunda taşırmış olduğu suyun ağırlığına eşittir.

Agrega özgül ağırlığı şu şekilde tanımlanmaktadır : Özgül Ağırlık = Numuneyi oluşturan agrega tanelerinin toplam ağırlığı/Numuneyi oluşturan agrega tanelerinin toplam hacmi

Aynı agrega numunesi, mevcut su durumuna bağlı olarak, farklı ağırlıklara sahip olabilir.


Aynı agrega numunesi, mevcut su durumuna bağlı olarak, farklı ağırlıklara sahip olabilir.

Agrega Tanelerindeki Mevcut Su ve Tanelerdeki Boşluklar Göz Önüne Alınarak Hesaplanabilen Değişik Türdeki Özgül Ağırlıklar :

Ws = Fırında kurutulmuş malzemenin havadaki ağırlığıVs= Katı maddenin (boşluksuz) hacmiVi= Su geçirmeyen boşlukların hacmiVp= Su geçirgen boşlukların hacmiγw = Suyun özgül ağırlığı, 1.0 olmak üzere

Agrega özgül ağırlığı:

Hakiki-mutlak özgül ağırlık

Görünen özgül ağırlık


Doygun kuru yüzey özgül ağırlık

Kuru yüzey özgül ağırlık

Yukarıdaki tanımlara göre bulunan özgül ağırlık değerleri karşılaştırıldığında;

Agregaların özgül ağırlıkları:Agregaların özgül ağırlık değerlerine agregaların jeolojik kökenleri (silisli agregaların 2.65 kg/dm3, kalkerli 2.70 kg/dm3) etki eder.

Normal ağırlıklı doğal agregaların özgül ağırlığı 2.4-2.8 arasındadır. Beton yapımında kullanılan normal agregaların özgül ağırlıkları genellikle 2.5-2.8 arasında (ortalama 2.65) mertebesindedir.

Kırma taş agregalarında, kullanılan taşın cinsine bağlı olarak, özgül ağırlık değerleri, kum


Kırma taş agregalarında, kullanılan taşın cinsine bağlı olarak, özgül ağırlık değerleri, kum taşı için 2.0-2.6, kalker için 2.5-2.8, granit için 2.6-2.8 mertebesindedir.

Özgül ağırlıkları 2.4 ten düşük agregalar hafif agrega olarak isimlendirilmektedir. Bazı iri hafif agregaların özgül ağırlığı 1.4 kadar düşük olabilmektedir.

Özgül ağırlık – beton karışım hesaplarına etkisi :Özet olarak, 1 m3 betonda yer alan malzemelerin ağırlıkları bilindiği takdirde, hacimleri hesaplanabilir; malzemelerin hacimleri bilindiğinde ise ağırlıkları hesaplanabilmektedir.

Agrega Birim AğırlığıAgrega birim ağırlığı belirli hacimdeki bir kabı dolduran agrega tanelerinin toplam ağırlığının kabın hacmine bölünmesi ile saptanır. V hacmindeki bir kaba doldurulan agreganın ağırlığı W ise, W/V oranına agreganın birim hacim ağırlığı veya kısaca birim ağırlığı denir ve B ile gösterilir. B=W/V Burada kullanılan hacim hem agrega tanelerinin


ağırlığı denir ve B ile gösterilir. B=W/V Burada kullanılan hacim hem agrega tanelerinin hacmini hem de aralarındaki boşlukları içermektedir.

Belirli bir hacimdeki bir kap içerisine yerleştirilen agrega tanelerinin toplam ağırlığı o hacim içerisinde ne kadar az veya ne kadar çok agrega tanesinin yer almasına bağlıdır. Bu hususu etkileyen faktörler şu şekilde sıralanabilir :

Agrega tane dağılımı (gradasyon)Tane şekli-yuvarlak, köşeli, yassı, ince uzun gibiTanelerin mevcut nem durumu-tamamen kuru, hava kurusu, ıslak gibiTanelerin kap içerisine gevşek veya sıkıştırılarak yerleştirilmiş olması.

Birim ağırlık :TS 3529 Beton Agregalarının Birim Ağırlıklarının Tayini isimli Standardda agregalar için sıkışık birim ağırlık tayini ve gevşek birim ağırlık tayini yöntemleri belirtilmektedir. TS 3529 a göre her iki yöntemde de kullanılacak agrega hava kurusu olmalıdır.

Sıkışık birim ağırlık tayininde, agregalar silindir şeklindeki bir kap içerisine her seferinde kabın yüksekliğinin 1/3 ünü dolduracak şekilde üç ayrı aşamada doldurulmakta ve her aşamada çelik bir çubukla 25 er defa şişlenerek sıkıştırılmaktadır.


Gevşek birim ağırlık tayini için, agregalar kap içerisine bir kürekle doldurulmakta ve herhangi bir sıkıştırma yapılmamaktadır.

Agrega birim ağırlığı ifade edilirken agreganın kuru veya nemli oluşunun ve kap içerisinde gevşek veya sıkışmış olarak yer alış tarzının da belirtilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, birim ağırlık değerinin hangi koşullar altında belirlendiğini ifade eden kuru-gevşek, kuru-sıkışmış, nemli-gevşek, nemli-sıkışmış gibi terimleri de kullanmak gerekmektedir.

Doğal agregaların birim ağırlıkları :


Birim ağırlık değerlerine kökenden daha çok agreganın şekli etki eder. Birim ağırlık kumlarda daha düşük, çakıllarda daha yüksektir, bu da taneler arası boşluğun bir sonucudur.Agreganın birim ağırlığı yüksek ise, sabit bir hacim içerisine çok miktarda agrega girebiliyor demektir. Birim ağırlık, agregaların belirli bir hacim içerisinde bir araya gelerek ne kadar gevşek veya sıkı bir paket oluşturduğunu gösterir. Birim ağırlığın yüksek olması, agrega tanelerinin arasındaki boşluğun az olmasını belirtir.

Termik özellikler:Agreganın Termik ÖzellikleriAgreganın termik özellikleri olarak genellikle aşağıda belirtilen özellikler kastedilmektedir :Lineer (doğrusal) genleşme katsayısıÖzgül ısıIsı geçirgenlik

Lineer genleşme katsayısı, bir birim boyutun bir derece sıcaklık değişmesi ile ne kadar uzama veya kısalma yapacağını belirtir; metrik sistemde cm/cm/oC olarak gösterilir.


uzama veya kısalma yapacağını belirtir; metrik sistemde cm/cm/oC olarak gösterilir. Agregaların lineer genleşme katsayısı elde edildikleri kaya türüne göre 0.9 ile 16.0 x 10-

6/oC arasında değişebilmektedir. Örneğin, kalkerin lineer genleşme katsayısı 0.9-12.2 x 10-6/oC tır; kum taşında, bu değer 4.3-13.9 x 10-6/oC tır, betonun 5.8-14 x 10-6/oC (ortalama değer olarak 9.9 x 10-6/oC) tır.

Özgül ısı, bir birim kütlede bir derece sıcaklık değişikliği yapabilecek ısı miktarıdır; Cal/goC olarak belirtilir. Agregaların özgül ısı değeri, ortalama bir değer olarak, 0.22 Cal/goC tır. Beton sıcaklığını kontrol amacıyla yapılan hesaplarda kullanılan özgül ısı değeri su için 1 Cal/goC ve buz için 0.5 Cal/goC tır. Çimentonun özgül ısısı ile agreganın özgül ısısı hemen hemen aynıdır; suyun özgül ısısı bunlardan yaklaşık beş kat daha fazladır.

Mekanik özellikler:Agreganın mekanik özellikleri denildiğinde akla ilk gelenler : Aşınma, basınç dayanımı, çarpmaya karşı dayanım (veya tokluk) ve sertliktir. Agreganın elastiklik modülü ve Poisson oranı da mekanik özellikler arsında sayılmaktadır.

Betonun özellikleri agrega özelliklerine, agreganın beton içerisindeki performansına, ve daha büyük bir ölçüde de, çimento hamurunun özelliklerine, agrega ile çimento arasındaki bağa (aderans) bağlıdır. O bakımdan, betonda kullanılan agreganın kolayca kırılmayan, aşınmayan, sağlam ve sert olması gerekmektedir.


aşınmayan, sağlam ve sert olması gerekmektedir.

Betonda kullanılan agregalar genellikle sertleşmiş çimento hamurunun dayanımından daha yüksek basınç dayanımına sahiptirler.Yapı betonlarında kullanılan agregaların mekanik özelliklerin saptanması her zaman ve her tür beton için gerekli olmayabilir. Ancak, özel amaçlarla kullanılması gereken beton yapımında veya betonun aşınmaya maruz kalacağı yerlerde kullanılacak agreganın mekanik özelliklerinin tayini önem kazanmaktadır.

Aşınma dayanıklılığı:Beton yüzeyinin aşınmaya maruz kalacağı durumlarda beton agregalarının aşınmaya dayanıklı olması istenir. Beton yüzeyinin aşınmaya maruz kalabileceği durumlar için örnek olarak aşağıdaki kullanım yerleri sıralanabilir :

Üzerinde insan trafiği (ayakların sürtünmesi), hafif trafik veya kayarak sürtünmenin olabileceği kaldırım ve döşeme betonları,

Üzerinde ağır trafik bulunan, özellikle zincirli tekerlekleri olan kamyon ve otomobillerin hareket ettiği beton yollar,


Su kuvvetiyle sürtünmeye maruz barajlardaki, dolu savaklardaki tünellerdeki ve su taşıyan sistemlerdeki betonlar.

TS 706 ya göre, agreganın basınç dayanımının 1000 kgf/cm2 den az olması durumunda, agreganın aşınmaya dayanıklılığından kuşku duyulduğunda, ve beton yapımında yapay agrega kullanıldığında, agregaların aşınma dayanımının deneylerle araştırılması gerekmektedir.

Basınç dayanımı:Betonda kullanılan agreganın basınç dayanımı agrega tanelerinin oluştuğu kaya parçalarının basınç dayanımlarına bağlıdır. Genellikle, nehir yataklarından elde edilen yuvarlak agregalar sert ve dayanımı yüksek agregalardır.

Ortalama bir değer vermek gerekir ise, betonda kullanılan normal ağırlıklı agreganın basınç dayanımı 1500-2000 kgf/cm2 denilebilir. Bazı kayaların basınç dayanımlarına ait ortalama değerler olarak :

granit 2000 kgf/cm2


granit 2000 kgf/cm2

kalker 1600 kgf/cm2

çakmaktaşı 2100 kgf/cm2

kuartz 3300 kgf/cm2

kumtaşı 1300 kgf/cm2

Kırmataş agregalar için, basınç dayanımı tayini kaya parçasından elde edilen küp veya silindir numuneler üzerinde yapılan basınç deneyleri ile saptanır. TS 706 ya göre betonda kullanılacak agreganın basınç dayanımı 1000 kgf/cm2 den az olmamalıdır.

Elastisite modülü – poisson oranı:Volkanik kaya orijinli agreganın statik elastiklik modülü 500 000 - 1 000 000 kgf/cm2

arasında değişmektedir. Sedimenter (tortul) kaya orijinli agreganın elastiklik modülü 250 000 – 700 000 kgf/cm2 arasındadır. Silisli çakıllardaki elastiklik modülü 650 kgf/cm2

mertebesindedir. Bu değerler doğal olarak, hafif agregalarda daha düşüktür. Normal ağırlıklı agregalarda, Poisson oranı 0.15 – 0.35 arasındadır.

Agregaların elastiklik modülü ve Poisson oranı değerleri, betonun deformasyon (şekil değiştirme) özelliklerini etkileyebilmektedir.


� Prof. Dr. Süheyl AKMAN “Yapı Malzemesi”, İTÜ İnşaat FakültesiMatbaası, 1987.

� Yrd. Doç. Dr. Halil Görgün ‘Yapı Malzemesi Ders Notları’, 2008.� Yrd. Doç. Dr. Hayri Ün ‘Yapı Malzemesi Ders Notları’, 2007.� ‘Concrete, A Material for the New Stone Age’ Aseries of MAST � ‘Concrete, A Material for the New Stone Age’ Aseries of MAST

modules developed and revised during the Materials Technology Workshop held at the University of Illinois at Urbana-Champaign during 1993-95.

� İdris Bedirhanoğlu. “Düşük dayanımlı betona sahip betonarme kolon ve birleşimlerin deprem yükleri altında davranışlarının incelenmesi ve iyileştirilmesi’, İTÜ, 2009.

21.03.2011 77Yrd. Doç. Dr. İdris Bedirhanoğlu

Documents

YAPI MALZEMESİ - Dicle Üniversitesidicle.edu.tr/a/idrisb/webtr/Yapi Mlz/YM-4-Agregalar.pdf · Demir cevheri, içerisindeki demiroksitten demir elde edebilmek için, cevher yüksek