Ankara Betonun Sınıflandırılması


Betonlar birim ağırlıklarına göre üç ana gruba ayrılırlar. Yaklaşık 2400 kg/m3 ağırlığında olan betonlar normal beton olarak isimlendirilir ve taşıyıcı amaçlara en çok kullanılan beton türüdür. Hafif betonlar, birim ağırlıkları 1800 kg/m3’den az olan betonlardır. Yalıtım amaçlı olarak veya dayanım-ağırlık oranının yüksek olması koşullarda kullanılır. Radyasyon kalkanı olarak kullanılacak betonlarda bazı özel agregalar kullanılarak ağırlık arttırılır.

Birim ağırlığı 3200 kg/m3’den yüksek olan bu betonlar ağır beton olarak adlandırılır.Öte yandan, dünyanın bir çok ülkesinde birbirinden farklılıklar gösteren sınıflandırmalar yapılmasına karşın, betonları basınç dayanımlarına göre de üç ana grubu ayırmak mümkündür.

Düşük dayanımlı betonlar


Basınç dayanımları 20 N/mm2’nın altında olan betonlar Normal dayanımlı betonlar : Basınç dayanımları 20-40 N/mm2 olan betonlar.

Yüksek dayanımlı betonlar :


Basınç dayanımları 40 N/mm2’dan fazla olan betonlar. Burada bütün beton çeşitlerinden söz etmek hem gereksiz hem de olanaksızdır. Bazı özel betonlara ileriki bölümlerde değinilecektir.

Sertleşmiş Betonların Bazı Özellikleri Malzemenin seçiminde, uygulanacak olan yüklere karşı malzemenin gösterdiği direnç göz önünde bulundurulması gereken en önemli hususlardan birisidir. Birim deformasyon (birim boydaki deformasyon) malzemenin uygulanan yükler altındaki şekil değiştirmesini; gerilme (birim alana uygulanan yük) ise yükün şiddetinin belirtilmesinde kullanılan terimleridir. Gerilmenin malzeme üzerindeki uygulanış biçimine göre basınç, çekme, eğilme, kesme, burulma gibi çeşitleri bulunur. Malzemelerin gerilme-birim deformasyon ilişkileri, genellikle, dayanım, elastisite modülü, süneklik (veya gerginlik) ve tokluk (enerji emme kapasitesi) cinsinden ifade edilir.

Dayanım malzemenin kırılma alabileceği en yüksek gerilme olarak tanımlanır. Beton basınç yükleri altında daha iyi davranış gösterdiğinden, betonun dayanımından söz edildiğinde, diğer dayanımlar belirtilememişse, basınç dayanımı anlaşılır. Betonun dayanımı çimento hidratasyonunun bir fonksiyonu olduğundan ve bu işlem de zamana bağlı olduğundan, dayanım belirtilirken çoğunlukla betonun yaşıyla birlikte söylenir. Mühendisler hesaplarında daha çok betonun 28 günlük basınç dayanımını esas alırlar.

Dayanım, standart ortam koşullarında ( sıcaklık ve nem ) tutulan, standart boyutlardaki numunelerin ve standart deney yöntemleri kullanılarak belirlenir. Daha önce belirtildiği gibi, bir çok yapıda normal dayanımlı ( 28 günlük basınç dayanımı 20-40 N/mm2 ) betonlar kullanılır. Son yıllarda, beton teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak, 120 N/mm2 basınç dayanımına sahip olan betonları ticari olarak üretmek mümkün olmuştur.

Betonun çekme dayanımı ve eğilme dayanımı basınç dayanımının, sırasıyla, yaklaşık %10’u ve % 15’i kadardır. Basınç dayanımıyla bunlar arasındaki bu önemli fark betonun heterojen ve oldukça karmaşık bir yapıya sahip olmasından kaynaklanır. Birçok malzemede ( ör. çelik ) gerilme-birim deformasyon ilişkisi iki ana bölüme ayrılır. Başlangıçta gerilme ve birim deformasyon birbirleriyle doğrusal orantılıdır ve yük kaldırıldığında malzeme eski şeklini alır. Bu davranışa “elastik davranış” ve bu bölgedeki deformasyona da “elastik deformasyon” adı verilir. Elastisite modülü, elastik davranış bölgesindeki gerilmeyle ona karşı gelen elastik birim deformasyonun oranıdır.

Basınç yükleri altında betonun elastisite modülü 14000-40000 N/mm2 arasındadır. Söz konusu değerin bilinmesi yapı tasarımında malzemenin kalıcı deformasyon göstermeden alabileceği en fazla gerilmenin hesaplanmasında kullanılır.Bazı malzemeler için gerilme-birim deformasyon ilişkisi yükleme süresinden etkilenmez. Ancak, aralarında betonun da bulunduğu diğer bazı malzemelerde, bu ilişki yükleme süresine bağımlı olmayabilir. Örneğin, bir beton numunesi dayanımının çok altında bir gerilmeye yeterince uzun süre maruz kaldığında kalıcı deformasyon gösterir.

Sürekli yük altında malzemenin şekil değiştirmesine sünme denir.Betonda, hiç yük uygulanmamışken bile, ortam rutubeti ve sıcaklığına bağlı olarak, deformasyonlar görülebilir. Taze halde iken içerdiği suyun ortam rutubetine bırakıldığında buharlaşma yolu ile kaybolması betonun “rötre” denilen büzülmesine neden olur. Büyük kütleler halinde dökülen betonlarda ( örneğin, beton barajlarındaki kütle betonları ) yüzeyinin soğuması, iç kısımlarının sıcak kalması nedeni ile “ısıl rötre” meydana gelebilir. Rötre beton açısından kritik bir olgudur. Engellendiğinde, çekme gerilmeleri yaratır.

Betonun çekme dayanımının düşük olduğu göz önünde bulundurulur ise, bu çekme gerilmeleri çatlakların oluşumuna neden olur. Yukarıda özetlenen özeliklerin yanı sıra, malzeme seçiminde dikkate alınması gereken ve zaman zaman en az diğerleri kadar önemli olan bir husus da “dayanıklılık”tır.

Dayanıklılık, bir malzemenin çevre koşullarına karşı direnci olarak tanımlanabilir. Genel olarak, geçirimsizliği az olan, yoğun betonlar diğerlerine oranla daha dayanıklıdır.Burada ana hatları ile tanımlanmış olan bilgileri bir tabloda toparlanırsa, şöyle ifade edilebilir;

Tipik Bir Betonun Çeşitli Özellikleri
Basınç dayanımı:30 N/mm2Poisson oranı:0,17
Elastisite modülü:25000 N/mm2Çekme dayanımı:3 N/mm2
Eğilme dayanımı:5 N/mm2Isıl genleşme katsayısı:10 x 10-6 oC
Yoğunluk:2300 kg/m3