Hazır Beton Bileşenleri ve Üretim
Betonu oluşturan hammaddeler çimento, su, agrega (kum, çakıl, kırma taş), kimyasal katkılar ile mineral katkılardır. Kimyasal katkılar (akış anlaştırıcı, priz geciktirici, geçirimsizlik sağlayıcı, antifriz,.. )
mineral katkılar ise (taş unu, tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı olup betonun performansını istediğimiz yönde iyileştiren çağdaş teknoloji unsurlarıdır.
Çimentoyla suyun karışımından oluşan çimento hamuru zamanla katılaşıp sertleşerek agrega tanelerini (kum, çakıl, kırma taş) bağlar, yapıştırır ve böylece betonun mukavemet kazanmasına imkân verir.
1.1) Agrega
Beton üretiminde kullanılan kum, çakıl, kırma taş gibi malzemelerin genel adı agregadır. Beton içinde hacimsel olarak % 60-75 civarında yer işgal eden agrega önemli bir bileşendir.
Agregalar tane boyutlarına göre ince (kum, kırma kum.. gibi) ve kaba (çakıl kırma taş... gibi) agregalar olarak ikiye ayrılır. Betonda kullanılacak agregalar TS 706 EN 12620 standardına uygun olmalıdır.
Agregaların beton içerisinde rolünün çok büyük olması sebebi ile betonda kullanılacak agregaların yapısı, granül metrisi, sertliği betonu direk olarak etkilemektedir.
Agregalarda aranan en önemli özellikler ise şunlardır:
• Sert, dayanıklı ve boşluksuz olmaları,
• Zayıf taneler içermemeleri (deniz kabuğu, odun, kömür... gibi)
• Basınca ve aşınmaya mukavemetli olmaları,
• Toz, toprak ve betona zarar verebilecek maddeler içermemeleri,
• Yassı ve uzun taneler içermemeleri,
• Çimentoyla zararlı reaksiyona girmemeleridir.
1.2) Çimento
Su ile ıslatıldığında hidrotasyon olayı sonucu sertleşen ve bir daha yumuşamayan hidrolik bir bağlayıcıdır. Yaklaşık % 70 kalker, % 30 kil ve gerekiyorsa demir cevheri karışımı, 1400 - 1500 c° de döner fırınlarda pişirilir ve erken priz yapmasını önlemek için % 2 - 6 oranında jips (alçı taşı) ilave edilerek çimento elde edilir. Katkılı çimento üretiminde; klinker ve alçı taşı dışında, çimento tipine göre tek veya birkaçı bir arada olmak üzere tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı vb. katılır. Çimento birçok beton karışımında hacimce en küçük yeri işgal eden bileşen olmasına rağmen, beton bileşenleri içinde en önemlisidir. En çok kullanılan çimento tipleri Portland Kompoze Çimento, Katkılı Çimento, Cüruflu Çimento ve Sülfata Dayanıklı Çimento olup, bunun dışında özel amaçlar için Beyaz Portland Çimentosu ve diğer bazı tip çimentolar kullanılmaktadır. Normal betonda agrega taneleri en sağlam unsur olduğundan diğer iki unsur (çimento hamuru ve aderans) mukavemeti belirlemektedir. Çimento hamurunun mukavemeti önemli ölçüde su/çimento oranına da bağlıdır. Hazır betonda kullanılacak çimentolar yapıların özellikleri dikkate alınarak belirlenmeli ve TS EN 197 - 1 standardına uygunluğu kanıtlanmalıdır.
1.3) Katkılar
Betonun özelliklerini geliştirmek üzere üretim sırasında veya dökümden önce transmiksere az miktarda ilave edilen maddelere katkı adı verilir. Katkı maddelerini kökenine göre kimyasal ve mineral katkılar olarak ikiye ayırmak mümkündür.
A- Kimyasal Katkılar
Kimyasal katkıların en önemlileri;
a) Su Azaltıcılar (Akışkanlaştırıcılar),
Betonda aynı kıvamın veya işlenebilirliğin daha az su ile elde edilmesini sağlarlar. Taze betonda kullanılan su miktarı azaldıkça betonun dayanımı artar.
b) Priz Geciktiriciler,
Taze betonun katılaşmaya başlama süresini uzatırlar. Uzun mesafeye taşınan ve sıcak hava da dökülen betonlarda oldukça yaygın kullanılmaktadır.
c) Priz Hızlandırıcılar,
Priz geciktiricilerin aksine, bu katkılar betonun katılaşma süresini kısaltırlar. Bazı uygulamalarda, erken kalıp almada ve soğuk hava dökümlerinde don olayı başlamadan betonun katılaşmış olmasını sağlamak için kullanılırlar.
d) Antifrizler
Suyun donmasını zorlaştırır ve don neticesi çimentonun mukavemet kazanmasındaki aksamaya engel olurlar. Bu katkıların betondaki miktarı hava sıcaklığına göre ayarlanabilmektedir.
e) Hava Sürükleyici Katkılar
Beton içinde çok küçük boyutlu ve eşit dağılan hava kabarcıkları oluşturarak betonun geçirimsizliğini ve dona karşı direnci ile işlene bilirliğini artırmaktadır.
f) Su Geçirimsizlik Katkıları
Sınırlı miktarda hava sürükleyen katkılardır. Ancak yerine yerleşmiş betonun su Sızdırmazlığının sağlanması uygun yerleştirme tekniğinin iyi bir şekilde yapılmasına bağlıdır. Bazı betonlarda birden fazla katkı türü birlikte kullanılmaktadır. Ancak bu katkıların birbirlerinin etkilerini bozmadıkları denenmelidir. Kimyasal katkılar, yukarıda bahsedilen etkilerinden dolayı bütün inşaat sektöründe hazır betonun kullanımında ve üretiminde önem arz etmektedir.
B-Mineral Katkılar
Çimento gibi öğütülmüş toz halde silolarda depolanan cüruf, uçucu kül, silis dumanı, taş unu... Vb. çeşitli maddelere 'Mineral Katkı' adı verilir. Mineral katkılar tek başına iken çimento gibi bağlayıcılık özelliği taşımazlar, ancak birlikte kullanıldıklarında çimentoya benzer görev yaparlar. Mineral katkılardan yüksek dayanımlı beton üretiminde de yararlanılmaktadır.
C-Karışım Suyu
Beton üretiminde kullanılan karışım suyunun iki önemli işlevi vardır:
1.Kuru haldeki çimento ve agregayı plastik, işlenebilir bir kütle haline getirmek
2.Çimento ile kimyasal reaksiyon yaparak plastik kütlenin sertleşmesini sağlamak,
Karışım suyunun analizlerle belirlenmesi ve kalitesinin belli aralıklarla denetlenmesi şarttır. Betonun bünyesinde çimento ile reaksiyona girmeyen fazla suyun bıraktığı boşluklar yalnız dayanımı düşürmekle kalmamakta, boşluklardan içeri giren zararlı unsurlar (klor, sülfat vb. zararlı etkenler) beton ve donatıya zarar vererek betonun ömrünü kısaltmaktadır.