KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON ( KYB )

26.04.2020

1.115

Kendiliğinden Yerleşen Beton (KYB), kendi ağırlığı ile yayılabilen, oldukça akışkan oluşu nedeni ile sık donatılı, dar ve derin bir kalıbın tamanına yerleşebilen ve vibrasyon ihtiyacına gerek kalmadan sıkışabilen özel bir beton türüdür.

Kendiliğinden Yerleşen Betonun Tarihçesi

Betonun kendiliğinden yerleşmesi fikri 1986 yılında Prof. Dr. Hajime Okaruma tarafından ortaya atıldı. KYB için yazılan ilk makale 1989 yılında Doğu Asya ve Pasifik Yapı Mühendisliği Konferansın’da K. Ozawa tarafından sunuldu. Bu makalenin 1992 yılında İstanbul CANMET & ACI (American Concrete Institute) Uluslararası Konferansı’nda da sunulması KYB fikrinin dünya da yayılmasını hızlandırmıştır. KYB hakkında yazılan ilk kitap Prof. Dr. Hajime Okaruma tarafından yazılmış olup Japonca olarak 1993 yılında yayınlanmıştır. İlk KYB uygulaması İtalya’da S.Marco Rıhtımı inşaatında sualtı temel betonu dökümü sırasında Reoplastik Beton kullanılarak uygulanmıştır.

Kendiliğinden Yerleşen Betonun Özellikleri

Kendiliğinden yerleşme yeteneği iki başlık ile sıralanabilir.

Doldurma Yeteneği

KYB kendi ağırlığı ile şekil alabilme ve şekil değiştirebilme özelliğine sahip olmak zorundadır. Doldurma yeteneği, betonun boşaltma noktasından ne kadar uzağa akabildiğini ve bu akışın hızını (şekil değiştirme hızı) göstermektedir. Yayılma deneyi ile betonun yayılma çapı ve bu çapa ulaşması için geçen süre ile doldurma yeteneği değerlendirilebilir. Doldurma yeteneğinin iyi derecelendirilebilmesi için şekil değiştirme kapasitesi ve şekil değiştirme hızı arasında bir oran/orantı söz konusu olmalıdır.

Ayrışmaya Karşı Direnç

Taze betonda ayrışma (segregasyon), bileşen malzemelerin, homojen olmadığından dağılarak, yapıdaki özelikleri de dağılıma uğratması olayıdır. Normal akışta ayrışma göstermeyen taze beton, sık donatıların bulunması durumunda ayrışmaya uğrayabilir. KYB durağan/akış halinde; terleme, çimento hamuru ve agrega ayrışması, kilitlenmeye (Blokaj) neden olan kaba agrega ayrışması ve hava boşluğu dağılımında düzensizlik gibi ayrışmaları göstermemelidir.

Deney Yöntemleri

Yayılma Deneyi

Taze KYB’nin şekil değiştirme hızının gözlenmesini ve kendi ağırlığı ile yayılarak ulaşacağı çapın ölçülmesi işlemidir. Deney için çökme hunisi (Abrams Konisi) ve 80 x 80 cm boyutlarında bir tabla kullanılır.

Yayılma Deney Aparatı ve Yayılma Deneyi

U Kutusu Deneyi

KYB’nin kendiliğinden yerleşme yeteneğinin ve özel bir kutu içerisinde, kendi ağırlığı ile yükselmesini içeren deneydir. Ortasında sürgülü bir kapı bulunan ve engel oluşturan demir çubuklar bulunan U şeklinde bir kalıp kullanılır. (Şekil 1.2.). KYB hiçbir sıkıştırma veya vibrasyon uygulaması yapılmadan doldurulduktan sonra, beton 1 dakika dinlendirilmelidir. Sürgülü kapak çekilerek betonun diğer bölüme doğru dolarak yükselmesi beklenir. Betonun her iki bölmedeki yükseklik farkı betonun kendiliğinden yerleşme yeteneğini gösterir. Yükseklik farkının en fazla 30 cm olması beklenir. Deney süresi 5 dakikadır.

U kutusu Deneyi

V Hunisi Deneyi

KYB’nin birim zamandaki yayılması incelenir. Taze KYB’nin kendi ağırlığı ile huninin ağzından boşalma süresi ölçülür. Betonun boşluklardan geçebilme yeteneğini ölçmek için yapılan kendiliğinden yerleşebilirlik deneyidir. Bu deney için, özel bir huni kullanılır. (Şekil 1.3.) Huniye taze KYB, hiçbir sıkıştırma ve vibrasyon işlemi yapılmadan doldurulduktan sonra, huninin altındaki kapak açılır ve huni içindeki betonun alttaki kovayı doldurma süresi ölçülür. Deney, en büyük tane boyutu 22.4 mm’yi aşan agregaların kullanıldığı beton karışımları için uygun değildir.

V Hunisi Deneyi

Doldurma Kutusu Deneyi

KYB’nin akış ve yükselme yeteneğinin, içinde engeller olan özel şeffaf bir kutuda gözlemlenmesidir. İki yükseklik arasındaki fark bu konuda fikir verir.

Doldurma Kutusu Deneyi

Uygulama Alanları ve Örnek Uygulamalar

Özel bir beton tipi olan KYB, genellikle büyük boyutlu inşaatlarda, sık donatılar, dar kesit vb. Özelliklerin olduğu perde tipi yapı elemanlarında; tamir, bakım ve yenileme işlemlerinde, tünel gibi özel kalıp gerektiren işlerde kullanılır. KYB henüz klasik beton kadar geniş kullanım alanına sahip değildir. Bunun en önemli nedeni maliyetinin yanı sıra, tasarım ve uygulama alanlarında yeni yöntemlere ihtiyaç duyulmasıdır.

Klasik beton kullanımının teknik açıdan mümkün olmadığı durumlarda KYB tercih edilebilir. Örneğin bakım veya onarım işlerinde beton kullanılacak bölgeye vibratörün girmemesi durumunda klasik beton kulanılmamalıdır. Bu durumda KYB tercih edilebilir.

Klasik beton ile yol üst kaplaması inşaatlarında yüzeysel vibratörler kullanılmaktadır. Amerika’da özellikle donma-çözülme riski olan bölgelerde, hava sürükleyici katkı maddesi kullanılarak hava içeriği arttırılmış beton tasarımları yapılmaktadır. Örneğin, Lowa eyaletinde servis ömründen çok daha kısa sürede donma-çözülme hasarına uğrayan yol kaplamaları tespit edilmiştir. Bu kaplamaların taze haldeki hava içerikleri şantiyede ölçüldüğünde yüksek seviyelerde olduğu raporlarda görülmüştür. Fakat yerleştirme sırasında yapılan vibrasyonun işleminin beton içindeki hava yapısını özellikle yüzey bölgesinde bozduğu belirlenmiştir. Bu örnekte de görüldüğü gibi, vibrasyon işleminin yararın yanında zarar da getirdiği durumlar mevcuttur.

Çek Cumhuriyeti’nde yapılan bir üniversite binası inşaatında brüt beton yüzeyli ve karmaşık kalıp sistemlerinin olduğu inşaatta kullanılan KYB’nin vibrasyon işlemi yapılmadan mükemmel bir yüzey kalitesi elde edilmiştir.