Doğal yada yapay ağır agrega kullanılmak suretiyle üretilmiş olan Birim Hacim Ağırlığı (BHA) 3000 – 8000 kg/m3arasında değişen betonlara ağır beton adı verilir. Ağır betonları geleneksel betonlardan ayırt eden en önemli özellik üretimlerinde kullanılan agreganın farklı oluşudur. Kullanılan agregaların B.Alıkları geleneksel agregadan daha büyük olması nedeniyle bu betonların birim ağırlıklarının klasik betonların birim ağırlıklarından daha büyük olmalarına
sebebiyet verir. Bazı literatürlerde Birim Ağırlığı (BA) 2800 kg/m3’ ten büyük olan betonlar ağır betonlar olarak adlandırılır. Betonların BA ları arttıkça radyasyona karşı koruyucu etkileri de o ölçüde artmaktadır. Bu nedendendir ki BA 2400 kg/m3civarında olan geleneksel betonlar radyasyona karşı koruyucu perde yapıldığında kalınlıklarının daha büyük olması gerektiği bilinmektedir. Nükleer santrallerde atom çekirdeklerinin kontrollü bir şekilde parçalandıkları yerlerde α , β, γ, x ve nötron adı verilen ışın ve parçacıklar açığa çıkar. Bu parçacıkların insanlara zararını en aza indirgemek için bu tür tesislerde zırh denilen tabakalar oluşturulur. Bu zırhı oluşturmak için en uygun malzeme ağır betonlardır. Atomun parçalanmasından sonra açığa çıkan nötron ışınları hafif elementler tarafından α , β, γ, x ışınları ise ağır elementler tarafından tutulma özelliğine sahiptir. Ağır betonlarda karma suyu bünyesinde bulunan H ve O nötron ışınlarının yutulmasında veya yavaşlatılmasında, ağır agrega ise α , β, γ, x ışınlarının tutulmasında katkıda bulunurlar.
Ağır beton üretiminde kullanılan agregalar;
1- Doğal veya yapay olabilirler. Barit, viterit, lepidosit, magnetit hematit, limonit, geotit, ilmenit doğal agrega sınıfına ; süperşat, demirşat, ferrosilikon, ferrofosfor ise yapay agrega sınıfına girer.
En yaygın olarak kullanılan agrega bileşiminde bir miktar silis demir oksit ve pirit bulunan baryum sülfattan ibaret beyazımsı, parlak yapılı opak bir kayaç olan barittir. Bu kayacın B.Alığı 4000 – 4300 kg/m3arasındadır. Bu kayaçla üretilen betonun birim ağırlığı 3600 kg/m3 kadar çıkabilmektedir. Demir mineralleri bunlardan özellikle magnetit, limonitte ağır beton üretiminde yaygın olarak kullanılan diğer agrega türleridir. Bunlardan magnetit’in B.A’sı 4000 – 5000 kg/m3 arasında, Magnetitle üretilen betonların B.A’sı 3000 – 3500 kg/m3 arası değerler alabilir,Limonit ise birim ağırlık olarak 3700 – 3800 kg/m3 arasında, limonitle üretilen betonların B.A ları 2900 kg/m3 civarında değerler almaktadır. BA’lıkları 7400 – 7700 kg/m3 civarında değişen demir-çelik parçacıkları ile ve yukarıda adı geçen yapay ağır agregalarla BA’lıkları 5500 – 6500 kg/m3arasında değişen ağır betonlar üretilmektedir.
Bileşim ve Dayanımları :
Diğer betonlarda olduğu gibi ağır beton birleşimi mevcut yöntemlerle yapılabilir. Bunun için Türkiye’de genellikle Mutlak Hacim Yöntemi uygulanmaktadır. Bu betonların üretiminde kullanılan ağır agregaların dane dağılımları, boşluk oranını ve çatlama riskini minimum düzeyde tutacak özellikte olmalı. Sözkonusu özellikler beton elde etme şansını yükseltmek için betonun ayrışmadan yerleşmesine olanak tanıyacak minimum karma suyunun kullanılması gerekmektedir. Bu tür betonlarda akışkanlaştırıcı kullanmak durumunda su/çimento oranı 0,40’ın altına inebilmekte, akışkanlaştırıcı kullanılmıyorsa Su/Çimento oranı 0,50’nin üzerine çıkmamalıdır. Çimento dozajı 300 – 350 kg/m3 civarında olması yeterlidir. Betondaki boşluk miktarının minimum olabilmesi için ince agregalarında ağır agrega olması durumunda ağırlıkça optimum harç/ağırlık oranının 0,70 civarında olması gerekmektedir. Bu oranın daha küçük olmasının ağır betonlar üzerinde yapmış olduğu olumsuz etki klasik betondan daha fazladır. Bu durumda harç / agrega oranının 0,70’ in altında tutmak yerine üstünde tutmak boşluk oranının az olmasına dolayısıyla da zararlı ışınlara karşı betonun koruyucu etkisinin daha fazla olmasını sağlar. Ağır betonlar geleneksel betonlarla karşılaştırılabilecek düzeyde hatta kullanılan karma suyu miktarının azaltılması halinde daha büyük dayanımlar elde edilebilmektedir.
Örneğin; beton bileşiminde 300 kg/m3 PÇ, 3240 kg/m3 barit agregası, 120 kg/m3su kullanılması halinde üretilen betonda 28 günlük basınç dayanımı 340 kgf/cm2, Çekme dayanımı 30 kgf/cm2 ;
Beton bileşiminde 350 kg/m3 KÇ32,5, 2971 kg/m3 barit agregası ve 140 kg/m3su kullanılması halinde üretilen betonda 28 günlük basınç dayanımı 470 kgf/cm2, Çekme dayanımı 40 kgf/cm2 ye ulaşmaktadır.
Üretimi ve Yerleştirilmesi :
Geometrisi karmaşık olmayan yapılarda kullanılan ağır betonların üretimi
- Segregasyonu önlemek için karma sürelerinin kısa tutulması,
- Düşey eksenli betoniyerde üretim yapılması ve bu betoniyerde betoniyerin tamamen doldurulmaması,
- Güçlü vibrasyon işinin kısa süreyle yapılması,
- Betonun en fazla 25 cm tabakalar halinde dökülmesi,
- İç vibratör daldırma yerleri arasındaki mesafenin 40 cm civarında olması
- Taze betondan doğan basınçları karşılayabilmek için kalıpların daha rijit olması gereği
ile klasik betondan farklı değildir.
Geometrisi kesikli agregalarla üretilen ağır betonlarda iri agrega, çimento, harç fazlarının özgün niteliklerine sahip olmaları gerekmektedir. Agrega en büyük tane boyutunun kalıp ve donatı sıklığının uygun olduğu ölçüde büyük seçilmesinin yararı vardır. Bununla beraber harç enjeksiyonu sırasında agregaların yerlerinden oynamaması için yeterince büyük ve ağır olmaları tercih edilir. Harcın boşluklara kolayca yerleştirilebilmesi için en büyük agrega tane boyutu betonun yerleşeceği yapı elemanı genişliğinin %25’ini geçmemesi gerekmektedir. Ayrıca iri agrega da en küçük tane boyutunun 16 mm civarında tutulması, sık donatılı durumlarda 8 mm’nin altına inilmemesi önerilir. Harçla doldurulan iri agregaların uygun boşluk oranlarının %35 ile %40 arasında olması uygundur. Agregaların yüksekten genellikle hortumlar içerisinde dökülürlerek ve mümkünse vibrasyon uygulanarak yerleştirilmelerinin yapılması gerekmektedir. Barit, Magnetit, Limonit gibi ağır agregalar enjeksiyon sırasında daha az hareket riski gösterdiğinden enjeksiyonla betonlama tekniğine daha uygundur. Enjeksiyon betonlarının harç bazında en iyi agrega tane boyutu 2 mm’yi geçmeyen agregalardan oluşmalı ve dozaj yeterli olmalıdır. Bunun için genelde ağırlıkça Çimento / İnce agrega oranı 0,50 – 1,00 arasında seçilmelidir. Mümkünse İnce agreganın ağırlıkça %20 si yerine uçucu kül kullanımı kohezyonu daha yüksek harç elde edilmesine imkan verir. Bu durum harca akışkanlaştırıcı ve genleştirici katkı ilave edilmesi ile ve rötre yapan harcın iri agregalarla bağlantısının kesilmesini önlemek için uygun olmaktadır. Hazırlanacak olan harcın çok iyi şekilde homojen karıştırılması ve su ilavesi esnasında oluşan çimento topaklarının mutlaka ufalanması gerekmektedir. Bu işlem için mutlaka zorlamalı mikserlerin kullanılması şarttır. Enjeksiyon betonlarının harçları agregalar arasına düşey olarak önceden yerleştirilen 20 mm çapında dipten itibaren 10 mm ile 15 mm yükseklikte 1 ve 1.5 mt aralıkla tüm alanı kaplayan borular yardımıyla enjekte edilir. Bütün borulama harç aynı anda eşit debide verilmeli ve agrega boşlukları aynı seviyeyi koruyacak şekilde doldurulmalıdır.
Kullanım Alanları :
Daha öncede belirtildiği gibi ağır betonlar kayma ve devrilmeye karşı emniyette olmayan bazı yapılarda devrilmeyi engelleyen moment artırmak amacıyla kullanılmakla beraber asıl kullanım yerleri radyoaktif maddelerin yaydığı nükleer ışınların özellikle cisimlerin içinden geçebilen öldürücü nötron ve γ ışınlarının engellenmesi amacıyla koruyucu beton perdelerde kullanılır. En yaygın kullanım yerleri hastanelerin ışın tedavi yerleri ve radyografi tesisleridir. Nükleer enerji santrallerinin koruyucu perdelerinde, askeri mühimmat depolarında, köprü ayaklarında, beton ağırlık baraj gövdelerinde, istinat duvarlarında, su altı petrol veya gaz boru hatlarında, petrol sondaj kuyu çeperlerinde ve radyoaktif malzemelerin saklandığı depo ve silolarda kullanılır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder