Beton Katkı Maddeleri
Beton katkı maddeleri; taze ve/veya sertleşmiş betonun belirli özelliklerini iyileştirmek amacıyla, beton karışımı sırasında çimento ağırlığının %5'ini geçmemek üzere eklenen organik veya inorganik...
Etiketler (6)
1. Kimyasal Katkılar (TS EN 934-2:2009+A1:2012)
İhtiyaç tanımından başlayıp akışkanlaştırıcı, hava sürükleyici, priz ayarı ve dozaj/uyumluluk testiyle onaylı reçete (TS EN 934-2 / TS EN 206)
Akışkanlaştırıcı, hava sürükleyici, geciktirici, hızlandırıcı ve su itici katkıların çimento-su arayüzündeki etki mekanizmaları ve tipik dozajları (TS EN 934-2)
Kimyasal katkılar; taze ve/veya sertleşmiş betonun özelliklerini değiştirmek için karıştırma işlemi sırasında betona eklenen organik veya inorganik kökenli maddelerdir. TS EN 934-2:2009+A1:2012 standardı bu katkıları 7 ana tipe (C1–C7) ayırmaktadır. Tüm kimyasal katkılar CE işaretlemesi ve Performans Beyanı (DoP) taşımak zorundadır; ayrıca TS EN 480-1 standardına göre uyumluluk deneyi yapılmış olmalıdır.
Saha Notu: Türkiye'de katkı maddeleri 4708 sayılı Yapı Denetimi Kanunu kapsamındaki EBİS sistemine kayıtlı olmalıdır. Şantiyeye gelen her parti katkı için Teknik Veri Sayfası (TDS) ve DoP belgesi talep edilmelidir; aksi hâlde katkı kullanımı yasal açıdan geçersiz sayılır.
Tablo 1: Kimyasal Katkılar (TS EN 934-2:2009+A1:2012)
| Tip | İşlev | Temel Gerekler (TS EN 934-2) | Dozaj Aralığı |
|---|---|---|---|
| C1 Su Azaltıcı / Akışkanlaştırıcı | Min. %5 su azaltımı | 28-gün dayanımı ≥ şahidin %110'u (Çizelge 2) | %0,3–0,6 çim. ağ. |
| C2 Yüksek Oranda Su Azaltıcı / Süper Akışkan. | Min. %12 su azaltımı | 28-gün dayanımı ≥ şahidin %115'i (Çizelge 3.1) | %1,0–2,0 çim. ağ. |
| C3 Su Tutucu | Terlemenin ≥%50 azaltımı | Terleme referans değerinin ≤%50'si (Çizelge 4) | ~%1,0 çim. ağ. |
| C4 Hava Sürükleyici | Donma-çözülme direnci | Hava miktarı: hacimce %4–6 (Çizelge 5); XF2/XF4 ZORUNLU | %0,08–0,20 çim. ağ. |
| C5 Priz Hızlandırıcı | Erken dayanım artışı | 28-gün ≥ şahidin %110'u; ilk priz erken başlar (Çizelge 7) | %1,0–2,0 çim. ağ. |
| C6 Priz Geciktirici | Priz süresini uzatır | Priz başlangıcı ≥ 90 dk gecikme (Çizelge 8) | %0,2–2,0 çim. ağ. |
| C7 Su Geçirimsizlik | Kılcal su emmeyi azaltır | Kılcal emme azaltımı (Çizelge 9) | %0,5–2,0 çim. ağ. |
Dikkat: Katkıların birbirinden farklı partileri karıştırılmamalıdır. Farklı marka katkıların aynı karışımda kullanılması, TS EN 480-1 kapsamında uyumluluk deneyleri yapılmadan uygulamaya alınmamalıdır. Nakliye sırasında katkı tonajı değişirse aynı katkının bile yeniden uyumluluk deneyi gerekebilir.
1.1 Su Azaltıcı / Akışkanlaştırıcı Katkılar (Tip C1)
Su azaltıcı katkılar (Water Reducer / Plasticizer), çimento partiküllerinin toplanmasını engelleyen yüzey aktif maddeler içerir. Lignosülfonat veya hidroksilanların modifiye formları bu grupta yer alır.
- Minimum su azaltımı: %5 (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 2)
- 28 günlük beton basınç dayanımı: ≥ şahit numunenin %110'u
- Dozaj: çimento kütlesinin %0,3–%0,6'sı
- Kullanım alanları: Pompalı beton, kıvam artırımı, su/çimento oranı optimizasyonu
Saha Notu: Türkiye'de özellikle Doğu ve İç Anadolu'da soğuk mevsimde C1 katkılar, C5 priz hızlandırıcı ile kombine kullanılarak beton döküm penceresi genişletilebilir. Ancak bu kombinasyonun sahada denenmiş olması zorunludur.
1.2 Yüksek Oranda Su Azaltıcı / Süper Akışkanlaştırıcı Katkılar (Tip C2)
Süper akışkanlaştırıcılar (Superplasticizer – High Range Water Reducer), 1970'lerden itibaren inşaatta devrim yaratan kimyasallardır. Nesillere göre üç ana grup mevcuttur:
Tablo 2: Yüksek Oranda Su Azaltıcı / Süper Akışkanlaştırıcı Katkılar (Tip C2)
| Nesil | Kimyasal Tip | Su Azaltımı | Çökme Tutma | Türkiye Yaygınlığı |
|---|---|---|---|---|
| 1. Nesil | Sodyum Naftalin Sülfonat (SNF) | %12–18 | Düşük | Orta |
| 2. Nesil | Sülfone Melamin Formaldehit (SMF) | %12–20 | Orta | Düşük |
| 3. Nesil | Polikarboksilat Eter (PCE) | %25–35 | Yüksek | Yüksek |
PCE bazlı süper akışkanlaştırıcılar; iki saat sonra çökme kaybı <%15 düzeyde tutabilmekte, haftalarca sabit kıvam sağlayabilmekte ve yüksek dayanımlı beton (C50+) üretiminde tercih edilmektedir.
- Minimum su azaltımı: %12 (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 3.1)
- Dozaj: çimento kütlesinin %1,0–%2,0'ı (PCE için bazen %0,3–%1,5)
- Kullanım: KYB (Kendiliğinden Yerleşen Beton), yüksek dayanımlı beton, pompalı beton
Dikkat: PCE bazlı süper akışkanlaştırıcılar, C3A içeriği yüksek çimentolarla uyumsuzluk gösterebilir. Her çimento-katkı kombinasyonu için TS EN 480-1 uyumluluk deneyi zorunludur. Türk çimentolarında özellikle CEM I 42,5R ile uyum laboratuvarda doğrulanmalıdır.
1.3 Su Tutucu Katkılar (Tip C3)
Su tutucu katkılar (Water Retainer), taze beton yüzeyindeki terlemeyi (bleeding) azaltarak beton-donatı arasındaki zayıf arayüz gerilim bölgesini iyileştirir.
- Gerekler: Terleme değeri referansın ≤%50'si (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 4)
- Kullanım: Eğimli/düşey yüzeyler, tünel kaplamaları, geniş yatay döşemeler
1.4 Hava Sürükleyici Katkılar (Tip C4)
Hava sürükleyici katkılar, beton karışımına karıştırılarak beton hacminin %4–%6'sı oranında 300 µm'den küçük çaplı mikroskobik hava kabarcıkları (hava boşluğu sistemi) kazandırır. Bu boşluklar, donma sırasında genişleyen suyun kapillerden taşınmasına emniyet tamponu işlevi görür ve betonu çatlaktan korur.
Tablo 3: Hava Sürükleyici Katkılar (Tip C4)
| Çevre Sınıfı | Tanım | Hava Sürükleyici | Min. Beton Sınıfı | Maks. S/Ç |
|---|---|---|---|---|
| XF1 | Buz çözücü yok, orta doygun | Tavsiye edilir | C30/37 | 0,55 |
| XF2 | Buz çözücü var, orta doygun | ZORUNLU | C25/30 | 0,55 |
| XF3 | Buz çözücü yok, yüksek doygun | ZORUNLU | C30/37 | 0,50 |
| XF4 | Buz çözücü var, yüksek doygun | ZORUNLU | C30/37 | 0,45 |
- Dozaj: çimento kütlesinin %0,08–%0,20'si
- Gerekler: Hava miktarı hacimce %4–6 (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 5)
- Ölçüm: TS EN 12350-7 (basınç metodu), TS 3261 (hacim metodu)
- Önemli: Her 1 litre hava artışı yaklaşık %4–5 basınç dayanımı kaybına yol açar; bu denge optimize edilmelidir.
Saha Notu: Türkiye'de köprü tabliyesi, viyadük, yol kaplaması gibi XF2/XF4 sınıfı yapılarda hava sürükleyici katkı kullanımı KGM teknik şartnamesinde de zorunlu tutulmaktadır. KGM Karayolları Yönetmeliğine göre XF sınıfı betonun yerleştirme öncesi hava içeriği hacimce en az %4,0 olmalıdır.
1.5 Priz Hızlandırıcı Katkılar (Tip C5)
Priz hızlandırıcılar (Accelerator), çimento hidratasyon reaksiyonunu hızlandırarak betonun erken dayanım kazanmasını sağlar. Kış şantiyelerinde, acil onarım işlerinde ve kazan odası gibi hızlı kalıp alma gereken yerlerde yaygın biçimde kullanılır.
- Gerekler: 28-gün dayanımı ≥ şahidin %110'u; başlangıç prizinin şahitten daha erken alınması (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 7)
- Dozaj: %1,0–%2,0 çim. ağ.
- Dikkat: Kalsiyum klorür (CaCl₂) bazlı hızlandırıcılar, donatı korozyonunu hızlandırdığı için betonarme elemanlarda kesinlikle kullanılamaz (TS EN 934-2 Çizelge 1 — Cl⁻ sınırı: ≤0,20 g/L)
Saha Notu: Türkiye'de < 5°C hava sıcaklığında beton dökümü için TS 1248 standardı uyarınca betonun en az 4 MPa kazanana kadar donmadan korunması zorunludur. Bu koşulda C5 katkı, karma suyu sıcaklığı artışı (max. 65°C) ve branda-sera önlemleriyle kombine edilmelidir.
1.6 Priz Geciktirici Katkılar (Tip C6)
Priz geciktiriciler (Retarder), sıcak hava koşullarında veya uzun nakliye mesafelerinde betonun işlenebilirlik ömrünü uzatır.
- Gerekler: Priz başlangıcı ≥ şahitten 90 dakika geç (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 8)
- Dozaj: %0,2–%2,0 çim. ağ.
- Kullanım: >30°C hava sıcaklığında beton dökümü, kütle betonu, uzun mesafe nakliye
Saha Notu: Ege ve Akdeniz kıyılarında yaz aylarında taze beton sıcaklığı 32°C'yi kolayca aşabilir. Bu durumda C6 katkı tek başına yeterli olmayabilir; karma suyuna buz veya sıvı azot enjeksiyonu ile beraber kullanılmalıdır.
1.7 Su Geçirimsizlik Katkıları (Tip C7)
Su geçirimsizlik katkıları (Waterproofing Admixture), betonun kılcal emme kapasitesini azaltarak su sızdırmazlığını artırır.
- Gerekler: Kılcal emme referans değerinin azaltımı (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 9)
- Dozaj: %0,5–%2,0 çim. ağ.
- Kullanım: Bodrum katlar, su depoları, tünel iç kaplamalar, köprü tabliyesi
Dikkat: C7 katkı, tek başına su yalıtımı çözümü değildir. TS 3234 zemin araştırması ile belirlenen yeraltı suyu seviyesine göre membran yalıtım ile birlikte projelendirilmelidir.
2. Mineral Katkılar
Silis dumanı (silica fume) üretim akışı: kömür/kok/kuvars hammadde → 2000°C eritme fırını → silisyum metali + çuval filtresi → silis dumanı. Beyaz ve gri silis dumanı toz fotoğrafları ile tipik fiziksel özellik tablosu (tane boyutu <1 μm, özgül yüzey 13.000–30.000 m²/kg).
Mineral katkılar (Supplementary Cementitious Materials – SCM), çimento yerine kısmen ikame edilerek betonun uzun dönem dayanımını, geçirimsizliğini ve durabilite özelliklerini geliştiren puzolanik veya gizli bağlayıcı malzemelerdir. TS 13515 Madde 5.2.6'ya göre, Tip II mineral katkılar (uçucu kül ve silis dumanı) ile k-değeri kavramı kullanılarak eşdeğer su/çimento oranı hesaplanır.
Eşdeğer su/bağlayıcı oranı formülü (TS 13515):
Burada:
- : karma suyu (kg/m³)
- : çimento miktarı (kg/m³)
- : mineral katkı miktarı (kg/m³)
- : katkı etkinlik katsayısı (uçucu kül için 0,40; silis dumanı için 2,0)
Tablo 4: Mineral Katkılar
| Mineral Katkı | Standart | Türkiye Kaynağı | İkame Oranı | Aktivite İndeksi |
|---|---|---|---|---|
| Uçucu Kül (C sınıfı) | TS EN 450-1 | TKİ Soma, Tunçbilek, Çayırhan | %15–35 | ≥%75 (28g), ≥%85 (90g) |
| Silis Dumanı (Mikrosilika) | TS EN 13263-1 | Eti Elektrometalurji A.Ş. (Antalya) | %5–10 | SiO₂ (amorf) ≥%85 |
| Yüksek Fırın Cürufu (GGBFS) | TS EN 15167-1 | İsdemir (İskenderun), Erdemir (Ereğli) | %25–65 | ≥%70 (7g), ≥%85 (28g) |
| Doğal Puzolan (Tras) | TS 25 | Türkiye volkanik bölgeler | %10–35 | SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃ ≥%70 |
2.1 Uçucu Kül — UC (TS EN 450-1)
Uçucu kül (Fly Ash – FA), termik santrallerde kömürün yakılmasıyla ortaya çıkan, küresel cam parçacıklarından oluşan yapay puzolandır. Türkiye'deki başlıca kaynaklar TKİ bünyesindeki Soma (Manisa), Tunçbilek (Kütahya) ve Çayırhan (Ankara) termik santralleridir; yıllık üretim yaklaşık 3–5 milyon ton aralığındadır.
Temel gerekler (TS EN 450-1):
- Reaktif SiO₂ ≥ %25 (kütle oranı)
- LOI (kızdırma kaybı) Kategori A: ≤%5, Kategori B: ≤%7, Kategori C: ≤%9
- Aktivite indeksi: ≥%75 (28. gün), ≥%85 (90. gün) — şahit numuneye göre oransal basınç dayanımı
- +45 µm elek üstü ≤ %40
Beton özelliklerine etkileri:
- Düşük erken dayanım (7. güne kadar çimento+UK betonu < kontrol); 56. günden itibaren kontrol betonunu geçer
- Kılcal su emme azalır (permeabilite düşer)
- Hidratasyon ısısı azalır → kütle betonu için avantaj
- İşlenebilirlik artar (küresel partiküller rulman etkisi yapar)
- Alkali-silika reaksiyonu (ASR) riskini azaltır
Dikkat: Soğuk havada (< 10°C) yüksek uçucu kül oranı (%>30) erken dayanım gelişimini ciddi biçimde yavaşlatır; bu durumda katkı oranı ≤%20'ye düşürülmeli veya priz hızlandırıcı kombine edilmelidir.
2.2 Silis Dumanı / Mikrosilika (TS EN 13263-1)
Silis dumanı (Silica Fume / Microsilica), silikon veya ferrosilikon üretiminin yan ürünü olarak elektrik ark fırınlarında oluşan, ortalama tane boyutu ~0,1 µm olan çok ince amorf SiO₂ tozudur. Türkiye'de Eti Elektrometalurji A.Ş.'nin Antalya tesislerinde yıllık 500–1.000 ton üretilmektedir.
Temel gerekler (TS EN 13263-1):
- SiO₂ (amorf) ≥ %85 (kütlece)
- Özgül yüzey alanı ≥ 15 m²/g (BET yöntemi)
- LOI ≤ %4
- Nem ≤ %3
- Kızdırma kaybı < %6
Beton özelliklerine etkileri:
- Yüksek puzolanik aktivite → 28. günde dayanım artışı belirgin (%15 SD → ~88 MPa elde edilmiş)
- Geçirgenliği dramatik biçimde azaltır (kapilerleri tıkar)
- XS ve XD sınıfı yapılarda klorür difüzyon direncini artırır
- Süper akışkanlaştırıcı kullanımı zorunludur (özgül yüzeyi çok yüksek olduğundan su ihtiyacını artırır)
Saha Notu: Silis dumanı tek başına yüksek oranda (>%10) kullanıldığında rötre çatlaklarına neden olabilir. KYB ve yüksek dayanımlı beton tasarımında silis dumanı + uçucu kül üçlü karma tasarımı (ternary blend) tercih edilmeli, W/B ≤ 0,35 olduğundan PCE katkısı ile kombine edilmelidir.
2.3 Yüksek Fırın Cürufu / GGBFS (TS EN 15167-1)
Yüksek Fırın Cürufu (Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBFS), demir-çelik üretiminde yan ürün olarak elde edilen ve çok ince öğütülmesiyle gizli bağlayıcı özellik kazanan bir mineraldir. Türkiye'deki başlıca kaynaklar İsdemir (İskenderun) ve Erdemir (Ereğli) çelik tesisleridir.
Temel gerekler (TS EN 15167-1):
- Aktivite indeksi: ≥%70 (7. gün), ≥%85 (28. gün)
- Özgül yüzey alanı (Blaine): ≥275 m²/kg
- LOI ≤ %3
İkame oranları ve uzun dönem dayanım:
- %25–45 ikame: 28. günde kontrol betonuna yakın/eşit, 56. günden itibaren üstün
- %46–65 ikame: 28. günde düşük, 90. günde belirgin avantaj; kütle betonları için ideal
- Cüruf inceliği arttıkça (300→600 m²/kg) erken ve uzun dönem dayanımlar artar
Dikkat: Soğuk havada (%65 ikame) 7. güne kadar basınç dayanımı kontrolün %50-70'inde kalabilir. Kütle beton uygulamalarında uygun görünse de kış şantiyelerinde ikame oranı düşürülmeli veya bazik aktivatör kullanılmalıdır.
3. Genel Gerekler (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 1)
Beton matrisindeki agrega taneleri arasına homojen dağılmış küçük hava kabarcıklarının (air void) şematik gösterimi; her hava boşluğunun çevresindeki "koruma yarıçapı" gösterilmekte olup don-çözünme döngüsünde bu boşluklar beton hasarını önler.
Tüm kimyasal katkılar, özel gereklerin yanı sıra aşağıdaki ortak gerekleri sağlamalıdır:
Tablo 5: Genel Gerekler (TS EN 934-2:2009+A1:2012 Çizelge 1)
| Parametre | Betonarme | Öngerilmeli Beton | Donatısız Beton |
|---|---|---|---|
| Klor içeriği (Cl⁻) | ≤ 0,20 g/L | ≤ 0,10 g/L | ≤ 0,20 g/L |
| CE işareti | Zorunlu | Zorunlu | Zorunlu |
| DoP (Performans Beyanı) | Zorunlu | Zorunlu | Zorunlu |
| TS EN 480-1 uyumluluk | Zorunlu | Zorunlu | Zorunlu |
| Alkali içeriği | Beyan edilecek | Beyan edilecek | Beyan edilecek |
| pH | Beyan edilecek | Beyan edilecek | Beyan edilecek |
| Maks. dozaj | ≤ %5 çim. ağ. | ≤ %5 çim. ağ. | ≤ %5 çim. ağ. |
Saha Notu: Çoklu katkı kullanıldığında (ör. C1 + C4 kombine) toplam katkı miktarı bağlayıcı kütlesinin %5'ini geçemez. Farklı performans gruplarında birden fazla katkı kullanıldığında TS 13515 Madde 5.2.6 bu sınırın %6'ya kadar çıkabileceğini belirtir; ancak ek deneylerle ispat edilmesi şartı aranır.
4. Türkiye Saha Koşulları ve Mevzuat
Hava sürükleyici katkı maddesinin çalışma prensibi: negatif yüklü sürfaktan molekülleri çimento partikülleri arasında hava kabarcıklarını sabit tutarak homojen dağılımı sağlar. Sağda beton kesitinin SEM görüntüsünde küçük dairesel hava gözenekleri görülmektedir.
4.1 İklim Bölgeleri ve Don Derinliği
Tablo 6: İklim Bölgeleri ve Don Derinliği
| Bölge | Don Derinliği | Çevre Sınıfı | Zorunlu Katkı |
|---|---|---|---|
| Marmara | 40–60 cm | XF1/XF2 | C4 hava sürükleyici (XF2'de zorunlu) |
| Ege | 20–50 cm | XF1 | Tavsiye edilir |
| Akdeniz | 10–30 cm | XF1 | Önerilir |
| Karadeniz kıyı | 30–60 cm | XF2 | C4 ZORUNLU |
| İç Anadolu | 80–120 cm | XF3 | C4 ZORUNLU + min. hava %4 |
| Doğu Anadolu | 150–200 cm | XF3/XF4 | C4 ZORUNLU + min. hava %5–6 |
| G.Doğu Anadolu | 40–80 cm | XF2/XF3 | C4 ZORUNLU |
Saha Notu: Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) teknik şartnamesine göre XF sınıfı betonda yerleştirme öncesi hava içeriği hacimce en az %4,0 olmalı; herhangi bir tek deney sonucunun bu değerden sapması ±%0,5'i aşmamalıdır.
4.2 Zemin Tipleri ve Kimyasal Saldırı
Türkiye'de geniş alanlarda görülen kireçtaşı, alüvyon, jips ve marn formasyonları sülfat ve klorür açısından zengin olabilir; bu nedenle XA etki sınıfı araştırması TS 3234 zemin araştırması kapsamında yapılmalıdır.
- Marmara / Trakya: Alüvyon → genellikle XA1 sülfat riski
- Güney Anadolu (Çukurova): Kil-kireçtaşı → XA1/XA2 riski
- Ege: Jips bantlı formasyonlar → XA2/XA3 riski → sülfata dayanıklı çimento zorunlu
4.3 Yasal Çerçeve
Tablo 7: Yasal Çerçeve
| Mevzuat | Konusu | Katkı Maddesiyle İlgisi |
|---|---|---|
| 4708 Yapılı Denetimi Kanunu | EBİS sistemi | Her katkının EBİS'e kayıtlı ürün olması zorunlu |
| 3194 İmar Kanunu | Yapı ruhsatı | Proje aşamasında beton spesifikasyonu belirleme |
| 6331 İSG Kanunu | İş sağlığı güvenliği | Katkı için SDS (Güvenlik Bilgi Formu / GBF) şantiyede bulundurma |
| TS EN 206:2013+A2 + TS 13515 | Beton spesifikasyonu | Çevre etki sınıfı, min. çimento, maks. S/Ç belirleme |
| TS 802:2016 | Karışım hesabı | Katkılı ve katkısız beton su miktarı hesabı |
4.4 Yerel Malzeme ve Markalar
Türkiye'de yaygın kullanılan katkı üreticileri: BASF MBT Türkiye (MasterGlenium, MasterAir), Sika Türkiye (Sika ViscoCrete, SikaControl), Chryso Türkiye, Aydos Kimya, Kül Kimya, Eti Elektrometalurji (silis dumanı). Tüm bu ürünlerin CE işaretli, DoP belgeli ve EBİS kayıtlı olması zorunludur.
5. Beton Katkı Maddesi Seçim Akış Diyagramı
297 kg/m³'ten 534 kg/m³'e kadar dokuz farklı çimento dozajında beton basınç dayanımı gelişim eğrileri (0–28 gün); en yüksek dozajda (534 kg/m³ ≈ 900 lbs/y³) 28 günde yaklaşık 58 MPa elde edilmektedir.
Aşağıdaki akış diyagramı, çevre etki sınıfına göre kimyasal ve mineral katkı seçimini sistematik biçimde göstermektedir (TS EN 206:2013+A2 + TS EN 934-2:2009+A1:2012):
6. Örnek Problemler
TS EN 12350-5 kapsamında akışkan beton kıvamı ölçümü için akma tablası testi; huni kaldırıldıktan sonra yayılan betonun çapı ölçülmekte, plastikaştırıcı ve süper plastikaştırıcı katkı maddeleri bu akma değerini önemli ölçüde artırır.
Problem 1 — 🟢 Kolay: Süper Akışkanlaştırıcı Katkı ile Su/Çimento Oranı Optimizasyonu
Veriler:
- Beton sınıfı: C30/37, XC3 çevre sınıfı
- Hedef amaç basınç dayanımı: f_cm = 38 MPa (TS 802:2016 Tablo'dan, σ bilinmiyorsa +8 MPa)
- Kırmataş agrega, D_max = 32 mm
- Çökme: 100–150 mm (S3 kıvamı, TS EN 206 Tablo 7)
- Katkısız karışım suyu: S₀ = 204 kg/m³ (TS 802 şekil grafiği, D=32, S3)
- PCE bazlı süper akışkanlaştırıcı: su azaltım kapasitesi %16 (çim. ağ. %1 dozaj)
İstenen:
(a) Katkılı karışım suyu miktarını hesapla
(b) S/Ç oranını belirle
(c) Çimento dozajını hesapla
Çözüm:
Adım 1: Katkılı karma suyu:
Adım 2: TS 802:2016 ve TS EN 206 XC3 sınıfı sınır değerlerinden S/Ç maksimumu 0,55'tir. Hedef dayanım f_cm = 38 MPa'ya karşılık gelen S/Ç oranı TS 802 Çizelge 3'ten yaklaşık 0,46 okunur.
Adım 3: Çimento dozajı:
Karşılaştırma — katkısız olsaydı:
Sonuç: PCE katkısı kullanımıyla çimento dozajı 443'ten 374 kg/m³'e düşmüştür (%16 tasarruf). Katkı dozajı = 374 × %1 = 3,74 kg/m³ PCE.
Kontrol: TS EN 206 XC3 → maks. S/Ç = 0,55; min. Ç = 280 kg/m³; min. beton C25/30.
Hesaplanan S/Ç = 0,46 ≤ 0,55 | Ç = 374 ≥ 280 | fck = 37 MPa ≥ C30/37
Problem 2 — 🟡 Orta: XF3 Çevre Sınıfında Hava Sürükleyici Dozaj Hesabı
Veriler:
- Yapı: Köprü yüzeyi, XF3 sınıfı (buz çözücü yok, yüksek doygun), Doğu Anadolu
- Beton sınıfı: C30/37
- Çimento dozajı: C = 300 kg/m³ (CEM I 42,5 R)
- İstenen hava içeriği: %4,5 ± 0,5 (KGM şartnamesine göre min. %4,0)
- Katkı üretici verisi: hava sürükleyici A, 1 lt/100 kg çimento → %1,5 hava
- Karışım suyu: 180 kg/m³
İstenen:
(a) Teorik hava sürükleyici dozajını hesapla
(b) Katkı kütlesini ve hacimce hava oranını kontrol et
(c) Betonun basınç dayanımına etkisini değerlendir
Çözüm:
Adım 1: TS EN 934-2 Çizelge 5'e göre XF3 sınıfı için beton hava içeriği hedefi: %4,5 (D_max = 20 mm kırmataş için).
Adım 2: Üretici verisi: 1 lt/100 kg çimento = %1,5 hava.
Hedef hava için gerekli dozaj:
Adım 3: Çimento 300 kg/m³ → katkı hacmi:
Katkı miktarı: 9,0 kg/m³ → çim. ağ. %3,0. TS EN 934-2'ye göre max. %5 → kabul edilebilir
Adım 4: Basınç dayanımına etkisi:
%1 hava artışı ≈ %4–5 basınç dayanımı kaybı.
%4,5 hava → yaklaşık %18–22 basınç dayanımı kaybı beklenir.
Bu kaybı telafi etmek için S/Ç oranı düşürülmeli veya çimento dozajı artırılmalıdır:
Sonuç: XF3 sınıfı köprü betonunda hava sürükleyici dozajı 9,0 kg/m³ (çim. ağ. %3,0) ve dayanım telafisi için çimento 360 kg/m³'e yükseltilmelidir.
Kontrol: TS EN 206 XF3 → maks. S/Ç = 0,50; min. Ç = 300 kg/m³ → 360 ≥ 300 ; hava %4,5 (ref. %4–6) ; katkı dozajı %3,0 ≤ %5,0
Problem 3 — Zor: KYB Mineral Katkılı Karma Tasarımı
Veriler:
- Beton sınıfı: C35/45, XC4+XS2 (bağlantılı kıyı yapısı, Marmara)
- Çimento: C = 350 kg/m³ (CEM I 42,5 R)
- Uçucu kül ikamesi: UK = %20 çim. ağ. → UK = 70 kg/m³
- Silis dumanı ikamesi: SA = %2,0 çim. ağ. → SD = 7 kg/m³
- PCE süper akışkanlaştırıcı: %1,2 bağlayıcı ağ.
- Bağlayıcı toplam: B = C + UK + SD = 350 + 70 + 7 = 427 kg/m³
- k_uk = 0,40 (TS 13515 k-değeri); k_sd = 2,0 (TS 13515)
İstenen:
(a) Eşdeğer su/bağlayıcı oranını hesapla
(b) Karma suyu miktarını belirle
(c) 28. ve 90. gün tahmini dayanımlarını değerlendir
(d) Katkı miktarlarını kontrol et
Çözüm:
Adım 1: TS 13515'e göre eşdeğer bağlayıcı miktarı:
Adım 2: TS EN 206 XS2 sınıfı → maks. S/Ç_etkin = 0,45.
Adım 3: Gerçek S/Ç (katkısız bağlayıcı toplamına göre):
Kontrol: TS EN 206 XS2 → maks. S/Ç = 0,45 > 0,412
Adım 4: PCE katkı miktarı:
Çim. ağ. oranı: 5,12 / 427 = %1,20 ≤ %5,0
Adım 5: 28 ve 90 gün dayanım tahmini:
Silis dumanı %2 ikamesi → minimal artış (~+2–3 MPa)
Uçucu kül %20 ikamesi → 28. günde hafif azalma, 90. günde belirgin artış
Hedef f_ck,28 ≥ 43 MPa (C35/45 hedef dayanımı + standart sapma marjı)
f_ck,28 tahmini: ~41,5 MPa (Tohumcu & Bingöl'den UK10SD15 kombinasyonu referans)
f_ck,90 tahmini: ~46,5 MPa (uçucu külün puzolanik etkisi 90. günde belirginleşir)
Sonuç:
Tablo 8: Problem 3 — Zor: KYB Mineral Katkılı Karma Tasarımı
| Parametre | Değer | Kontrol |
|---|---|---|
| Bağlayıcı toplam | 427 kg/m³ | |
| Eşdeğer bağlayıcı | 392 kg/m³ | |
| Karma suyu | 176 kg/m³ | |
| (W/B)_etkin | 0,45 | XS2 ≤ 0,45 |
| (W/B)_gerçek | 0,412 | < 0,45 |
| PCE dozaj | 5,12 kg/m³ (%1,20) | ≤ %5 |
| f_ck,28 tahmini | ~41,5 MPa | ≥ 43 (C35/45) ⚠ → UK oranı düşürülebilir |
| f_ck,90 tahmini | ~46,5 MPa | ≥ 43 |
Not: 28. gün hedef dayanımına ulaşmak için UK ikame oranı %15'e düşürülebilir veya SD ikamesi %5'e yükseltilebilir (Tohumcu 2013'e göre %15 SD → 88 MPa).
7. Sık Yapılan Hatalar
Laboratuvar tezgahında test edilmek üzere hazırlanmış beton silindir ve karot numuneleri; kırılmış ve bütün haldeki numuneler gruplandırılmış, arka planda beton teknolojisi laboratuvar ekipmanları görülmektedir.
Tablo 9: Sık Yapılan Hatalar
| # | Hata | Sonucu | Önlem |
|---|---|---|---|
| 1 | Katkıyı su azaltımı yapmadan kıvam artırıcı olarak kullanmak | S/Ç oranı artar, dayanım düşer, durabilite bozulur | Katkı dozajı arttırılırken karma suyu eşit oranda azaltılmalıdır |
| 2 | Farklı marka katkı partilerini karıştırmak | Uyumsuzluk, ani priz veya çökme kaybı | Her parti değişikliğinde TS EN 480-1 uyumluluk deneyi |
| 3 | Soğuk havada yüksek mineral katkı oranı (>%30 UK) kullanmak | Erken dayanım yetersizliği, donma riski | <10°C'de UK ≤%20; priz hızlandırıcı ile kombine |
| 4 | Silis dumanını süper akışkanlaştırıcısız kullanmak | İşlenebilirlik dramatik düşer, segreasyon artar | SD katkısında PCE zorunlu; W/B ≤ 0,35 |
| 5 | Klor içeriği kontrol etmeden katkı kullanmak | Donatı korozyonu, yapı güvenliği riski | DoP belgesi incelenmeli; Cl⁻ ≤ 0,20 g/L (TS EN 934-2 Çizelge 1) |
| 6 | Hava sürükleyicinin dozajını XF sınıfına göre ayarlamamak | Donma-çözülme hasarı, yüzey kabuğu soyulması | XF2/XF4'te hava %4–6; her 50 m³'te bir TS EN 12350-7 kontrolü |
| 7 | Katkı TDS ve DoP belgesi olmadan kullanmak | 4708 sayılı Kanun ihlali, yapı denetim yaptırımı | EBİS kaydı ve DoP belgesi şantiye şefince teslim alınmalıdır |
8. Standart Referanslar
Tablo 10: Standart Referanslar
| Standart | Konu | Açıklama |
|---|---|---|
| TS EN 934-2:2009+A1:2012 | Kimyasal katkılar | Beton kimyasal katkıları — tarifler, gerekler, uygunluk, işaretleme |
| TS EN 934-1 | Ortak gerekler | Tüm kimyasal katkılar için ortak gerekler |
| TS EN 206:2013+A2 | Beton spesifikasyonu | Beton — özellik, performans, imalat ve uygunluk |
| TS 13515 | Ulusal tamamlayıcı | TS EN 206 ulusal tamamlayıcı standardı |
| TS 802:2016 | Karışım hesabı | Beton karışım oranları tayini |
| TS EN 450-1 | Uçucu kül | Betonda kullanılan uçucu kül — tarifler, özellikler, kalite kontrolü |
| TS EN 13263-1 | Silis dumanı | Betonda kullanılan silis dumanı — tarifler, gerekler, uygunluk |
| TS EN 15167-1 | GGBFS | Betonda kullanılan GGBFS — tarifler, özellikler, uygunluk |
| TS EN 480-1 | Uyumluluk deneyi | Kimyasal katkılar için şahit beton ve şahit harç |
| TS EN 12350-7 | Hava içeriği | Taze betonda hava içeriği — basınç metodu |
| TS EN 12390-3 | Basınç dayanımı | Sertleşmiş beton numunelerinin basınç dayanımı tayini |
| TS 1248 | Soğuk hava betonu | Anormal hava koşullarında beton yapım kuralları |
| 4708 Sayılı Kanun | Yapı denetimi | EBİS sistemi; katkı ürün belgesi zorunluluğu |
| 6331 Sayılı Kanun | İSG | Kimyasal malzeme (SDS/GBF) şantiyede bulundurma zorunluluğu |
| 3194 İmar Kanunu | Yapı ruhsatı | Proje aşamasında beton spesifikasyonu |
Kaynakça
- İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
- TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
- İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar
Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.
Kaynaklar
- TS EN 206:2021 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
- TS EN 1992-1-1:2012 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
- Yapı Malzemeleri.
İlgili Hesaplama Araçları
Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:
Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.