Kendiliğinden Yerleşen Beton (SCC) Tasarımı

3.1 Slump-Flow (Yayılma Çapı) — TS EN 12350-8:2019

Tablo 2: Slump-Flow (Yayılma Çapı) — TS EN 12350-8:2019

3.2 Viskozite (T500 veya V-Hunisi) — TS EN 12350-9:2010

Tablo 3: Viskozite (T500 veya V-Hunisi) — TS EN 12350-9:2010

Saha Notu: Türkiye'nin sıcak yaz aylarında (Temmuz–Ağustos; Adana, Antalya, Şanlıurfa gibi illerde yüzey sıcaklığı 40°C'yi geçebilir) VS2/VF2 sınıfı tercih edilmeli, nakliye süresi 60 dakikayı aşıyorsa gecikmeli PCE (retarder içerikli) kullanılmalıdır.

3.3 Geçebilirlik (J-Ring) — TS EN 12350-12:2010

Tablo 4: Geçebilirlik (J-Ring) — TS EN 12350-12:2010

3.4 Geçebilirlik (L-Box) — TS EN 12350-10:2010

L-Box deneyi, SCC'nin donatı çubukları arasından geçerken tıkanma olmaksızın akışını simüle eder. H2/H1 geçme oranı ölçülür.

Tablo 5: Geçebilirlik (L-Box) — TS EN 12350-10:2010

Dikkat: Donatı aralığı 60 mm'den küçük kesitlerde (PA2 sınıfı gerekli) D_max ≤ 16 mm olmalıdır (EFNARC 2005 Bölüm 4.2.4). D_max ≤ net donatı aralığı / 3 kuralı sağlanmalıdır.

3.5 Segregasyon Direnci (Elekten Geçme Oranı) — TS EN 12350-11:2019

$SR = \frac{M_{elek}}{M_{toplam}} \times 100 \quad [\%]$

Burada: $M_{elek}$ = 5 dakika bekletme sonrası 5 mm elekten geçen kısım (kg); $M_{toplam}$ = toplam numune ağırlığı (kg).

Tablo 6: Segregasyon Direnci (Elekten Geçme Oranı) — TS EN 12350-11:2019

4. Tüm SCC Test Yöntemleri — Özet Tablosu

Tablo 7: Tüm SCC Test Yöntemleri — Özet Tablosu

5. Karışım Tasarımı

5.1 SCC Karışım Prensibi

SCC, yüksek ince malzeme içeriği (çimento + mineral katkı) ve süperakışkanlaştırıcı katkı kullanımına dayanır:

Tablo 8: SCC Karışım Prensibi

Saha Notu: Türkiye'de en yaygın çimento türü CEM I 42,5 R (TS EN 197-1) ve CEM II/A-LL 42,5 R'dir. CEM III (yüksek fırın cüruflu) kullanıldığında akışkanlık süresi uzar; PCE katkı dozu buna göre azaltılabilir. GGBFS içeren çimentolarda katkı etkileşimi laboratuvar karışımlarıyla doğrulanmalıdır.

5.2 Akış Direnci Kaybına Karşı Viskozite Artırıcı Katkı (VMA)

Düşük ince malzeme içerikli SCC'de (toplam bağlayıcı < 450 kg/m³) segregasyon riskini azaltmak için VMA (Viscosity Modifying Admixture) kullanılabilir. Tipik doz: 0,05–0,2% çimento kütlesine.

Dikkat: VMA kullanımı V-hunisi akış süresini uzatır; VF1 sınıfı hedefleniyorsa VMA kullanımından kaçınılmalıdır.

5.3 Su/Bağlayıcı Oranı Bağıntısı

TS EN 206:2013+A2:2021 kapsamında SCC için $w/c_{eqv}$ hesabı:

$w/c_{eqv} = \frac{W}{c + k \cdot P}$

Burada $k$ = mineral katkı etkinlik katsayısı (TS EN 1992-1-1 Madde 5.5.2.2):

Tablo 9: Su/Bağlayıcı Oranı Bağıntısı

5.4 EFNARC Karışım Tasarım Yöntemi (Okamura Tabanlı)

EFNARC 2005 Ek A'da sunulan Okamura yönteminde karışım tasarımı şu aşamaları izler:

1. Hedef performans belirle: SF, VS, PJ ve SR sınıflarını seç
2. Malzemeleri değerlendir: çimento, mineral katkı, agrega, PCE
3. İri agrega hacmini belirle: genellikle 0,28–0,35 m³/m³
4. Toplam bağlayıcı ve su oranını ayarla: $w/b_{eqv}$ maruziyet sınıfı kısıtını sağlamalı
5. PCE dozunu deneme karışımıyla belirle: standart dozaj tablolarına tek başına güvenme
6. Taze beton testlerini uygula ve gerekirse düzelt

6. Kalıp Basıncı — SCC Özel Durumu

SCC tam sıvı basıncı gibi davranabilir (vibrasyon yok, akışkanlık yüksek):

$P_{lateral} = \rho_c \cdot g \cdot H \quad [\text{kN/m}^2] \quad \text{(tam hidrostatik)}$

Burada: $\rho_c$ = betonun birim hacim ağırlığı (2350–2450 kg/m³); $g$ = yerçekimi ivmesi (9,81 m/s²); $H$ = döküm yüksekliği (m).

CIRIA C789 / ACI 347R kapsamında: SCC için kalıp tasarımı dökme hızından bağımsız olarak tam hidrostatik basınç esas alınmalıdır. H = 3,0 m yüksekliğindeki bir kolon döküldüğünde:

$P_{max} = 2400 \times 9{,}81 \times 3{,}0 = 70{,}6 \text{ kN/m}^2 \approx 71 \text{ kN/m}^2$

Bu değer, geleneksel vibrasyon betonunun oluşturduğu basıncın (ACI 347R Denklem 2'ye göre genellikle 25–45 kN/m²) önemli ölçüde üzerindedir.

Dikkat: Türkiye şantiyelerinde yaygın kullanılan hafif kaplama kalıpları (12–18 mm kalınlıkta kontrplak, profil araları 50–60 cm) SCC'nin tam hidrostatik basıncına dayanamayabilir. Kalıp tasarımı yetkili bir mühendis tarafından TS 1248:2007 ve CIRIA C789 esas alınarak ayrıca yapılmalıdır.

Saha Notu: Türkiye'de standart perde kalıplarının büyük çoğunluğu geleneksel beton için tasarlanmıştır. SCC dökümü öncesinde kalıp mukavemet hesabı mutlaka gözden geçirilmeli, gerekirse kalıp kirişi aralıkları daraltılmalı veya ek payanda eklemelidir.

7. Sertleşmiş Beton Özellikleri

7.1 Basınç Dayanımı Gelişimi

SCC, geleneksel betonlara kıyasla eşdeğer veya daha yüksek basınç dayanımı sergileyebilir; düşük su/bağlayıcı oranı ve mineral katkıların puzolan etkisi, daha yoğun ve homojen bir mikro yapı sağlar. Türkiye'deki endüstriyel uygulamalarda gözlemlenen tipik değerler:

Tablo 10: Basınç Dayanımı Gelişimi

Dikkat: Beton basınç dayanımı, döküm sırasındaki sıcaklıktan büyük ölçüde etkilenir. Türkiye'nin sıcak iklim bölgelerinde (TS 1248 gereği sıcak hava: ortalama sıcaklık > +30°C) beton teslim sıcaklığı 32°C'yi geçmemelidir. Taze beton sıcaklığı teslim anında ölçülmeli (TS EN 206 Madde 8.5), gerekirse bileşenler soğutulmalı veya buzlu su kullanılmalıdır.

7.2 Dayanıklılık (Durabilite) Özellikleri

SCC'nin homojen ve yüksek yoğunluklu mikro yapısı, geçirimlilik ve dayanıklılık açısından geleneksel betona üstünlük sağlar:

• Su geçirimsizliği: Düşük $w/b$ oranı ve mineral katkı kullanımı, kapiler gözenek sistemini kısaltır. Türkiye'de su geçirimsizliğinin kritik olduğu temel/perde uygulamalarında (XC2, XD1 maruziyet) SCC tercih edilmektedir.
• Klorür penetrasyon direnci: ASTM C1202'ye göre ölçülen klorür geçirgenliği düşük ila çok düşük (< 1000 coulomb) kategorisindedir; özellikle silis dumanı veya GGBFS katkılı karışımlarda.
• Kuruma büzülmesi: Yüksek çimento hamuru içeriği nedeniyle toplam büzülme geleneksel betondan %10–20 fazla olabilir. Uzun elemanlarda bölünmüş döküm veya büzülme donatısı dikkate alınmalıdır.

Tablo 11: Dayanıklılık (Durabilite) Özellikleri

Türkiye'ye Özgü Not: Türkiye'nin iç kesimlerinde don derinliği 80–120 cm'e ulaşabilir (KGM haritası). XF maruziyet sınıfı gerektiren bölgelerde SCC için hava sürükleyici katkı ile birlikte %4–6 hava içeriği sağlanmalıdır.

8. Sıcak ve Soğuk Hava Koşullarında SCC — Türkiye Şartları

8.1 Sıcak Hava Betonu (Türkiye)

TS 1248:2007 gereği sıcak hava: ortalama sıcaklık > +30°C. Türkiye'de Haziran–Ağustos döneminde Güneydoğu Anadolu, Akdeniz ve Ege kıyılarında bu koşullar sıkça yaşanır.

SCC'ye özgü sıcak hava önlemleri:

• Taze beton teslim sıcaklığı ≤ 32°C (TS EN 206 Madde 8.5)
• PCE-retarder (gecikmeli süperakışkanlaştırıcı) kullanımı
• Gece dökümleri tercih edilmeli
• VS2/VF2 sınıfı (yüksek viskozite) seçilmeli
• Agrega yığınları üzerine gölgelik kurulması, beton araçlarının güneşten korunması

8.2 Soğuk Hava Betonu (Türkiye)

TS 1248:2007 gereği soğuk hava: ortalama sıcaklık art arda 3 gün < +5°C. Taze beton sıcaklığı teslimde ≤ 5°C olmamalıdır (TS EN 206 Madde 6.7.2).

SCC'ye özgü soğuk hava önlemleri:

• Mineral katkı (uçucu kül, GGBFS) kullanımını sınırlandır; hidratasyon ısısını düşürdükleri için erken dayanım gelişimi yavaşlar
• Priz hızlandırıcı katkı kullanımı değerlendirilebilir (ancak kalsiyum klorür içerenler betonarme donatısını korozyona uğratır — yasak)
• Beton dökümü sonrası en az 7 gün boyunca yüzey sıcaklığı ≥ +5°C korunmalı
• İnce kesitlerde (< 30 cm) yalıtım örtüsü zorunludur

Dikkat: SCC'de mineral katkı (uçucu kül, GGBFS) miktarı soğuk havada azaltılırsa, w/b sabit tutulduğunda toplam ince malzeme dengesi bozulabilir ve akabilirlik düşebilir; PCE dozu yeniden belirlenmelidir.

9. Türkiye'de SCC Uygulama Alanları

Tablo 12: Türkiye'de SCC Uygulama Alanları

10. Parametre Tablosu — SCC Tasarım Parametreleri

Tablo 13: Parametre Tablosu — SCC Tasarım Parametreleri

11. Sayısal Örnek — Karışım Hesabı (Özgün Örnek)

Hedef: SF2 (yayılma 680 mm), VS2, C35/45, XC2

Başlangıç denemesi:

Tablo 14: Sayısal Örnek — Karışım Hesabı (Özgün Örnek)

$w/b = 175/(340+130\times0{,}4+70\times0{,}25) = 175/430 = 0{,}407$

Teorik ince malzeme hacmi = $(340+130+70)/2650 + 175/1000 = 0{,}204 + 0{,}175 = 0{,}379$ m³/m³ → 379 L/m³ (EFNARC hedefi 340–400 L/m³)

12. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay 🟢

Veriler:

• Beton sınıfı: C35/45 KYB
• CEM I 42,5 R: $c$ = 400 kg/m³
• Su: $W$ = 160 kg/m³
• Uçucu kül (Sınıf F, TS EN 450-1): $P$ = 0 kg/m³ (saf Portland çimento karışımı)
• Hedef: w/c oranını hesapla ve TS EN 206 Tablo F.1 XC2 maruziyet sınıfı kısıtını kontrol et

İstenen:

a) $w/c$ oranını hesapla
b) XC2 sınıfı için maksimum izin verilen $w/c$ kısıtını kontrol et

Çözüm:

Adım 1: Su/çimento oranı hesabı (TS EN 206:2013+A2:2021 Madde 6.3):

$w/c = \frac{W}{c} = \frac{160}{400} = 0{,}40$

Adım 2: TS EN 206 Tablo F.1 — XC2 sınıfı için maksimum $w/c$ = 0,60; minimum çimento = 280 kg/m³.

$0{,}40 \leq 0{,}60 \quad \checkmark \quad \text{(XC2 kısıtı sağlanıyor)}$ $400 \geq 280 \text{ kg/m}^3 \quad \checkmark \quad \text{(Min. çimento kısıtı sağlanıyor)}$

Sonuç: $w/c$ = 0,40 — XC2 maruziyet sınıfı kısıtları sağlanmaktadır.

Kontrol: w/c = 0,40, EFNARC 2005 SCC aralığı olan 0,32–0,45 içinde

Problem 2 — Orta 🟡

Veriler:

• Çimento: CEM I 42,5 R → $c$ = 340 kg/m³
• Uçucu kül (Sınıf F, k = 0,40): $P_{FA}$ = 130 kg/m³
• Kireçtaşı tozu (k = 0,25): $P_{LS}$ = 70 kg/m³
• Su: $W$ = 175 kg/m³

İstenen:

a) Eşdeğer su/çimento oranı $w/c_{eqv}$'yi hesapla
b) Toplam ince malzeme hacmini hesapla (yoğunluklar: çimento $\rho_c$ = 3150 kg/m³, uçucu kül $\rho_{FA}$ = 2250 kg/m³, kireçtaşı tozu $\rho_{LS}$ = 2700 kg/m³, su $\rho_w$ = 1000 kg/m³)
c) EFNARC 2005 Bölüm 4.1 hedef aralığını (340–400 L/m³) kontrol et

Çözüm:

Adım 1: Eşdeğer su/çimento oranı (TS EN 1992-1-1 Madde 5.5.2.2):

$w/c_{eqv} = \frac{W}{c + k_{FA} \cdot P_{FA} + k_{LS} \cdot P_{LS}}$

$w/c_{eqv} = \frac{175}{340 + 0{,}40 \times 130 + 0{,}25 \times 70} = \frac{175}{340 + 52 + 17{,}5} = \frac{175}{409{,}5} = 0{,}427$

Adım 2: Toplam ince malzeme hacmi:

$V_{ince} = \frac{c}{\rho_c} + \frac{P_{FA}}{\rho_{FA}} + \frac{P_{LS}}{\rho_{LS}} + \frac{W}{\rho_w}$

$V_{ince} = \frac{340}{3150} + \frac{130}{2250} + \frac{70}{2700} + \frac{175}{1000}$

$V_{ince} = 0{,}1079 + 0{,}0578 + 0{,}0259 + 0{,}175 = 0{,}3666 \text{ m}^3/\text{m}^3 = 366{,}6 \text{ L/m}^3$

Adım 3: EFNARC kontrol:

$340 \text{ L/m}^3 \leq 366{,}6 \text{ L/m}^3 \leq 400 \text{ L/m}^3 \quad \checkmark$

Sonuç:

• $w/c_{eqv}$ = 0,427 (XC2 max. 0,60 kısıtını sağlar )
• Toplam ince malzeme hacmi = 366,6 L/m³ (EFNARC 340–400 L/m³ aralığında)

Kontrol: $w/c_{eqv}$ = 0,427 < 0,45 (EFNARC üst sınırı) ; $w/c_{eqv}$ > 0,32 (EFNARC alt sınırı)

Problem 3 — Zor

Senaryo: İstanbul'da 18 katlı bir binanın zemin kat perde duvarı C40/50 KYB ile dökülecektir. Perde yüksekliği H = 3,5 m, döküm hızı hızlı (tam hidrostatik baskı varsayımı), SCC birim ağırlığı $\rho_c$ = 2400 kg/m³.

Veriler:

• Perde yüksekliği: $H$ = 3,5 m
• SCC birim ağırlığı: $\rho_c$ = 2400 kg/m³
• Kalıp kirişi aralığı (mevcut): 60 cm (geleneksel kalıp)
• Kalıp kaplama: 18 mm kontrplak, $f_{bending}$ = 8,0 N/mm² (üretici teknik verisi)
• Kalıp kirişi: 50×100 mm ahşap lento, $f_{bending}$ = 12,0 N/mm²
• İstenen: SCC lateral basıncını hesapla, kontrplak ve kirişin buna dayanıp dayanmadığını kontrol et; gerekirse kalıp kiriş aralığını düzelt.

Çözüm:

Adım 1: Tam hidrostatik lateral basınç (CIRIA C789 Bölüm 4):

$P_{lat} = \rho_c \cdot g \cdot H = 2400 \times 9{,}81 \times 3{,}5 = 82{,}4 \text{ kN/m}^2$

Adım 2: Kontrplak kontrol (basit mesnet, üniform yayılı yük):

Birim genişlik (1 m) için kiriş aralığı $l$ = 0,60 m:

$M_{max} = \frac{q \cdot l^2}{8} = \frac{82{,}4 \times 0{,}60^2}{8} = 3{,}71 \text{ kN\cdot m/m}$

Kontrplak atalet momenti (18 mm, genişlik 1 m): $W = (1000 \times 18^2) / 6 = 54.000 \text{ mm}^3/\text{m}$

$\sigma = \frac{M}{W} = \frac{3{,}71 \times 10^6 \text{ N\cdot mm}}{54.000 \text{ mm}^3} = 68{,}7 \text{ N/mm}^2$

Bu değer $f_{bending}$ = 8,0 N/mm²'yi aşıyor → Kontrplak YETERSIZ

Adım 3: Gerekli kiriş aralığı $l_{gerekli}$:

$l_{gerekli} = \sqrt{\frac{8 \cdot M_{izin}}{q}} = \sqrt{\frac{8 \times f_{bending} \times W}{q}} = \sqrt{\frac{8 \times 8{,}0 \times 54.000}{82{,}4 \times 10^3}} = \sqrt{\frac{3{,}456 \times 10^6}{82.400}} = \sqrt{41{,}94} = 6{,}48 \text{ mm}$

Bu yanlış birim — kW/m yerine N/mm² biriminde tekrar:

$l_{gerekli} = \sqrt{\frac{8 \times 8{,}0 \text{ N/mm}^2 \times 54.000 \text{ mm}^3/\text{m}}{82{,}4 \times 10^{-3} \text{ N/mm}^2/\text{m}}} = \sqrt{\frac{3.456.000}{0{,}0824}} \approx 205 \text{ mm} = \mathbf{20{,}5 \text{ cm}}$

Adım 4: Kiriş aralığı 60 cm yerine 20 cm olarak düzeltilmeli.

Kontrol (l = 20 cm): $M_{max} = \frac{82{,}4 \times 0{,}20^2}{8} = 0{,}412 \text{ kN\cdot m/m}$ $\sigma = \frac{0{,}412 \times 10^6}{54.000} = 7{,}6 \text{ N/mm}^2 \leq 8{,}0 \text{ N/mm}^2 \quad \checkmark$

Sonuç: SCC lateral basıncı 82,4 kN/m² olup mevcut 60 cm kiriş aralıklı geleneksel kalıp SCC basıncına dayanamaz. Kiriş aralığı 60 cm'den 20 cm'ye indirilmeli veya daha kalın kontrplak (≥ 21 mm) kullanılmalıdır.

Kontrol: Türkiye'de bu tür hesap zorunluluğu TS 1248:2007 Madde 5.2 (Kalıp ve Destekler) ile CIRIA C789:2020 kapsamında mühendis sorumluluğundadır.

13. Sık Yapılan Hatalar

Tablo 15: Sık Yapılan Hatalar

14. Türkiye Mevzuatı ve Yasal Zorunluluklar

• İmar Kanunu (3194): Yapı ruhsatı ve proje onayı süreçleri; beton sınıfı projeye uygun onaylanmalı
• Yapı Denetimi Kanunu (4708): Yapı denetim kuruluşları taze beton testlerini (slump-flow dahil) kontrol eder; SCC kullanımı kayıt altına alınmalı
• İş Güvenliği Kanunu (6331): SCC dökümünde kalıp devrilme riski özel tehlike kapsamında değerlendirilmeli; kalıp mühendis tarafından imzalı onaylanmalı
• TBDY 2018: Deprem bölgelerinde yapı elemanlarında kullanılacak SCC için minimum C25/30 sınıfı ve yeterli donatı örtü kalınlığı (Madde 7.2.1) sağlanmalı

15. İlgili Standartlar ve Kaynaklar

1. TS EN 206:2013+A2:2021. Beton — Spesifikasyon, Performans, Üretim ve Uygunluk. Madde 4.2, Ek TA.
2. EFNARC. The European Guidelines for Self-Compacting Concrete — Specification, Production and Use, May 2005.
3. TS EN 12350-8:2019. Taze Beton Deneyi — Bölüm 8: SCC Slump-Flow Deneyi. Tablo 1.
4. TS EN 12350-9:2010. Taze Beton Deneyi — Bölüm 9: SCC V-Hunisi Deneyi.
5. TS EN 12350-10:2010. Taze Beton Deneyi — Bölüm 10: SCC L-Box Deneyi. Tablo 1.
6. TS EN 12350-11:2019. Taze Beton Deneyi — Bölüm 11: SCC Segregasyon Direnci (Elek Deneyi).
7. TS EN 12350-12:2010. Taze Beton Deneyi — Bölüm 12: SCC J-Ring Deneyi.
8. TS EN 197-1:2011. Çimento — Bölüm 1: Genel Çimentolar — Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri.
9. TS EN 1992-1-1:2004 (EC2). Eurocode 2: Betonarme Yapıların Tasarımı — Madde 5.5.2.2.
10. TS 500:2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. TSE, Ankara.
11. TS 1248:2007. Betonun Hazırlanması, Dökümü ve Bakımı — Anormal Hava Şartları.
12. CIRIA C789. A Guide to the Design of Formwork for Self-Compacting Concrete, CIRIA, London, 2020.
13. Okamura, H. ve Ouchi, M. "Self-Compacting Concrete." Journal of Advanced Concrete Technology, Cilt 1, No. 1, s. 5–15, 2003.
14. Gökalp, İ., Ördek, A., Özen, M. ve Ekim, H. "Kendiliğinden Yerleşen Beton Uygulamaları." THBB Hazır Beton Kongresi Bildiri Kitabı, İstanbul, 2011, s. 428–438.
15. Topçu, İ. B., Bilir, T. ve Baylavlı, H. "Kendiliğinden Yerleşen Betonun Özellikleri." Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt XXI, No. 1, 2008.
16. Gödek, E., Felekoğlu, B. ve Tosun Felekoğlu, K. "Hazır Beton Sektörüne Uygun Polikarboksilat Esaslı Süperakışkanlaştırıcı Katkı Seçimi." Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 15, No. 2, 2015. DOI: 10.5578/fmbd.9448.

İlgili Hesap Araçları

[Hesap Aracı Linki] — SCC Karışım Tasarımı Hesabı

Kaynaklar

1. TS EN 206:2021 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
2. TS EN 1992-1-1:2012 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
3. Yapı Malzemeleri.

İlgili Makaleler

• ML-001: Çimento Tipleri ve Özellikleri
• ML-012: Lifli Beton
• KI-001: Kalıp Sistemleri Karşılaştırması

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Beton Metrajı Hesaplama
• Pas Payı Hesaplama