Agrega Türleri Nelerdir? Çimentoda mikro yapı nedir?

Agrega Nedir? Agrega Neye Yarar?

Agrega; çimento ve suyla kullanılan kum, çakıl, kırma taş gibi taneli farklı mineral yapıya sahip inorganik malzemelere verilen isimdir. Doğal agregaların yanı sıra yapay agregalarda kullanılmaktadır. Agrega, çimento ve su birlikte harç ya da beton oluştururlar.

Agrega Deneyleri Nelerdir?

Beton veya harç imalatları için agrega özelliklerinin tespiti amacıyla yapılan testleri içerir. Agregalar, ürünlerin nihai özelliklerini önemli ölçüde etkilediklerinden dolayı, üretimden önce mutlak yapılması zorunlu olan test veya deneylerdir.

Kimyasal özelliklerin tespiti için yapılan testler ile, agrega bünyesinde çimentolu sistemlerde tepkimeye neden olabilecek minerallerin varlığı tespit edilebilmektedir.

Fiziksel özelliklerin tespiti ile, agregaların şekil, boyut, sertlik, sıcaklık ve aşınmaya karşı dayanıklılığı tespit edilebilmektedir.

Agregalar, üretim esnasında kolaylıkla üretim hattına taşınabilmesi ve kullanılabilmesi için agrega ocaklarında 0-4mm, 5-12mm, 12-22mm gibi tane boyutlarına göre ayrı ayrı depolanır.

Deneylerde kullanılan örneklerin, kaynağının tüm özelliklerini temsil edecek nitelikte olması son derece önemlidir. Temsili numunenin doğru alınabilmesi için;

• Dörde bölerek küçültme (çeyrekleme)
• Bölgeçlerle numune hazırlama teknikleri kullanılmaktadır.

Her iki yöntemde de amaç; yığın halindeki agreganın özelliklerini az miktarda numune kullanarak doğru şekilde tespit edebilmektir.

Dörde Bölerek Küçültme (Çeyrekleme)

Bu metot kullanılırken, numune karıştırılır, ayrışmayı önlemek için agrega nemlendirilerek doygun yüzey kuru duruma getirilir. İyice karıştırıldıktan sonra, taban çapı yüksekliğinin yaklaşık dört katı kesik koni şeklinde biçimlendirilir.

Daire şeklindeki alan, mala yardımıyla dört eşit parçaya bölünür. Bu kısımlardan çapraz iki tanesi alınır. (Şekil-1) Diğer ikisi, şahit numune olmak üzere ayrı bir yerde saklanır. Alınan çapraz kısımlar, homojen olarak karıştırılır. Deneyler için yetecek miktarda numune elde edilene kadar azaltma işlemine devam edilir.

Bölgeçlerle Numune Hazırlama

Bölgeç, içinde birbirine paralel olan ve numunenin maksimum tane boyuna bağlı olarak değişik çaplardaki eğik kanallardan oluşan kutulardır. Bu kutuların yarıklarının altına gelecek şekilde birer toplama kabı yerleştirilir (Şekil-2).

Numune tüm yarıklar üzerine dökülerek, iki toplama kabının eşit miktarlarda malzeme toplaması sağlanır. İstenilen malzeme miktarı elde edilene kadar işlem devam eder.

Elek Analizi Deneyi

TS EN 933-1 ve TS 3530 standartlarına göre yapılan deneyde aşağıdaki ekipmanlar kullanılmaktadır.

• 31,5mm seri elek takımı (0,25-0,5—1-2-4-8-16-31,5), 
• Elek sarsma makinası,
• Etüv,
• El küreği, 
• Tel ve kır fırça,
• Hassas terazi (5kg çekerli, 0,1g duyarlı) 
• Toplama kabı veya toplama tavası
• Kaplar (paslanmaz saç veya plastik tepsiler)

Deneyin Yapılışı:

• 10 kg numune alınır ve 110C etüvde sabit sıcaklığa gelene kadar kurutulur. 
• Elek setleri, en geniş elek en üstte olacak şekilde dizilir.
• Otomatik elek seti kullanılabileceği gibi sarsma işlemi el ile de yapılabilir. 
• En üstteki elekte gözle görülür bir azalma olana kadar sarsma işlemi devam eder. 
• Eleme işlemi bittikten sonra her elek üzerinde kalan malzeme tartılır ve çizelgeye yazılır.
• Her elek için bulunan agrega, toplam miktara bölünür, çıkan sonuç 100 ile çarpılarak, elek yüzdesi bulunur.
• Deney sonunda, iri elekler tel fırça; ince elekler kıl fırça yardımı ile temizlenir.

Apsis eksenine elek çapları, ordinat eksenine elekten geçen malzeme yüzdeleri % çizilerek elde edilen grafiğe “granülometri eğrisi” adı verilir (Şekil-4). Daha iyi bir gösterim için, apsis ekseni logaritmik ölçekle çizilir.

Betonda kullanılacak agreganın tane boyunun uygun olup olmadığını tespit etmek için; hesapla bulunan granülometri eğrisi standardında gösterilen sınır değer eğrileri ile ideal eğrinin bulunduğu bölgede bulunup bulunmadığı incelenir. Agregalar bu bölgede ise, gradasyonu uygundur. Bu bölge dışında bir tane dağılımı var ise, taşıyıcı elemanlar için yapılacak betonlarda kullanılamazlar.

Agregada Birim Ağırlık Tayini

• TS 3529, TS EN 1097-3 standardına göre yapılan deneyde amaç, betonda kullanılacak agreganın gevşek ve sıkışık birim ağırlığının tespit edilmesidir.
• Betonda kullanılacak agreganın birim ağırlığı genellikle 1980 kg/m³ civarında olmalıdır. Bu değer arttıkça betonun ağırlığı da artacağından birim alana gelen yüklerde de artış olacaktır. 
• Betonun artan yükleri taşıyabilmesi için ya demir donatısının ya da beton artırılması gerekir. Her iki durumda da beton ekonomik olmaz.
• Agrega gereğinden daha hafif olursa, dayanımı azalacaktır. Bu istenmeyen bir durumdur.

İstenmeyen durumların önüne geçebilmek için birim ağırlık tayini mutlaka yapılmalıdır.

Deneyin Yapılışı:

Birim ağırlık deneyinde kullanılabilecek birim ağırlık kovaları maksimum agrega çapına göre Tablo-1’den seçilir. Hesaplamalarda önemli bir parametre olan kovaların hacmi, kovanın içini 16,5°C suyun ağırlığını belirleyerek saptanmalıdır.

Hesaplama

• Kova boş olarak tartılır (W1)
• Kova, 16,5°C su ile doldurulur ve tekrar tartılır (W2)
• Birim ağırlık kovasının hacmi = (W2-W1) /d_su(16,5°C) eşitliği ile bulunur.16,5°C’de suyun hacmi 1 gr/cm³ olduğundan, kovanın hacmi W2-W1 olarak hesaplanır.
• Deney için gereken numune miktarı, maksimum tane boyuna göre değişkenlik göstereceğinden, aşağıdaki tablodan faydalanılarak miktar tayini yapılır.

Birim ağırlık deneyi sıkışık ve gevşek birim hacim ağırlık olmak üzere iki çeşittir.

Sıkışık Birim Hacim Ağırlık Deneyi:

1. Şişleme Suretiyle; Tane çapı 31,5 veya daha küçük agregalara uygulanır.

• Ölçek 1/3’ üne kadar doldurulur. İlk tabaka şişlenirken şişleme çubuğu tabana sert bir şekilde vurulmadan 25 defa şişlenir. 
• Kap 2/3 ‘üne kadar doldurularak aynı şekilde 25 defa şişlenir. 
• Kap tamamen doldurularak aynı şekilde 25 defa daha şişlenir. 
• Şişleme işlemi bittikten sonra ölçü kabının üst yüzeyi şişleme çubuğu ile sıyrılarak düzeltilir.
• Kap dolu olarak tartılır (W2)

2. Sarsma Suretiyle; Tane çapı 31,5 mm’ den daha büyük agregalara uygulanır.

• Ölçme kabı sert bir zemine konarak 1/3 ‘üne kadar numune ile doldurulur. 
• Ölçme kabının kalıplarından birisi yere değerken, öbür kalıp yerden 5 cm kadar kaldırılarak, serbestçe 25 defa düşürülür. 
• Düşürme işlemi diğer kulp içinde aynı şekilde 25 defa düşürülür. 
• Ölçme kabı 2/3’ üne kadar doldurularak aynı şekilde her kulp için 25 defa olmak üzere toplam 50 defa düşürülür. 
• Ölçme kabı tamamen doldurularak düşürme işlemi her kulp için ayrı ayrı 25’er defa yapılır. Dolu olarak tartılır (W2)

Sıkışık birim hacim ağırlığı aşağıdaki formülle hesaplanır:

Bs: Agreganın sıkışık birim ağırlığı (gr/cm3)
W2=Dolu kap ağırlığı (gr)
W1=Kabın darası (gr)
V= Kabın hacmi (cm³)

Gevşek Birim Ağırlık Deneyi

Hava kurusu durumuna getirilmiş deney numunesi, ağırlığı tartılarak (W1) saptanmış olan ölçü kabına kürek ile taşarcasına doldurulur.

Doldurma işlemi yapılırken küreğin ölçü kabı üst yüzeyinden 5 cm’den daha yükseğe kaldırılmamasına, agreganın sıkıştırılmamasına ve ayrışmamasına özen gösterilmelidir.

Ölçü kabı üst yüzeyi, fazla agrega elle sıyrılarak düzlenir. Sıyırma düzleminden taşan iri agrega varsa çıkarılarak yerine ince agrega ilave edilir.

Ölçü kabı içindeki agrega ile birlikte tartılır.(W2)

Gevşek birim hacim ağırlığı aşağıdaki formülle hesaplanır:

Bg: Agreganın gevşek birim ağırlığı (gr/cm3)
W2=Dolu kap ağırlığı (gr)
W1=Kabın darası (gr)
V= Kabın hacmi (cm³)

Kullanılan Kaynaklar:

• Agrega Nedir?
• Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımı Nedir?