Çimento katkıları beton dayanımını etkileyen faktörlerdendir.Bu yazımızda beton üretiminde kullanılan kimyasal katkılardan bahsedeceğiz. Bu katkıların kullanım biçimlerinden ve yerlerinden bahsederek beton üretiminde bize ne gibi katkılar sağlayacağını ele alacağız.
Betonun dayanımını etkileyen en önemli parametrelerden biri su/çimento oranıdır. Bu oranın azalması beton dayanım ve dayanıklılığını olumlu yönde etki eder. Aynı kıvamı sağlamak koşuluyla dayanımı düşürmeden beton üretimini sağlayan en yaygın biçimde kullanılan kimyasal katkılar, süper akışkanlaştırıcı kimyasal katkılardır.
Betonda Kimyasal Katkı Maddeleri Neye Yarar?
Çimento katkıları arasında kimyasal katkılar vardır. Kimyasal katkılar betonda olması istenilen özellikleri sağlamak için karışıma toplam bağlayıcı miktarına göre belirli oranlarda eklenen organik veya inorganik kökenli katkı maddeleridir.
Akışkanlaştırıcı katkılar, karışım suyu içerisine çok az miktarda, çimento ağırlığının yaklaşık %1-%2’si kadar katılarak kullanılır.
Çimento katkıları çeşitlerinden kimyasal katkılar, çimentolu yapıların durabilitesi ve maliyetine katkıda bulunurlar. Bunun yanında, işlenebilirlik, sıkıştırılabilirlik, geçirimsizlik, donma-çözülme dayanıklılığı gibi konularda avantaj sağlar. Karıştırma, taşıma, kürleme aşamalarında ve olumsuz hava koşullarında beton kalitesini korumada fayda sağlarlar.
Kimyasal Katkı Çeşitleri Nelerdir?
Yaygın olarak kullanılan kimyasal katkılar:
- Akışkanlaştırıcılar
- Süperakışkanlaştırıcılar
- Priz Geciktiriciler
- Priz Hızlandırıcılar
- Hava Sürükleyiciler
- Su İticiler
Akışkanlaştırıcılar Nelerdir?
“Su-azaltıcı katkı maddeleri”, taze betonda olması istenilen işlenebilme özelliğini elde edebilmek için beton karışımının su ihtiyacını azaltan katkılardır.
Beton karışımında kullanılan çimento, agrega ve suyun miktarlarının değiştirilmediği, bunlara ek olarak bir de “su-azaltıcı katkı” kullanıldığı takdirde, katkılı betonun kıvamı, katkısız betonunkinden çok daha fazla olur. O nedenle, su-azaltıcı katkılar, “plastikleştirici” veya “akışkanlaştırıcı” katkı isimleriyle de anılır.
Akışkanlaştırıcı Katkıların Etki Mekanizması Nasıldır?
Çimento taneleri yüzeyine ince tabaka şeklinde adsorbe olan kimyasal katkılar çimento taneleri arasında itme oluşturmak suretiyle taneciklerin birbirlerinden ayrılmasına neden olur. Meydana gelen bu itici güç sayesinde topaklanmanın önüne geçilerek çimento taneciklerinin yapı içerinde homojen bir biçimde yayılması sağlanır. Sterik etki sayesinde çimento taneleri arasındaki sürtünme azalır böylece betonun işlenebilirliği önemli ölçüde artar.
Akışkanlaştırıcı Katkıların Sınıfları Nelerdir?
Türk standarlarına ve ASTM standartlarına göre betonda su-azaltıcı etki yapan katkı maddeleri, azalttıkları su miktarına göre, su azaltmanın yanısıra betonun priz süresinde yaratmış oldukları etkiye göre aşağıdaki gibi sınıflandırılır:
- Akışkanlaştırıcılar (normal miktarda su-azaltıcı katkı maddeleri)
- Süperakışkanlaştırıcılar (yüksek miktarda su-azaltıcı katkı maddeleri)
- Su-azaltıcı ve priz-geciktirici katkılar
- Su azaltıcı ve priz-hızlandırıcı katkılar
- Yüksek miktarda su-azaltıcı ve priz geciktirici katkılar
Akışkanlaştırıcı Katkıların Beton Özelliklerine Etkileri Nelerdir?
Akışkanlaştırıcı katkıların kullanılmasında 3 değişik amaç bulunur:
1. Katkısız betonla aynı işlenebilmede olmak şartıyla su/çimento oranını azaltarak daha yüksek dayanım sağlamak:
Taze beton için hedeflenen kıvamın daha az miktarda suyla elde edilmesi, su/çimento oranının daha düşük olmasına ve böylece boşlukları daha az, dayanımı ve dayanıklılığı daha yüksek bir beton elde edilmesini sağlarlar.
2. Karışım su miktarını değiştirmeden yayılmanın artmasını sağlamak:
Beton karışımında kullanılan çimento, agrega ve su miktarları aynı tutulup, bunların yanı sıra katkı maddesi kullanıldığı zaman, taze beton daha yüksek akıcılığa sahip olur.
3. Beton karışımında kullanılacak su/çimento oranını sabit tutarak, su ve çimento miktarlarını azaltıp, teknik ve ekonomik yararlar sağlar:
Daha yüksek dayanım elde etmek amaçlanmamış ise, katkısız beton için kullanılan aynı su/çimento oranı kullanılacak ise, katkı maddesinin sağladığı su azalmasına uygun olarak çimento miktarında da azaltma yapılabilir. Böylece daha ekonomik beton elde edilebilir.
Akışkanlaştırıcı katkı maddelerinin kullanılmaları durumunda bazı potansiyel olumsuzluklara da yol açabilirler:
Taze betonun göstereceği terlemenin fazla oluşu, çökme (slump değeri) kaybının yüksek oluşu veya priz süresinin uzaması şeklinde ortaya çıkabilir.
Süperakışkanlaştırıcıların Etki Mekanizması Nedir?
Topaklaşmaya meyilli çimento taneleri super akışkanlaştırıcı etkisiyle dağılır ve su ile temas yüzeyi artar. Böylece hidratasyon kolaylaşır.
Özellikle akıcı beton üretiminde bu katkılardan yararlanılmaktadır. Ulaşılamayan yerlere kolay yerleşmeyi sağlamak için işlenebilirliği arttırırlar. Yüksek mukavemetli beton üretiminde çok düşük su/çimento oranlarında normal işlenebilmeler elde edilebilir.
Priz Geciktirici Katkı Maddesi Neye Yarar?
“Priz-geciktirici katkı maddeleri”, taze betonun priz süresini uzatan katkılardır. Betonda işlenebilirlik kaybını azaltırlar. Sıcak hava koşullarında, büyük hacimli işlerde, uzun taşıma mesafelerinde oluşacak olumsuzlukları önlemek için kullanılır.
Sıcak havanın priz hızlandırıcı etkisini azaltıp, yüzey perdah işlemine fırsat verirler. Soğuk derz oluşumunu engellerler.
Priz-Hızlandırıcı Katkı Maddeleri Neye Yarar?
“Priz-hızlandırıcı katkı maddeleri”, taze betonun priz süresini kısaltarak çimentolu sistem içerisinde hidratların oluşma hızını arttırırlar. Kürlenme süresini kısaltırlar.
Özellikle kış aylarında kullanımı çok daha yaygındır. Çimentoda en yaygın kullanılan priz hızlandırıcı kalsiyum klorittir, sodyum nitrat ve kalsiyum nitrattır. Fakat bunlar galvanizli çelik donatılarda bozunma hızını arttırarak korozyona sebep olmaktadır. Bu sebeple kullanımı sakıncalı hata bazı ülkelerde yasaktır.
Lityum karbonat ise özellikle yapı kimyasalları sektöründe kullanılan ve durabilite noktasında zararı minimum olan bir priz geciktiricidir.
Hava Sürükleyiciler Nelerdir?
“Hava sürükleyici katkı maddeleri”, taze beton karışımındaki çimento hamurunun içerisinde milyonlarca sayıda çok küçük boyutlardaki hava kabarcıklarının düzenli bir şekilde ve aralarında bağlantı olmaksızın yer alabilmesine yol açan maddelerdir.
Bu hava kabarcıkları kararlılık gösterir, yani, beton sertleştikten sonra da kaybolmazlar. Betonun içerisinde oluşturulan sürüklenmiş hava kabarcıkları, suya doygun durumdaki sertleşmiş betonda çok soğuk havalarda tekrar tekrar yer alacak “donma-çözülme” olayı karşısında, betonun daha iyi dayanıklılık gösterebilmesini sağlarlar.
Su İticiler Nelerdir?
Temel olarak dış uygulamalar için çimento sıvasında kullanılırlar.
Son dönemde kullanılan su itici katkılar genelde silan, siloxaneve silikon bazlıdır. Bu katkıların avantajı çinko stereat gibi yağ asidi metal tuzlarının işlenebilirliğe olan negatif katkısını karışımda göstermemesidir.
Kimyasal Katkı Neden Önemlidir?
Çimento katkıları arasında kimyasal katkılar, betonun ihtiyaca uygun halen getirilmesi amacıyla kullanımı bakımından önemlidir. Özellikle akışkanlaştırıcı kimyasal katkılar betondaki su ihtiyacını yüksek miktar azaltıp betondaki çimento miktarının da azalmasına katkı sağlayarak beton üreticisinin hammadde maliyetlerinin düşmesini sağlar. Ayrıca yapılan çimento tasarrufu sayesinde karbon ayak izi de çok kayda değer oranlarda azalmış olacaktır.
Kullanılan Kaynaklar
- T.Y. Erdoğan, “Beton”, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim, 2007
- Uluslararası Yapılarda Kimyasal Katkılar 5. Sempozyumu ve Sergisi
- Çimento ve Asit Katkı Kullanımı Nedir? Nasıl Çalışır?
- Çimento Katkıları: Çimentoda Krom VI ve Sürdürülebilirlik
- Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımı Nedir?
- Cam Elyaf Beton Katkısı: Alkaliye Dayanıklı Cam Elyafla Güçlendirilmiş Beton
