Deneysel Çalışma: Karot Dayanımını Etkileyen Faktörlerin İncelenmesi

Karot alınması tahribatlı bir yöntem olup karotun alınması ve deneylerin yapılması aşamasında çeşitli faktörler elde edilen sonuçları etkiler.

Karot dayanımını etkileyen faktörler, beton karakteristikleri ile ilgili faktörler ve deney değişkenleri olmak üzere iki gruba ayrılır. Bu yazımızda, beton karakteristikleri ile ilgili faktörlerden yapının kür koşullarını ve TS EN 13791 Standardı Ek-A’da da tanımlı olan deney değişkenlikleri üzerine deneysel çalışmamızı sunacağız.

Karot Dayanımını Etkileyen Faktörlerin İncelenmesi: Deneyler

Çalışmada, Çimsa Hazır Beton laboratuvarında, 30×60 cm en kesitinde, 150 cm yüksekliğinde 3 adet beton kolon elemanı modellenerek,

1. Beton kür uygulamalarının ve,
2. Sertleşmiş betondan alınan karot numunesinin özelliklerinin basınç dayanımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. 

Kolon elemanı imalatında kullanılan, hazır beton santralinde üretilen C30/37 sınıfı betonun karışım oranları Tablo 1’de verilmiştir. Beton slump değeri, 21 cm ölçülmüştür.

Tablo 1. Beton Karışım Oranları (1m³)

Kolon elemanı dökümü esnasında alınan, 15×15×15 cm küp numunelerin basınç dayanımları Tablo 2’de verilmektedir.

Tablo 2. 15×15×15 cm Küp Numunelerin Basınç Dayanımları

Kolon elemanlarının her biri farklı kür koşullarında yaşlandırılmıştır. Şekil 1’de gösterilen;

• 1 numaralı kolon elemanına kür uygulanmamış, 
• 2 numaralı kolon elemanına 4 gün boyunca her sabah nem kürü uygulanmış,
• 3 numaralı kolon elemanı da 7 gün boyunca sabah-akşam sulanarak üzerini saran telis bezi ile sürekli nemli tutulmuştur.

Karot numuneleri, beton 28-Günlük yaşa geldikten sonra TS EN 12504‐1’e göre alınmıştır (Şekil 2). Su soğutmalı, elmas uçlu, 95 mm çapında silindirik bıçaklar hızlı devirde döndürülerek karot alma işlemi gerçekleştirilmiştir.

Döküm doğrultusuna göre, yatay ve düşey olarak, farklı alım yönlerine sahip karotların dayanım ilişkisine bakmak üzere her bir kolondan;

• Döküm yönünde ve,
• Döküm yönü tersinde karot numunesi alınmıştır (Tablo 3).

Karotun rutubet içeriğinin basınç dayanımına etkisini ölçmek için numuneler 3 farklı rutubete içeriğinde hazırlanmıştır:

• Tam kuru kodlu karotlar, kür havuzundan çıkarılıp kurulandıktan sonra 48 saat laboratuvar ortamında bekletilmiştir. 
• Orta nemli kodlu karotlar, kür havuzundan çıkarılıp kurulandıktan sonra 3 saat laboratuvar ortamında bekletilmiştir. 
• Tam nemli kodlu karotlar ise kür havuzundan çıkarıldıktan sonra sadece yüzeyi kurulanarak tamamen suya doygun halde deneye tabi tutulmuştur (Tablo 3).

Karot numunesinin boy/çap oranının dayanıma etkisi incelenmek üzere telis bezi ile sürekli nemli tutulan kolondan 0,96 ile 1,10 aralığında değişen farklı boy/çap oranlarına sahip numuneler alınmıştır (Tablo 3).

Tablo 3. Karot Numunesi Alım Planı

Karot sayısı 44 adet olup, numune çapları en küçük 92,4 mm, en büyük 94,1 mm olmak üzere ortalama çap 93,3 mm’dir. TS EN 12390-1’e göre çap (d) toleransı, ±%1 olup, numune çapları tolerans aralığı içerisindedir.

Karot numuneleri istenilen boy/çap oranına yaklaştırıldıktan sonra en doğru dayanımın düzgün bir aşındırma ile sağlanacağı görüşü ile TS EN 12390-3’e göre aşındırma cihazında başlık düzlükleri sağlanmış ve daha sonra kükürt başlıklama işlemi yapılmıştır (Şekil 3).

Numune boyutları TS EN 12390-1 standardında tanımlı tolerans aralıklarına göre kontrol edilip, TS EN 12390‐3’e göre beton basınç dayanımları belirlenmiştir.

Tablo 4. Kolon Kür Durumu, Kırım Esnasında Numune Nem Durumu ve Beton Döküm Doğrultusuna Göre Karot Basınç Dayanımları

Deneysel Çalışma Sonuçlarını Değerlendirme

Sonuç olarak, kolon elemanı dökümü esnasında taze betondan alınan, 15×15×15 cm küp numunelerin 28-Günlük basınç dayanım ortalaması 43,7 MPa ölçülmüştür.

Küp dayanımının temsil ettiği, telis bezi ile 7 gün boyunca sürekli nemli tutulan kolondan döküm yönü tersine alınan, kırım esnasında rutubet içermeyen karot dayanım ortalaması 32,1 MPa, döküm yönünde alınan karot dayanım ortalaması da 34,3 MPa ölçülmüştür (Tablo 4).

TS EN 13791 Madde-9, beton uygunluğunun, standard deneylere göre şüpheli olduğu durumdaki değerlendirme maddesine göre; fis, en düşük ≥ 0,85 (fck – 4)         şartını sağlanması halinde, bölgedeki betonun yeterli dayanıma sahip olduğu ve EN 206’ya uygun olduğu kabul edilir.

• fis, en düşük = Yapıdaki basınç dayanımlarından en düşüğü
• fck = Standard numune karakteristik basınç dayanımı

Bu bağıntıya göre küp dayanım sonucuna (43,7 MPa) karşılık gelen karot dayanımı 33,7 MPa hesaplanmaktadır.

Ancak, kür şartları uygun olan, yapı elemanından döküm yönü tersine alınan, boyutları (boy, çap), kırım esnasında rutubet içeriği, uç yüzeyleri düzlüğü uygun olan karotun dayanımı, 32,1 MPa, TS EN 13791 Madde-9’a göre hesaplanan dayanım değerinden daha düşük çıkmaktadır (32,1 MPa < 33,7 MPa).

Aynı yapı elemanından döküm yönünde alınan karotun dayanımı, 34,3 MPa, TS EN 13791 Madde-9’a göre küp dayanımına karşı gelen dayanım değerini (33,7 MPa) sağlamıştır.

Kür şartlarına göre karot dayanımları incelendiğinde, 7 gün boyunca sürekli nem kürü uygulanan betondan alınan dayanımına göre, kür uygulanmayan betondan alınan karot dayanımı %7-%11aralığında düşük, 4 gün boyunca sadece sabah nem kürü uygulanan betondan alınan karot dayanımı ise, %4-%7 aralığında düşük ölçülmüştür (Tablo 4, Şekil 4).

Betonun döküm yönüne göre yatay ve düşey olarak karot alım doğrultusu incelendiğinde, döküm yönü tersinde alınan karotların basınç dayanımı, döküm yönünde alınan karotlara göre %4-%7 aralığında daha düşük ölçülmüştür (Tablo 4, Şekil 4).

Kırım esnasında karot numunesi rutubet içeriğine göre basınç dayanımları incelendiğinde, kür havuzundan çıkarıldıktan sonra 48 saat laboratuvar ortamında bekletilen karot dayanımına göre, sadece 3 saat bekletilen (orta nemli) dayanımı %12-%16 aralığında daha düşük, neme doygun dayanımı ise %21-%22 aralığında daha düşük ölçülmüştür (Tablo 4, Şekil 4).

Tablo 5. Numune Boy/Çap Oranına Göre Basınç Dayanımları

Karotların boy/çap oranına göre basınç dayanımları incelendiğinde (Tablo 5, Şekil 5), boy/çap oranı 1,00 olan karot dayanımına göre boy/çap oranı;

• 0,96 olan karot dayanımı %3 daha fazla,
• 1,06 olan karot dayanımı %4 daha düşük,
• 1,10 olan karot dayanımı ise %5 daha düşük ölçülmüştür.

Kullanılan Kaynaklar:

• Gülen Şahin F. vd., “Yerinde Beton Basınç Dayanımının Tespitinde Önemli Kriterlerin Değerlendirilmesi”, Beton İstanbul 2017 Hazır Beton Kongresi.
• TS EN 13791, Basınç Dayanımının Yapılar ve Öndökümlü Beton Bileşenlerde Yerinde Tayini, 2010.
• Yaman Ö. vd., “Mevcut Yapılardaki Beton Basınç Dayanımlarının Karotlarla Belirlenmesi” İMO Yapı Malzemeleri Komisyonu, TMH – 487 – 2015/4.
• ACI Committee 301, Specifications for Structural Concrete, 2010.
• Jerzy Z. Zemajtis, Ph.D., PE, “Role of Concrete Curing”, Concrete Technology, http://www.cement.org/, Erişim Tarihi (15.12.2016)
• TS EN 12504-1, Beton – Yapıda Beton Deneyleri – Bölüm 1: Karot Numuneler – Karot Alma, Muayene ve Basınç Dayanımının Tayini, 2011.
• TS EN 12390-1, Beton – Sertleşmiş Beton Deneyleri – Bölüm 1: Deney Numunesi ve Kalıplarının Şekil, Boyut ve diğer Özellikleri, 2013.

TS EN 12390-3 Beton – Sertleşmiş Beton Deneyleri – Bölüm 3: Deney Numunelerinin Basınç Dayanımının Tayini, 2010.