ALKALİ SİLİKA REAKSİYONU (ASR) NEDİR ve NASIL OLUŞUR? ALKALİ SİLİKA REAKSİYONU (ASR) NEDİR ve NASIL OLUŞUR?ASR İLK NE ZAMAN FARK EDİLMİŞTİR?ASR NASIL GELİŞİR?ASR NASIL BELİRLENİR?ASR’NİN BELİRLENMESİNDE HANGİ DENEY METOTLARI KULLANILIR?ASR DENEYLERİ NASIL YAPILIR?
Alkali Silika Reaksiyonu (ASR) oldukça kompleks kimyasal bir reaksiyondur. Bazı çimentoların içinde fazla miktarda bulunan sodyum oksit (Na2O) ve potasyum oksit (K2O) gibi alkali oksitler beton gözenek suyunda çözülerek sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit (KOH) oluştururlar ve aktif silis içeren agregalarla reaksiyona girerek alkali silika reaksiyonunu (ASR) oluştururlar. Alkali Silika Reaksiyonu (ASR) oldukça kompleks kimyasal bir reaksiyondur. Bazı çimentoların içinde fazla miktarda bulunan sodyum oksit (Na2O) ve potasyum oksit (K2O) gibi alkali oksitler beton gözenek suyunda çözülerek sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit (KOH) oluştururlar ve aktif silis içeren agregalarla reaksiyona girerek alkali silika reaksiyonunu (ASR) oluştururlar.
Bu reaksiyon, zamanla betonu çatlatan bir jel oluşumuna sebep olur. ASR’nin oluşturduğu reaksiyon ürünleri aşırı derecede su emme özelliği olan ürünlerdir. Su emme özelliği olan bu ürünler, suyu emdikçe şişip betonda içsel çekme gerilmeleri oluştururlar. Reaksiyonun bu özelliği nedeniyle şişen jelin beton bünyesinde 0,1–11 MPa’a varan çekme gerilmeleri yarattığı ileri sürülmektedir. Bu gerilme kuvvetleri betonun genleşmesine ve agrega ile onu çevreleyen çimento pastasının çatlamasına neden olur. Reaksiyonun neden olduğu genleşme belli bir sınırı aştığında beton için potansiyel bir tehlike oluşturur. Bu nedenle rutubetli veya sulu ortamlar reaksiyonun ilerlemesi için son derece uygun ortamlardır. Bu reaksiyon, zamanla betonu çatlatan bir jel oluşumuna sebep olur. ASR’nin oluşturduğu reaksiyon ürünleri aşırı derecede su emme özelliği olan ürünlerdir. Su emme özelliği olan bu ürünler, suyu emdikçe şişip betonda içsel çekme gerilmeleri oluştururlar. Reaksiyonun bu özelliği nedeniyle şişen jelin beton bünyesinde 0,1–11 MPa’a varan çekme gerilmeleri yarattığı ileri sürülmektedir. Bu gerilme kuvvetleri betonun genleşmesine ve agrega ile onu çevreleyen çimento pastasının çatlamasına neden olur. Reaksiyonun neden olduğu genleşme belli bir sınırı aştığında beton için potansiyel bir tehlike oluşturur. Bu nedenle rutubetli veya sulu ortamlar reaksiyonun ilerlemesi için son derece uygun ortamlardır.
Bu reaksiyon ilk olarak 1920’li ve 1930’lu yıllarda ABD’de, Kaliforniya’daki beton yapılarda nedeni belirsiz çatlak oluşumlarına bağlı yıkımların rapor edilmesi ile fark edilmiştir. Bu raporda beton malzemelerin standartlara uygun olmasına rağmen, yapım yılını takriben birkaç yıl içinde çatlaklar olduğu açıklanmıştır. Ayrıca, genellikle harita çatlağı şeklinde görülen çatlaklardan jel çıkışı, betonda patlamalar gibi belirtilere de yer verilmiştir. 1940 yılında bu tür çatlakların (daha sonra Alkali-Silika Reaksiyonu olarak adlandırılan) kimyasal bir reaksiyonun sonucu olduğu anlaşılmıştır. Bu reaksiyon ilk olarak 1920’li ve 1930’lu yıllarda ABD’de, Kaliforniya’daki beton yapılarda nedeni belirsiz çatlak oluşumlarına bağlı yıkımların rapor edilmesi ile fark edilmiştir. Bu raporda beton malzemelerin standartlara uygun olmasına rağmen, yapım yılını takriben birkaç yıl içinde çatlaklar olduğu açıklanmıştır. Ayrıca, genellikle harita çatlağı şeklinde görülen çatlaklardan jel çıkışı, betonda patlamalar gibi belirtilere de yer verilmiştir. 1940 yılında bu tür çatlakların (daha sonra Alkali-Silika Reaksiyonu olarak adlandırılan) kimyasal bir reaksiyonun sonucu olduğu anlaşılmıştır.
Beton ve betonarme yapılarda ASR varlığının en tipik göstergesi harita çatlağı (map cracking) türünde bir çatlak desenin yüzeyde belirmesi ile ortaya çıkar. ASR çatlakları ileri yaşlarda veya ileri safhalarda kapalı eklem yerleri, pullanmış beton yüzeyler, kapak atma veya yapı elemanının farklı kısımlarının birbirlerine göre konumlarında kayma şeklinde kendini gösterir. ASR çatlaklarının deseni, yapı yada yapı elemanlarında zemin ve/veya yük etkileri ile oluşmuş çatlak düzeninden çok farklıdır. Basınç, çekme, kesme, oturma vb. nedenlerle oluşmuş çatlaklardan kolayca ayırt edilebilir. Beton ve betonarme yapılarda ASR varlığının en tipik göstergesi harita çatlağı (map cracking) türünde bir çatlak desenin yüzeyde belirmesi ile ortaya çıkar. ASR çatlakları ileri yaşlarda veya ileri safhalarda kapalı eklem yerleri, pullanmış beton yüzeyler, kapak atma veya yapı elemanının farklı kısımlarının birbirlerine göre konumlarında kayma şeklinde kendini gösterir. ASR çatlaklarının deseni, yapı yada yapı elemanlarında zemin ve/veya yük etkileri ile oluşmuş çatlak düzeninden çok farklıdır. Basınç, çekme, kesme, oturma vb. nedenlerle oluşmuş çatlaklardan kolayca ayırt edilebilir.
Harita çatlaklarının oluşumu model kesitteki gibi olmaktadır. Harita çatlaklarının oluşumu model kesitteki gibi olmaktadır.
Bu reaksiyonun genleşme özelliğinden de yola çıkarak, reaksiyonun belirlenmesi için değişik deney metotlar geliştirilmiştir. Bu deney metotları, ASR’nin genleşme özelliğinden yararlanılarak yapılan deneyler ile kimyasal yolla yapılan deneyler şeklinde ikiye ayrılabilir. Bu reaksiyonun genleşme özelliğinden de yola çıkarak, reaksiyonun belirlenmesi için değişik deney metotlar geliştirilmiştir. Bu deney metotları, ASR’nin genleşme özelliğinden yararlanılarak yapılan deneyler ile kimyasal yolla yapılan deneyler şeklinde ikiye ayrılabilir.
ASR sonucu oluşan jelin, nemli ortamda bünyesine su alarak genleşmesinin ölçülmesine dayanan deney türlerinin başlıcaları şunlardır. ASR sonucu oluşan jelin, nemli ortamda bünyesine su alarak genleşmesinin ölçülmesine dayanan deney türlerinin başlıcaları şunlardır. Uzun Süreli Harç çubuk yöntemi (ASTM C 227) Hızlandırılmış harç çubuk testi (ASTM C 1260)Beton prizma testidir (ASTM C 1293) Bu metotlar birer başlık altında incelenecektir.
Harç çubuk yöntemi, 25x25x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının zamana bağlı olarak genleşme miktarının ölçülmesi ile, çimento-agrega bileşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlenir. Harç çubuk yöntemi, 25x25x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının zamana bağlı olarak genleşme miktarının ölçülmesi ile, çimento-agrega bileşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlenir.
Harçta kullanılacak agregalar ince agrega sınıfına giren 8–16, 16–30, 30–50 ve 50–100’nolu elek serilerinden elenerek aşağıdaki tabloda verilen karışım oran ve miktarlarında kullanılır. Harçta kullanılacak agregalar ince agrega sınıfına giren 8–16, 16–30, 30–50 ve 50–100’nolu elek serilerinden elenerek aşağıdaki tabloda verilen karışım oran ve miktarlarında kullanılır.
Harcın karışım oranları, kullanılacak agrega türüne göre tabloda verilmektedir. Harcın karışım oranları, kullanılacak agrega türüne göre tabloda verilmektedir.
Harç çubuklarının üretiminde Tip I çimento kullanılmalıdır ve kullanılan çimentonun alkali içeriği en az %0,6 Na2O eşdeğeri olmalıdır. Bu eşdeğer, çimento içerisinde bulunan sodyum oksit (Na2O) yüzdesiyle potasyum oksit (K2O) yüzdesinin 0,658 ile çarpılıp toplanmasıyla bulunan değerdir. % (%Na2O + 0,658 (%K2O)) şeklinde hesaplanır. Harç çubuklarının üretiminde Tip I çimento kullanılmalıdır ve kullanılan çimentonun alkali içeriği en az %0,6 Na2O eşdeğeri olmalıdır. Bu eşdeğer, çimento içerisinde bulunan sodyum oksit (Na2O) yüzdesiyle potasyum oksit (K2O) yüzdesinin 0,658 ile çarpılıp toplanmasıyla bulunan değerdir. % (%Na2O + 0,658 (%K2O)) şeklinde hesaplanır.
Deney için en az 4 adet harç çubuğu hazırlanır. Harç çubuklarının üretiminde, 3 adet örnek dökümüne imkan veren 25x25x285 mm boyutlarında kalıplar kullanılmaktadır. Deney için en az 4 adet harç çubuğu hazırlanır. Harç çubuklarının üretiminde, 3 adet örnek dökümüne imkan veren 25x25x285 mm boyutlarında kalıplar kullanılmaktadır.
Kalıp uç kısımlarına harç çubuklarının boy değişimlerini ölçmek için, 7 mm çapında ve 32 mm boyundaki pirinçten üretilmiş pimler kalıplarda açılan deliklere yerleştirilmektedir. Kalıp uç kısımlarına harç çubuklarının boy değişimlerini ölçmek için, 7 mm çapında ve 32 mm boyundaki pirinçten üretilmiş pimler kalıplarda açılan deliklere yerleştirilmektedir.
Kalıplara harç yerleştirilirken şişlenerek sıkıştırılmalıdır. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 1,7 oC’ de 24 saat bekletilir. Kalıplara harç yerleştirilirken şişlenerek sıkıştırılmalıdır. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 1,7 oC’ de 24 saat bekletilir.
Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 1,7 oC (100 3 oF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir. Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 1,7 oC (100 3 oF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir.
Harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak 14. gün, sonra 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12. aylar ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir. Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 1,7 oC (73,4 3 oF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerinde boy ölçümleri yapılır. Harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak 14. gün, sonra 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12. aylar ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir. Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 1,7 oC (73,4 3 oF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerinde boy ölçümleri yapılır.
Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır; Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır;
ASTM C 227’ye göre boy değişimindeki verilerin 12. ay sonunda %0,1 genleşme sınırını aşması durumunda agrega, alkali silika reaktivitesi açısından “zararlıdır” sınıflandırması yapılmaktadır. Bu test metodunun dezavantajı test sürenin uzun olmasıdır. ASTM C 227’ye göre boy değişimindeki verilerin 12. ay sonunda %0,1 genleşme sınırını aşması durumunda agrega, alkali silika reaktivitesi açısından “zararlıdır” sınıflandırması yapılmaktadır. Bu test metodunun dezavantajı test sürenin uzun olmasıdır.
Bu deney metodu, Alkali reaktivitesi belirlenecek agregalar ile üretilen harç çubuklarının alkalinitesi yüksek çözelti içerisinde, yüksek sıcaklıkta saklanması ve uzunluk değişimlerinin ölçülmesi ile gerçekleştirilmektedir. Bu deney metodu, Alkali reaktivitesi belirlenecek agregalar ile üretilen harç çubuklarının alkalinitesi yüksek çözelti içerisinde, yüksek sıcaklıkta saklanması ve uzunluk değişimlerinin ölçülmesi ile gerçekleştirilmektedir.
Deneyin için hazırlanacak harç çubukları, harç çubuk yöntemi (ASTM C 227) ile hazırlanan harç çubukları ile aynıdır. Deneyin için hazırlanacak harç çubukları, harç çubuk yöntemi (ASTM C 227) ile hazırlanan harç çubukları ile aynıdır.
Harç çubuk yöntemi ile hazırlanan en az 3 adet harç çubuğu saf su içerisine konarak 80 2,0 0C sabit ısıdaki etüvde 24 saat bekletildikten sonra ilk boy ölçümleri alınır. Harç çubuklarının içerisine konulacak alkali çözeltisi, 1 N NaOH çözeltisi, 900 ml. Saf suya 40 gr sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. Bu çözelti 80 0C’de sabit ısıda tutularak, harç çubukları bu çözelti içerisine konmaktadır. Harç çubuk yöntemi ile hazırlanan en az 3 adet harç çubuğu saf su içerisine konarak 80 2,0 0C sabit ısıdaki etüvde 24 saat bekletildikten sonra ilk boy ölçümleri alınır. Harç çubuklarının içerisine konulacak alkali çözeltisi, 1 N NaOH çözeltisi, 900 ml. Saf suya 40 gr sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. Bu çözelti 80 0C’de sabit ısıda tutularak, harç çubukları bu çözelti içerisine konmaktadır.
Termostat’lı kür tankı
Bu işlemden sonra devam eden 3, 7, 14. günlerde boy ölçümleri alınarak birim boy değişim yüzdeleri hesaplanmaktadır. Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır; Bu işlemden sonra devam eden 3, 7, 14. günlerde boy ölçümleri alınarak birim boy değişim yüzdeleri hesaplanmaktadır. Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır;
ASTM C 1260’a göre boy değişimindeki verilerin değerlendirilmesi aşağıdaki gibi yapılmaktadır; ASTM C 1260’a göre boy değişimindeki verilerin değerlendirilmesi aşağıdaki gibi yapılmaktadır; 14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,1’den küçük ise “Agrega zararsız”, 14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,1 - %0,2 arasında ise “Deney süresi uzatılarak örneklerin 28 günlük boy değişimleri ölçülür”, 14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,2’den büyük ise “Agrega potansiyel olarak zararlıdır”,Bu şekilde her agregadaki boy değişimlerine göre bir sonuca varılmaktadır.
Agregaların, test yönteminde kullanılan ağır alkali ve yüksek sıcaklık koşullarına maruz kalma olasılıklarının düşük olması nedeniyle ASR geçmişi bulunmayan agregaların bazen test sonuçlarında reaktif oldukları ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle diğer testlerle birlikte kullanılmalıdır. Agregaların, test yönteminde kullanılan ağır alkali ve yüksek sıcaklık koşullarına maruz kalma olasılıklarının düşük olması nedeniyle ASR geçmişi bulunmayan agregaların bazen test sonuçlarında reaktif oldukları ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle diğer testlerle birlikte kullanılmalıdır.Bu sert test koşullarının avantajı ise çok yavaş reaksiyon gösteren ve uzun süreli harç çubuk metodu ile alkali potansiyeli belirlenemeyen agregalar için kullanışlı olmasıdır.
Beton prizma testi, 75x75x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının zamana bağlı olarak genleşme miktarının ölçülmesi ile, çimento-agrega bileşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlenir. Bu deney metodunu uzun süreli harç çubuğu metodundan ayıran en önemli özellik, harç çubuk boyutları ve harç çubuklarının hazırlanması sırasında karışım suyuna NaOH eklenerek karışımın alkali miktarının arttırılmasıdır. Beton prizma testi, 75x75x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının zamana bağlı olarak genleşme miktarının ölçülmesi ile, çimento-agrega bileşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlenir. Bu deney metodunu uzun süreli harç çubuğu metodundan ayıran en önemli özellik, harç çubuk boyutları ve harç çubuklarının hazırlanması sırasında karışım suyuna NaOH eklenerek karışımın alkali miktarının arttırılmasıdır.
Bu deney metodunda, hem ince agrega hem de kaba agreganın reaktif olup olmadığı test edilebilir. Bu deney metodunda, hem ince agrega hem de kaba agreganın reaktif olup olmadığı test edilebilir.
Bu deney metodunda ince agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan kaba agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. İnce agrega deney numune örneklerine herhangi bir elek analizi yapılmadan laboratuara geldiği şekli ile teste tabi tutulur. Bu deney metodunda ince agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan kaba agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. İnce agrega deney numune örneklerine herhangi bir elek analizi yapılmadan laboratuara geldiği şekli ile teste tabi tutulur.
Bu deney metodunda kaba agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan ince agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. Kullanılacak agreganın maksimum dane çapı 19 mm olmalıdır. Agrega hacmi beton hacminin % 70’i kadar olmalıdır. Bu oran ayarlanırken agreganın etüv kurusu halinde olmasına dikkat edilir. Bu deney metodunda kaba agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan ince agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. Kullanılacak agreganın maksimum dane çapı 19 mm olmalıdır. Agrega hacmi beton hacminin % 70’i kadar olmalıdır. Bu oran ayarlanırken agreganın etüv kurusu halinde olmasına dikkat edilir.
Harçta kullanılacak agregalar kaba agrega sınıfına giren 8–16, 16–30, 30–50 ve 50–100’nolu elek serilerinden elenerek aşağıdaki tabloda verilen karışım oran ve miktarlarında kullanılır. Harçta kullanılacak agregalar kaba agrega sınıfına giren 8–16, 16–30, 30–50 ve 50–100’nolu elek serilerinden elenerek aşağıdaki tabloda verilen karışım oran ve miktarlarında kullanılır.
Karışımda 420 kg/m3 miktarında çimento kullanılmalıdır. Çimento olarak Tip I çimento kullanılmalı ve toplam alkali içeriği % 0,9 Na2O eşdeğerinde olmalıdır. Bu eşdeğer, çimento içerisinde bulunan sodyum oksit (Na2O) yüzdesiyle potasyum oksit (K2O) yüzdesinin 0,658 ile çarpılıp toplanmasıyla bulunan değerdir. Karışımda 420 kg/m3 miktarında çimento kullanılmalıdır. Çimento olarak Tip I çimento kullanılmalı ve toplam alkali içeriği % 0,9 Na2O eşdeğerinde olmalıdır. Bu eşdeğer, çimento içerisinde bulunan sodyum oksit (Na2O) yüzdesiyle potasyum oksit (K2O) yüzdesinin 0,658 ile çarpılıp toplanmasıyla bulunan değerdir.% (%Na2O + 0,658 (%K2O)) şeklinde hesaplanır.
Deney için hazırlanan harçtaki toplam alkali miktarı çimento miktarının %1,25 kadar olmalıdır. Bu miktar, karışımda 420 kg/m3 çimento miktarı olduğu düşünülürse betonun toplam alkali içeriği 5,25 kg/m3 olur. Çimentoda bulunan toplam alkali içeriği 0,9 Na2O olduğundan dolayı betonun alkali seviyesinin istenilen seviyeye getirilebilmesi için karışım suyuna NaOH (sodyum hidroksit) çözeltisi katılır ve böylece çimentoda bulunan %0,9 Na2O değeri %1,25 Na2O değerine yükseltilmiş olur. Deney için hazırlanan harçtaki toplam alkali miktarı çimento miktarının %1,25 kadar olmalıdır. Bu miktar, karışımda 420 kg/m3 çimento miktarı olduğu düşünülürse betonun toplam alkali içeriği 5,25 kg/m3 olur. Çimentoda bulunan toplam alkali içeriği 0,9 Na2O olduğundan dolayı betonun alkali seviyesinin istenilen seviyeye getirilebilmesi için karışım suyuna NaOH (sodyum hidroksit) çözeltisi katılır ve böylece çimentoda bulunan %0,9 Na2O değeri %1,25 Na2O değerine yükseltilmiş olur.
1 m3 betondaki çimento miktarı = 420 kg 1 m3 betondaki çimento miktarı = 420 kgBetondaki alkali miktarı = 420 kg/m3 x %0,90 = 3,78 kg/m3Betonda belirlenmiş alkali miktarı = 420 kg/m3 x %1,25 = 5,25 kg/m3Betona eklenecek alkali miktarı = 5,25 kg/m3 − 3,78 kg/m3 = 1,47 kg/m3Beton karışımına eklenmesi gereken 1,47 kg/m3 Na2O miktarı için karışım suyuna eklenmesi gereken NaOH miktarı aşağıdaki kimyasal denklem yardımıyla hesaplanır.Na2O + H2O 2 NaOHBileşimin molekül ağırlığı Na2O = 61,98 NaOH = 39,997Karışım suyuna eklenecek NaOH miktarı kimyasal denklem yardımıyla orantı kurularak;1,47 x 2 x 39,997 / 61,98 = 1,898 kg/m3 bulunur.
Su/çimento oranı 0,42 ile 0,45 arasında olmalıdır. Bu oran karışımın kalıba yerleştirilmesi için yetersiz kalıyor ise oran arttırılabilir. Artırılan oran deney raporunda belirtilmelidir. Karışımda kullanılan çimento miktarı 420 kg/m3 olduğuna göre toplam su miktarı 176,4 – 189 lt arasında olmalıdır. Su/çimento oranı 0,42 ile 0,45 arasında olmalıdır. Bu oran karışımın kalıba yerleştirilmesi için yetersiz kalıyor ise oran arttırılabilir. Artırılan oran deney raporunda belirtilmelidir. Karışımda kullanılan çimento miktarı 420 kg/m3 olduğuna göre toplam su miktarı 176,4 – 189 lt arasında olmalıdır.
Hazırlanan karışım 75x75x285 mm ölçülerindeki 3 adet kalıba şişlenerek yerleştirilir. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 1,7 oC’ de 24 saat bekletilir. Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 1,7 oC (100 3 oF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir Hazırlanan karışım 75x75x285 mm ölçülerindeki 3 adet kalıba şişlenerek yerleştirilir. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 1,7 oC’ de 24 saat bekletilir. Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 1,7 oC (100 3 oF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir
%100 bağıl nemi sağlayacak şekilde tasarlanmış kap %100 bağıl nemi sağlayacak şekilde tasarlanmış kap
Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 1,7 oC (73,4 3 oF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak 7. 28. 56. günlerde ve 3, 6, 9, 12 aylarda yapılır ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir. Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 1,7 oC (73,4 3 oF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak 7. 28. 56. günlerde ve 3, 6, 9, 12 aylarda yapılır ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir.
Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır; Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır;
Harç çubuklarındaki genleşme bir yıl sonra % 0,04 veya daha fazla ise agrega potansiyel olarak zararlıdır sonucuna varılır. Bu deney metodu ince agregalar için iyi sonuçlar vermeyebilir. Bundan dolayı deney sonucu reaktif çıkmayan ince agregalar özellikle saha betonlarında reaktiflik gösterebilir. Harç çubuklarındaki genleşme bir yıl sonra % 0,04 veya daha fazla ise agrega potansiyel olarak zararlıdır sonucuna varılır. Bu deney metodu ince agregalar için iyi sonuçlar vermeyebilir. Bundan dolayı deney sonucu reaktif çıkmayan ince agregalar özellikle saha betonlarında reaktiflik gösterebilir.
Bu deney metodu hızlı harç çubuk metodu ile benzerlik gösterir. Deney için hazırlanan alkali ortam her ikisinde de aynıdır. Fark kimyasal yöntemde, agreganın reaktivitesini ölçmek için harç çubuğu yapılmaz ve direk olarak agrega, alkali ortama maruz bırakılır. Bu deney metodu hızlı harç çubuk metodu ile benzerlik gösterir. Deney için hazırlanan alkali ortam her ikisinde de aynıdır. Fark kimyasal yöntemde, agreganın reaktivitesini ölçmek için harç çubuğu yapılmaz ve direk olarak agrega, alkali ortama maruz bırakılır.
Kimyasal analiz yöntemi için reaktivitesi belirlenecek agregalardan 0,250 mm (No:50) ve 0,125 mm’lik (No:100) elekler arasında kalan malzemeden alınan örnekler akar saf su altında yıkanarak toz ve ince parçalardan arınması sağlanır. Yıkanan malzeme 24 saat süreyle 105 5 0C sıcaklıkta etüvde kurutulur. Kimyasal analiz yöntemi için reaktivitesi belirlenecek agregalardan 0,250 mm (No:50) ve 0,125 mm’lik (No:100) elekler arasında kalan malzemeden alınan örnekler akar saf su altında yıkanarak toz ve ince parçalardan arınması sağlanır. Yıkanan malzeme 24 saat süreyle 105 5 0C sıcaklıkta etüvde kurutulur.
Elenen, yıkanan ve kurutulan örneklerden elektronik tartı ile 25 g.’lık 3 adet örnek alınarak reaksiyon kabı içerisine konur. Bu kapların her birine 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi ilave edilir. 1 N NaOH çözeltisi, 900 mlt. Saf suya 40 gr sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. İçerisine örnek konulmayan dördüncü kaba sadece 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi konur bu kap referans kabı olarak kullanılır. Elenen, yıkanan ve kurutulan örneklerden elektronik tartı ile 25 g.’lık 3 adet örnek alınarak reaksiyon kabı içerisine konur. Bu kapların her birine 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi ilave edilir. 1 N NaOH çözeltisi, 900 mlt. Saf suya 40 gr sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. İçerisine örnek konulmayan dördüncü kaba sadece 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi konur bu kap referans kabı olarak kullanılır.
Örnek kaplar 80 1 0C sıcaklıkta sabit tutulan su banyosuna konarak 24 saat bekletilir. Bu süre sonunda örnekler su banyosundan çıkarılarak 30 0C sıcaklığa kadar soğutulup kapakları açılarak kuru bir kap içerisine süzülür. Homojenliğin sağlanması için karıştırıldıktan sonra bir pipet yardımıyla 10 ml. çekilerek 200 ml.lik balon jojeye alınır ve üzeri damıtık su ile 200 ml. ye tamamlanır. Bu çözelti, çözünmüş silisin ve alkali azalmasının tayini için kullanılır. Örnek kaplar 80 1 0C sıcaklıkta sabit tutulan su banyosuna konarak 24 saat bekletilir. Bu süre sonunda örnekler su banyosundan çıkarılarak 30 0C sıcaklığa kadar soğutulup kapakları açılarak kuru bir kap içerisine süzülür. Homojenliğin sağlanması için karıştırıldıktan sonra bir pipet yardımıyla 10 ml. çekilerek 200 ml.lik balon jojeye alınır ve üzeri damıtık su ile 200 ml. ye tamamlanır. Bu çözelti, çözünmüş silisin ve alkali azalmasının tayini için kullanılır.
100 ml lik bir ölçülü balon jojeye üzerine 1/1 HCl den 0,5 ml ve amonyum molibdat çözeltisinden 1 ml ilave edilip yaklaşık 10 dakika sonra kolorimetrede okunur. Kalibrasyon eğrisi yardımıyla SİO2’nin konsantrasyonu “Sc mmol/litre” olarak okunur. 100 ml lik bir ölçülü balon jojeye üzerine 1/1 HCl den 0,5 ml ve amonyum molibdat çözeltisinden 1 ml ilave edilip yaklaşık 10 dakika sonra kolorimetrede okunur. Kalibrasyon eğrisi yardımıyla SİO2’nin konsantrasyonu “Sc mmol/litre” olarak okunur.Çözünen silis konsantrasyonu aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır;
Eşitlikte; Eşitlikte;Sc = Orijinal süzüntüdeki silis konsantrasyonu (mmol/litre),V = 200 ml.’lik çözeltiden çekilen örnek hacmi (ml),C = Kolorimetrede ölçülen çözeltinin silis konsantrasyonu (mmol/litre) göstermektedir.
Hazırlanan 200 ml’lik çözeltiden 20 ml örnek alınmış 100 ml’lik bir erlenmayere konduktan sonra 2-3 damla fenolftalein çözeltisi damlatılmıştır. 0,05 N hidroklorik asit çözeltisi ile karışımın rengi pembeden beyaza döndüğü noktaya kadar titre edilmiştir. Hazırlanan 200 ml’lik çözeltiden 20 ml örnek alınmış 100 ml’lik bir erlenmayere konduktan sonra 2-3 damla fenolftalein çözeltisi damlatılmıştır. 0,05 N hidroklorik asit çözeltisi ile karışımın rengi pembeden beyaza döndüğü noktaya kadar titre edilmiştir.Alkali azalması aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır;
Eşitlikte; Eşitlikte;Rc = Alkali azalması (mmol/litre),N = Hidroklorik asidin normalitesi,V1 = 200 ml’lik çözeltiden çekilen örnek hacmi (ml),V2 = Örnek için sarf edilen hidroklorik asit hacmi (ml),V3 = Tanık örnek için sarf edilen hidroklorik asit hacmi (ml) göstermektedir.
Alkali Silika Reaktivitesinin Kimyasal Yolla Tayini”’ne göre alkali azalması (Rc) ve çözünmüş silis (Sc) değerleri kullanılarak aşağıdaki grafik yardımı ile söz konusu agreganın yeri belirlenir ve agregaların zararlı veya zararsı olduğu hakkında yorum yapılır. Alkali Silika Reaktivitesinin Kimyasal Yolla Tayini”’ne göre alkali azalması (Rc) ve çözünmüş silis (Sc) değerleri kullanılarak aşağıdaki grafik yardımı ile söz konusu agreganın yeri belirlenir ve agregaların zararlı veya zararsı olduğu hakkında yorum yapılır.
Arş.gör. Metin İPEK
.
Dostları ilə paylaş: |
