SICAK HAVA KOŞULLARINDA BETON UYGULAMALARI
Sıcak hava koşulları” aşağıda belirtilen koşullardan birinin veya birkaçının bir araya gelerek oluşturduğu ortamdır:
- Aşırı hava sıcaklığı,
- Düşük relatif nem yüzdesi,
- Hızlı esen rüzgarlar,
- Güneş ışınları.
(Aşırı) Sıcak hava:
Beton dökümü sırasında ortalama sıcaklığın ardarda üç gün süre ile + 30 ºC’ın üstünde bulunduğu sürekli hava durumu olarak tanımlanmaktadır.
Sıcak hava koşulları; beton üretimini, yerleştirilmesini, kür edilmesini ve betonun tüm özelliklerini olumsuz etkiler. Bu koşulların beton yapımı ve beton özellikleri üzerindeki olumsuz etkileri genel olarak taze beton sıcaklığının artmasından ve buna bağlı olarak hem hidratasyonun çok hızlı meydana gelmesinden hem de betonun içerisindeki suyun hızla buharlaşmasından kaynaklanmaktadır.
TS 1248 Standardına göre, beton döküm sırasında hava sıcaklığının normal kabul edileceği değerler 5-30 ºC’dır. 5 ºC’ın altı ve 30 ºC’ın üstü anormal hava koşulları olarak kabul edilmektedir.
Sıcak Hava Koşullarının Taze Beton Özeliklerine Etkileri
Sıcak hava koşullarının taze beton üzerindeki etkilerini aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür:
Taze betonda aynı kıvamı elde etmek için daha çok miktarda karma suyuna ihtiyaç vardır:
Sıcaklık arttıkça suyun buharlaşma hızı sıcaklık artışına bağlı olarak artar. Buharlaşmanın artışı, taze betonda aynı kıvamı elde edebilmek için kullanılan karma suyunun artmasına neden olur.
Taze Betondaki “çökme (slamp) kaybı” daha hızlı ve daha çok olur:
Karılma işleminin tamamlandığı anda belirli bir kıvama sahip olan beton, yerleştirildiği anda aynı kıvamı gösterememekte, taze beton kıvamında bir miktar azalma olmaktadır.
Karışıma eklenen karma suyu iki ana özeliği gerçekleştirir:
1) Çimento hidratasyonu,
2) Taze betonun işlenebilme kabiliyeti.
Sıcak hava koşullarında buharlaşma hızı normal koşullara göre daha hızlı olduğundan zaman ilerledikçe (taze betonu taşıma ve yerleştirme işlemlerine bağlı olarak) karma suyu buharlaşır, işlenebilirlik için gereken su miktarı azalır ve kıvam düşer.
Taze betonun priz başı ve priz sonu daha hızlı gerçekleşir:
Sıcak hava koşulları, beton sıcaklığının artmasına bununla beraber çimento hidratasyon hızının da artmasına neden olur. Çimentonun su ile yaptığı hidratasyon reaksiyonunda yüksek sıcaklık katalizör görevi yapar.
Betondaki plastik rötre (plastik büzülme) çatlaklarının oluşmasına neden olur:
Taze betonun içerisinde bulunan suyun terleme nedeniyle betonun üst yüzeyine çıkma hızı, bu suyun buharlaşma hızından daha yavaş olduğu taktirde beton yüzeyi kuruyarak büzülme göstermektedir. Sıcak hava koşulları, betondaki suyun buharlaşma hızını arttırmakta ve plastik rötre çatlaklarının (plastik büzülme çatlakları) artmasına neden olmaktadır.
Sıcak Hava Koşullarının Sertleşmiş Beton Özeliklerine Etkileri
Sıcak hava koşulları taze beton için gereken su miktarını, betonun sıcaklığını, betondaki suyun buharlaşmasını ve bunlara bağlı olarak betonun içerisinde yer alan çimentonun hidratasyon hızını önemli ölçüde arttırarak etkilemektedir.
Sıcak hava koşullarında hazırlanıp, yerleştirilen ve kür edilen betonlarla aynı işlemleri yaklaşık 20 ºC’ta (normal koşullarda) görmüş olan betonlar karşılaştırıldığında sıcak hava koşullarının etkileri şu şekilde sıralanabilir:
Sertleşmiş betonun dayanımı bir miktar azalabilir:
Sıcak hava koşullarında hazırlanan, yerleştirilen ve kür edilen betonların, hidratasyon hızının artışından dolayı, erken yaşlarda (1-2 gün) daha yüksek dayanıma sahip olmalarına karşın, 28 gün veya daha sonraki günlerde dayanımları düşük olmaktadır.
Sertleşmiş betonun gözenekliliği ve geçirimliliği artar:
Sıcak havada istenilen kıvamı sağlayabilmek için daha fazla karma suyu katılarak yerleştirilen beton suyun daha sonra buharlaşmasıyla betonda boşluk oluşmasına neden olur. Dolayısıyla betonun geçirimililiği artar. Bu tür betonların dayanım ve dayanıklılıkları da daha az olur.
Çatlak riski daha fazladır:
Sıcak havada yerleştirilen beton sıcaklığı ile beton soğuduktan sonraki sıcaklık arasındaki fark, normal koşullarda yerleştirilen beton sıcaklığı farkından daha büyüktür. Sıcaklık farkının büyümesi, betonun çatlama eğilimini arttırır, ayrıca yol kaplamaları, saha betonları gibi kalıplanmamış yüzeylerde güneş ışınları ve şiddetli rüzgar çatlak riskini oldukça arttırır.
Sertleşmiş betonda rötre çatlağı riski artar:
Sıcak hava koşullarında üretilen betonların içerisinde bulunması gereken su miktarı yüksek olduğundan, betondaki kuruma ve rötre (büzülme) de daha fazla olmaktadır.
Sıcak Hava Koşullarında Alınması Gereken Önlemler
Betonu oluşturan malzemelerin soğutularak kullanılması:
Beton karışımında yer alacak malzemeler arasında pratik açıdan soğutulması en kolay olan sudur. Üstelik suyun kabul edilen özgül ısı değeri, agregaların özgül ısı değerinden 5 kat daha fazladır (suyun kabul edilen özgül ısı değeri: 1 kal/gºC iken, agreganın kabul edilen özgül ısı değeri 0.22 kal/gºC’dır).
Ancak şu da unutulmamalıdır ki: agregalar bir beton karışımında toplam hacmin ortalama % 70’ini oluştururlar.
Hidratasyon ısısı az olan çimento kullanılması:
Sıcak hava koşullarında hidratasyon ısısı düşük olan yüksek fırın cüruflu, traslı vb. çimentoların kullanılması hidratasyondan dolayı beton sıcaklılığının çok artmamasını sağlar.
Su azaltıcı ve priz geciktirici katkı maddeleri kullanılması:
Sıcak hava koşullarındaki beton karışımının su ihtiyacı arttığından ve çimentonun hidratasyonu hızlandığından, betonun priz alma süresinde ve çökme değerinde önemli azalmalar olmaktadır. Bu azalmaları önleyebilmek için priz geciktirici ve/veya su azaltıcı kimyasal katkı maddeleri kullanılmalıdır.
Taze betonun yerleştirilmesinden sonra bünyesinde bulunan suyun buharlaşmasını önleyici tedbirler alınması:
1. Beton ile temas ederek betondaki suyun bir kısmını emebilecek bütün malzemeler önceden ıslatılmalıdır.
2. Kalıpların ve betonarme donatının da taze betonun yerleştirilmesinden hemen önce ıslatılmasında fayda vardır.
3. Zeminin ve çevrenin ıslak tutulması hem çevredeki hava sıcaklığının hem de relatif rutubetin artması bakımından yararlıdır.
4. Mikser, pompa vb. makinalar betonu yerleştirme esnasında mümkünse gölgede tutulmalıdır.
İşin önceden planlanması:
Sıcak iklim koşullarının olumsuz etkilerini azaltmak için hazırlanmış olan beton karışımının mümkün olan en kısa sürede yerine yerleştirilmiş ve sıkıştırılmış olması gerekmektedir.
Kür işleminin geciktirilmeden başlatılması:
Beton içerisindeki suyun buharlaşarak kaybolmasını önleyebilmek için, mümkün olan en kısa sürede kür işlemine başlanmalıdır. Beton yüzeyinin ıslatılması ile yapılan kür işlemine en az 7 gün devam edilmelidir. Eğer mümkün ise bu süre 10- 15 güne çıkarılmalıdır.
Kalıplanmamış yüzeylerin korunması:
Özellikle güneş ışınları, rüzgar vb. gibi zararlı dış etkilere maruz yüzey betonları çatlak riskinin en fazla olduğu yerlerdir. Bu tip betonlar zararlı dış etkilere karşı rüzgar koruyucular, ıslak örtü, çuval gibi malzemelerle koruma altına alınmalıdır.