Beton Tozumazlık Testleri

Ashford Formula Sıvı Yüzey Sertleştirici Uygulanmış Betonların Testi

1-) Amaç / Hedef                        

Müşterimiz ASHFORD FORMULA Vertrieb Deutschland NORSA PLC, Almanya pazarında genel olarak beton endüstriyel döşemeler ve tesis döşemeleri sektöründe faaliyet göstermekte olan Ashford Formula’nın tek dağıtım şirketidir. Norsa şirketi bizden betonun özelliklerinin Ashford Formula ürünüyle bir yüzey işleminden nasıl etkilenebileceğine ilişkin inceleme yapmamızı talep etmiştir. İlk aşamada, müşterimiz tarafından belirtilen inceleme hedefine uygun olarak bir dizi test için bazı kriterler belirledik. Özellikle, betonu aşağıda belirtilen özellikler bakımından test etmeyi kabul ettik:

• Kürleme
• Aşınma
• Geçirimsizlik / Su geçirmezlik
• Erimiş Tuz İçinde Donmaya Karşı Direnç
• Aderans / Sürtünme Katsayısı
• Elektron mikroskobuyla inceleme

2-) İncelemeyle İlgili Genel Olgular Ve Yöntem

Test dizisi, 20/08/2001 tarihinde, TÜV Nord Bauqualitat GmbH & Co. KG tesisinin dışında (1m x1m x0.20m) test amaçları doğrultusunda bir beton döşeme dökülerek başlatıldı. Beton, bir beton kamyonuyla getirildi ve kalıbın doldurulmasından sonra betonun yoğunluğunu artırmak için özel bir makineyle sıkıştırıldı. Daha sonra, beton döşemenin yarısına, imalatçının işlem kurallarına uygun olarak Asford Formula (AT) uygulandı.

Şekil 1: deneme beton döşeme; soldaki AF uygulanmamış olan beton döşeme; sağda ise AF uygulanmış beton döşeme gösterilmektedir.

Kürleme süresi boyunca, beton döşeme örtülmeden bırakıldı. 90 gün sonra, AF ile işlem görmüş olan beton döşemeden birkaç test karotu alındı (geçirimsizlik testi haricinde). Ayrıca, test için beton numuneler döküldü.

3-) Sonuçlar

Test malzemesinin kalitesi

İnceleme işlemi süresince kullanılan beton döşeme, aşağıda belirtilen karışım tasarımıyla yapıldı.

Çimento CEM I 42.5 R       320 kg/m³,

Agregalar                              1.900 kg/m³, kum + 16mm çakıl,

Su                                          160 kg/m³

Su/çimento oranı                0.50

Katkı maddeleri                   BV: çimento ağırlığı itibarıyla %0.4

Test dizisi sırasında kullanılan malzemenin (beton) kalitesini test etmek istediğimiz için, DIN 1048 bölüm 5: “Özel olarak hazırlanmış beton numunelere ilişkin Test Prosedürleri”ne uygun olarak sıkışma dayanımını, eğilme dayanımını ve son olarak geçirimsizliğini test ettik. Tek tek her teste ilişkin ayrıntılı sonuç formları ilişikte sunulmaktadır. Ana sonuçlar aşağıda özetlenmektedir.

Tablo 1: Test döşemesinin beton kalitesi

Kürleme

İncelemenin sonraki parametresi, beton yüzeyinin AF ile işlem görmesinden sonra su

tutma etkililiğidir; bir başka deyişle, olası su buharlaşmasının yarattığı azalmadır; bu, taze beton yüzeylerinde gözlemlenecek tipik bir fenomendir. Bu nedenle, atmosferik kötü etkiye karşı direncini iyileştirmek için (Sıvı Membran – Beton için Kürleme Bileşeninin Oluşturulması) (Almanca TL NBM-StB) tayin edilmiş olan Sıvı Kürleme Maddesine ilişkin Teknik Servis Sonuçları Genel Kurallarına uygun olarak su tutma katsayısını belirledik. Yukarıda belirtilen genel kurallardan farklı olarak, 4cm x 16cm x 4cm test numuneleri kullanıldı. Kürleme bileşeni (Almanca BNM), beton yüzeyine homojen olarak tatbik edilen, ince bir tabaka oluşturan ve taze betondaki su kaybını engelleyen sıvı maddeler olarak tanımlanabilir. Bu tanım çerçevesinde, AF, yukarıda belirtilen Teknik Servis Koşulları itibarıyla tipik bir sıvı kürleme bileşeni değildir; çünkü AF yüzeyi kaplayan bir tabaka oluşturmaz. Gerçekte, AF sert bir tabaka oluşturan yüzeye yakın beton komponentlerle reaksiyona girer. Elde edilen sonuçlara ilişkin ayrıntılı açıklama, geçirimsizlik testi sertifikasıyla birlikte verilmektedir. Bu denemenin referans noktası olarak, TL NBM Gele Kurallarına göre belirlenmiş olan su tutma katsayısı (S) %26.1’dir. Aşağıdaki tablo, AF ile işlem görmüş beton ile AF ile işlem görmemiş betona ait ortalama nem kaybını göstermektedir. Ölçümler 1. gün, 3. gün ve 7. gün yapılmıştır.

Tablo 2: Nem kaybı

Test döneminde elde edilen nem kaybı rakamları karşılaştırıldığında, nem kaybı 1 gün sonra AF ile işlem görmüş betonda %30’dan azdır. 3 gün sonra, rakamlar %27 iyileşme gösterdi. Test döneminin (7 gün) sonunda, hala %21’lik bir iyileşme vardır.

Aşınmaya Karşı Direnç

AF’nin aşınmaya karşı direnç üzerindeki olası etkilerini tayin etmek için, betonun sadece AF ile işlem görmüş kısmında 3 karot alındı. Test numunelerinin hazırlanması ve setlerin kendisi, DIN 52 108 “Böhme tarafından Taşlama Diskiyle Test” talimatlarına dayanmaktadır.Betonun davranışını tayin etmek için taşlayıcıyla test yuvarlama ve/veya düşürme etkilerine maruz bırakıldı. Diğer şeylerin yanı sıra, derzsiz döşemeler için yapılan beton çimento-kum harcının aşınma direnci verileri karşılaştırma yapmak amacıyla kullanıldı. Minimum ve maksimum değerler bakımından tolerans ve ayrıca yukarıda belirtilen test dizisine ilişkin ilgili sınıflandırmalar DIN 18 560 “İnşaat Sektöründe Karo Döşemeler,” Bölüm 1, Tablo 8 ve Bölüm 7, tablo 6 içinde belirlenmektedir. Aşağıdaki tabloda, aşınma testi sırasında elde edilen sonuçlar sunulmaktadır. Bu sefer, sadece Ashford Formula ile işlem görmüş numuneleri test ettik; testler 4, 8, 12 ve 16 gün şeklinde gerçekleştirildi.

Tablo 3: Kalınlık kaybı / hacim kaybı

B 25 grubu içinde sınıflandırılmış olan bir standart beton normalde yaklaşık 15cm³/50cm²’lük bir aşınma katsayısı gösterirken, bu katsayı değeri B 35 kalite grubu olarak sınıflandırılmış olan bir beton için 12cm³/50cm²’ye kadardır. Toplam olarak, AF ile işlem görmüş beton bir kalite testi için yerine getirilmesi gereken koşulların belirlendiği DIN 18 560 Bölüm 1, tablo 8’e göre standart grup 9’a tayin edilir. DIN 18 560 tablo 6, kalite testinin geçilmesine yönelik olarak sert ince dolguyla çimento – kum harcından yapılma bir karo döşeme tarafından sağlanması gereken koşulları göstermektedir. Beton döşeme grubu ZE 65 A (sertleştirme maddeleri içeren çimento döşemeler, sınıf A, DIN 1100), hacim kaybı sınırı ortalama olarak 8cm³/50cm² ve 7cm³/50cm²’dir. Bu referans değerler ışığında, AF’nin pozitif etkisi (bkz. tablo 3) aşikardır.

Geçirimsizlik

Test numunelerinden karot alınması, test dizisinin hazırlanması ve test işlemi, DIN 1048 Bölüm 1, 2 ve 5’in teknik gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirildi. AF ile işlem görmüş betonun geçirimsizliğini test etmek için, üç tane 150mm çapında karot kullanıldı. Başlangıçta, üç karot 5 bar sabit basınç altında üç gün süresince suya yatırıldı. İncelenen özellik, suyun nüfuz etme derinliği / zaman idi. İlişikteki test sertifikalarında gösterilen nüfuz etme (penetrasyon) seviyesi, test dönemi süresince ölçülen maksimum değere karşılık gelmektedir. DIN 1045, zayıf kimyasal ataklara karşı geçirimsiz ve oldukça dirençli olarak sınıflandırılan bir beton için 50mm (müsaade edilen maksimum değer) ortalama nüfuz etme düzeyini gerekli görmektedir. Suya ve güçlü kimyasal etkilere karşı yüksek direnç kapasitesine sahip betonlar söz konusu olduğunda, bu referans değer 30mm’dir. Test numunelerinde gözlemlenen 7mm’lik bir ortalama nüfus etme derinliği, Ashford Formula ile işlem gören betonun yüksek geçirimsizliğe sahip olduğunu kanıtlamaktadır.

Tuz Çözeltisi İçinde Dona Karşı Mukavemet

Betonun dona ve tuzlara karşı mukavemet kapasitesini incelemek için, AF ile işlem görmüş betondan 5 tane 150mm çapında karot numune kullanıldı. Testler, dışarıdan soğuk hava sirkülasyonuna dayalı olarak iklimlendirme sistemine sahip bir kontrollü odanın kullanıldığı testlere ilişkin CDF-Test Talimatlarına göre yapıldı. Ayrı ayrı deneme sonuçlarına ilişkin sertifikalar ilişikte yer almaktadır. DIN 1045 “beton ve  donatılı beton, beton karışım tasarımı ve imalatı” standardı, donmaya karşı yüksek mukavemete sahip beton karışım tasarımıyla ilgili bir takım koşullar öngörmektedir. Yukarıda belirtilen DIN standardında, mukavemetin hava sürükleme maddeleriyle iyileştirilebileceği belirtilmektedir. Aşağıdaki tabloda, AF ile işlem görmüş beton / donma – çözdürme çevrimi sayısı ile ilgili test sonuçları gösterilmektedir.

Prof Setzer (Essen) tarafından belirlenmiş olan Temel Koşullara, göre, kabul edilebilir standart olarak aşağıdaki kriter kullanıldı:

Tuzlu çözelti içinde 28 donma – çözdürme çevriminden sonra ortalama kabul edilebilir ağırlık kaybı 1500g/m²’dir. AF ile işlem görmüş beton için, 32 çevrimden sonra ölçülen ağırlık kaybı, ortalama 177.3g/m² değerine ulaştı. Bu sonuçlara göre, herhangi bir hava sürükleme maddesinin katılmasına gerek yoktur. AF ile yapılan işlem bunu gereksiz hale getirmiştir. Aşağıdaki resimde, test sonrasındaki beton yüzeyi gösterilmektedir. AF ile işlem gören alan sol taraftadır. Açıkça görüldüğü gibi, AF ile işlem görmemiş alanla karşılaştırıldığında önemsiz bir bozulma etkisi göstermiştir.

Şekil 2: tuzlu çözeltide dondurma – çözdürme testlerinden sonra yüzey

Kaymanın engellenmesi / Sürtünme katsayısı

Yukarıda belirtildiği gibi, AF ile işlemde, kimyasal reaksiyonlar üst yüzey tabakasında meydana gelmektedir. Beton yaşının artmasıyla, yüzey daha homojen ve pürüzsüz görünmeye başlar. Bazı durumlarda, kaymanın engellenmesi endüstriyel tesislerdeki kullanıcılar için önemli bir konu haline gelir. Kayma mukavemetinin test edilmesine yönelik herhangi bir standart teknik yoktur; bu nedenle, bunun yerine endüstriyel döşemenin değerlendirilmesi bakımından bir takım risk grupları yaratılmıştır. Bu gruplar, farklı risk derecesi içerirler. Grup R 9 ufak riske karşılık gelirken grup R 13 kaymanın engellenmesiyle ilgili maksimum standart koşuluna karşılık gelmektedir. Bu araştırmada, AF ile işlem gören beton ile kontrol betonu (AF işlemi görmemiş beton), test edilerek sürtünme katsayısı test edildi. Test, DIN 51131 standardına uygun olarak gerçekleştirildi. Yaş ve kuru koşullardaki numuneler test edildi. Test sonuçları tablo 5’te sunulmaktadır.

Tablo 5: İşlem görmüş ve görmemiş betonun sürtünme katsayısı

Tutma (adherent) olarak sınıflandırılan prototiplerle yapılan karşılaştırma testleri sırasında, R 9 kategorisi için ölçülmüş değer (m = 0.52) ve R 10 kategorisi için (m=0.78)’dir (kaymayı engelleyici etkileri olmayan yüzeyler). Katsayısı (m) ne kadar yüksekse, yüzeyin tutma kapasitesi o kadar iyidir. Uygulamada, 0.45 veya daha iyi bir katsayıya ulaşan yüzeyler, kayma riski bakımından güvenli olarak sınıflandırılabilir. Beklendiği gibi, elde edilen katsayılar AF ile işlem görmüş yüzeyler için biraz daha azdır ve bu durum yaş yüzeylerin kuru test numunelerinden daha iyi sonuç verdiğini göstermektedir. Hem AF’li hem AF’siz olmak üzere iki beton da tutucu (adherent) olarak sınıflandırılabilir.

Elektron Mikroskobuyla İnceleme

AF ile işlemin taze beton yapısı üzerinde yaratabileceği etkiyi saptamak için, bir elektron mikroskobuyla çeşitli karşılaştırmalı analizler hazırladık. Bu testler için, hem AF’li betondan hem de AF’siz betondan alınmış beton parçaları kullanıldı. AF ile işlem gören betonun görüntü baskısı (4-6 arasındaki resimler) bir kapalı ve yoğun yapı sergilerken, AF ile işlem görmemiş beton açık gözenekler ve oyuklar göstermektedir (resim 3).

Resim: açık gözenekli yapıya sahip AF ile işlem görmemiş sıradan beton

Resim 4: kapalı ve yoğun yapıya sahip, AF ile işlem görmüş beton

Resim 5: kapalı ve yoğun yapıya sahip, AF ile işlem görmüş beton

Resim 6: kapalı ve yoğun yapıya sahip, AF ile işlem görmüş beton

4-) Özet

Yukarıda sunulan incelemenin amacı, Ashford Formula’nın taze beton yüzeylerine uygulanmasının beton özellikleri üzerindeki olası etkisine ilişkin bir görüş oluşturmaktır. Test dizisi, AF ile işlem görmüş beton ve AF ile işlem görmemiş beton arasında bir karşılaştırma yapılmasına ve başlangıçta saptanan test kriterlerinin dikkate alınmasına dayanıyordu. Aşağıdaki çizimler, farklı testlerin sonuçlarını kısaca özetlemektedirler Daha ayrıntılı bilgi için, lütfen ilişikteki sertifikalara barınız.

Kürleme

Water loss: Su kaybı

With Ashford Formula: Ashford Formula ile

Acceptance test criterion/standard concrete: kabul test ikriteri/standart beton

Concrete age, days: Beton yaşı, gün

Şema 1: Su tutma kapasitesinin iyileştirilmesi – %30 (1 gün sonra); %27 (3 gün sonra) ve %21 (7 gün sonra)

Böhme DIN 52 108’e göre aşınma mukavemet testi

Volume loss: Hacim kaybı

Beton

*- sertleştirme maddeleri içeren çimento döşemeler

Şema 2. Aşınmaya karşı mukavemetin artması

DIN 1048 T.5’e göre su geçirimsizliğinin tayini

Maximum penetration: Maksimum nüfus etme

Şema 3. Su mukavemetinin artması

Donma-Çiğ-Tuz Mukavemeti

CDF Testi

Weathering: Dış hava koşulları

AF-Beton

Acceptance test criterion/standard concrete: kabul test kriteri/standart beton

Dondurma-Çiğ-Değişim Sayısı

Şema 4: Donmaya ve tuzlu çözeltiye karşı mukavemetin artması

DIN 51131’e uygun olarak kayma direnci özelliğinin tayini

Coefficient of friction: Sürtünme katsayısı

Ashford-treated: Ashford işlemli

Untreated: işlem görmemiş