Beton Nedir? Özellikleri ve İlgili Tüm Bilgiler, Avantajları-Dezavantajları

Betonun Tanımı

“Beton”, agrega, çimento, su ve gerektiğinde bazı katkı maddelerinin birlikte karıştırılması ile elde edilen önemli bir yapı malzemesidir. Beton, günümizde büyük küçük birçok yapıda kullanılmakta olan en önemli ve popüler yapı malzemelerindendir.

Beton agregaları minerallerden oluşmuş taneli malzemelerdir.  Kum, çakıl ve kırma taş normal ağırlıklı beton yapımında en çok kullanılan agrega cinsleridir. (Agrega Nedir?) Türk Standartlarının tanımlamasına göre elendiğinde 4 mm göz açıklıklı kare delikli elekten geçebilen boyutlardaki agregaya ince agrega ve bu elek üzerinde kalan agregaya iri agrega denilmektedir. Agregalar beton hacminin dörtte üçünü oluştursa da, betonun aktif bileşeni çimento macunu olup, betonun özellikleri ve performansı büyük ölçüde çimentonun özellikleri tarafından belirlenmektedir. Çimentolar ise bağlayıcı özelliğe sahip malzemelerdir.  Çimentonun sağlayabileceği bağlayıcılık özelliği, bu malzemenin su ile birlikte karıştırılması sonucunda elde edilmektedir. (Çimento Türleri, Bileşenlerine Göre Çeşitleri ve Özellikleri)

Beton üretiminde amaç mümkün olduğu kadar boşluksuz ve yüksek mukavemetli bir beton elde etmektir. Bunun yanı sıra fiziksel ve kimyasal dış etkilere dayanıklılığı belirleyici parametreler arasındadır. Bir yapı malzemesi olarak kullanılan betonun göz önünde bulundurulan en önemli fiziksel özellikleri mukavemeti, gözenkliliği, geçirgenliği, yoğunluğu, elastikliği ve termal özellikleridir.

Türk beton standarttı TS 11222 Şubat 1994’ de kabul edilmiştir. Bu standart Türkiye’ de beton konusunu doğrudan doğruya kapsayan ilk standarttır. Daha sonra Avrupa standartları kapsamında yenilenmelere giderek TS EN 206 olarak revize edilmiştir.

Günce Hazır Beton m3 Fiyatlarına Buradan Ulaşabilirsiniz.

Çimento Hamuru Nedir?

Çimento ve su karışımından meydana gelen malzeme, “çimento hamuru” olarak isimlendirilmektedir. Betonda çimento hamurunun işlevi;

• agrega tanelerinin yüzeyini kaplamak,
• agrega taneleri arasındaki boşlukları doldurmak,
• agrega tanelerini bir arada tutacak şekilde bağlayıcılık sağlamaktır.

Bu bakımdan beton, “çimento hamurundan ve agregalardan oluşan kompozit bir malzeme” olarak da tanımlanabilmektedir. (Betonun içeriği ve karışımı) (Güncel çimento fiyatları)

Harç Nedir? Beton Harcı

Çimento, su ve ince agreganın karışımından oluşan malzemeye harç denilmektedir. Harç içerisinde iri agrega bulunmayan beton türüdür. Çimento ve suyun birleştirilmesi ile elde edilen çimento hamuru, başlangıçta, plastik (yumuşak ve şekil verilebilir) bir malzeme durumundadır. Ancak, çimento ve su arasında hemen başlayan ve devam etmekte olan kimyasal reaksiyonların (hidratasyonun) etkisiyle,  çimento hamurunun başlangıçtaki plastik özelliği zaman ilerledikçe azalmaktadır. (Hidratasyon Nedir?)  Böylece,  bir veya birkaç saat içerisinde çimento hamuru katılaşmakta ve daha sonra da tamamen sertleşmiş bir duruma gelmektedir.

Çimento hamurunun ilk zamanlarda plastik özellik göstermesi nedeniyle beton,  ilk karıştırılldığı zamanı takip eden bir veya birkaç saatlik süre içerisinde plastik yapısını korumaktadır.  O nedenle,  elde edilen plastik durumdaki taze betonun, istenilen şekildeki bir kalıba yerleştirilebilirmesi, sıkıştırılabilmesi ve yüzeyinin düzeltilebilmesi mümkün olmaktadır. Çimento hamurunun zaman ilerledikçe daha katı ve sert bir özellik kazanması nedeniyle, betonda da sertleşme ve dayanım artışı meydana gelmekte,  istenilen boyutlarda ve şekilde taş gibi sert bir malzeme elde edilebilmektedir.

İnsanların yaşadıkları evlerin, çalıştıkları iş yerlerinin, eğitim gördükleri okulların, spor yaptıkları tesislerin, arabalarını park ettikleri park yerlerinin ve garajların büyük bir bölümünün yapımında beton kullanılmaktadır. Üzerinde yürünen kaldırımlar, seyahat edilen veya insanların ihtiyacı olan malların getirilip gönderildiği karayollarının, demiryollarının, havaalanlarının ve limanların yapımında da beton kullanılmaktadır. İçme suyunun veya atık suların depolandığı tanklar ve bu suların taşındığı borular betondan yapılmaktadır. Enerji üretimi için kurulan barajların ve atom veya reaktörlerinin bir bölümünde ve enerji nakli için kullanılan direklerin yapımında yine beton kullanılmaktadır. Betonun bu gibi kullanım alanlarına örnekleri daha da artırmak mümkündür.

Taze Beton Nedir?

Betonun plastikliğini koruduğu süredeki durumuna, yani, malzemelerin karıştırılması ile elde edilen plastik durumun, çimento ve su arasındaki kimyasal reaksiyonlar nedeniyle giderek azalıp, katılaşmanın başladığı ana kadarki haline taze beton denilmektedir.

Sertleşmiş Beton Nedir?

Betonun katılaşma sonrasındaki durumu sertleşmiş beton olarak anılmaktadır.

Yapıda istenilen şekil ve boyutlarda betondan yapılmış elemanların kullanılması için,  önce o şekil ve boyutlarda kalıplar hazırlanmakta ve içerilerine taze beton yerleştirilmektedir. Kalıpların içerisindeki beton yeterince sertleşip dayanım kazandıktan sonra da kalıplar sökülmektedir. Betonun sertleşmesi ve dayanım kazanması kalıpların sökülmesinden sonra da devam etmektedir. Bazen istenilen şekil ve boyutlardaki kalıplar kullanılarak, içerisinde çelik donatı bulunmayan veya çelik donatı ile takviye edilmiş beton elemanlar bir fabrikada önceden üretilmekte ve sertleşmiş durumdaki bu elemanlar yapının bulunduğu yere taşınarak kullanılmaktadırlar.  Beton bloklar,  direkler,  borular, panel duvarlar, kirişler, döşemeler gibi elemanlar, önyapımlı, (önüretimli, prefabrike)  elemanlara örnek olarak belirtilebilir. (Prefabrik Yapıların Avantajları ve Dezavantajları)

Betonun Özelliklerini Etkileyen Faktörler

Gerek taze betonun ve gerekse sertleşmiş betonun tüm özellikleri,  beton karışımının oluşturulmasında kullanılan çimentonun,  agreganın,  suyun ve katkı maddelerinin özellikleri ve karışım içerisinde yer almış oldukları oranlar tarafından etkilenmektedir. Sertleşmiş beton taze betonun katılaşmasından sonraki safhadaki durumu olarak tanımlandığı için, sertleşmiş betondan beklenilen performans, önemli ölçüde taze betonun özelliklerine bağlı olmaktadır. Sertleşmiş betonun özelliklerini çok etkileyen başka faktörler de bulunmaktadır. Bunlar:

• taze betonun uygun tarzda taşınması,
• betonun yerine yerleştirilmesi,
• sıkıştırılması,
• yüzeyinin düzgünleştirilmesi
• hidratasyonunun sağlıklı şekilde gerçekleştirilebilmesi için betonun kür edilmesi (bakım)

işlemleridir.

Betonun Avantajları ve Dezavantajları

Diğer yapı malzemelerine göre betonun avantajları ve dezavantajları şu şekilde sıralanabilir.

Betonun Avantajları

Betonun çok değişik yapılarda çok değişik amaçlarla kullanılan önemli ve popüler bir yapı malzemesi olmasının nedenleri, bu malzemenin sahip olduğu üstün özelliklerden ileri gelmektedir. Betonu diğer yapı malzemelerinden daha elverişli kılan özellikleri, betonun avantajları olarak adlandırmak mümkündür.

Betonun avantajları aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

1. Taze betonun plastik özelliği nedeniyle, istenilen şekil ve boyutlardaki beton elemanlar kolayca üretilebilmektedir. Taze betonun plastik bir yapıya sahip olması ve bu özelliğini birkaç saat süreyle koruyabilmesi nedeniyle, taze betonu istenilen şekil ve boyutlardaki kalıpların içerisine kolayca yerleştirebilmek mümkündür. Betonun yeterince sertleşmesinden sonra kalıpların sökülmesiyle de istenilen şekil ve boyutlarda sertleşmiş beton elemanlar elde edilebilmektedir.
2. Sertleşmiş beton elemanlar yapıdaki yerinde üretilebildiği gibi bir fabrikada da önceden üretilebilmektedir ve yapıya sertleşmiş beton elemanları olarak getirip kullanılabilmektedir. Projesine uygun şekil ve boyutlardaki beton elemanların üretilmesi işlemi, genellikle yapıdaki yerinde yapılmaktadır. Bunun için yapıdaki yerinde hazırlanan kalıpların içerisine taze beton yerleştirilmekte ve beton yeterince sertleştikten sonra kalıplar sökülmektedir. (Hazır Beton ve Üretimi) Öte yandan, beton bloklar, borular, direkler, kirişler, duvarlar gibi bazı elemanlar bir fabrikada önceden üretilebilmektedir ve sertleşmiş durumdaki bu ön yapımlı elemanlar yapıdaki yerlerine taşınarak kullanılabilmektedir. (Prefabrik Taşıyıcı Sistemler Nelerdir?)
3. Beton yerleştirme yöntemlerinde çeşitlilik ve kolaylık bulunmaktadır. Taze betonun plastik özelliğe sahip olması nedeniyle yapının bulunduğu yerdeki erişilmesi güç noktalara bu malzemenin pompalanarak taşınabilmesi veya değişik eğimli yüzeylere püskürtülerek yerleştirilebilmesi mümkündür. (Püskürtme Beton (Shotcrete Beton) Nedir?)
4. Sertleşmiş beton oldukça yüksek basınç dayanımına sahiptir. Uygun malzemelerle ve uygun yöntemlerle üretilen betonların basınç dayanımları basur doğal taşların basınç dayanımlarına  yakın değerler gösterebilmektedir. (Beton Basınç Dayanımları)
5. Sertleşmiş beton, hizmet gördüğü süre boyunca çevrede oluşan yıpratıcı etkenlere karşı diğer yapı malzemelerinin çoğundan daha dayanıklıdır. Bakım işlemleri ve masraf gerektirmemektedir. (Betonarme Binaların-Yapıların Ömrü Ne Kadardır?)
6. Beton, ahşap gibi kolayca yanmamakta, çelik gibi kolayca korozyona uğramamaktadır. (Korozyon Nedir?) Dışarıyla temasta bulunan ahşap malzemeye bir süre sonra verniklemek veya boyamak ya da çelik malzemeyi korozyondan koruyabilmek amacıyla boyamak gerekirken, sertleşmiş beton için bu tür bakım önlemleri gerekmemektedir.
7. Beton çelik donatılarla çok iyi aderans (kenetlenme) özelliğine sahiptir. (Aderans Nedir?) Betonun çekme ve eğilme dayanımları düşük olduğundan, beton elemanların çekme ve eğilmeye maruz kalacak bölgelerinde çelik çubuklar yerleştirilerek, bu tür yükler çelik tarafından taşıtılmaktadır. Beton ve çelik çubuklar arasında çok iyi bir aderans olması, bu iki malzemenin tek bir malzemeymiş gibi davranmasını sağlamaktadır. Ayrıca beton ve çeliğin ısısal genleşme katsayılarının çok farklı olmaması, sıcaklık değişiklikleri nedeniyle bu iki malzemenin çok farklı davranmasını önlemektedir. (Betonun Isı Genleşme Katsayısı ve Isı Geçirgenliği)
8. Beton, diğer yapı malzemelerine göre daha ekonomiktir. betonu oluşturan malzemeler arasında enerji harcanarak fabrikada önceden üretilmiş olanı sadece çimentodur. Beton hacminin yaklaşık dörtte üçünü oluşturan agregalar, çimentoya göre çok daha ucuzdur. Ayrıca agregalar su ve gerektiğinde beton yapımında kullanılan ince taneli mineral katkılar, yapının bulunduğu bölgeden temin edilebilmektedir. Bölgesel malzemelerin kullanılması betonun ekonomik olmasına yol açabilmektedir. Beton üretiminde ve kullanımında yeterli bilgiye ve deneyime sahip mühendis veya teknik adamlara ihtiyaç olmakla birlikte, iş hacminin büyük bir bölümü kalfalar veya düz işçiler tarafından yürütülmektedir. Bu durum da ekonomiklik sağlayabilmektedir.
9. Beton, estetik amaçlarla kullanılmaya uygun özellikte bir malzemedir. Beton elemanları istenilen şekil ve yüzey dokusu verilebilmekte, renklendirici katkı maddelerinin yardımıyla istenilen renkte beton üretilebilmektedir. (Brüt Beton)

Betonun Dezavantajları

Mükemmel bir yapı malzemesi olarak nitelendirilebilecek olan betonun, diğer yapı malzemelerine göre bazı eksik yanları da mevcuttur. Bu eksiklikler betonun dezavantajları olarak adlandırılabilmektedir. Aslında betonun dezavantajı olarak belirtilebilecek özelliklerin hiçbiri, betonun kullanımına engelleyecek nitelikte değildir. Ancak, betonun dezavantajlarının bilinmesi ve bu eksiklikleri giderebilecek önlemlerin alınması gerekmektedir.

Betonun dezavantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir

1. Sertleşmiş  betonun çekme dayanımı düşüktür. Beton çekme veya eğilme yükleri altında kolayca çatlayabilmektedir dolayısı ile beton elemanların çekmeye veya eğilmeye maruz kalabilecek bölgelerinde çelik donatıların yerleştirilmesi ve bu elemanların betonarme veya öngerilmeli beton elemanlar olarak kullanılması gerekmektedir.
2. Sertleşmiş beton gevrek özelliğe sahiptir. Betonun gevrek bir malzeme olması, darbe yükleri karşısında yeterince dayanıklı olmamasına yol açmaktadır. Metallerle karşılaştırıldığında, betonun darbe dayanımı ve tokluk kapasitesi oldukça düşüktür.
3. Beton, çevreden maruz kalabileceği ıslanma kuruma veya sıcaklık değişiklikleri karşısında bir miktar hacim değişikliği gösterebilmektedir. Taze beton koruma nedeniyle büzülmektedir; sertleşmiş beton, ıslandığı takdirde az da olsa genleşmektedir. (Rötre-Büzülme) Çevre sıcaklığının artması ve içerisindeki suyun bir bölümünü kaybetmesi (kuruması) ile de zamanla betonda büzülme oluşabilmektedir. O nedenle, yol, park yeri, havaalanı ve benzeri yapılarda, beton bloklar arasında derz denilen kısa bir aralık bırakmak ve böylece çatlamaları kontrol altında tutmak gerekmektedir. (Beton Neden Çatlar?)
4. Beton birçok yapı malzemesi gibi sabit yükler altında zamanla kalıcı deformasyon gösterebilmektedir. Normal servis koşullarında beton, taşımakta olduğu sabit yüklerin etkisiyle zamanla bir miktar kalıcı deformasyon (sünme) gösterebilmektedir. Öngerilmeli beton elemanlardaki betonun sünme göstermesi, önceden gerilmiş durumda olan çelik donatılar üzerindeki gerilme etkisini azaltabilmektedir. O nedenle, proje hesaplarının, betonun büzülme veya sürme özellikleri göz önünde tutularak yapılması gerekmektedir.
5. Beton, mükemmel bir geçirimsizliğe sahip değildir; içerisine bir miktar su veya zararlı maddeler içeren sular sızabilmekte ve betonun dayanıklılığını azaltabilecek olaylara neden olabilmektedir. Betonun içerisine su sızması ve bu suyun donması betonun çatlamasına yol açabilmektedir. Ayrıca betonun içerisine sülfatlı veya asitli suların sızması durumunda, genleşme meydana gelmekte ve sertleşmiş betonun çatlamasına neden olabilmektedir. (Betonda Karbonatlaşma Nedir? Nasıl Oluşur?) Betonun su geçirimsizliğini artırmak için beton karışımının hazırlanmasında su/çimento oranının düşük tutulmasına dikkat edilmektedir. Sık sık ıslanma ve donma koşullarına maruz kalacak betonlar hava sürüklenmiş beton olarak yapılmaktadır. (Betonun Su-Nem İçeriğinin Önemi)
6. Betonlardaki dayanım/ağırlık oranı metallerde olduğu kadar yüksek değildir. Yüksek değerdeki yüklerin taşınabilmesi için metallere göre daha büyük boyutlarda beton elemanların kullanılması gerekmektedir.

Betonun Mukavemeti

Betonun mukavemetini belirleyen temel faktörler; agrega cinsi ve granülometrisi, çimento cinsi ve dozajı, su/çimento oranı ve betonun sıklığını belirleyen kompasitesidir. Mukavemetin maksimum seviyede olması için hedeflenmesi gereken özellik, betonun yoğunluğudur. Mümkün olduğu kadar yüksek yoğunlukta beton elde etmek amaçlanır. Beton yoğunluğunun büyük olması için ince ve kaba agreganın granülometrisi çok önemlidir.

Beton karışımında teorik olarak tüm koşullar yerine getirilmiş olsa bile, betonun nakli ve yerleştirilmesi sürecinde dengenin bozulmaması için, etkili bir işlenebilirlik özelliğine sahip olması gerekir. Beton mukavemetine etki eden en önemli özelliklerden birisi de çimentonun cinsi ve özellikleridir. Bu etki hidratasyon sürecinin hızlı veya yavaş ilerlemesiyle birebir ilişkilidir. Hidratasyonun hızlı ilerlemesi durumunda betonun mukavemeti kısa zamanda artar.

Beton ile ilgili tüm içeriklere buradan ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar:
Beton-Genişletilmiş 2. Baskı- Turhan Y. ERDOĞAN-ODTÜ Yayıncılık
Melih ÖZDURAN-POLİKARBOKSİLAT ESASLI SU KESİCİ/KIVAM KORUYUCU BETON KATKI MALZEMESİNİN ÜRETİMİ VE BETON ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Akçansa, T. N. (2012). Çimentonun Hidratasyonu.
TS-EN 934-2. (2002). Kimyasal katkılar—Beton, harç ve şerbet için—Bölüm 2: Beton katkıları—Tarifler, özellikler, uygunluk, işaretleme ve etiketleme.