Geçirimli Beton-Poroz Beton ve Özellikleri

Geçirimli beton; Portland çimentosu, kaba agrega, kimyasal katkı, su ve az miktarda ya da hiç ince agrega kullanılmadan oluşturulan neredeyse sıfıra yakın çökme gösteren boşluklu yapıya sahip beton olarak tanımlanabilir.

Doğru tasarlanmış geçirimli beton yağışın akışa dönüş oranını azaltmada başarılı bir malzemedir. Aynı zamanda geçirimli betonun içerdiği boşluklar sayesinde araç tekerlerinden kaynaklanan gürültüyü emebilmesi, ağır kirletici metalleri bünyesinde tutarak drene edilen suyun kalitesini arttırması (filtreleyici), bünyesindeki boşlukların sıcaklığı hapsedebilmesi sayesinde şehirlerde oluşan kentsel ısı adası etkisini elimine edebilmesi en önemli avantajlarındandır.

Geçirimli beton-poroz beton yüzeyler kentleşmenin bu olumsuz etkisini yüzeysel su akışlarını azaltarak etkisizleştirmekte ve drenajla beraber su kaynaklarını korumaktadırlar. Buna ek olarak geçirimli betonlar, boşluklu bir yapıya sahip olmasıyla saklama alanı olarak da görev alarak yağmur suyunun filtrasyon sürecini, boşluklarındaki aerobik bakterilerin zararlı kirleticiler ve kimyasalların yıkanmasına yardımcı olmasıyla, sağlayarak temiz suyun toprağa iletilmesini sağlayabilirler.

Geçirimli Beton Nerelerde Kullanılır? Geçirimli Beton Uygulamaları

Geçirimli beton-poroz betonun yüksek oranda içerdiği boşluklardan suyu drene edebilmesi, yağmur suyunu yeraltına süzerek yüzeysel su akışını azaltması, yeraltı su kaynaklarını koruması, sürdürülebilir inşaatı desteklemesi, çevre ile alakalı endişeleri gidermeye yönelik çözümler sağlaması sebebiyle Birleşik Devletler Çevre Koruma Dairesi tarafından en iyi “yağmur suyu yönetim çözümlerinden biri” olarak tanımlanmış ve yerleşim yoğunluğu düşük bölgelerde uygulama yükümlülüğü getirilmiştir.

Geçirimli Betonun Uygulama Alanları

“Geçirimli betonun yaygın olarak kullanıldığı alanlar” aşağıda sıralanmıştır;

• Kaldırımlar ve yollar,
• Otoparklar,
• Yaya geçitleri,
• Tenis kortları,
• Bahçe avluları,
• Yüzme havuzu kenarları,
• Geçirimli temel uygulamaları,
• Sera altı döşemeleri ve
• Peyzaj düzenlemeleri.

Geçirimli Beton Karışım Oranları

Geçirimli betonda geçirimlilik özelliğinin sağlanması için karışım tasarımının beton bünyesinde birbirleriyle bağlantılı boşluk oluşumuna izin vermesi gerekmektedir. Bundan dolayı geçirimli betonun karışım oranları geleneksel betondan farklılık göstermektedir. Geçirimli betonun mekanik özelliklerini etkileyen en önemli parametreler: agrega/çimento ve su/çimento oranıdır. Agrega/çimento oranın geçirimli betonun mekanik özellikleri üzerine etkisi daha barizdir. Geçirimli beton-poroz beton için çeşitli karışım tasarım metotları önerilmiştir. Bunlardan en çok kullanılanı “mutlak hacim” yöntemidir (ACI 522R-10, 2010). Bundan başka araştırmacılar tarafından önerilen “artık çimento hamuru” teorisine (excess paste theory) dayanan karışım tasarım metodu da bulunmaktadır. Geçirimli beton için önerilen tipik karışım oranları şu şekildedir;

Bağlayıcı malzeme (kg/m3): 270-415

Agrega (kg/m3): 1190-1480

Agrega/çimento oranı (ağırlıkça): 4:1-5,5:1

Su/çimento oranı (ağırlıkça): 0,27-0,34

Geçirimli Beton Yapımında Kullanılan Malzemeler

Agregalar

Geçirimli beton yapımında kullanılan agrega kalitesi geleneksel betonda kullanılan agregada olduğu gibi önemlidir. Yassı ve uzun agregalardan kaçınılmalıdır. İnce agregalar birbirleriyle bağlantılı boşluklu yapı istenmesinden dolayı ya az miktarda kullanılmakta ya da hiç kullanılmamaktadır. Kaba agrega tane boyut dağılımı ise genellikle dar bir alanda tutulmaktadır. Kaba agrega büyüklükleri genellikle 9,5 mm ile 19 mm arasında değişse de çeşitli araştırmalarda daha küçük ve büyük agregalar da kullanılmaktadır (ACI 522R-10, 2010). Agregalar ASTM D 448 ve TS 706 EN 12620 standartlarına uygun olarak seçilmelidir.

Bağlayıcı Malzemeler

Geçirimli betonda geleneksel betonda olduğu gibi; Portland çimentosu ana bağlayıcı malzeme olarak kullanılır. Tamamlayıcı bağlayıcı malzemeler olarak uçucu kül, öğütülmüş yüksek fırın cürufu, silis dumanı Portland çimentosuna ilave ederek kullanılabilir.
Ancak bu malzemelerin hangi miktarlarda ilave edileceğine; geçirimli betonun boşluk yapısı, dayanımı, geçirimliliği ve hidratasyona başlama süresi gibi özellikleri üzerinde ne gibi etkileri olduğunun önceden test edilerek doğrulanmasıyla karar verilmesi doğru olacaktır.

Su

Geçirimli betonda kullanılacak suyun kalitesi geleneksel betonda olduğu üzere içilebilir kalitede olmalıdır (ACI 301). Göreceli olarak daha düşük su/çimento oranı (0,26-0,40) kullanılmalıdır çünkü fazla miktardaki su gözenekli sistemdeki boşlukların çimento hamuru ile tıkanmasına yol açacaktır fakat az miktarda su kullanılması da kıvamı
etkileyeceğinden sıkıştırma problemlerine yol açabilecektir (ACI 522R-10, 2010).

Geleneksel beton için geçerli olan su/çimento oranıyla basınç dayanımı ilişkisi geçirimli beton -poroz beton için geçerli değildir. Yüksek oranda su/çimento oranı agregalardan çimento pastasının akmasına neden olarak boşlukları doldurabilir, düşük su/çimento oranı ise agregalar arası adhezyon azalmasına yol açabilir. Doğru miktarda su içeriğinin, taze
haldeki geçirimli betonun agregaları arasından çimento pastasının akarak boşluk sistemine zarar vermeyecek ve avuca alındığında taze haldeki betonun top şekline getirebilecek miktarda olduğunu belirtmiştir.

Kimyasal Katkılar

Geleneksel betonda kullanıldığı üzere geçirimli betonda da bazı özel iyileştirmeler yapmak için kimyasal katkılar kullanılabilmektedir. Geçirimli betonun hızlı priz almasından dolayı özellikle sıcak havalarda priz geciktirici katkılar kullanılırlar. Soğuk havalarda ise priz hızlandırıcı katkılar (ASTM C494) kullanılabilirler. Geçirimli betonun donma çözülme direncini arttırmaya yönelik hava sürükleyici katkılar (ASTM C260) kullanılabilir. Ancak birden çok sayıda kimyasal katkının beton karışımına eklenmesinden önce, bu kimyasalların karışımının betonun üzerindeki etkilerini deneme karışımları üzerinde test edilerek doğrulanması, istenen taze ve sertleşmiş beton özelliklerinin sürekli bir şekilde sağlandığından emin olunması gerekmektedir.

Geçirimli Betonun Mekanik ve Fiziksel Özellikleri

Geçirimli Betonun Basınç Dayanımı

Geçirimli betonun yüksek oranda boşluk içermesinden ötürü genel olarak basınç dayanımı değeri düşüktür ve basınç dayanımı 3,5 MPa ile 28 MPa aralığında değişir. Ancak bu düşük değerler beton karışımına bazı katkı maddeleri eklenerek yükseltilebilir. Geçirimli betonun basınç dayanımı ile boşluk oranı arasındaki ilişki ters orantılıdır.

Boşluk İçeriği ve Birim Hacim Ağırlığı

Geçirimli beton, boyutları 2 mm ile 8 mm arasında değişen birbirleriyle bağlantılı büyük boşluklardan oluşmaktadır. Bu boşluklar; kullanılan karışım oranları, agrega tipi ve sıkıştırma derecesinden etkilenmektedir. Genellikle geçirimli betonda boşluk oranı %15 ile %35 arasında değişir. Geçirimli betonun yüksek oranda boşluklu oluşu dayanımını ve birim hacim ağırlığını oldukça düşürür.

Permeabilite (Geçirimlilik)

Geçirimli betonun en önemli özelliği, suyu boşluklarının arasından kısa sürede sızdırma kabiliyetidir. (Permeabilite Nedir?) Bu sızdırma özelliği ise sadece boşluk oranına bağlı olmayıp boşlukların boyut dağılımına, şekline, birbirleriyle bağlantısına ve boşlukların dolaşıklığına (tortuosity) bağlıdır. Literatürde geçirimlilik değerleri 0,003’ten 3,3 cm/s’ye kadar değişmektedir. Geçirimli beton-poroz betonun toplam boşluk içeriği kabaca üçe bölünebilir: birbirleriyle bağlantılı makro boşluklar, kapiler boşluklar ve bağlantısız boşluklar. Betona geçirimlilik özelliğini kazandıran birbirleriyle bağlantılı boşluklardır ve efektif boşluk içeriği olarak adlandırılırlar.

Poroz Asfalt Nedir? Poroz Asfalt Kaplama

Kaynak: Özgür Barış TOPÇU-GEÇİRİMLİ BETON TASARIMI VE ZEMİNKAPLAMA BLOKLARINDA KULLANIM OLANAKLARININ ARAŞTIRILMASI