Püskürtme Beton Nedir? Uygulama Çeşitleri Nelerdir?


Püskürtme beton (shotcrete beton), basınçlı hava yoluyla işlenmeye uygun olarak hazırlanmış yüzeyler üzerine püskürtülen ve püskürtme basıncıyla istenilen yüzeyler üzerine yapışan beton veya harçtır.

1920’de dinozor iskeletlerini korumak için kullanılan püskürtme beton daha sonra tünel kazılarında ve şev yüzeylerinde kaplama olarak uygulanmaya başlanmıştır. Püskürtme beton karışımların çimento miktarı normal betona göre daha fazladır. Beton püskürtülerek yerleştirilirken aynı zamanda püskürtme etkisiyle sıkıştırılmış olur. Karışımlar genellikle daha yüksek ilk ve son mukavemet için dizayn edilmiştir. Ayrıca sürtünme direnci faktörü emniyetli olduğu için karışımların düzgün oranlanması özel özen gerektirir. Püskürtme betonda kum içeriği toplam agreganm ağırlıkça %55- %65 arasındadır.

Püskürtme Betonun (Shotcrete) Kullanım Alanları ile ilgili yazıya buradan ulaşabilirsiniz.

Beton yüzeye yüksek bir hızla püskürtüldüğü için yapışma ve sıkışma tam olur. Püskürtme betonu yüzeye ileten hortum çapı 30-65 mm arasında değişir. Genel olarak ifade edilirse, hortum çapı, kullanılan agreganm tane çapının 3 katı olmalıdır. Hortum boyu ise 10 ile 100 m arasında olabilir, ancak 10-30 m ortalama boy tercih edilmelidir.

Püskürtme Beton Uygulaması

Püskürtme beton (shotcrete beton), kuru ve ıslak (yaş) sistem olarak iki değişik şekilde uygulanır. Kuru ve yaş sistemlerinden birinin seçiminde şu üç ana unsur göz önünde bulundurulmalıdır:

  • İşe uygunluk ve pratik uygulanabilirlik
  • Yatırım, işletme, personel ve malzeme finansmanı
  • Bakım ve tamir koşulları

Kuru Sistem

Kuru püskürtme beton, karışım suyu hortum başlığında ilave edilen püskürtme betondur. Karışım, kuru (susuz) olarak hazırlanır. Karışımda kullanılan malzemeler, çimento, agrega ve gereğinde çok ince malzeme ile katkı maddesidir. Çok ince malzeme ile kimyasal katkı maddesini aynı anda vermek çok seyrek uygulanan bir yöntemdir. Kum karışım püskürtme makinesine (Aliva-Püskürtme Beton Makinası) doldurulur ve kontrollü olarak makine içindeki değirmenden geçtikten sonra 3-6 atmosfer basıncı (Atü) basınçla hortuma itilir. Hortum çıkışındaki püskürtme başlığında hız yaklaşık 50-70 m/s dir. Püskürtme başlığında kum karışıma, su ve gereğinde beton kimyasal sıvı katkı maddesi ilave edilir. Püskürtme başlığı ile tatbik yüzeyi arasında ve yüzey üzerinde, kum kanşım malzemesi ile sıvı madde birbirine kanşır.

Yaş Sistem

Yaş veya ıslak püskürtme betonu, karışım suyu ilave edildikten sonra uygulanan püskürtme betondur. Karışım yaş olarak hazırlanır. Çimento, agrega ve su ile kanştınldıktan sonra basınçlı hava ile istenilen yüzeye püskürtülür. Püskürtme beton yapımında kullanılan ekipman, belirlenen en büyük tane çaplı agregayı karıştırmaya ve püskürtmeye uygun olmalıdır. Bütün aletler; mikserler dahil, hortumlar, püskürtme ucu ve borusu hava ve su basınç göstergeleri ve contalar temiz olmalıdır.

Yaş sistemin iki uygulama yöntemi vardır. Bunlardan birinde yoğun olmayan malzeme, diğerinde yoğun malzeme iletimi yapılır. Bu tekniklerin uygulanmasında farklı özellikteki makineler, değişik basınçlarda kullanılır. Püskürtmeden önce yüzeye hasır çelik konur. Son zamanlarda ise beton içine ince çelik teller konarak “lifli beton” tekniğinden yararlanılmaktadır. Sonuçta betonun çekme dayanımı yükseltilmiş olur.



Yaş ve Kuru Sistemin Karşılaştırılması

  • Yaş sistemde su/çimento oranı kısmen düşüktür. Ayarlama makine ile olduğu için gerçek değerden sapma azdır. Bu önemli nokta, betonda homojenlik ve yüksek basınç mukavemeti sağlar.
  • Yaş sistemde geri sıçrama daha azdır. Bu nedenle ekonomik fayda yüksektir ve kayıp minimumdur. Tane büyüklüğü dağılımında püskürtme öncesi ve püskürtme sonrasında büyük fark yoktur.
  • Yaş sistemde geri sıçrama azlığı nedeniyle yüzeydeki betonda fazla malzeme kalmasının büyük bir mahsuru yoktur. Fakat betonun homojenliği azalabilir.
  • Kum sistemde püskürtme beton, yaş sisteme göre daha erken dayanım sağladığı için kazıdan hemen sonra acil destek gereken, kendini fazla tutamayan yumuşak zeminlerde ve kazı çevresinde su sızıntıları gelmesi durumunda daha kullanışlı olmaktadır.
  • Yaş sistemde boru çapına bağlı olan randıman daha fazla olabilir. Yaş betonun makine ve boruda yaptığı tahribat en az kuru sistem kadardır.
  • Kum sistemde çimento ve çok ince agregadan dolayı görüş mesafesi az olduğundan çalışma zorluğu vardır.
  • Kum sistemde kullanılan alet kirlenmediğinden dolayı, temizlik için harcanacak zaman azalır, iş verimi artar.
  • Kum sistem betonunda olduğu gibi, su/çimento oranının dar sımrlar içinde sabit tutulup ve buna uygun homojen beton basınç mukavemeti ile kıvam ölçüsü sağlanırsa geri sıçrama azaltılmış olur.

Yaş Sistemin Zorlukları ve Zararları

  • En önemli konu olan makine, iletim ve püskürtme tekniği tam çözümlenmiş değildir.
  • Püskürtme başlığında katılan priz hızlandırıcı katkı maddesi, su/çimento oranını azaltır.
  • Yüzeye çarpma sırasında oluşan sıkışma azdır, özellikle yoğun malzeme iletimi yönteminde sıkışma az olur.
  • Gerekli yapışma mukavemetine yalnız, iri tanesi az olan agrega ihtiva eden ve çimento miktarı 500 kg/m3 olan beton ile ulaşılır.
  • Genel olarak malzemenin yüzeye yapışması az, ıslak yüzeylere yapışması zordur.
  • Priz hızlandırıcı katkı maddesini homojen olarak katabilme işlemi çözümlenmemiştir.
  • Yaş sistemde, püskürtme başlığı ile makine arasındaki mesafe yeterli olmadığı durumlarda çalışmada yer darlığı sorunu ortaya çıkmaktadır.
  • Dayanıksız ya da uygun bir şekilde hazırlanmamış yüzeye uygulandığı zaman, en iyi püskürtme betonu da kullanılsa problemler ortaya çıkabilir.
  • Püskürtme betonun özellikleri ve performansı, söz konusu malzemenin yerleştirildiği koşullara büyük ölçüde bağlı olmaktadır. Aynı zamanda seçilen özel ekipman ile büyük ölçüde uygulama ekibinin yetenek ve tecrübesine bağlı olabilmektedir.

Püskürtme Beton Karışım Elemanları

Püskürtme beton (shotcrete beton) karışım elemanları, normal beton karışım elemanlarından sadece tane büyüklüğü yönünden ayrıcalık gösterir. Burada da kullanılan karışım elemanları su, çimento ve agrega ile gerektiğinde beton kimyasal katkı maddesi ve puzolanik maddedir.

Çimento

Püskürtme beton içinde kullanılacak çimentoların katılaşma süreci, en geç 2-3 saat içinde başlamalıdır. Böyle bir çimentonun standart mukavemeti 350 kgf/cm2 (35 MPa) ise bir gün sonra en az 85 kgf/cm2 (8,5 MPa) mukavemet verebilmelidir.

Priz hızlandırıcı katkı maddesi yerine, ilk mukavemeti yüksek (R tipi) çimentoların kullanılması tercih edilmelidir. Katkı maddesi, çimentonun 7 günlük basınç mukavemeti 500 kgf/cm2 (50 MPa)’nin üstüne çıkarabilmektedir. Bu nedenle beton kısa zamanda yüksek bir mukavemet kazanmış olur.




Agrega

Püskürtme betonda geri sıçramadan dolayı, en büyük tane çapı 16 mm den daha büyük olmamalıdır. Genellikle dar kesitli ve sık teçhizatlı yapı elemanlan için bu boyut uygun olmaktadır. Agrega granülometrisi düzgün dağılımlı olmalıdır. Kesik granülometrili agregalar da bazen uygun sonuç vermektedir. Homojen nemli doğal kum ile daha düşük homojen nemdeki doğal iri agrega uygun bir kuru karışım sağlar. Bu nem, oranlan topaklanma olmayacak düzeyde tutmalıdır. Genellikle doğal nemin %2’nin altına düşmesi halinde karıştırma esnasında toz oluşur ve püskürtme beton için gerekli olan su homojen olarak verilmez. Doğal nemin %5’in üzerine çıkması da yine amaca uygun değildir.

Katkı Maddeleri

Püskürtme betonu (shotcrete beton) için yerine göre priz hızlandıncı ve hava sürükleyici katkı maddeleri kullanılır. Priz hızlandıncı katkı maddesi, prizi hızlandınp başlangıç mukavemetini arttınr, fakat son mukavemette %20 azalmaya sebep olur. Bazen bu azalma, katkısız betona nazaran %50 civarında olabilmektedir. Normalde çimento ağırlığının %2-%7’si oranında katılır. Donma çözülme etkisinde kalacak olan püskürtme betonlarda ıslak metot karışımlar da kullanılabilir. Bu katkı maddeleri, püskürtme betonu işlenebilirlik yönünden iyileştirir ve geri sıçrayıp dökülen beton miktarım azaltır.

Uçucu kül, püskürtme betonun yapışma ve basınç dayanımının artmasını, yoğunluğunu artırarak sağlar. Normal portland çimentosu kullanılıyorsa uçucu kül çimento ağırlığının %15’inden fazla olmamalıdır. Betona katılacak katkı maddesinin etkinliği, beton mukavemetinde meydana getirdiği düşme, laboratuar deneyleri ile belirlenmeli ve katkı maddesinin türü ve dozu hakkında karar verilmelidir.

Püskürtme betonda uygun lif kullanılabilir. Liflerin boyları, kuru sistemde 30 mm’yi yaş sistemde 20 mm’yi geçmemelidir. Lif kullanımında püskürtme hortum boyu 10 m olması verimliliği artırır.

Sentetik lifler, püskürtme betonun su geçirimliliğini ve kılcal çatlakları önler. Tek kat kalın bir püskürtme beton uygulaması sağlayarak zaman ve işçilikten %20’ye varan tasarruf yapılmasını sağlar. Sentetik lifler, kullanım yerine bağlı olarak bir metreküp (1 m3) için 6-10 kg arasında kullanılır.

Püskürtme Beton İçin Yüzey Hazırlama

Kuru yüzeyler (örneğin; ahşap kalıplar, vb), püskürtme betondan su emmeyecek duruma gelinceye kadar nemlendirilmelidir. Eski beton yüzeyler, püskürtme beton işlemi başlamadan çok önceki günlerden itibaren nemli tutulmalıdır. Bu işlem, eski ve yeni betonun birbirine bağlanmasını ve arada oluşacak büzülme farklarını azaltır. Püskürtme yüzeyinde akan su varsa, drenaj sistemi ile uzaklaştınlmalıdır. Yüzeyde durgun su olması durumunda basınçlı hava ile bertaraf edilmelidir. Nemlendirilmiş veya yüzey suyu alınmış beton yüzeyi, püskürtme beton işleminin başlamasına kadar homojen mat nemli yüzey görünümünde olmalıdır.

Püskürtme yüzeyi şekil değiştirmeyen rijitlikte olmalı, püskürtme betonu yapılırken bu durumunu muhafaza etmeli ve betonun sıkışmasını sağlayabilmelidir. Bunun için gereğinde zemin yüzeyleri iyice sıkıştırılmalıdır. Kalıplar sağlam yapılmalıdır. Belirli bir profil verilecekse ya da yapı elemanlarının aynı kalınlıkta olması istendiğinde, bunları sağlayacak düzenekler gerekli rijitlikte olmalıdır. Yüzey püskürtme beton yapılması sırasında düşük ısıdan dolayı, yüzey donmamış olmalıdır. Buz çözülmesi sırasında oluşacak şekil değiştirmeleri püskürtme betonu etkilememelidir.

Sulama kanallarında yapılacak püskürtme beton uygulamasında, yüzey mümkün olduğunca düzgün hale getirilmeli ve pürüzlülük azaltılmalıdır. Yüzeyde istenirse mala ile perdah yapılmasında bir sakınca yoktur. Beton sertleşmeye başladıktan sonra sulanarak küre tabi tutulmalı ve prizini tam alması sağlanmalıdır.

Püskürtme Beton-Shotcrete Yüzeyi

Genel olarak ifade edilirse, püskürtme beton yüzeyi mümkün olduğu kadar pürüzlü bırakılmalıdır. Çünkü sonradan yapılacak her türlü işlem nedeniyle yüzey tabakasının çözülmesi, ayrışması, düşük mukavemet ve yüksek rötre meydana gelmesine sebep olabilir. Basınçla püskürtüldüğünden alttaki beton tabakası ile yüksek bir aderans sağlar. Eğer püskürtmede beton yüzeyinin perdahlanması veya başka bir şekilde düzlenmesi gerekirse, en son tabakanın püskürtme işleminden sonra üzerine çimento şerbeti ya da 0,8 mm tane sınıflı agregadan yapılmış püskürtme betonu, 0,5 ile 1 cm kalınlığında püskürtülmeli, sonra da hafifçe perdahlanarak düzeltilmelidir. Yumuşak beton yüzeyine çimento ile pudralama yapılmamalıdır. Ayrıca katılaşmaya başladığında bu yüzeye başka işlemler de yapılmamalıdır.

Püskürtme Betonun Özelliği

Basınç özelliği

Basınç mukavemeti su/cimento oranı, tane büyüklük dağılımı, sıkıştırma ve sertleşmiş betonun birim hacim ağırlığına bağlıdır Basınç mukavemeti değerleri, aynı şartlarda hazırlanan deney örneklerinde ve gerçek uygulamadaki betonlarda, değişen püskürtme şartlarından dolayı farklılık gösterebilir. Püskürtme şartlarına uyularak yapılan betonda, basınç mukavemetleri arasında büyük farklılık yoktur.

Porozite ve birim hacim ağırlık

Her püskürtme beton elemanından kesit alındığında 5 mm’nin altından ve kullanılan en büyük tane büyüklüğünün 2/3 oranında büyüklükte birçok boşluklar görülür. Büyük boşluklar, genellikle iri agrega taneleri arasında oluşur. Boşlukların olduğu bölgede normal betona göre 0,05- 0,1 oranında birim hacim ağırlıkta azalma görülür. Bu boşluklar, fazla su verilmesinden dolayı da oluşabilmektedir.

Yüzeye yapışma

Yüzeye yapışmanın yeterli olup olmadığım tespit etmek için ya basınç deneyi yahut da direkt çekme deneyi yapılır. İyi bir yapışmada değerler 25 kgf/cm2 veya 15 kgf/cm2 ye ulaşır. Basitçe yapılabilecek yapışma kontrollerinde örneğin beton yüzeyine dikkatlice vurularak çıkan sesin tınısına göre yapışmanın iyi olup olmadığı ve boşlukların durumu hakkında bilgi alınabilir.

Priz alma ve sertleşme süreci

Bir çok püskürtme beton tatbikatlarında püskürtme betonun zamana bağlı olarak sertleşmesinden dolayı mukavemet artışı önem kazanmaktadır. Bu olay, deney plakları üzerinde yapılacak deneyler ile belirlenemez. Püskürtme betonu kıyaslamak için karşılaştırma betonu dökülerek deney yapılır. Bunun için 4 mm üzerinde tane büyüklüğündeki agrega alınmaz. Bu agrega ile 4x4x16 cm boyutunda prizma numuneleri hazırlanır. Püskürtme beton numunesi gibi kür edilir ve aynı beton yaşında eğilmede çekme ve basınç mukavemeti deneyi yapılır.


Püskürtme beton (shotcrete beton)yapı kısımlarının 0°C altında olan sıcaklıklarında uygulanmaz. Taze halde iken dinamik zorlamalardan ve titreşim, oynama veren her hareket korunmalıdır. Püskürtme beton uygulandıktan sonra korumak amacıyla, en az 7 gun sure ile kür edilmelidir. Bu süre çok sıcak ve rutubetsiz hava şartlarında 14 güne çıkarılmalıdır. Kür işlemi, beton prizini aldıktan sonra her dört saatte bir basınçlı su ile olabileceği gibi uygun kür bileşenlerinin uygulanması ile yapılabilir.

Soğuk hava şartlarının çok yakın olduğu günlerde taze beton sıcaklığı, +5°C den daha az olmamak koşulu ile en az 3 gün süre ile muhafaza altına alınmalıdır. Su ile kür edilen betonlar ise kür süresince dondan korunmalı ve kürün bitiminden itibaren 3 günlük ilave ile koruma sağlanmalıdır.

Su kürü haricinde parafin esaslı ve su emdirilmiş reçine esaslı beton kür maddeleri ile de püskürtme beton kür edilebilir. Yüzey tamamen bu maddelerle kaplanmalıdır. Yüzeyde kür maddesi bir film olarak durmalı, dökümü takiben 28 gün boyunca bu işleme devam edilmelidir.

Kaynak: Beton ve Beton Teknolojisi-Yrd. Doç. Dr. Osman Şimşek-Seçkin Yayıncılık




[Toplam:1    Ortalama:5/5]

Püskürtme Beton Nedir? Uygulama Çeşitleri Nelerdir?” için bir yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.