1.  AGREGALARIN GRANÜLOMETRİSİ

Agregaların granülometri bileşimi ile şunu anlıyoruz. Agregayı teşkil eden taneler muhtelif boyuttadır. Fakat aynı bir agrega numunesinde belirli büyüklükteki taneler daima belirli miktarda bulunur. İşte granülometri bileşim bize boyutlan belirli limitler arasında bulunan tanelerin ne miktarda agrega içinde bulunduğunu açıklar. Bu maksatla agregalar üzerinde «granülometri deneyleri» yapılır.

İleride açıklanabileceği gibi bir agreganın granülometri bileşiminin o agregayı kullanarak üretilen betonun özelikleri üzerinde gayet önemli etkileri vardır. Bu itibarla kullanılmadan evvel bir agreganın granülometri bileşiminin muhakkak saptanması gereklidir.

1.1. Granülometri Deneyinin Yapılışı

1.1.1 Elekler hakkında genel bilgi

Bir agreganın granülometri bileşimi numuneyi muhtelif eleklerden elemek suretiyle saptanır. Elekler belirli boyutlara sahip; dairesel delikler veya kare şeklinde gözlerden meydana gelmek suretiyle iki değişik tiptedir. Metal levhaların eşit aralıkla delinmesi suretiyle aynı çapa sahip deliklerin meydana gelmesiyle belirli boyutlu bir elek yapılmış olur.                                                                                                                                                             

Bu elekte agrega elendikten sonra bir kısım taneler elek üstünde kalacak bir kısmı ise geçecektir. Elek üstünde kalan tanelerin boyutları delik çapı olan (d) den büyük, buna karşılık elekten geçenleri (d) den küçüktür. Tellerin örülmesi sonunda kare şeklinde gözlerin meydana gelmesiyle ikinci tip elekler elde edilir. Bu şekilde yapılmış bir elekteki gözlerin iç boyutlarını (a) ile gösterelim. Böyle bir elekten geçen agrega tanelerinin boyutlarının (a) dan küçük olduğu kesinlikler söylenemez. Zira agrega taneleri küre şeklinde veya benzer şekilde düzgün taneler değildir. Bu bakımdan elipsoit şeklindeki tanelerin karenin köşegen doğrultusunda elekten geçmesi kabildir. Böylelikle dairesel delikli elekle, gözlerden meydana gelen elekler arasında önemli bir fark vardır. Dairesel delikli eleklerle yapılan deneylerde bulunan sonuçlar hakikati daha iyi ifade ettiği yukarıdaki açıklamadan anlaşılmaktadır. Bu konuda yapılmış olan çalışmalarda (a) göz boyutunun karşılığı olan dairesel deliğin (d) çapı arasında şu bağıntının bulunduğu kabul edilmiştir:

                                      1,25a = d              

Elek boyutları, diğer bir deyişle delik çapı veya göz boyutu, belirli bir değerden hareket etmek suretiyle geometrik bir serinin muhtelif terimleri olarak hesap edilir. Birleşik Amerika’da ASTM 'in saptadığı elek serisinde gözün başlangıç boyutu 0,419 mm. olarak alınmakta, bundan sonra gelen boyut (0,149X2) =0,298 mm, bunu izleyen 0,149x2X2=0.569 mm olmakta ve boyutlar bu şekilde artarak saptanmaktadır. Bu durumun bir sonucu olarak,  en küçük boyut, bunu izleyenler sırasıyla  ise bu; değerler arasında şu eşitsizlikler vardır.

                       <                                 

Agrega tanelerinin küçülmesiyle taneler harç ve beton üzerinde etkilerinin önemi çok artmaktadır. Bu sebepten dolayı küçük boyutlar bölgesinde agregaların bileşimlerinin daha duyarlı bir şekilde saptanması gerekmektedir. Yukarıdaki eşitsizlikler bize bu olanağı sağlamaktadır.

Agregaların granülometri bileşiminin saptanması için her ülkede bir elek serisi kabul edilmiştir. Bizim ülkemizde bu bakımdan tam birliğin varlığı ileri sürülemez. TSE tarafından TS706 ve TS707 de hem ASTM ve eski Alman elek serilerine yer verilmiştir. ASTM ’de gözlerden ibaret bir elek serisi kabul edilmiştir. Buna göre bu seriyi meydana getiren eleklerde göz boyutları (Tablo 1-I) de gösterilmiştir.

Tablo 1–I

TS ’ye göre Agrega Elek Serisi

Eski Alman elek serisi ise dairesel deliklerden ibarettir, yalnız 0,2 mm örgü elektir. Bu elek serisinin boyutları Tablo 1-II de verilmektedir.

                                        Tablo 1-II

                        Alman normuna göre elek serisi

Burada üzerinde önemle durulması gereken husus şudur: bir agreganın granülometri bileşiminin hangi tip eleklerde bulunduğu muhakkak açıklanmalıdır. Beton bileşiminin hesaplanması ile ilgili bir takım esaslar dairesel delikli eleklere göre saptanmıştır. Böyle bir durumda bu esasları örgü elekleriyle bulunan bir granülometri bileşim üzerinde uygulamak çok hatalı bir davranıştır. Örgü elekleriyle saptanan granülometri bileşiminden, 1,25a = d denklemi kullanılarak dairesel delikli eleklerle elde edilecek bileşim hesaplanmalı ve ancak bundan sonra betonun bileşimiyle ilgili esaslar uygulanmalıdır.

Deneyin yapılış şekli:

Granülometri deneyi veya elek analizi üç işlem sonunda yapılır.

a) Numunenin alınması

Deney tamamen kuru numuneler üzerinde yapılır. Agrega rutubetli ise bir etüvde kurutulduktan sonra deneye tabi tutulur. Kum ve çakıl yığınının etek ve tepe kısmında numune alınmamasına dikkat etmek lazımdır. Yığının orta seviyesinden alman numune en iyi bir şekilde o agregayı temsil eder.

Deney için alınacak malzeme miktarı çok önemlidir. Taneler büyüdükçe granülometri bileşimin hakiki durumuna kabil olduğu kadar yaklaşması için daha fazla miktarda malzeme üzerinde deney yapmak lazımdır. Bu konuda fikir edinmek için TS 707'nin öngördüğü değerler Tablo 1-III de verilmektedir.

                                         Tablo 1-III

         Granülometri deneyi için minimum malzeme miktarı

Not: Burada en büyük boyut, örgü elekleri ile saptanmaktadır.

b) Eleme işlemi:

Gerekli şartları yerine getiren numune boyutu en büyük olan üstüne konur ve elemeye başlanır. Elekten geçenler boyutu hemen küçük olan elek üstünde toplanır ve bu elekten elenir. Bu şekilde boyutu en küçük olan eleğe kadar hareket edilir. Genel olarak eleme işi özel eleme makineleri ile yapılmaktadır. Bu maksatla bir seri elek en küçük boyuttan başlayarak sıra ile üst üste geçirilir. En üstte bulunan en büyük boyutlu elek üzerine numune konulduktan sonra elek takımı makineye yerleştirilir. Makinenin meydana getirdiği sarsıntı ve sarsma hareketleri sonunda 10-15 dakika içinde eleme işi sona erer.

c) Tartma işi:

Eleme işlemi sonunda her elek üstünde bir miktar malzeme kalmış bulunmaktadır. En büyük boyutlu elek üstünde kalan agrega tartılır. Bu elekten hemen sonra gelen daha küçük boyuttaki elek üstünde kalan, bir üst elek üstünde kalana eklenerek tartılır ve bu işe sonuna kadar aynı şekilde devam edilir. Bu maksatla 0,1 gr duyarlıklı bir terazi kullanılması yeterlidir.

1.2. Granülometri Eğrileri Ve Bunların Özellikleri

Bir agreganın granülometri bileşimi en iyi bir şekilde granülometri eğrileri vasıtasıyla ifade edilir. Deney sonuçlarından itibaren granülometri eğrisinin ne şekilde çizilebileceğini bir örnek üzerinde açıklayalım.

10 kg ağırlığında kum ve çakıl karışımı üzerinde Alman elek serisini kullanarak ve 30 m/m. den başlayarak granülometri deneyi yapılıyor. Elek üstünde kalanları birbirine eklemek suretiyle tartıyor ve bulunan sonuçlarını kaydediyoruz. Bu suretle aşağıdaki tablo sütun (2) deki değerleri elde etmiş olalım.

Tablo1-IV

Granülometri Eğrisi Ordinatlarının Hesabı

Bu değerlere göre 15 m/m’lik elek üstünde 3285 gr kalmıştır. 7 m/m’ lik üstünde kalan 15 m/m. lik elek üstünde kalana eklediğimiz vakit malzeme miktarı 4462 gr oluyor. Şu halde malzeme boyutu 7 mm den büyük olan tanelerin miktarı 4462 dir. 4462/1000 oranı veya 0,446 yüzde itibariyle 7 m/m. den büyük olan tane miktarını vermektedir. Bu şekilde hareket etmekle yukarıdaki Tabloda (3) üncü sütunun değerlerini yani yüzde olarak belirli bir boyuttan büyük olan tanelerin miktarını bulmuş oluyoruz. Bu sütundaki değerlere göre 3 m/m den daha büyük olan taneler toplam agreganın (0,595) dir. Kolaylıkla görülür ki 3 m/m den küçük olan tanelerin miktarı 1 — 0,595 = 0,405 değerine eşittir. Şu halde (3) sütunundaki değerleri (1) den çıkarmak suretiyle, yüzde cinsinden elekten geçen malzeme miktarlarını yani (4) sütununa ait değerleri elde ediyoruz.

Şimdi (x) ekseni (d) yi tane boyutu veya elek boyutunu, (dairesel delikli eleklerde delik çapı) (y) ekseni belirli bir boyuttan küçük olan malzeme miktarını gösteren bir eksen takımı seçelim. (Bak. Şek.1-2) deki tabloda sütun (4) de gösterilen her bir (d) boyutuna ait değerler bu eksen takımında birer nokta ile gösterilebilir.

                                      Şekil 1 -2

Bu şekilde saptanan noktaların sırası ile birbirine birer doğru parçası ile birleştirilmesi sonumda bir diyagram elde edilir ki buna agreganın granülometri eğrisi denir. Bu eğri üzerinde koordinatları () ve () olan bir  noktası alınırsa şöyle bir durum var demektir. Agrega içinde boyutları  den küçük olan tanelerin ağırlık cinsinden miktarının toplam malzeme ağırlığına oranı ’e eşittir. Tanelerin özgül ağırlığının tane boyutuna bağlı olmadığı kabul edilirse, kolaylıkla görülür ki  aynı zamanda ’den küçük hakiki hacim cinsinden malzeme miktarının malzemenin toplam hakiki hacmine oranını göstermektedir. Kısaca birbirine ait  ve  değerleri için şunu söyleyebiliriz. Karışımda ’den küçük tane miktarı yüzde cinsinden  değerine eşittir. Yukarıda şekilde tanımlanan bir agreganın granülometri eğrisinin şu özelliklere sahip olduğu kolayca anlaşılır.

Granülometri eğrileri daima çoğalan eğrilerdir. Bu eğrilerde ancak yatay doğru parçaları bulunabilir. Eğrinin ordinatları (0) ile (1) arasında değişir.

Granülometri eğrisi p = 1.00 doğrusuna ne kadar yakın ise bu eğriye ait agregada o kadar ince tane, yani boyutlan küçük tane bulunur Eğrinin p = 0.00 doğrusuna yaklaşması ise agregada fazla miktarda iri tane bulunduğunu gösterir.

Granülometri eğrisi üzerinde  gibi ikinci bir nokta alalım. Bunun koordinatları  olsun.  İse boyutları  arasında bulunan tanelerin miktarı ()'e eşittir. (Bak. Şekil 1-2).

Birbirinden farklı iki agreganın granülometri eğrileri (Şekil 1-3) de A ve B eğrileri ile gösteriliyor. Bu iki agregayı birbirine istenilen herhangi bir oranda karıştırılması ile elde edilen agreganın granülometri eğrisi (A) ve (B) eğrileri arasında kalan bölge içinde bulunur.

                                       Şekil 1 - 3

Hakikaten herhangi bir d boyutuna ait A ve B eğrilerinin ordinatları sırasıyla  ve  olsun. A ve B agregalarını karıştırmakla elde edilen malzemenin (% a) si A ve (% b) si B agregası teşkil etsin. Buna göre;

                                    a + b = 1,0

bağıntısı vardır.

Karışımın (d) boyutuna ait granülometri eğrisinin ordinatı () olsun. Bu şu demektir, karışımda (d) den küçük tane miktarı yüzde cinsinden () ya eşittir. Bu (d) den küçük tanelerin bir kısım A, geri kalan kısmı ise B malzemesine aittir. A 'ya ait olan tanelerin miktarı ()'ya eşit bulunmaktadır.

Zira belirli bir boyuttan küçük olan tane miktarı doğrudan doğruya toplam malzeme miktarı ile orantılıdır. Nitekim a=1 olduğu vakit (d) den küçük malzeme miktarı  ya eşittir. Karışım içinde B 'ye ait ve (d) den küçük olan tanelerin miktarının aynı şekilde de () ye eşit olduğu gösterilir. Bu suretle  için şu ifade bulunur:

                               =  

 =  bağıntısından (b) ifadesi bu denkleme götürülecek olursa şu eşitliği elde ederiz.

                                  =

(Şekil 1-3)’e göre () daima pozitiftir, (a) ise (0) ile (1) arasında değişmektedir. Bu itibarla  ile  arasında değerle almaktadır. Diğer bir deyişle iki agreganın karışımının granülometri eğrisi bu iki agreganın granülometri eğrilerinin aralarındaki alan içinde bulunmaktadır. (A) ve (B) eğrilerinin (Şekil 1-3) de gösterildiği şekilde olması halinde UW doğrusunu A eğrisinin bir parçası 0V doğrusunu da B eğrisinin bir parçası olduğu kabul edilerek aynı kuralın uygulanması kabildir. Böylelikle bu iki agrega hangi oranda karıştırılırsa karıştırılsın karışık agreganın granülometri eğrisi OUW ve OVW eğrileri arasında bulunacaktır.

Granülometri eğrilerinin ilginç bir uygulaması şudur:

Bir agreganın granülometri bileşimi bilinmektedir. Bu agregayı belirli elekten elemek suretiyle iki kısma ayırmakla iki agrega elde ediyoruz. Bu iki agreganın granülometri eğrisi hiç bir deneye lüzum kalmadan saptanabilir.

Bu işlemi şöyle bir örneği açıklamakla gösterebiliriz. Şekil 1-4 de granülometri eğrisi verilen agregayı 3 m/m den elemek suretiyle iki kısma ayırıyoruz. Birisi 3 m/m den küçük tanelerden, diğeri de 3 m/m den büyük tanelerden meydana gelmektedir. P noktasından yani koordinatları (3) ve (0,38) olan noktadan (d) eksenine paralel olarak çizilen doğru yeni bir (d) ekseni olarak kabul edilirse, eğrinin 3 m/m den büyük ordinatları sırasıyla şu değerleri alır:

En büyük boyut 30 m/m olduğuna göre buradaki ordinat toplam malzeme miktarını göstermektedir. Şu halde yüzde cinsinden belirli boyuttan küçük tane miktarını bulmak isteniyorsa yukarıdaki değerleri (0,62)’ye bölmek icap eder. Bu işlem yapıldığı takdirde 3 m/m den büyük tanelerin ordinatları olan aşağıdaki değerler elde edilir. 3 m/m den küçük tanelerde toplam malzeme miktarı (0,38)’e eşittir.

Mevcut eğrinin ordinatları bu değere bölünerek bu agreganın granülometri eğrisi saptanır. Bu şekilde elde edilen sonuçlar aşağıda verilmektedir:

  Bu suretle elde edilen granülometri eğrileri kesik hatlarla Şekil 1-4’te gösterilmiştir.

                                                                                                                             Şekil 1-4

Agregaların granülometri eğrileri vasıtasıyla beton bileşimi saptanır. Bu bakımdan bu eğrilerin özelikleri ve bunların kullanılma şekilleri gayet iyi bir şekilde bilinmelidir.

1.3. İncelik Modülü

Agregaların granülometri bileşimi en iyi ve en doğru bir şekilde granülometri eğrileri ile gösterilir. Fakat granülometri bileşimini daha pratik bir şekilde gösteren başka karakteristikler de vardır ki bunlar arasında en önemlisi incelik modülüdür. İncelik modülü ancak elek boyutlarının bazı şartları yerine getirmesi halinde bahis konusu olabilir. Bu şartlardan en önemlisi birbirini izleyen elek boyutlarının birbirinin belirli katı olmasıdır. Bu eleklerle yapılan deneyler sonunda elde edilen granülometri eğrisinin her bir eleğe ait ordinatını (1) den çıkaralım. Bu şekilde elde edilen değerlerin toplamı o agreganın incelik modülüdür. TS 707 elek serisine  göre yapılan bir deneyde agreganın granülometri eğrilerinin ordinatı olarak aşağıdaki değerler elde edilmiş olsun. Bu değerlerden itibaren incelik modülü 1 — p teşkil edilerek hesaplanmaktadır: 

İncelik modülünün bu tanımından kolaylıkla anlaşılmaktadır ki bir agregada taneler inceleştikçe veya boyutları küçük olan tanelerin miktarı arttıkça bu karakteristik küçük değerler almaktadır. Tabiatıyla iri tanelerin miktarının artması ise incelik modülünün büyük değerler almasına sebep olur.

İncelik modülünün ifade ettiği anlamı burada açıklamakta fayda görüyoruz. Bu maksatla granülometri eğrisini gösteren eksen takımında (y) ekseninde herhangi bir değişiklik yapmayalım. Buna karşılık x ekseni (d) yerine lgd değerlerine göre ölçeklenmiş olsun. Bu durumda kolaylıkla görülür ki Tablo 1–I‘deki birbirini izleyen (a) değerini gösteren noktalar arasında sabit bir mesafesi kalmaktadır. Burada () log2 den başka bir şey değildir. (x) ekseni üzerinde herhangi bir U noktası ile 100 No.lu elek boyutu gösterildikten sonra bundan itibaren ,2... Vs. mesafelerde diğer elek boyutları kolaylıkla işaret edilir. (Bak. Şekil 1-5). Bu eksen takımında yukarıda granülometri bileşimi verilen agreganın granülometri eğrisini çizelim. 0,20 X  çarpımını teşkil edersek, [burada 0,20 (8) no.lu elek'e ait (1-p) değeridir], AA'WB alanının değerini verir. Diğer eleklerin (1-p) değerleri için de aynı işlemi yaparak bunların toplamını alırsak 2,73X çarpımını elde ederiz.

Şekil 1–5

Bu çarpımı Şekil (1-5) taranmış alanının S ile gösterilen yüz ölçümünü vermektedir. Buna göre incelik modülünü şu şekilde ifade etmek mümkündür.

                                 İncelik modülü=

Elek boyutları arasında fark çok azaltılacak olursa granülometri eğrisi
devamlı bir eğri olacaktır ve S bu eğri ile p = 1.00 doğrusu arasında kalan 100 no.lu eleğin sağ tarafında bulunan alam gösterecektir. Buradan incelik modülü için şu yeni tanımını buluyoruz. İncelik modülü granülometri eğrisi ile p == 1.00 doğrusu arasında kalan alan ile doğrudan doğruya orantılı olan bir karakteristiktir.

İncelik modüllerinin bu muhtelif tanımlarından kolaylıkla anlaşılmaktadır ki granülometri bileşimi muhtelif olan agregaların incelik modülleri birbirine eşit olabilir. Diğer bir deyişle incelik modülü aynı olan, fakat granülometri bileşimleri birbirinden çok farklı olan agregalar vardır. Şu halde incelik modülü agreganın granülometri bileşimini yeterli derecede belirten bir karakteristik olmaktan uzaktır. Bununla beraber incelik modülü bize agregan granülometri bileşimi hakkında kaba bir fikir vermektedir. Bu karakteristiğin büyük değerler alması agrega içinde iri tanelerin fazla miktarda bulunduğunu gösterir. Bundan dolayı çakılların incelik modülü kumlarınkinden daima büyük bir değere sahiptir. Granülometri eğrilerinin dar bir bölge içinde bulunması halinde agregaların incelik modülü ancak o malzemenin granülometri bileşimini oldukça iyi bir şekilde gösterebilir. Bu bakımdan bu karakteristiğin granülometri bileşimi az değişiklik gösteren agregalarda saptanması faydalıdır. Örneğin, aynı ocaktan gelen çakılın granülometri bileşimi incelik modülünün bulunmasıyla iyi ve kolay bir şekilde kontrol edilebilir.

1.4. Feret Üçgeni

Feret kumların granülometri bileşimini değişik bir şekilde tek bir nokta yardımıyla göstermiştir. Bu maksatla Feret büyüklük bakımından kumları aşağıdaki şekilde üç gruba ayırmıştır:

İri kum          :   boyutları   5—2 mm.  arasında

Orta kum       :      »         2—0,5 mm    »

İnce kum       :      »         0,5 mm den küçük

(5) mm. den küçük tanelerden ibaret bir kum numunesi yüzde itibariyle (g) miktarında iri, (m) ve (f) miktarında orta kum ve ince kumdan meydana gelmektedir. Bu itibarla bu 3 değişken arasında şu bağıntı vardır:

                            g + m+f= 1,00

Şimdi eşkenar bir GFM üçgeni alalım. Bu üçgeni yatay bir durumda tutarak G, F ve M tepe noktalarına sırasıyla (g) ye, (f) ve (m)’ye eşit düşey kuvvetlerin uygulandığını düşünelim. Bu kuvvetlerin bileşkesi yukarıdaki denkleme göre (1.00) e eşittir. Bileşkenin uygulama noktası olan P’nin yerini bulmak için GF eksenine göre kuvvetlerin momentini alırsak şu denklem yazılabilir : (Bak. Şekil 1- 6 a)

                             m X h = 1 X y

Burada (y) P nin GF kenarına mesafesi, h ise üçgenin yüksekliğidir. (x) P nin MF’ ye (z) GM’ ye mesafesi ise aynı şekilde şu denklemler yazılabilir:

X = g X h             z= f X h

Granülometri deneyinin yapılması ile g, m ve f saptanmaktadır. Yukarıdaki denklemlerden x, y, z bulunur ve bunların bilinmesiyle de P noktasının yeri saptanır. P noktası verilince bunun kenarlara olan mesafesinden yani x ve y, ve z değerlerinden derhal agreganın granülometri bileşimi bulunur. Yukarıdaki denklemleri taraf tarafa toplayacak olursak;

 (a)

(b)

Şekil 1-6

                                    x +y+z=h(g+m+f)

elde edilir. Bir eşkenar üçgende x+y+z=h olduğundan bu gösteri tarzında

                                    g + m + f = 1,0

denkleminin sağlandığı anlaşılır.

Yukarıdaki denklemlerden m = y/h bulunur. GM kenarını 10 eşit parçaya ayıran noktalardan GF kenarına paralel doğrular çizelim. Bu suretle M' den geçen yükseklik de 10 eşit parçaya bölünmüş olur. Eğer P noktası GF doğrusu üzerinde ise y (0) olduğundan m = 0 demektir. P, GF kenarının hemen üstündeki paralel doğru üzerinde bulunuyorsa y=0,1h’ dır. Şu halde bu durumda m (0,1) değerini almaktadır. P, GM kenarından uzaklaştıkça (m) in değeri artar, bu nokta M ile çakışınca m=1 olur. Bu paralel doğruları çizmekle ve bunların GM' yi kestiği noktalarda 0 ile 1 arasında değeri konularak devam ediliyor, P verildiği takdirde (m)’ nin değerini kolaylıkla bulmak kabil olmaktadır. Bu düşünceyi diğer kum numuneleri üzerinde tekrarlamak amacıyla GF ve FM kenarlarını da 10 eşit parçaya bölen noktalardan FM ve GM kenarlarına paralel doğrular çizelim. Bu suretle (şekil 1—6b) deki durum elde edilir. Yukarıda açıklandığı şekilde düşünülerek GM, GF ve FM kenarlarına ait değerler yazılır. Bu işlemleri yaptıktan sonra artık P noktasının verilmesi ile bunun granülometri bileşimi derhal belli olmaktadır. Bu paraleller yardımıyla kolaylık x/h, y/h, ve z/h değerleri bulunur.

Feret, granülometri bileşiminin bu şekilde bir nokta ile gösterilmesini kumlar için uygulamıştır. Fakat boyut bakımdan (3) gruba ayrılmak şartıyla bu gösteri metodunun her çeşit agrega için uygulanması kabildir. Grup adedinin (3) den fazla olması halinde bunun gerçekleşmeyeceği aşikârdır.

1.5. Granülometri Bileşimi Bakımından Agreganın Sınıflandırılması

Bu konunun başında agregaların ince ve iri olmak üzere iki gruba ayrılmakta olduğu belirtilmiş idi. Kum ismi verilen ince agregayı teşkil eden tanelerin boyutları belirli bir değerden küçük bulunmaktadır. Bizi burada özellikle ilgilendiren beton üretiminde kullanılan kumların en büyük boyutu olup bu muhtelif standartlarda saptanmış bulunmaktadır. Türk Standartlar Enstitüsü tarafından benimsenen eski DIN 1045 Alman normunda kum taneleri 7 mm den küçük olarak alınmaktadır. Buna karşılık yine TS 707 de kumun maksimum boyutu olarak 4,76 mm kabul edilmiştir. Yalnız burada, granülometri bileşimi örgü eleklerle saptandığına göre hakikatte kum için kabul edilen maksimum boyut, 1,25a=d denklemine göre 4,76x1.25=5,9 mm dir. Elek tipini göz önünde tutmak suretiyle iki standardın verdiği maksimum boyutlar arasındaki fark azalmaktadır.

Kum için önemli olan bir değer karakteristik () ile gösterilen minimum boyuttur. Bunun saptanmasında önemli zorluklarla karşılaşılır. Bu itibarla genel olarak kum içinde belirli bir boyuttan küçük olan tanelerin miktarının bilinmesi ile yetinilir. Bu maksatla lüzum görüldüğü hallerde 0,075 mm den küçük olan tanelerin miktarları deneylerle bulunur. Burada terminoloji bakımından şu açıklamayı yapmayı faydalı buluyoruz. Boyutları (100—5) mikron arasında olan tanelere silt ve boyutları 5 mikrondan küçük olanlara kil denilmektedir. Eğer kırma taş öğütülerek 74 mikrondan küçük taneler haline getiriliyorsa filler almaktadır. Genel olarak çimento inceliğinde bulunan fillerde 5 mikrondan daha küçük tane yoktur.

Hakikatte kumun en küçük boyutu 0,1 mm olarak alınmaktadır. Fakat yapılarda kullanılan kumlarda bir miktar silt ve kil zaruri olarak bulunmaktadır. Diğer bir deyişle kum olarak kabul edilen malzeme hakikatte bir kum ve silt veya kil karışımıdır. Burada özellikle dikkat edilecek husus kum içinde silt veya kilin belirli bir miktardan daha fazla bulunmamasıdır. Aksi takdirde bu gayet ince tanelerin varlığı kum taneleri ile çimento hamuru arasındaki aderansı önemli derecede azaltır. Bu sebeple içinde fazla miktarda silt ve kil bulunan kumların kullanılarak üretilen betonların mukavemeti hiç bir vakit yüksek bir değer alamaz. Kum içinde bulunan bu ince tanelerin miktarı özel deneyler vasıtasıyla saptanır. Bu konuda ileride bilgi verilecektir.

Kumun granülometri bileşimi ile kökeni arasında bir bağıntı kurmak da kabildir. Doğal kumlar köken bakımından deniz kumu, dere kumu ve ova kumu olmak üzere üç gruba ayrılabilir. Bu kumlar arasında özellikle beton üretiminde kullanılmaya elverişli olanlar daha ziyade silisten ibaret bulunan dere kumlarıdır. Deniz kumu temiz ve homojen olmasına karşılık içinde tuz bulunur. Tuzun varlığı beton mukavemeti üzerine bir etki yapmazsa da, çelik armatürlerin paslanmasına sebep olması bakımından zararlıdır. Ayrıca tuzun rutubet çekici bir özelliği de vardır. Bundan dolayı deniz kumunun kullanılması binaların rutubetli olmasına yol açar. Kaldı ki bu kumlar, içinde genel olarak ince taneler fazla miktarda bulunduğundan beton üretimine elverişli değildir. Ova kumları temiz olmalarına ve tuz bulunmamasına rağmen hemen hemen sadece ince tanelerden meydana gelmektedir ve bu bakımdan yapılarda kullanılması doğru değildir. Beton için en uygun kum dere kumlarıdır. Bunlar granülometri bakımından gerekli şartları yerine getirdikten başka içlerinde çimento ve diğer malzeme için zararlı maddeleri genel olarak barındırmazlar. Bununla beraber hemen belirtelim ki kumun kökeni ne olursa olsun kullanılmadan evvel gerekli bir muayeneye tabi tutulmalı, muayene sonunda istenilen şartların yerine geldiği anlaşıldıktan sonra kullanılması yoluna gidilmelidir.

İri agrega ile belirli bir boyuttan, Alman normuna göre 7 mm. Den büyük taneleri önemli miktarda içinde bulunduran köşeli veya yuvarlak sert tanelerden ibaret agregaları anlıyoruz. Bir iri agrega genel olarak , en küçük boyutu D en büyük boyutu ile belirtilir. Boyutları bu limitler arasında kalan agrega (D/) oranı ile gösterilir. İri agrega betonun içinde bulunan en iri eleman olduğuna göre betonu teşkil eden bütün taneler D’ den küçüktür.

İri agreganın en önemli karakteristiklerinden biri olan D' nin betonun özelikleri üzerinde gayet önemli etkileri vardır. Bu karakteristik daha ziyade inşa edilmekte olan yapı tipine veya yapı elemanlarının durumuna bağlı bulunmaktadır. İri agrega bahsinde D nin değerleri ve betona yaptığı etkiler hakkında gerekli açıklamalar yapılacaktır.

İri agreganın en küçük boyutu ’ın değeri de yine yapı şartlarına ve beton üretiminde kullanılan kumun granülometri bileşimine bağlı olarak değişir. Fakat () ın değerinin D kadar beton özelikleri üzerine bir etkisi yoktur.

Yukarıda verilen bilgiye göre belirli yapı şartları için ve verilen bir kum numunesi için iri agreganın  ile D değerlerinin saptanması gerekmektedir. Bundan sonra beton üretiminde D/ iri agregası kullanılmalıdır. Elde bulunan agrega bu şartları yerine getirmiyorsa bunu elemek veya buna başka bir iri agregaya ilave etmek suretiyle iri agregada aranılan şartlar yerine getirilmelidir.

İri agreganın birbirinden farklı iki kökeni vardır. Bunlardan biri doğal iri agrega yani çakıllardır. Yuvarlak tanelerden meydana gelen çakılları boyutları bakımından şu şekilde sınıflandırmak mümkündür.

Boyutları;      3-30 m/m arasında olanlar: Çakıl

         30-100 m/m arasında olanlar: İri çakıl

100 m/m den büyük olanlar: Moellon

İri agregaların ikinci kökeni büyük doğal taşların konkasörle parçalanması sonunda elde edilen (kırmataş)’tır. Konkasörün çeneleri arasındaki mesafeyi istenildiği şekilde ayarlamak suretiyle muhtelif D/ karakteristiklerine sahip iri agrega elde etmek kabildir. Memleketimizde kırma taş agregasına D/ değerlerine bağlı olarak aşağıdaki no.lar verilmektedir.

Kırma taş no.  I 3 — 15 m/m

Kırma taş no.  II  7 — 15 m/m

Kırma taş no. III 15—30   m/m

Burada belirtilen en küçük boyut  öyle bir değerdir ki