Betonu oluşturan malzemeler içersinde en büyük orana (yaklaşık % 75) sahip olan agrega (kum, çakıl, kırmataş ..), doğal kaynakları giderek tükenen ve standartlara uygun, temiz, kaliteli örneklerinin bulunması güç bir malzeme olarak, hazır beton sektöründeki stratejik önemini her geçen gün artırmakta. 1999 yılında İstanbul'da düzenlenen II. Ulusal Kırmataş Sempozyumu'nda dile getirildiği gibi, bu alanda ciddi planlamalar yapılıp, önlemler alınmazsa, yakın gelecekte, agrega ithali bile söz konusu olacak gibi. Aslında, Marmara Bölgesi başta olmak üzere, ülkemizde pek çok taş ocağı "beton agregası" üretme amacıyla faaliyette bulunuyor. Ancak, bunların çok azı yaptığı işin bilincinde; çok azının standartlara uygunluk belgesi, buna uygun donanımı ve kalifiye personeli bulunuyor. Bunlar, hizmet vermeyi hedefledikleri beton üreticilerine yararlı olamadıkları gibi, bilinçsiz ve ilkel üretim yöntemleriyle çevreyi de onarılmaz tahribatlara uğratıyorlar. Mevzuattaki karışıklık ve boşluklar da buna eklenince, konu içinden çıkılmaz bir hal alıyor.

Bugün pek çok beton üreticisi kuruluş, piyasadan standartlara uygun kaliteli agregayı, uygun koşullarda temin edemedikleri için yan birimler ya da şirketler kurup, taş ocakları işleterek, agregayı doğrudan üretme yoluna gidiyorlar.

Amaç, yalnızca betonun kendisinin değil, beton karışımına giren çimento dışındaki diğer malzemelerin de (agrega, katkı vb.) kalite sürecini izlemek ve bunu belgelemek; Türkiye Hazır Beton Birliği, üyelerinin, beton karışımına giren ve dışarıdan temin ettikleri tüm malzemelerde standartlara uygunluk belgesi aramalarını, standartlara uygunluğu belgelenmeyen beton karışım malzemelerini tercih etmemelerini öngörüyor.
 

Agrega üretim ve kullanımında standardizasyonun temini ve sektörde yaşanan sorunların çözülebilmesi açısından Agrega Üreticileri Birliği'nin (AGÜB) olması ve hazır betonda olduğu gibi, agrega üretiminde de, standartlara uygunluğu ve kaliteyi hedefleyen bilinçli üreticilerin biraraya gelmesi sektörün geleceği açısından kuşkusuz önemli bir gelişmedir.

Çimento

Çimento, ana hammaddeleri kalkerle kil olan ve mineral parçalarını (kum, çakıl, tuğla, briket ..vs.) yapıştırmada kullanılan bir malzemedir. Çimentonun bu yapıştırma özelliğini yerine getirebilmesi için mutlaka suya ihtiyaç vardır. Çimento, su ile reaksiyona girerek sertleşen bir bağlayıcıdır. Kırılmış kalker, kil ve gerekiyorsa demir cevheri ve / veya kum katılarak öğütülüp toz haline getirilir. Bu malzeme 1400-1500°C'de döner fırınlarda pişirilir. Meydana gelen ürüne "klinker" denir. Daha sonra klinkere bir miktar alçı taşı eklenip (%4-5 oranında) çok ince toz halinde öğütülerek Portland Çimentosu elde edilir. Katkılı çimento üretiminde; klinker ve alçı taşı dışında, çimento tipine göre tek veya birkaçı bir arada olmak üzere tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı vb. katılır. Çimento birçok beton karışımında hacimce en küçük yeri işgal eden bileşendir; ancak beton bileşenleri içinde en önemlisidir.

En çok kullanılan çimento tipleri Portland Kompoze Çimento, Katkılı Çimento, Cüruflu Çimento ve Sülfata Dayanıklı Çimento'dur, bunun dışında özel amaçlar için Beyaz Portland Çimentosu ve diğer bazı tip çimentolar kullanılmaktadır.

Normal betonda agrega taneleri en sağlam unsur olduğundan, diğer iki unsur (çimento hamuru ve aderans) mukavemeti belirlemektedir. Çimento hamurunun mukavemeti önemli ölçüde su/çimento oranına da bağlıdır.

Betonda kullanılan çimento tipleri ve uygunluk değerlendirmesi TS EN 197 serilerinde standartlaştırılmıştır,

Çimento

Bölüm 1: Genel çimentolar, bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri;

Bölüm 2: Uygunluk değerlendirmesi.

TS EN 197-1 standardı çıktıktan sonra özel amaçlı üç çimento standardı dışındaki bütün eski standartlar yürürlükten kaldırılmıştır. Bu üç standart TS 21 Beyaz Portland Çimentosu, TS 22 Harç Çimentosu ve TS 10157 Sülfatlara Dayanıklı Çimento standartlarıdır. Yürürlükten kaldırılan genel amaçlı çimentoların eşdeğerleri yeni standartta kapsanmaktadır (Tablo 1).

Yeni TS EN 197-1 standardı, ülkemizde şu anda beton üretiminde kullanılan çimento tiplerinden daha fazla çimento tipinin kullanılabileceğini sağlamaktadır.

ÇİMENTO TİPLERİ

Çimentoların İşaretlendirilmesi

TS EN 197-1, çimentoları, CEM I’den (Portland Çimentosu) CEM V’e (kompoze çimento) kadar beş ana tipte işaretlendirmektedir. Işaretleme şunları içermektedir: ana çimento tipi; Portland çimento klinkeri oranı; ikinci ana bileşen; standart (örn. 28-günlük) dayanım sınıfı ve erken dayanım kazanma hızı.

Örneğin bir Portland Cüruflu Çimento tipi şu şekilde gösterilir:

CEM II/A-S 42,5 N

Standart dayanım sınıfları

Alt-tip, ikinci ana bileşeni (bu örnekte yüksek fırın cürufunu) göstermektedir.

Portland çimentosu klinkerinin oranını (A) yüksek, (B) orta ve (C) düşük olarak göstermektedir.

Ana çimento tipi

Çimentonun Bileşen Malzemeleri

Tablo 1’de de gösterilen TS EN 197-1‘deki değişik çimento tiplerine göre çimentonun bileşen malzemeleri şu şekildedir:

• ana bileşen, örn. Portland çimentosu klinkeri;
• ikinci ana bileşen, örn. uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kalker, silis dumanı;
• minör ilave bileşen, örn. uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kalker, doğal puzzolan;
• priz ayarlayıcı, örn. kalsiyum sülfat;
• kimyasal katkılar, örn. pigmentler, hava sürükleyici katkılar.

İkinci ana bileşeni belirten harfler şu şekildedir:

S – yüksek fırın cürufu;

D – silis dumanı; (Silis dumanı: Silikon metalinin üretimi sırasında elde edilen yan üründür.Fırından çıkan gazların filtre edilmesi ile oluşur ve çok ince silikon dioksit(SiO2) partikülleri içerir.)

P – doğal puzzolan; (Puzzolan: Tras, kireç ve suyla karışınca sertleşebildiğinden bağlayıcı olarak kullanılan volkanik topraktır)

Q – doğal kalsine puzzolan;

V – silissi uçucu kül;

W – kalkersi uçucu kül;

T – pişmiş şist;

M- üsttekilerden ikisi veya daha fazlası.

Tablo 1: TS EN 197-1’e Göre Çimento Tipleri

Katkılar

Betonun özelliklerini geliştirmek üzere üretim sırasında veya dökümden önce transmiksere az miktarda ilave edilen maddelere katkı adı verilir. Katkı maddelerini kökenine göre kimyasal ve mineral katkılar olarak ikiye ayırmak mümkündür:

1-Kimyasal Katkılar

Kimyasal katkıların belli çeşitleri aşağıda sıralanmıştır.
a) Su Azaltıcılar (Akışkanlaştırıcılar)
Betonda aynı kıvamın veya işlenebilirliğin daha az su ile elde edilmesini sağlarlar. Taze betonda kullanılan su miktarı azaldıkça betonun dayanımı artar. Azalttığı su miktarı ile orantılı olarak normal ve süper olarak ayrılırlar.
b) Priz Geciktiriciler
Taze betonun katılaşmaya başlama süresini uzatırlar. Uzun mesafeye taşınan betonlar veya sıcak hava dökümleri için yararlıdırlar.
c) Priz Hızlandırıcılar
Priz geciktiricilerin aksine, bu katkılar betonun katılaşma süresini kısaltırlar. Bazı uygulamalarda, erken kalıp almada ve soğuk hava dökümlerinde don olayı başlamadan betonun katılaşmış olmasını sağlamak için kullanılırlar.

d) Antifrizler Suyun donmasını zorlaştırır ve don neticesi çimentonun mukavemet kazanmasındaki aksamaya engel olurlar. Bu katkıların betondaki miktarı hava sıcaklığına göre ayarlanabilir. e) Hava Sürükleyici Katkılar Beton içinde çok küçük boyutlu ve eşit dağılan hava kabarcıkları oluşturarak betonun geçirimsizliğini ve dona karşı direncini ve işlenebilirliğini artırır.

f) Su Geçirimsizlik Katkıları
Sınırlı miktarda hava sürükleyen katkılardır ancak yerine yerleşmiş betonun su sızdırmazlığının sağlanması uygun yerleştirme tekniğinin iyi bir şekilde yapılmasına bağlıdır.

Bazı betonlarda birden fazla katkı türü birlikte kullanılabilir. Ancak bu katkıların birbirlerinin etkilerini bozmadıkları denenmelidir. Kimyasal katkılar, yukarıda bahsedilen etkilerinden dolayı bütün inşaat sektöründe betonun ayrılmaz parçası olmuştur.

2) Mineral Katkılar
Çimento gibi öğütülmüş toz halde silolarda depolanan cüruf , uçucu kül , silis dumanı, taş unu... vb. çeşitli maddelere 'Mineral Katkı' adı verilir. Mineral katkılar tek başına iken çimento gibi bağlayıcılık özelliği taşımazlar, fakat birlikte kullanıldıklarında çimentoya benzer görev yaparlar, dolayısıyla çimento ekonomisi sağlarlar. Mineral katkılardan yüksek dayanımlı beton üretiminde de yararlanılır.

 TS EN 206’da kimyasal katkılar “Taze veya sertleşmiş betonun bazı özelliklerini değiştirmek üzere, karıştırma işlemi esnasında betona, çimento kütlesine oranla az miktarlarda ilâve edilen malzeme” olarak tanımlanmaktadır. Fakat inert veya puzolonik mineral  katkıları içermemektedir. (silis dumanı gibi). Fakat bu maddeler kimyasal katkının içinde  bulunabilir.

Kimyasal katkıların beton yapıların  durabilitesi ve maliyetlerine katkıda  bulunduğu artık herkesce kabul edilmektedir. Kimyasal katkıların geliştirdiği özellikler betonun işlenebilirliği ve sıkıştırılmasında sağlanan kolaylıklar, sertleşmiş betonun geçirgenliğini azaltma, ve donma çözülme dayanımını artırma olarak sayılabilir.

Kimyasal katkıların özellikleri TS EN 934-Kimyasal Katkılar – Beton , Harç ve Şerbet için  standard serisinde belirlenmiştir.

Bölüm 2- Beton Katkıları

Bölüm 3- Harç Katkıları

Bölüm 4- Şerbet Katkıları

Bölüm 5- Püskürtme Beton Katkıları

Bu yayın sadece Bölüm 2 beton katkılarını kapsamaktadır.

Kimyasal katkıların kullanımı TS EN 206 ‘da belirlenmiştir.

TS EN 934-2 aşağıdaki tiplerde katkıları içerir

Su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar

Yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar

Su tutucu katkı

Hava sürükleyici katkı

Priz hızlandırıcı katkı

Priz geciktirici katkı

Su geçirimsizlik katkısı

Priz geciktirici/su azaltıcı/akışkanlaştırıcı katkılar

Priz geciktirici /yüksek oranda su azaltıcı /süper akışkanlaştırıcı katkılar

Priz hızlandırıcı / su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar

Kullanımda olan diğer tip katkılar TS EN 934-2 içermemektedir, fakat TS EN 206-1 a göre uygunluğun sağlanması şartıyla kullanılabilir.

Bu Katkı tipleri;

-         Korozyon önleyiciler

-         Rötre engelleyiciler

-         Su altı beton katkıları

-         Prekast beton katkıları

Beton Katkılarının Özellikleri

Yüksek dayanımlı betonlar gibi özel betonların dışında maksimum dozaj TS EN 206 tarafından 5.2.6. maddesinde çimento kütlesine göre 50g/kg olarak sınırlandırılmıştır. 2g/kg’dan daha düşük dozajlarda kimyasal katkı suya karıştırılarak eklenmelidir.

Beton katkılarının performansı TS EN 934-2 tarafından tek fonksiyonlu katkıların ana fonksiyonlarına ve çift etkili katkıların ana ve ikincil fonksiyonlarına  göre kontrol edilir. Bu performans şartları Tablo 1 ‘de verilmiştir.

Bu genel performans şartlarına ek olarak tüm kimyasal katkılara uygulanan genel şartlar bulunmaktadır. Bunlar;

• priz süresine etkisi
• basınç dayanımına etkisi
• betonun hava içeriğine etkisi
• suda çözünebilen klorür miktarı
• Na₂O eşdeğeri alkali miktarı

Kimyasal katkıların performansı referans betona göre belirlenir. Deney karışımı (kimyasal katkılı) kontrol karışımıyla (katkısız) kıyaslanır . Klor ve alkali içerikleri de ölçülerek beyan edilir. Katkılar için deney prosedürleri TS EN 480 Kimyasal Katkılar – Beton , Harç ve Şerbet için  - Deney Metodları  serisinde belirlenmiştir.

Betonda bulunabilecek maksimum klorür içeriği TS EN 206-1 ‘de belirlenmiştir ve kimyasal katkıların bu miktara katkısı hesaplanabilir. TS EN 934-2 maksimum klorür içeriğini %0.1 veya üreticinin beyanıyla sınırlandırmıştır.

Maksimum alkali madde içeriği  TS EN 934-2 ‘ye göre üretici tarafından her kimyasal katkı için beyan edilmelidir.

Kimyasal Katkı Tipi

Kimyasal Katkı Tipi	Performans Şartı	TS EN 934-2’deki değeri
Su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar	Eşit kıvamda su azalması	azalma ³%5
Yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar	Eşit kıvamda su azalması Eşit su/çimento oranında kıvam artışı	azalma ³%12 çökme artışı ³120mm
Su tutucu katkı	Kusmada azalma	azalma ³%50
Su geçirimsizlik katkısı	Kapiler emmede azalma	Kütlece azalma ³%50
Hava sürükleyici katkı	Sertleşmiş betonda hava boşluğu özellikleri	Açıklık faktörü£0.200mm
Priz hızlanrıdıcı katkı	İlk priz süresinde azalma	Azalma ³%40 5°C’de
Sertleşmeyi hızlandırıcı katkı	1. gündeki basınç dayanımı 2. gündeki basınç dayanımı	Artış ³%20 20°C’de Artış ³%30 5°C’de
Priz geciktirici katkı	İlk priz alma ve priz bitiş sürelerinde  artış	priz alma artış ³ 90 dakika priz bitiş artış £360 dakika
Priz geciktirici / su azaltıcı /akışkanlaştırıcı katkıla	Eşit kıvamda su azalması İlk priz alma ve priz bitiş sürelerinde  artış	azalma ³%5 priz alma artış ³ 90 dakika priz bitiş artış £360 dakika
Priz geciktirici/ yüksek oranda su azaltıcı/süper akışkanlaştırıcı katkılar	Eşit kıvamda su azalması Eşit su/çimento oranında kıvam artışı