Soğuk Hava Şartlarında Beton Dökümü ve Uygulama Esasları

Soğuk Hava Şartlarında Beton Dökümü

TS 1248 Standardına göre art arda üç gün, günlük ortalama hava sıcaklığının +5°C’nin altında olması ve bu periyotta hiçbir yarım gün hava sıcaklığının +10°C’nin üstünde olmaması durumuna “soğuk hava” denir.

Kış aylarında beton dökümü, şantiye takvimine uygun devam etmek ile betonun dayanım ve durabilitesini sağlamak arasındaki hassas dengeyi yönetmeyi gerektirir. Düşük sıcaklıklar, çimento hidratasyonunu yavaşlatıp, erken yaş dayanımını tehdit ederken, doğru kimyasal katkı ve bağlayıcı seçimi bu süreci yönetilebilir kılar.

Bu yazıda, soğuk havalarda beton dökümünde dikkat edilmesi gereken temel teknik esasları, hidratasyon ısısının kontrolünü ve gelişmiş kimyasal çözümlerin rolünü inceledik.

Soğuk Havada Beton Teknolojisi ve Uygulama Esasları

Soğuk hava koşulları, betonun hidratasyon reaksiyonlarının yavaşlamasına ve priz süresinin uzamasına neden olur. Betonun servis ömrü boyunca hedeflenen dayanım ve dayanıklılığa (durabilite) ulaşması ve erken yaşta donma hasarından korunması için kimyasal süreçlerin doğru yönetilmesi şarttır.

Soğuk Havada Beton Dökümü İçin Kontrol Listesi

Soğuk hava koşullarında hem taze hem de sertleşmekte olan beton hızlı bir şekilde nem ve ısı kaybeder. Soğuk havada beton erken dona karşı korunmalı ve dayanımın yavaş gelişimine karşı önlem alınmalıdır.

Soğuk hava koşulları için proje planlaması aşağıdaki önlemleri içermelidir.

• • Uygun ekipman, iş gücü ve koruyucu önlemler zamanında şantiyelerde hazır bulundurulmalı,
  • Soğuk hava priz süresini geciktirdiğinden, döşeme ve saha betonlarında priz süresini kısaltmak ve terlemeyi azaltmak için düşük çökme (slump) tercih edilmeli,
  • Dondan korunma süresini kısaltmak için erken dayanım ve su azaltma özelliği yüksek süper akışkanlaştırıcı ve priz hızlandırıcı beton katkıları ya da erken dayanımı yüksek olan tipte bir çimento (CEM I 42,5 R) kullanılmalı,
  • Uçucu kül ve benzeri mineral katkı içeren betonlar dondan daha uzun süre korunmalı,
  • Bütün kalıplardaki ve beton dökülecek zeminlerdeki kar ve buz dökümden önce temizlenmeli,
  • Betonun temas edeceği herhangi bir yüzeyin ya da zeminin donma sıcaklığının altında olmadığından emin olunmalı,
  • Terleme sona ermeden ve terleme suyu beton yüzeyindeyken yüzey bitirme işlemlerine asla başlanmamalı,
  • Betona soğuk hava dahil her zaman su kürü uygulanmalı ve sertleşmiş betonun kurumasına izin verilmemeli,
  • 3 ila 7 gün boyunca beton sıcaklığını +10°C’nin üstünde tutmak için açık beton yüzeyleri odun talaşı, saman, cam yünü ve köpük levha gibi yalıtım örtüleri kullanılarak yalıtılmalı ya da çevresi kapatılmış ısıtma sistemleri kullanılmalı, daha sonra en az 4 gün daha beton sıcaklığının +5°C’nin üzerinde kalması sağlanmalı,

Daha soğuk havalarda taze beton sıcaklığı ile betonun karıldığı sıcaklık sınırları arasındaki fark daha büyüktür.

• • Kür uygulama ve ısıl yalıtım işlemlerine beton dökümünden hemen sonra başlanılmalı ve betonun istenilen seviyede dayanım kazanmasına dek sürekli ve hiç ara verilmeden devam edilmeli, istenilen dayanıma erişildikten sonra beton sıcaklığı 24 saatte 5°C’den fazla azalmayacak şekilde koruma dereceli olarak kaldırılmalı,
  • Köşe ve kenarlar gibi ısı kaybına iki ya da daha fazla yönden maruz kalan kritik bölgeler daha fazla korunmalı,
  • Yapay ısı kaynakları kullanılırken açığa çıkan karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO2) gazlarının insan sağlığı ve taze betona zararı yönünden dışarı atılması sağlanmalı,
  • Donma – çözülme çevrimi ve buz çözücü kimyasallara maruz kalacak betonlar, yüzeylere uygulanabilen ve dışa açık boşlukları kapatabilen yüksek kalitede bir koruyucu malzeme (sealer) ile korunmalıdır.

Termal Kontrol ve Hidratasyon Kinetiği

Düşük ortam sıcaklığı, çimento jeli içerisindeki iyon hareketliliğini kısıtlayarak hidratasyon hızını düşürür. Özellikle ilk 24-48 saatlik (erken yaş) süreç kritiktir.

Kritik Eşik: Taze betonun iç sıcaklığı, yeterli dayanım (genellikle >5 MPa) kazanılana kadar donma noktasının üzerinde tutulmalıdır. Bileşen Sıcaklıkları: Agrega ve karışım suyunun ısıtılması, hidratasyonun başlaması için gerekli aktivasyon enerjisini sağlar.Beton bileşenlerin taze beton sıcaklığına etkisi.

T = Taze beton sıcaklığı

Ta = Agrega sıcaklığı

Tc = Çimento sıcaklığı

Tw = Eklenen karışım suyu sıcaklığı

Twa= Agregadaki serbest nemin sıcaklığı

Genelde; Ta = Twa

Ma = Agrega ağırlığı

Mc = Çimento ağırlığı

Mw = Eklenen karışım suyu ağırlığı

Mwa= Agregadaki serbest nemin ağırlığı

Priz Hızlandırıcılar ve Süperakışkanlaştırıcı Teknolojisi

Soğuk havalarda kalıp alım hızını artırmak ve erken dayanımı yakalamak için doğru katkı seçimi hayati önem taşır:

• Yeni nesil PCE esaslı süperakışkanlaştırıcılar: Düşük sıcaklıklarda dahi priz süresini etkilemeyen bu süperakışkanlaştırıcılar, su/çimento oranını düşürerek erken dayanımı maksimize eder.
• Priz hızlandırıcılar: Priz hızlandırıcı özel kimyasallar ve çimentolar, soğuk hava dökümlerinin başarısı için hayati öneme sahiptir. Teknik Uyarı: Kalsiyum Klorür içeren hızlandırıcılar, betonarme donatısında korozyon (klorür korozyonu) riskini artırdığı için yapısal betonlarda sınırlandırılmalı veya kullanılmamalıdır.

Yüksek Performanslı Bağlayıcı Sistemleri

• Yüksek çimento içeriği ve hızlandırıcı kullanımı, betonun hidratasyon ısısını artırır. Bu ısı, özellikle soğuk havalarda betonun donma riskine karşı iç sıcaklığı koruması açısından faydalıdır.
• Çimento bileşiminde C₃S ve C₃A oranının yüksek olması, hidratasyon ısısının daha yüksek ve hızlı gelişmesine neden olur. Yüksek erken dayanım çimentolarının C₃A ve C₃S içeriği, yavaş sertleşen çimentolara göre daha yüksektir.

Standart çimentoların yetersiz kaldığı durumlarda bağlayıcı tipinin modifikasyonu gerekebilir.

Sonuç ve Özet

Soğuk havalarda başarılı bir döküm; düşük su/çimento oranı, hızlandırıcı etkili akışkanlaştırıcılar, priz hızlandırıcılar, ve ısıtılmış bileşenlerin kombinasyonu ile mümkündür. Betonun iç sıcaklığını korumak, sadece prizi hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda nihai beton kalitesini de garanti altına alır.

Chryso olarak kış aylarına özel geliştirdiğimiz akışkanlaştırıcı, priz hızlandırıcı katkılarımız ile düşük sıcaklıklarda dahi betonun güvenle dökülmesini ve yapı süreçlerinin kesintisiz devam etmesini sağlıyoruz.

Detaylı bilgi ve teknik destek için ilgili teknik birimlerimizle iletişime geçebilir veya web sitemizi ziyaret edebilirsiniz!

Kaynaklar

1.TS 1248 (2012): Betonun hazırlanması, dökümü ve bakım kuralları – Anormal hava şartlarında

2. ACI 306 R – 88 (Reapproved 2002) , “Cold Weather Concreting”,

Teşekkür

Ekip arkadaşlarımızdan Teknik ve Kilit Müşteri Müdürümüz Şevket Orhan‘a değerli yazısı için teşekkür ederiz.