Segregasyon Nedir? Nasıl Oluşur?

Yapı sektöründe segregasyon nedir sorusunun cevabı sıklıkla merak edilmektedir. Betonun oluşturulduğu malzemenin ayrılarak ayrışması ve nihayetinde işlevini kaybetmesi anlamına gelir. Bu durum, işlevini tamamen kaybetmesine neden olur. Betonarme yapılarda sıklıkla karşılaşılan bu yapısal hata önemsenmediğinde telafisi olmayan derecede büyük hasarlar meydana gelebilir. Bu yazıda ‘’Segregasyon nedir ve nasıl oluşur?’’ sorularına yanıt vereceğiz.

Segregasyonun Hangi Durumlarda Görülür?

İnşaat ve malzeme biliminde sıkça karşılaşılan bir sorun olan segregasyon, özellikle beton gibi kompozit malzemelerin üretim ve uygulama süreçlerinde meydana gelebilir. Bu durum, malzemenin bileşenlerinin istenmeyen bir şekilde ayrışması ve homojen olmayan bir yapı oluşturması olarak tanımlanabilir. Söz konusu durumun nedenleri çeşitlidir ve bu sorunun ortaya çıkmasına yol açan birkaç temel faktör bulunmaktadır:

Malzeme, olması gereken seviyeden daha yukarıdan döküldüğü zaman tanecikler eşit şekilde dağılmaz ve zamanla bu durum meydana gelir.
Slump adı verilen değerin, maksimum seviyede olması veya vibratör gibi betonu ilgilendiren teknik uygulamalarda meydana gelen aksaklıklar nedeniyle bu durum görülebilir.
Paspayı adı verilen, beton ve demirin arasındaki uygun boşluğun bırakılmamasından kaynaklanabilir.
Kullanılan diğer elemanların da gerektiğinden fazla sıklıkla tercih edilmesinden dolayı oluşabilir.
Harca fazla su ilave etmek ya da kalıp işleminde zeminle arasında boşluk bırakmamak da bu duruma yol açabilir.
İnce agrega ya da çimento gibi ince malzemelerin yetersiz olmasından kaynaklı oluşabilir.
Hem iri hem de ince agreganın özgül ağırlıklarının birbirinden çok farklı olmasından dolayı bu sorunlar ortaya çıkabilir.

Yukarıdaki maddelere ek olarak beton karışımındaki hatalar, hatalı işçilik uygulamaları ve hava koşullarının etkisi gibi faktörlerde bu durumun görülmesinde etkili olabilir.

Beton Karışımındaki Hatalar

Beton karışımındaki hatalar, segregasyonu tetikleme etkisine sahiptir. Örneğin, iri agreganın karışım içerisindeki miktarı çok fazla ise ve 25 mm’den büyük agrega seçilmişse ayrışmalar olması muhtemeldir. Agrega tercihi yapılırken yuvarlak ve düzgün şekilli taşlar seçilmelidir. Uzun ve yassı agrega oranı fazla olduğunda istenilen homojenlikte malzeme elde edilmez.

Karışımda yeterli derecede ince agrega ve çimento miktarı bulunması gerektiğinden karışım suyu, betonun yerleştirilmesinde mühim bir ayrıntıdır. Fazla sulu ya da kuru karışımların içerisinde bulunan kaba ve ince taneli materyaller birbirinden farklı alanlarda biriktiği için ayrışmalar ortaya çıkar.

Hatalı İşçilik Uygulamaları

Betonun üretilmesini takiben hızla şantiye alanına ulaştırılması, yerleşiminin yapılması ve nakliyesinin transmikserler aracılığıyla gerçekleştirilmesi gerekir. Yerleştirme aşamasında yüksek bir noktadan dökmenin ayrışmalara yol açtığı unutulmamalıdır. Çünkü yukarıdan döküldüğünde iri agrega, karışımda yer alan diğer malzemelerden daha hızlı düşerek yalnızca bazı bölgelerde birikir ve segregasyona neden olur. Betonun dökümü esnasında karşılaşılan engellerden ve iletim yönünde değişiklik yapılmasından kaynaklı olarak da ayrışma sorunları görülebilir.

Hava Koşullarının Etkisi

Betonun iç ısısı dış ısısından daha önemli olduğundan alınması gereken tedbirler buna göre planlanmalıdır. Segregasyon olmaması için hava koşulları dikkate alınarak süreç yürütülmelidir. Dış hava şartları dikkate alındığında betonun iç ısı değerleri asgari olarak şu şekilde olmalıdır:

Havanın sıcaklık değeri -3° ile +5° aralığında ise beton iç ısısı +5° olmalıdır.
Havanın sıcaklık değeri -3 derecenin altındaysa iç ısısı +10° ile +30° arasında olmalıdır. Malzeme döküldükten sonra en az üç gün boyunca +10 derecenin altına düşürülmemelidir.

Betonda Segregasyonun Sonuçları

Kaliteli bir betonun homojen olması ve her noktasında aynı dayanımı göstermesi beklenir. Segregasyondan dolayı malzemede göze çarpan ayrışmalar betonun homojenliğini bozar. Bu durumda yapının bazı alanlarında düşük, bazı kısımlarında ise yüksek mukavemet ortaya çıkar. Özellikle iri agreganın biriktiği bölgelerde delikli ve boşluklu yapılar meydana gelir. Buna “Honeycombing” denir. Bu durumda malzemeye zararlı maddelerin girmesi hızlandığından bu kısımların tamir harcıyla mutlaka onarılarak düzeltilmesi gerekir. Ayrışma kabul edilebilir orandan daha fazla ise beton kırılmalı ve yeniden dökülmelidir.

Betonun Dayanıklılığının Azalması

Beton dayanıklılığı, segregasyon oluşumu konusunda önemlidir. Malzemenin mukavemetine etki eden temel faktörlerden birisi su ve çimento oranıdır. Su ve çimento oranındaki azalmayla birlikte betonun geçirimliliği de azalır. Boşluksuz beton daha dayanıklıdır çünkü boşluklar, buradaki mukavemeti ve iç gerilmeleri azaltarak çatlaklara neden olabilir. Boşluksuz olanda geçirimlilik azaldığından zararlı kimyasallar ve nemin malzeme üzerindeki etkisi zayıflatılmış olur.

Yüzey Kusurları ve Çatlaklar

Betonda oluşan hasarlar ve çatlaklar arasında en yaygın olarak olarak görülen yüzey kusurlarıdır. Çatlaklar; yanlış kür uygulaması, uygunsuz malzeme tercihi, çevresel etmenler, fazla oranda su ve çimento oranı içeren beton kullanılması, kalın kesitler, zeminin uygunsuzluğu ve yanlış derz kesimi gibi nedenlerden dolayı oluşabilir. Önlem almak ve tamir etmek için yüzeydeki kusurları tanımak önemlidir. Beton yüzeyde görülebilecek kusurlara örnek olarak tozuma, kabarcık meydana gelmesi, parça atması, renk düzensizliği, çiçeklenme, dökülme, çatlak, soğuk derz, tabakalaşma ve boşluklar verilebilir.

Segregasyon Nasıl Önlenir?

Betonun kalitesini ve dayanıklılığını etkileyen en önemli sorunlardan biri segregasyondur. İlgili terim, betonun homojen yapısının bozulması ve bileşenlerinin ayrışması anlamına gelir. Bu durum, betonun mekanik özelliklerini olumsuz etkiler ve yapısal zayıflıklara yol açabilir. Bu nedenle uygulamalarda ilgili sorunun önlenmesi, yapısal güvenlik ve depreme dayanıklı beton kullanımı açısından büyük önem taşır. Bu durumun önüne geçmek için alınabilecek bazı temel önlemler ve uygulamalar aşağıda sıralanmıştır:

Zeminde bulunan zayıf tabaka ortadan kaldırılarak güçlendirilmeli, kış aylarında karlı ve donmuş olan zemine beton dökülmemeli, kalıpların sağlam olmasına dikkat edilmelidir.
Kıvamlandırma işlemi suyla değil, katkı maddeleriyle sağlanmalıdır.
Donma-çözülme döngüsünün fazla olduğu alanlarda hava sürükleyici katkı tercih edilmelidir.
Beton yüzeyi suluyken işlem tamamlanmamalıdır.
Beton terlemeden bitirme işlemine geçilmemelidir.
Yüksek sıcaklık, rüzgâr ve düşük nem gibi koşulların olduğu ortamlarda beton sulanarak yüzeyi güneş ışınlarından korumak için polietilen örtülerden ve ıslatılmış telis bezi ya da rüzgâr kırıcılardan yararlanılmalıdır.
Paspayı mümkün olduğunca geniş şekilde bırakılmalıdır.
Polietilen elyaf kullanılmalıdır.
Rötre azaltıcı katkı kullanmaya özen gösterilmelidir.

Yukarıdaki maddelere ek olarak karbon fiber ve bazalt elyaf gibi beton donatı katkı ürünlerinin yanı sıra uygun ekipman ve araçların kullanılması da bu durumun önlenmesinde kullanılabilir.

Doğru Beton Karışımı ve Kullanımı

Dikkate alındığında segregasyon beton karışımında homojenliğin sağlanması son derece önemlidir. Hammadde bileşenlerinin birbiri içinde eşit olarak dağılması olarak ifade edilen homojenlik, taze betonda işlenebilirliğe etki ederken sertleşmiş olanda dayanıklılığa katkı sağlar.

Uygun Ekipman ve Araçların Kullanılması

Can kaybını engellemek amacıyla gerçekleştirilen bina güçlendirme sistemleri, yapısal pratikler söz konusu olduğunda binanın depreme dayanıklılığını iyileştirmeyi amaçlayan prosedürlerdir. Bir binanın yıkılıp yeniden yapılması son derece maliyetli olduğundan bina güçlendirme, yıkıma karşı iyi bir alternatiftir. Bu sayede daha az maliyetle binanın dayanıklılığı artırılır. Uygun güçlendirme çalışmalarının gerçekleştirilmesi için sorun ve ihtiyaçların doğru tespit edilmesi gerekir. Beton, çelik ve karbon elyaf gibi malzemeler, Türkiye’de bina güçlendirme uygulamalarında kullanılan en önemli malzemeler arasında yer alır. Bina güçlendirme sistemlerinde tercih edilecek tekniklerin, yapıdaki hasarlı bölgelerin dikkate alınarak belirlenmesi gerekir.

Carbonier olarak projelendirmeden itibaren her konuda destek sağlayan profesyonel ekibimizle yapının durumu özelinde ürünler geliştirerek yapıda gereken mukavemet oranına uygun sistemler üretiriz. Betonda segregasyonun yanı sıra merak ettiğiniz tüm bilgiler için bizlerle iletişime geçebilirsiniz.

Önceki yazımıza https://www.carbonier.com/blog/depremde-yeni-binalar-neden-yikilir linkinden ulaşabilirsiniz.