Belli bir süre prizini almış bir beton yüzeyine taze beton dökülmesi sonucu iki beton arasında ortaya çıkan yüzeye soğuk derz denir. Bu tarz yüzeylerde beton normal dayanımına erişemez ve iki yüzey arasında yeterli bir aderans sağlanamaz.
Nedeni
Soğuk derzin meydana gelmesindeki başlıca neden beton dökümünün belli bir nedenden dolayı sekteye uğramasıdır. Sekteye ugrayan beton dökümü sonucu bir süre prizini alan beton daha sonra dökülecek beton ile yeterli bir adrerans sağlayamaz.
Alınabilecek Önlemler
İdeal şartlarda soğuk derz oluşumuna izin vermeden yapının inşaatı tamamlanmalı ancak bu her durumda mümkün olmuyor. Belli bir durumdan dolayı beton dökümünün yarıda kesilmesi gerektiği durumlarda soguk derz oluşumunu engelleyecek veya soğuk derz oluşumundan doğacak sorunları giderecek önlemler anlınması gerekiyor. Yine ideal şartlarda beton dökümünün nerelerde yarıda bırakılacağı daha beton dökümüne başlamadan önce planlanması gereken bir iş. Bu dediğimin Türkiye’de uygulandığını pek sanmiyorum.
Eger ki beton dökümüne sadece birkaç saat ara verilecekse dökülen betona priz geciktirici katkı maddeleri katarak betonun priz almasını geciktirebiliriz. Bu sayede sonradan dökeceğimiz beton ile önceden döktüğümüz beton birlikte priz alabilir.
Soğuk derz bırakılacak noktada yeterli adresans ve iki yüzey arasında yeterli kuvvet akışını sağlanması gerekiyor. Bunları sağlamak için de:
- Soğuk derz oluşan yüzeyin taze beton dökümü öncesi sürtünmeyi artırmak için pürüzlü bırakılması gerekiyor.
- Soğuk derz oluşacak yüzey birkaç gün boyunca nemli tutulmalı.
- Taze beton dökümü öncesi sertleşmiş beton yüzeyi temizlenmeli ve nemli bırakılmalı.
- Gerekli durumlarda kuvvet akışını sağlamak açısından ekstra donatı atılabilir.
- İki yüzey arasındaki sıcaklık farkları izlenmeli ve iki yüzeyde farklı sıcaklıklar oluşması engellenmeli.
Soğuk Derz Nerelerde Bırakılmalı
Soğuk derzin bırakılacağı konum hakkında Türk mühendislerin ezbere bir şekilde eğilme momentinin sıfır veya düşük olduğu yerde bırakılmalı tarzı bilgi verdiklerini okuyorum. Bu bilgi ezbere ve dogru bir bilgi değil. Mühendis denilen kişiler ezbere bilgiler ile değil, mekanik altyapıları ile karar vermeli ve söylenen bir bilgiyi tartabilmeli.
Yukarıdaki görselde iki açıklıklı bir sürekli kiriş görüyorsunuz. Bu sistemde momentin sıfır veya düşük olduğu bölgeler mesnete yakın ve kesme kuvvetinin yüksek olduğu bölgeler. Yani yukarıdaki bilgiyi kullanırsak kesme kuvvetinin oldukça yüksek olduğu bölgelerde soğuk derz bırakmış olucaz. Bakalım soğuk derzin eğilme momenti taşıma kapasitesine bir zararı var mı?
Betonarme elemanların eğilme momenti taşıma kapasitesini hesaplarken kesitin çatladığını kabul ederek hesap ederiz. Zaten betonarme tasarımı yaparken kesitin belli bir sınır değeri aştığı her durumda çatlamış kesit kabulü ile tasarım yapılır. Bu sınıra da çatlama momenti denir. Örnek olarak betonarme bir kirişe konulması gereken minimum donatı miktarını çatlama momenti ile belirleriz. Yani maksimum momentin etkidiği kesit yukarıdaki sistemde ilk çatlayacak kesit. Betonarme kesitte çatlamaya kadar da gelen çekme kuvvetlerini donatı ve beton birlikte karşılıyor iki eleman arasındaki aderansın düzgün sağlandığı durumlarda. Ancak bu kesit çatladıktan sonra orada çeliğin birlikte çalışabileceği bir beton kalmıyor. Yani bütün çekme kuvvetlerini çatlaklarda çelik üstleniyor. Betonarme tasarımda da bu kabul ile tasarım yapılıyor.
Yukarıdaki görseldeki modeli betonarme dersi almış her inşaat mühendisi biliyordur. Bu modelde tarafsız eksenin üzerinde kalan kesite basınç kuvveti etki ederken altında kalan kesite ise çekme kuvveti etki ediyor. Biz de bu model ile betonarme bir kesitin moment taşıma kapasitesini hesaplıyoruz. En sağ diyagramda kesite etki eden kuvvetleri görebilirsiniz. Burada, tarafsız eksenin üstünde kalan bölüme gelen kuvvetleri betonun karşıladığını kabul ederek basitleştiriyoruz hesabı. Gerçekte burada minimum iki tane de montaj donatısı koyuluyor. Hesap yaparken bunları gözardı edebiliyoruz. Tarafsız eksenin alt tarafına gelen çekme kuvvetlerini ise tamamen donatıların karşıladığını kabul ederek moment kapasitesini hesaplıyoruz.
Şimdi üst paragrafta anlattığım kadarı ile moment kapasitesinde betonun çekme dayanımı bizi ilgilendirmiyor. Yani soğuk derzden dolayı zayıflayan betonun çekme dayanımının bize bir zararı yok. Üst kısımda ise bize betonun basınç dayanımı gerekiyor. Soğuk derz düzgün uygulandığı takdirde iki yüzey arasında basınç kuvvetlerinin aktarılması sorun oluşturmuyor. Bu bakımdan da doğru uygulanmış soğuk derzin betonarme bir kesitin eğilme momenti taşıma kapasitesine bir etkisi yok.
Yurtdışında soğuk derzin nereye bırakılması öğretiliyor derseniz de yukarıda verdigim örnek taşıyıcı sistem için açıklığın ortası yani eğilme momentinin maksimum olduğu nokta öneriliyor. Bu dediğime kanıtlar sunmam gerekirse:
İlk kaynağım InformationsZentrum Beton. Bu kurum Almanya’daki çimento üreticileri tarafından kurulmuş bir kurum ve amaçları beton hakkında üretilen bilgileri yaymak. Bu kurum soğuk derzler hakkında yayınladığı pdf’te soğuk derzin yukarıdaki görselde b ile işaretli bölgede bırakılması gerektiğini, a ile gösterilen bölgede gösterildiği şekilde bırakılan derzin ise tartışmalı olduğunu söylüyor. Yani yukarıda yanlış olduğunu anlattığım momentin sıfır olduğu yerde soğuk derz bırakılmalının tersini söylüyorlar. [1]
Aşağıya da aci’nin bu konudaki maddesini alıntılıyorum. Bilmeyenler için aci de American Concrete Institute’tür, yani Amerikan Beton Enstitüsü. ACI 318-08 madde 6.4.3:
“Construction joints shall be so made and located as not to impair the strength of the structure. Provision shall be made for transfer of shear and other forces through construction joints”
Asağıda ekleyeceğim de bu maddeye yapılan yorum:
“Construction joints should be located where they will cause the least weakness in the structure. When shear due to gravity load is not significant, as is usually the case in the middle of the span of flexural members, a simple vertical joint may be adequate.” [2]
Yani Amerikan Beton Enstitüsü de bize kesme kuvvetinin yüksek olmadığı bölgeleri önermiş. Örnek olarak da eğilmeye çalışan elemanlarda açıklığın ortasını örnek göstermiş. Bu bölge de yine yukarıda gösterdigim gibi maksimum momentin olduğu noktaya denk geliyor.
İngiltere merkezli Cement and Concrete Association tarafından yayınlanan teknik bir raporda ise şöyle yazıyor:
“The load/deflection and ultimate moment characteristics of a simply supported beam are not impaired by the presence of a construction joint in a region where shear is negligible; measurements of deflection and crack width indicate similar overall performance for jointed and unjointed beams. In a region where shear is significant, a construction joint with a smooth surface reduces the beam’s shear capacity, but a beam having a joint with a roughened surface has a mode of failure similar to that of an unjointed member and a similar ultimate load. Where reinforcement is lapped or spliced at construction joints, tests show that lack of attention to detailing can result in a marked reduction in ultimate moment.” [3]
Bu paragrafta da soğuk derzin kesme kuvvetinin olmadığı ve düşük olduğu yerde bırakılması sonucu kesitin yük taşıma kapasitesinde bir düşüş olmadığı ve elemanda meydana gelen sehim ve çatlak boylarının da soğuk derz olmayan elemana denk veya oldukça yakın olduğunu yazıyor. Soğuk derz bırakılan yüzeyin pürüzsüz bırakıldığı durumda ise kesitin kesme kapasitesini düşürdüğünü belirtiyor.
Sonuç
Sahada çalışan mühendisler soğuk derz bırakılacak bölgeyi yapının yapısal tasarımını yapan mühendis ile soğuk derzi bırakmadan önce planlaması gerekiyor. Soğuk derzin de momentin sıfır olduğu yerde bırakılması bilgisi “ezbere” bir şekilde doğru değil, standart olarak bırakılması tavsiye edilen yer de orası değil.
Sormak istediğiniz sorular varsa bunları yorumlarda sorabilirsiniz.
Hatırlatma: Yazılan makalelerden haberdar olmak istiyorsanız, sosyal medya hesaplarımızı takip edebilirsiniz.
Kaynaklar:
[2] http://en.fsajedi.ir/wp-content/uploads/2012/06/ACI-318-2008.pdf
[3] https://trid.trb.org/view/135605
1 Yorum
Bize okulda monolitik döküm üzerinden hesaplamalar öğretildi. Şartname ve standartlarimizda da yok.
Piyasada çalışırken öğrendik “moment sıfır” noktasını meğer o da yanlışmış.
Bilgi için çok teşekkürler.