BETON

Çakıl, kum gibi “agrega” denilen maddelerin bir bağlayıcı madde ile birleştirilmesinden meydana gelen malzeme. Bağlayıcı madde de genellikle çimentodur. Meselâ portland çimentolu betonda bağlayıcı, portland çimentosu ve su karışımıdır. Asfalt ve diğer başka malzemeler de bağlayıcı olarak kullanılır; “asfalt betonu” ve “polimer betonu” elde edilir. Ancak genellikle “beton” denince portland çimentolu beton hatıra gelir.
Beton çok yaygın olarak kullanılan bir yapı malzemesidir. Baraj, kanal gibi su yapıları yanında yol, bina, köprü ve diğer yapıların inşâatında kullanılır. Hem bir taşıyıcı eleman ve hem de dekoratif malzeme olarak ortaya çıkar. Yangına dayanıklılığı, su geçirmezliği ve ses yalıtımı bakımından da tercih edilir. Modern yapılarda nükleer radyasyona karşı da kullanılır. Hemen hemen her inşaat mühendisi tarafından tercih edilir. Dünyâ ortalaması olarak kişi başına senelik beton üretimi bir ton civârındadır. Bu miktar Türkiye’de ise 1980 yılında yaklaşık 250 kilogramdı. Târihî gelişimi: Beton yaklaşık olarak değişik şekillerde ve genel mânâda 5000 yıldan beri ku- lanılmaktadır. Eski Mısırlılar kil harcını piramitlerin yapımında kulanmışlardır. Harç kireç taşının (CaC03) ısıtılması ve karbondioksit gazının (C02) çıkarılması ile elde edilmekteydi. Elde edilen kireç, agrega ile karıştırılarak harç olarak kulanıl- maktaydı. Daha sonra C 02 olarak sertleşen orjinal CaC03 veya kireç taşma çevrilmekteydi. Su ile sertleşen hidrolik çimentonun bulunuşu, Romalılara kadar uzanır. Romalılar kireç hamurunu, po- zolanik volkanik küle karıştırmaktaydılar. Bu amorf silisten oluşan pozolan, suyun mevcûdiye- tinde alkali ile kimyâsal olarak reaksiyona girerek silis jeli olarak sertleşir. Pozolan kelimesi, maddenin bulunduğu Poz- zuoli isimli İtalyan kasabasından gelmekteydi. Bu konuda ilk patent İngiliz James Parker’e 1796’da verilmiştir. 1824’te de İngiliz duvarcısı Joseph Aspdin kireç taşını kille yakarak bir bağlayıcı madde, çimento elde etti. Portland Adasındaki kireç taşma benzediği için Portland çimentosu ismini
Bir otoyolu viyadüğünün yapım çalışmaları. Köprünün ayakları demir kafesler içine dökülen beton bloklarından oluşmaktadır.
Yeni Rehber Ansiklopedisi 369
BETON
dana getiren çimento torba, agrega ağırlık (veya bâzı hâllerde görünen hacim) ve su da hacim olarak ölçülür. Karışımı hazırlayan (veya hazır beton satan) merkezî kuruluşlar da mevcuttur. Buraya yapılacak istek karşılığında, kullanıma hazır, istenen kalitede karışım, inşâat yerine getirilir. Karışım, sâbit karıştırıcılarda yapılabildiği gibi, hareketli karıştırıcılarda da gerçekleştirilebilir. Bu çeşit merkezî beton santrallerinin faydası, karışımın kontrollü olarak yapılmasıdır. Uygun kum ve çakıl bulunduğunda kolayca iyi kalitede beton elde edilebilir. Tavsiye edilebilecek yaklaşık karışım oranı ağırlıkça 1 su, 2 çimento, 4 kum ve 5 çakıl şeklinde verilebilir. Karışımın homojen bir şekilde elde edilmesinden sonraki yapılan iş, bunun yerleştirilmesidir. Eğer hazırlanan karışım döküm yerine yakın değilse bunun bu yere iletilmesi gerekir. Bu işlem araba ve kova veya pompa kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Kalıba yerleştirilen karışımda bulunan hava kabarcıkları titreştirici kullanılarak çıkarılabilir ve betonun iyi yerleşmesi sağlanabilir. Küçük işlerde, şişleme de tatbik edilebilir. Titreştirme, dış merkezli bir kütlenin bir eksen etrâfın- da döndürülmesi sûretiyle elde edilir. Bu vibrasyon denilen titreştirme, beton içinde yapılabildiği gibi, kalıbın titreşimiyle de elde edilebilir. Betonun elde edilmesinde en son adım, dökülmüş betonun bakımı ve sertleşmesidir. Sertleşme portland çimentosunun hidratasyonu, su ile kimyâsal reaksiyona girmesi sonucu meydana gelir. İlk günlerde nemli şartların belirli süre devâm ettirilmesi önemlidir. Bunun için betonun dış yüzü, su ile ıslatılabileceği gibi, nemli örtüler de kullanılabilir. Tam hidratasyonun elde edilmesi için çimento türü ve sıcaklığa bağlı olarak uzun bakım süresine ihtiyaç duyulabilir. Çoğu hâllerde yedi gün kâfidir. Genellikle betonun suyunun buharlaşması sonucu sertleştiği zannedilir. Gerçekten bu doğru değildir. Su olmaksızın ne hidratas- yon ve ne de sertleşme olabilir. Su, çimentonun hidratasyonu sonucu kaybolur ve ancak fazla suyun buharlaşmasına müsâade edilebilir. Betonun geçirdiği devrelerdeki kimyâsal reaksiyonlar oldukça karmaşıktır. Özellikleri İşlenebilirliği: Eğer, iletimi ve yerleştirilmesi sırasında homojen karışımı bozulmuyorsa, döküldüğü kalıbın şeklini alıyorsa ve dış yüzeyi düz teşkil edilebiliyorsa, bu çeşit betona “işlenebilir” denir. Bu özelliği en çok, betonun içinde bulunan su miktarına bağlıdır. Kalıp şekline ve kullanıldığı yapı elemanının özelliğine göre değişik derecede işlenebilirliğe sâhip beton arzu edilir. Mukâvemet: Beton, yapılarda basınç ve çekme gerilmelerine mâruzdur. Yapılarda taşıyıcı mal
zeme olarak kullanılır. Her ne kadar pekçok faktör mukâvemet üzerine etkili olursa da, en önemlisi su-çimento oranıdır. Oranının az olması yüksek kalitede betonun ortaya çıkmasını sağladığı gibi, betonun su geçirmez, aşınmaya ve çevre şartlarına dayanıklı olmasını sağlar. Su-çimento oranı düşük betonlarda mukâvemet, ayrıca belirli miktarda pürüzlü yüzeyli kırma taşın agrega olarak kullanılmasıyla da artırılabilir. Dayanıklılık: Dış ve iç etkiler karşısında özelliklerini korumasına, betonun dayanıklılığı denir. Dış etkiler, donma, çözülme, zararlı su ve zemin etkileridir. Betonun boşluklarında bulunan suyun donması sonucu, hacmi % 9 oranında genişler. Bu genişleme sonucu, betonda meydana gelen çekme gerilmeleri betonun çatlamasına ve parçalanmasına sebeb olur. Betonun su emmesi az veya donan su- yuih genişlemesi için yeterli boşluk var ise don hasarı azalır. Betona zararlı iç etkiler ise, beton içindeki çimento, agrega ve su arasındaki kimyâsal ve fiziko-kimyâsal reaksiyonlardan kaynaklanır. Meselâ, çimento içinde az miktarda bulunan alk aliler (K20,Na20), agrega içindeki aktif silis veya karbonatla reaksiyona girerek çözünme ve şişme yoluyla hasara yol açarlar. Şişme ve büzülme: Betonun diğer bir özelliği nemle şişmesi ve kurumayla büzülmesidir. Şişme, nemin su ile kimyâsal reaksiyona girmiş portland çimentosunun yapısına girmesi sonucu ortaya çıkar. Hidratasyona uğramış portland çimentosunun jel tânecikleri (küçük kristalleri) iğnecik ve pulcuklar şeklindedirler. Nemin girmesiyle pulcuk tabakaları birbirlerinden ayrılır ve şişme meydana gelir. Betonun kurumasıyla kasılma olur ve tabakalar daha sıkı hâle gelir. Büzülmenin ortaya çıkmasının bir diğer sebebi de, portland çimentosu ile suyun reaksiyona girerek hidratasyon ilerledikçe suyun zamanla azalmasıdır. Başka bir deyişle dışarıdan su alamıyorsa, sertleşen çimento ha
Betonun en çok kullanıldığı yerlerden biri de barajlardır. Resimde Amerika Birleşik Devletleri California Eyaleti Sakramento şehri yakınındaki Amerikan Nehri üzerinde inşa edilen Nimbus Barajının beton kalıp dökme çalışmaları görülüyor.
Yeni Rehber Ansiklopedisi 371
milerin inşâsı için geliştirilen hafif beton, bugün yapı mühendisliğinde kullanış alanı bulmuştur. Hafiflik sebebiyle daha nârin yapı elemanları yapma imkânı doğmuştur.