RDP'nin Birleşim Dolgularında Büzülme Çatlaklarını Önlemesindeki Rolü

Çimentolu Eklem Dolgularında Büzülme Çatlamasını Anlamak

Beton ve Harçlarda Büzülme Çatlamasına Neden Olan Faktörler Nelerdir?

Çimento bazlı malzemeler hidratasyon süreci sırasında ve kururken %15 ile %20 arasında daralır ve bu durum genellikle büzülme çatlaklarının oluşmasına neden olur. Ulusal Hazır Beton Birliği'nin 2023 yılında yayımlanan araştırması, eklem dolgularında erken dönemde meydana gelen arızaların neredeyse üç çeyreğinin kontrolsüz kuru büzülmeden kaynaklandığına işaret ediyor. Bu soruna birkaç faktör katkıda bulunur. Birincisi, ince derzlerin hacimlerine kıyasla yüzey alanı daha fazladır ve bu yüzden nem çok hızlı kaybolur. İkincisi su içeriği faktörüdür. Su/çimento oranı 0,45'in üzerinde olan karışımlar sertleşirken iç gerilmeler oluşturur. Ayrıca agrega tane boyu gradasyonunu da unutmamak gerekir. Agregalar uygun şekilde uyuşmadığında harcın büzülmesi iyi dengelenmiş karışımlarda gözlemlenenin %30 ila %40 üzerine çıkar.

Kuru Büzülmede Nem Kaybı ve Sıcaklık Değişimlerinin Rolü

İlk 72 saatte —kritik sertleşme süresi— buharlaşma oranlarının 0,5 kg/m²/saat değerini aşması çatlama riskini dört katına çıkarır. 24 saat içinde 15°C'den fazla sıcaklık dalgalanmaları, farklı termal genleşmeler aracılığıyla büzülme gerilmelerini artırır: yüzey katmanları sıcaklık her 10°C düştüğünde %0,01 daralırken daha derin katmanlar daha sıcak kalır ve bu da çatlaklara neden olan kayma kırılması düzlemleri oluşturur.

Yanlış Karışım Oranı ve Yetersiz Sertleştirme Kaynaklı Yaygın Arızalar

American Concrete Institute (2022), büzülmeye bağlı eklem arızalarının %62'sinin şunları içerdiğini bildiriyor:

7 günlük dayanım gelişiminden önce erken yükleme, erken yaş çatlama olaylarının %38'inden sorumludur.

Eklemlerde Büzülme Çatlamasının Erken Belirtilerini Tanıma

İlk 28 gün içinde şu göstergeleri izleyin:

1. Denetim eklemlerinden yayılan ince çizgi çatlaklar (0,1–0,3 mm genişliğinde)
2. Eşit olmayan nem dağılımını gösteren farklı yüzey renklenmeleri
3. Tasarım sınırlarını aşan (başlangıç genişliğinin %125'inden fazlası) eklem aralıklarının genişlemesi
4. Döşeme kenarlarında lokal kıvrılma (>1 m'de 3 mm yükseklik değişimi)

Erken tespit, durumların %89'unda tam eklem değişimini önleyerek maliyet açısından uygun epoksi enjeksiyon onarımlarına olanak tanır (Beton Onarım Enstitüsü, 2021).

Kuruma Büzülmesini Azaltmada RDP'nin Bilimsel Temeli

Polimer Dispersiyonlarının Matris Yapısını Nasıl Değiştirdiği

Çimento bazlı derz dolgularına karıştırıldığında, Yeniden Dağılabilir Polimer Tozu, sertleşmiş malzeme yapısı içinde bu esnek polimer filmleri oluşturur. Bu filmlerin yaptığı şey, kürlenme sırasında büzülme sonucu oluşan minik çatlakları birbirine bağlamak ve basıncın belirli noktalarda birikmesine izin vermek yerine gerilimi tüm polimer ve çimento karışımına yaymaktır. Laboratuvarda yapılan testler, RDP ile modifiye edilmiş harçların normal karışımlara kıyasla yaklaşık %30 daha fazla çekme gerilimine dayanabildiğini göstermiştir. Bu, bu malzemeyle yapılan derzlerin parçalanmaya başlamadan önce ileri geri oldukça fazla hareket etmesinin mümkün olduğu anlamına gelir ve bu da onarım gerektirmeden kalacakları süreyi önemli ölçüde uzatır.

RDP'nin Gözenek Yapısı ve Su Tutma Üzerindeki Etkisi

Cıva girişi porosimetrisi kullanılarak yapılan testler, bu polimer filmlerin kapiler gözenekleri yaklaşık %45 oranında azalttığını göstermiştir. Peki bu pratikte ne anlama gelir? Gözenek sayısı azaldıkça, nem sertleşme süreci sırasında o kadar hızlı kaçmaz. Bu, betonun daha uzun süre ıslak kalmasını sağlar ve tipik hava koşullarında kritik sertleşme süresini yaklaşık üç günden neredeyse beş güne kadar uzatır. Ek süre, suyun çimento tanecikleriyle daha iyi karışmasına olanak tanıyarak kalsiyum silikat hidrat jellerinin daha yoğun bir matris oluşturmasını sağlar. Geçen yıl International Cement Review'de yayımlanan araştırmaya göre, bu durum kuruma büzülmesinin %22 ile %28 arasında önemli ölçüde azalmasına neden olur.

ASTM Testlerine Göre RDP Modifiyeli Harçlarda Çatlama Azalması

ASTM C157/C157M büzülme testleri, RDP ile güçlendirilmiş harçların 90 günlük kuruma döngülerinden sonra çatlak genişliklerinde %60-80 daha düşük değerler elde ettiğini göstermektedir. Döngüsel sıcaklık değişimlerine (−5°C ila 40°C) maruz bırakılan saha deneyleri, sadece büzülme azaltıcı katkıya göre üç kat daha iyi olan RDP'nin 500'ün üzerinde termal döngü boyunca derz bütünlüğünü koruyabildiğini göstermektedir.

Maksimum Büzülme Azaltımı İçin RDP Dozajının Optimize Edilmesi

Bir dozaj olarak çimento ağırlığına göre %2,5–3,5 RDP çoğu derz dolgusunda optimal büzülme kontrolü sağlar; ancak maruz kalınan koşullara göre ayarlamalar gerekebilir:

• Donma-çözülme bölgeleri : Hava sürükleyici katkı maddeleri ile birlikte %3 RDP
• Yüksek trafikli derzler : İşlenebilirlik korumasını artırmak için selüloz eterlerle birlikte %4 RDP

%5'in üzerindeki RDP kullanımı basınç dayanımını %12–15 oranında düşürebilir ve bu nedenle esneklik ile yapısal performans arasında dikkatli bir denge kurulmasını gerektirir.

RDP ile Büzülme Azaltıcı Katkılar (SRAs) Karşılaştırması: Etkinlik ve Sınırlamalar

Büzülme Kontrolünde SRAs'ların Etkinliği

Çimento esaslı karışımlarda su yüzey gerilimini düşürerek kuruma büzülmesini azaltan katkı maddeleri (SRAs), kapiler gerilmeyi azaltarak büzülmeyi hafifletir. Son testler, SRAs'ların yüksek performanslı betonda sınırlandırılmamış büzülme birimini %25 ve sınırlandırılmış büzülme kuvvetlerini %50 oranında azaltabileceğini göstermiştir. Ancak etkileri çevre koşullarına ve karışım uyumuna oldukça bağlıdır.

Derz Dolgusu Uygulamalarında SRAs'ların Sınırlamaları

SRAlar bazı avantajlar sunsa da, derz dolgularının önemli özelliklerini bozma eğilimindedir. Standart oranlarda, yaklaşık 3,7 litre bölü metreküp uygulandığında, bu katkı maddeleri 28 günlük basınç dayanımını yaklaşık yüzde 10 oranında düşürebilir. Üstelik su azaltıcılarla birlikte kullanıldığında sertleşme süresi yaklaşık 45 dakika gecikebilir. Araçların sürekli geçtiği veya tekrarlanan sıcaklık değişimlerinin yaşandığı derzlerde SRA'lar malzemeyi daha gevrek hâle getirir. Bu artan kırılganlık, derzlerin hareket ettiği ve esnediği bölgelerde beklenenden daha erken çatlakların oluşmasına neden olur.

Neden RDP Daha Üstün Kohezyon ve Çatlak Direnci Sunar

Yeniden dağılabilir polimer tozu (RDP), sadece tek bir yönteme dayanan SRA'lerden farklı çalışır. Harç sistemlerine eklendiğinde, RDP aslında aynı anda üç şey yapar: esnek bir polimer ağı oluşturur, gözeneklerin malzemenin içinde nem tutma biçimini iyileştirir ve karışım içindeki farklı bileşenler arasındaki bağlantıyı güçlendirir. Bu etkiler birden fazla düzeyde birlikte çalıştığından, RDP ile yapılan derz dolguları yalnızca SRA içerenlerle karşılaştırıldığında çatlak oluşmadan yaklaşık iki kat daha fazla sıcaklık değişimine dayanabilir. Gerçek dünya testleri, müteahhitlerin harç karışımlarına ağırlıkça %6 ila %8 oranında RDP eklediklerinde, normal koşullar altında bir yıllık hizmet süresi sonunda otoyol genleşme derzlerinde yaklaşık %60 daha az çatlak oluştuğunu göstermiştir.

RDP ile Düşük Büzülme Oranlı Derz Dolgusu Tasarımı: En İyi Uygulamalar

Karışım Formülasyonunda İşlenebilirlik ve Büzülmeyi Dengeleme

Farklı Maruz Kalma Koşulları için Önerilen RDP Katılım Oranları

Saha verileri, bu aralıkların ACI 548.3R-21 kurallarına uygun kürleme ile birlikte kullanıldığında büzülme kaynaklı hataların %85'ini önlediğini göstermektedir.

RDP İle Geliştirilmiş Derz Dolgularının Başarılı Alan Uygulaması

Tarihi duvar yapılarının son onarımları, RDP'nin etkinliğini göstermektedir ve değiştirilmiş dolgular, 10 veya daha fazla donma-çözülme döngüsü boyunca derz bütünlüğünü korumaktadır. Yükleniciler, düşey derzlerde malzeme sarkmasının en aza indirilmesini sağlayan artan harç kohezyonu sayesinde uygulama süresinde %40'lık bir hızlanma bildirmektedir.

Yüksek Performanslı, Düşük Büzülme Oranlı Onarım Harçlarına Geçiş

İnşaat sektörü artık %12'den az kuruma büzülmesi ile en az 25 MPa basınç dayanımı birleştiren RDP ile modifiye edilmiş harçları öncelikli tercih etmektedir. Bu malzemeler, geleneksel çimentolu dolgularda yaygın olarak görülen montaj sonrası çatlak onarımlarının %70'ini ortadan kaldırırken yapısal onarımlar için EN 1504-3 standartlarını karşılamaktadır.

Uzun Vadeli Performansı Maksimize Etme: RDP, Kürleme ve Derz Tasarımı

RDP Performansını Artırmada Uygun Kürlemenin Rolü

Çekilmeyi gerçekten azaltmak için yeniden dağılabilir polimer tozu (RDP), ASTM standartlarına göre uygun şekilde kürlenmelidir. Kritik ilk üç gün boyunca nem seviyelerinin korunması, RDP ile modifiye edilmiş harçların hedeflediğimiz güçlü polimer ağını geliştirmesine olanak tanır. Bu durum, kapiler basıncı geleneksel olarak kürlenmemiş malzemelere kıyasla yaklaşık %30 ila %40 oranında düşürür. Alan deneyimleri ayrıca ilginç bir şey daha gösteriyor: sis kürlenmesi tekniklerini uygulayan veya nefes alabilen membranları tercih eden müteahhitler, herkesin sevmediği zorlu 90 Fahrenheit kuruma koşullarında çalışırken ek yer doldurucularında neredeyse yarı yarıya azaltılmış mikro çatlaklar görüyor.

RDP Modifiyeli Malzemelerle Kontrol Derzlerinin Optimize Edilmesi

RDP, Mekanik Çatlak Kontrol Önlemlerinin Yerini Alabilir mi?

RDP, çekme çatlaklarını oldukça ölçüde azaltır ancak diğer yöntemlerle birlikte kullanıldığında çok daha iyi çalışır. İnsanların yoğun olarak yürüdüğü ve döşemenin 500 psi'nin üzerinde kayma kuvvetlerine maruz kaldığı alanlarda hâlâ çelik donatı gereklidir. İyi haber, RDP sayesinde inşaat firmalarının ACI 224R-01 çatlak boyutu gereksinimlerini karşılamaya devam ederken ev temellerinde yaklaşık %30 daha az donatı çubuğu kullanabiliyor olmasıdır. Farklı iklimlere bakıldığında özel karışımların önemi büyük olur. Örneğin kuru bölgelerde, yaklaşık %4,2 RDP'ye ayrıca bir miktar selüloz lif eklemek, orta düzeyde forklift trafiği olsa bile depo zeminlerinde fazladan derzlerin olmasına gerek kalmadan bu derzleri ortadan kaldırabilir. Bu da birçok durumda montajı daha hızlı ve daha ucuz hale getirir.

SSS Bölümü

Çimentolu malzemelerde büzülme çatlağı nedir?

Büzülme çatlağı, çimentolu malzemelerin kuruması ve hidratasyon sırasında hacmin azalması sonucu meydana gelir ve genellikle hacimce %15-20 oranında büzülme görülür.

Büzülme çatlağı nasıl en aza indirilebilir?

Ekleme dolgularında Kuru Şrinkajı Azaltan Polimer Tozu (RDP) kullanımı, stresi absorbe eden esnek polimer filmler oluşturarak kuru büzülmeyi azaltmaya yardımcı olabilir.

SRAs nedir ve RDP ile karşılaştırıldıklarında nasıl değerlendirilirler?

Büzülme azaltıcı katkı maddeleri (SRAs), su yüzey gerilimini ve kılcal gerilimi düşürür ancak ekleme dolgularını RDP'ye kıyasla daha gevrek hale getirebilir; RDP ise daha iyi kohezyon ve çatlak direnci sunar.

Uygun kürleme işlemi RDP performansını nasıl artırır?

Uygun kürleme, RDP ile modifiye edilmiş harçların güçlü bir polimer ağı oluşturmasına olanak tanıyarak kılcal basıncın ve mikro çatlakların oluşumunun azalmasını sağlar.