Kütle Beton
Beton Kimyasal Katkılarında EPD
Beton Kimyasal Katkılarının Tarihsel Gelişimi
Süt, melas, pirinç ezmesi, çamur, saman, meyve suları, kazein, hayvan kanı, yumurta akı, kaktüs suyu, haşlanmış muz gibi doğal malzemeler beton ve harcın donma süresini, işlenebilirliğini ve dayanımını iyileştirmek için tarih boyunca harç ve beton yapımında katkı olarak kullanılmıştır. Romalı Mimar Vitrivius’un “Mimarlık Üzerine On Kitap” isimli eserinde incir sütü, çavdar hamuru, hayvan yağı ve kesilmiş süt harcın sertleşmesin sağlamak için; yumurta akı ve hayvan kanı sertleşmeyi geciktirmek için; malt ve ürin de hava sürükleyici olarak sertleşmeden sonra dayanımı arttırmak için kullanıldığı belirtilmiştir. Hindistan’da “surkhi”, Mısır’da “homra”, Yunanistan’da “korassani” olarak bilinen kırılmış ve öğütülmüş tuğla ve kiremitler Osmanlı döneminde “horasan” olarak adlandırmıştır. Horasan harcına plastikliği ve yapışmayı artırmak amacıyla yumurta akı katılmıştır.
Süt | Hayvan iç yağı | Kaktüs suyu | Yumurta akı | Bira özütü | Balmumu |
Haşlanmış muz suyu | Lateks | Pirinç unu | Ağaç kabuğu özütü | Hayvan kanı | Melas |
Şekil 1. Tarihte harç ve beton üretiminde kullanılan doğal katkılar
Betonda kimyasal katkı olarak kullanılan ilk malzeme kalsiyum klorürdür. Kalsiyum klorürün beton yapımında kullanılmasına dair ilk patentler Almanya’da 1873 ve İngiltere’de 1885 yılında alınmıştır. Kalsiyum klorür uzun bir süre betonun erken dayanımını arttırmak veya soğuk havalarda betonun prizini hızlandırmak amacıyla kullanılmıştır. Ancak, kalsiyum klorürün beton içindeki çelik donatının korozyonuna neden olması kullanımın sınırlanmasına neden olmuştur.
Su azaltıcı ve priz geciktirici katkılar hakkında ilk önemli araştırmalar 1930’lu yıllarda başlamıştır. Suda çözünebilir hidroksil karboksilik asit tuzlarının beton karışımında su ihtiyacını azalttığına dair patent 1932 yılında Almanya’da ve İngiltere’de, 1939 yılında ise ABD’de alınmıştır. 1936 yılında linyosülfonik ve naftalin sülfonik asitin beton üzerindeki etkisi, 1934 yılında sodyum glukonatın su azaltıcı etkisi ve triethanomalinin priz üzerindeki etkisi araştırılmaya başlanmıştır. Hava sürükleyici katkıların etkisi ile ilgili ilk çalışmalar yine 1930’lu yıllarda yapılmıştır.
Literatürde yüksek oranda su azaltan süperakışkanlaştırıcı kimyasal katkılarla ilgili ilk çalışmalar 1960’lı yıllarda görülmektedir. 1980’li yıllara dek Japonya, Almanya, ABD ve İngiltere gibi birçok ülkede süperakışkanlaştırıcı kimyasalların betonda kullanımı ile çok sayıda çalışma yapılmıştır. Süperakışkanlaştırıcı katkıların özellikleri 1980 yılında yayımlanan “ASTM C 494 – Beton için Kimyasal Katkı Maddeleri” isimli Amerikan standardında belirtilmiştir.
Şekil 2. Beton kimyasal katkılarının son yüzyılda gelişimi