Beton Kimyasal Katkılarının Türleri ve Özellikleri
Beton Teknolojisinde Yeni Trendler ve Kimyasal Katkıların Rolü
Betonun Kürü
Betonun kürü; taze betonun su kaybını azaltmak ve yeterli dayanım, dayanıklılık ve kaliteye ulaşmasını sağlamak için yapılan bir bakım sürecidir. Betonun kürü, betonun döküldükten sonra su kaybını telafi etmek, çatlakların oluşmasını önlemek ve betonun optimum sertleşme sürecini tamamlamasına yardımcı olmak amacıyla gerçekleştirilmektedir. Beton ayrıca erken yaşta donmaya, titreşim ve darbelere karşı da korunmalıdır.
Beton, doğası gereği çatlamaya eğilimli bir yapı malzemesidir. Bu nedenle çatlak oluşumu gözlemlendiğinde kür malzemesini uygulamak çatlağı kapatmaz. Beton yeni döküldüğü sırada iç ve/veya dış etkilerden dolayı çatlarsa, ikinci perdah yapılarak çatlak kapatılmalı ve kür işlemi yapılmalıdır.
Beton döküldükten sonra karışım suyu, kimyasal bir reaksiyon olan hidratasyon süreci için gereklidir. Ancak, dökülen betonun yüzeyindeki su hızla buharlaşabilmekte veya zemin ya da kalıplar tarafından emilebilmektedir. Bu da su kaybına ve betonun kurumasına yol açmaktadır.
Akışkanlaştırıcı / süperakışkanlaştırıcı beton kimyasal katkılarının ana işlevi betonun işlenebilirliği için gerekli olan su miktarını azaltmalarıdır. Bu etki hem su kaynaklarının sorumlu kullanımına doğrudan fayda sağlamakta hem de betonun dayanıklılığını dolaylı olarak arttırmaktadır. Bilindiği üzere beton karışım suyu hidratasyon reaksiyonu ve karışımın işlenebilirliği için gereklidir. Hidratasyon için gerekli olan suyun dışında kalan su herhangi bir şekilde bağlanmadığı için zamanla buharlaşmakta ve boşluklar oluşturmaktadır. Oysa kimyasal katkılar bu görevi üstlenerek daha geçirimsiz bir beton yapısı oluşumunu sağlamaktadır.
Beton kürü, genellikle beton dökümünden hemen sonra başlamakta ve 7 ila 14 gün sürmektedir. Kür işlemi tek sefer yapılan bir uygulama değildir. Yüzeye bir kere uygulama yapılıp sonra kür uygulanmaması yanlıştır. Kür süresi, beton karışımının özelliklerine, çevresel koşullara ve proje gereksinimlerine bağlı olarak tespit edilmelidir. Kür işlemi tek sefer yapılan bir uygulama değildir.
Kür yöntemleri aşağıda belirtilmektedir:
Su ile Kür Yapılması: Beton yüzeyine su püskürtme veya su perdesi uygulayarak yapılan kürleme yöntemidir. Beton yüzeyi düzenli aralıklarla su ile nemlendirilir ve su kaybı minimize edilir. Bu yöntemle beton yüzeyinde sürekli bir nemli ortam sağlanarak hidratasyon süreci desteklenir.
Teorik olarak su kürü oldukça etkili kürleme yöntemlerinden birisidir, ancak iş koşulları nedeniyle her zaman pratik olamayabilmektedir. Yollarda, kaldırımlarda veya zemin uygulamalarında su göleti yöntemi oldukça basittir. Yüzeyin çevresine küçük bir bent veya su tutma malzemesi yerleştirilir ve kapalı alan su ile doldurulur.
Aşırı miktarda su kürü yüzey dayanımında gerilemeye sebebiyet verebileceği için uygulama tecrübeli personel tarafından yapılmalıdır.
Kimyasal Katkı ile Kür Yapılması: Beton yüzeyine su geçirmez bir kimyasal madde uygulanarak betonun su kaybının önlenmesi yöntemidir. Kür katkısı, beton yüzeyini kaplayarak nispeten geçirimsiz bir zar oluşturur, suyun buharlaşmasını engeller ve betonun nemli kalması sağlanır. Bunun sonucunda optimum dayanım gelişimi sağlanır ve hızlı kuruma engellenerek rötre (büzülme) azalır.
Kür malzemelerinden aşağıdaki özellikler beklenir:
- Yüksek su tutma özelliğinin olması
- Kolay uygulanması
- Kendisinden sonra uygulanan her türlü yüzey ile uyumlu olması
- Çevreye zararlı bir etkisinin olmaması
- İnsan sağlığı ve güvenliğini etkilememesi
Kimyasal katkı ile kür yapılması, betonu kürlemenin verimli ve uygun maliyetli bir yoludur ve yeni yerleştirilmiş betona veya başka yollarla kısmen kürlenmiş betona uygulanabilir. Ancak, beton ve sonraki yüzey işlemleri arasındaki bağı etkileyebilmektedir. Bu gibi durumlarda uygun bir kimyasal seçimine dikkat edilmelidir. Bazı ürünlerin kalıntıları döşeme ürünlerinin ve karoların beton yüzeye yapışmasını engelleyebilmektedir. Kimyasal kür malzemeleri genellikle mum emülsiyonlarından, klorlu kauçuklardan, sentetik ve doğal reçinelerden ve PVA emülsiyonlarından formüle edilmektedir.
Taze betonu kürlemek için kullanıldığında, kür bileşiklerinin uygulama zamanlaması maksimum etkinlik için kritik öneme sahiptir. Betonun yüzeyi bittikten sonra, yüzeydeki serbest su buharlaştığı anda yüzeye uygulanmalıdır. Çok erken bir uygulama, kür katkısının oluşturacağı zarı seyreltir; çok geç olması ise beton tarafından emilmesine ve bunun sonucunda da zarın oluşamamasına neden olmaktadır. İlk su kürlemesinden veya kalıbın çıkarılmasından sonra betondan nem kaybını azaltmak için de kullanılabilmektedir. Her iki durumda da katkının beton tarafından emilmesini önlemek için kimyasal katkının uygulanmasından önce betonun yüzeyi iyice nemlendirilmelidir. Kimyasal kür katkıları el spreyi, fırça veya rulo ile uygulanabilmektedir. Saha, yol ve döşeme betonlarının mastarlanmış yüzeylerine, kalıplı betonlarda kalıp söküldükten sonra parlaklığını kaybetmiş yüzeye uygulanmalıdır.
Kürleme bileşiğinin tipi, mevcut ekipman tipine uygun olmalı ve üretici talimatlarına uyulmalıdır. Uygulama oranı, kür katkısı türüne bağlı olarak 0,15 ila 0,25 litre/m2 aralığındadır. Birbirine dik açılarda iki uygulama yapılması tam performans alınmasına yardımcı olmaktadır.
Tablo 1’de akrilik, reçine ve parafin esaslı kür malzemelerinin uygulama alanları belirtilmektedir. Uygulama özelinde kür katkısı seçimi istenen performansın alınmasında son derece önemlidir. Bu nedenle uygulama öncesinde üreticiden gerekli bilgi alınmalıdır.
Tablo 1. Kür malzemelerinin uygulama alanları*
Kür Malzemesi | Uygulama Alanları | Üzerine Yapılabilen Uygulamalar |
Akrilik | Yol ve saha betonları Prekast Zemin kaplaması Kalıplı betonlar | Tüm uygulamalar |
Reçine | Zemin kaplaması | Sadece reçine esaslı uygulamalar |
Parafin | Yol ve saha betonları | Uygulama yapılmaz**. |
* Tabloda genel bir değerlendirme yapılmaktadır. İşin niteliğine göre doğru kür katkısı seçimi için üretici ile iletişime geçilmesi ve uzman görüşü alınması tavsiye edilir. ** Beton yüzeyi sıcak su ile yıkanarak parafin temizlenebilir. |
Yüzeyde Su Emici Malzemeler Kullanılarak Kür Yapılması: Kum, telis bezi veya kanvas gibi su emici malzemeler kürlenme sırasında suyu beton yüzeyde tutmaktadır. Bu tür malzemeler, kürlenme süresi boyunca sürekli olarak nemli tutulmalıdır. Çünkü kurumaya izin verilirse, kullanılan malzeme betondaki nemi emecektir. Kürlemede talaş kullanılması çoğunlukla tavsiye edilmez. Bunun nedeni talaş özsuyundaki şekerin etkisiyle betonun sertleşmesinin gecikebilmesidir. Bazı kür malzemeleri yüzeyde leke oluşmasına neden olabilmektedir.
Buharlaşmayı Engelleyen Malzemeler ile Kür Yapılması: Su geçirmez membranlar veya plastik (polietilen) kaplamalar kullanılması nemin betondan buharlaşmasını önlemektedir. Polietilen kaplama; neme karşı dayanıklı olması, hafif olması ve iyi koşullar altında tekrar kullanılabilmesi nedeniyle iyi bir kürleme ortamı sağlar. Plastik kaplama aynı zamanda esneklik avantajına da sahiptir. Karmaşık şekillerin üzerini örtmek kolaydır ve kürlenme süreci ve betonun durumu her an kolayca kontrol edilebilir. Buharlaşmaya karşı mekanik bariyer olarak kullanılan herhangi bir malzeme, yüzeye zarar vermeyecek şekilde beton üzerine yerleştirilmelidir. Malzemenin kenarları kum, bant, mastik veya tahta kalaslarla sıkıca kapatılmalıdır. Her zaman uygulanmasa da beton yüzeyini beton üzerine kaplamanın yerleştirilmesinden hemen önce bir su spreyi ile nemlendirmek iyi bir uygulamadır.
Kimyasal kür uygulamasında 3-6 bar basınçta püskürtme ekipmanı kullanılmalıdır. Püskürme ekipmanının ucu diyagonal açıyı mümkün kılan bir uç olmalıdır.
a) Su ile kür yapılması | b) Plastik kaplama ile kür yapılması |
c) Kimyasal katkı ile kür yapılması |
Şekil 1. Kür yöntemleri [13, 14]
Uygun yapılmayan kür sürecinden en çok etkilenen alanlar yüzey bölgeleridir ve bu durum dayanıklılık açısından kritiktir. Özellikle donatının korozyona karşı korunması pas payı (örtü) bölgesindeki betonun kalitesine ve pas payının derinliğine bağlıdır.
Kürleme yetersizse, diğer tüm yönlerden spesifikasyona uygun olmasına rağmen, beton ne dayanıklı olabilir ne de donatıya yeterli koruma sağlayabilir.
Betonun yerleştirildiği andan itibaren sürekli olarak kürlenmesi; çatlama ve tozuma riskini azaltan, geçirimsizliği artıran ve ayrışma özelliklerini iyileştiren sert, yoğun bir yüzey oluşmasına yardımcı olmaktadır.
Erken kür uygulaması, kuruma koşullarında taze beton yüzeyinden suyun buharlaşmasını azaltmaktadır. Buharlaşma kontrol edilmediği takdirde, beton henüz priz alırken plastik büzülme (rötre) çatlakları oluşabilmektedir. Şekil 2’de beton yüzeyinde oluşan buharlaşma hızının etkilendiği faktörler görülmektedir. Buharlaşma hızının 1 kg/m2/saat üzerinde gerçekleştiği durumda gerekli önlemler alınmalıdır. Örneğin hava sıcaklığı 25oC, rutubet oranı %40, taze beton sıcaklığı 25oC ve rüzgâr hızı 20 km/saat olduğu durumda buharlaşma hızı yaklaşık 1 kg/m2/saat olmaktadır.
Beton yüzeyinden su kaybını önlemek için gereken minimum süre aşağıda belirtilen bir dizi faktöre bağlıdır:
- Çimento tipi veya bağlayıcı kombinasyonu
- Çimento (bağlayıcı) içeriği ve su/çimento oranı
- Yüzey tabakasının sıcaklığı
- Ortam koşulları
- Betonun kullanım amacı
Kürleme her zaman beton sıkıştırılıp bittikten sonra mümkün olan en kısa sürede, genellikle yüzeydeki su parlaklığının kaybolmasından sonraki 30 dakika içinde başlamalıdır.
Büyük beton yollara genellikle bir makine aracılığıyla kimyasal kür katkısı tatbik edilir. Daha küçük alanlar için, bahçe tipi elle çalıştırılan bir sprey kullanılarak yüzeye kür katkısı tatbik edilebilir.
Zemin kaplaması üzerine daha sonra tesviye şapı, aşınma şapı veya başka herhangi bir yapıştırılmış kaplama uygulanacağı zaman tabakalar arası bağın olumsuz etkilenmemesi için doğru kür malzemesi kullanılmalıdır. Kolon, perde duvar ve kiriş kenarlarının kürlenmesi yatay yüzeylere göre daha zordur. Buralarda kür katkıları kullanılabilir, ancak kullanılacak malzemenin beton üzerine uygulanacak sıva, kaplama, boya gibi uygulamalarda aderans sorununa neden olmaması gerekmektedir. Bu konuda üretici ile iletişime geçilip doğru kür katkısının seçimi sağlanmalıdır.
Kalıp, betonu nem kaybına karşı korur; ancak kalıp alındıktan sonra daha fazla kürleme gerekebilmektedir. Kalıplar dört gün boyunca yerinde tutulduğunda, genel bir kural olarak, genellikle betonun daha fazla kürlenmesine gerek kalmaz. Sıva veya boya gibi dekoratif bir işlem uygulanacak veya kalıplanacak veya aşındırıcı raspa yapılacak hava koşullarına maruz kalmayan beton yüzeyler için genellikle kalıp söküldükten sonra daha fazla kürlemeye gerek yoktur.
Sürekli olarak hava koşullarına maruz kalacak olan betonun düşey yüzeyleri kürlenirken ekstra özen gösterilmesi gerekmektedir. İyi kürlenmiş bir yüzey daha geçirimsiz olmakta ve donma ve çözülme ile ıslanma ve kuruma koşullarına daha fazla dayanmaktadır. Gün içerisinde çevre etkilerine bağlı olarak belirli periyotlarda en az 7 gün süre ile kür işlemi uygulanmalıdır. Bunun için polietilen kaplama kullanılabilse de kür katkılarının kullanılması genellikle daha uygun olmaktadır.