Y. Doç. Dr. Yılmaz Akkaya, Prof. Dr. Mehmet Ali Taşdemir
İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi Yapı Malzemesi Anabilim Dalı

Properties of the Materials Used in Concrete Highway Construction
There has been a continuous effort to improve the quality of the concrete since its invention by Joseph Aspdin in 1824. After a century, concrete became a center of focus with the start of its usage as a road construction material for interstate highways in USA. According to KGM, Turkey is planning to construct 7388 km., which will bear heavy traffic, between 1998-2008. For this reason, it will be an important investment issue for Turkey to recognize and research about the properties of concrete as a material for highway construction.

One of the most important property of the concrete, among other construction materials, is its surface properties. For this reason, durability and enviromental problems are important issues for concrete. The design of the concrete highways should be according to its durability, rather than its strength. In this paper, the properties of the materials used in concrete are presented, information about the practice is given and the problems that may be encountered are mentioned

1. Giriş:
Joseph Aspdin’in 1824 yılında Portland çimentosunun beton üretiminde kullanılmasını patent altına almasından bu yana, beton özeliklerinin geliştirilmesi için sürekli bir çaba sarfedilmiştir. Yaklaşık bir yüzyıl sonra, Amerika Birleşik Devletleri’nde eyaletler arası otoyolların yapımında beton kullanılmasıyla, beton malzemesi üzerine ilgi artmıştır. Karayolları Genel Müdürlüğüne göre, Türkiye’de 1998-2008 arasında 6 350 km. çok şeritli, 17 319 km. 1.sınıf, 7 651 km. 2. sınıf, ve günlük ağır taşıt trafiği 1000 aracı geçen 7 388 km. asfalt kaplamalı yol inşa edilecektir. Bu nedenle betonun yol malzemesi olarak ülkemizde de tanınması ve özeliklerinin araştırılması, ülkemiz kaynaklarının yatırımında ve kullanımında önemli bir unsur olacaktır.

Beton yolu diğer yapı elemanlarından ayıran en önemli özeliği yüzey özelikleridir. Ayrıca şiddetli çevresel etkilere maruzdur. Bu bakımdan diğer bütün yapılarda olduğu gibi beton yollarda da dayanıklılık (dürabilite) önemlidir. Beton yolların tasarımı, dayanımdan çok dürabiliteye göre yapılmalıdır. Sunulan bu yazıda yol betonunu oluşturan malzemelerin özelikleri üzerinde durulmakta, uygulama hakkında bilgi verilmekte ve karşılaşılacak sorunlara yer verilmektedir.

2. Yol Betonlarında Kullanılan Malzemelerin Özelikleri:

Yol yapımında kullanılacak malzemelerden istenilen en önemli özelik, proje şartlarını ekonomik olarak yerine getirmesidir. Bunun yanında, uzun kullanım ömrü, düşük bakım-onarım harcamaları, yapım ve onarım süresinin kısa olması, çevreye uyum, atık maddelerin kullanılabilmesi ve kalite kontrol işlemlerine uygun olma gibi özeliklerde gözönünde bulundurulmalıdır.

Dolayısıyla bir beton yol tasarımında amaç, belirlenen proje ömrünün en ekonomik şekilde karşılanmasıdır. Bu nedenle beton yolun dayanım ve dayanıklılık özelikleri belirlenmeli, uygun bir mekanik model kullanılarak beton yolun ömrü tesbit edilmelidir. Böylece betonun beklenmedik bir şekilde servis ömrünü azaltacak etkenler ortadan kaldırılmalıdır.

Beton yol projesinde, beton üretiminde kullanılacak malzemelerin özelikleri de gözönünde bulundurulmalıdır. Yolun servis ömrünü karşılayabilmek için inşaatta kullanılacak malzemeler, yeterli dayanım ve dayanıklılığa sahip olan en ekonomik malzemeler olmalıdır.

Yol yapımında kullanılacak beton malzemelerinden istenilen belli başlı özelikler şunlardır:

1. Kullanılacak kimyasal katkıların birbirleriyle ve bağlayıcı malzemelerle etkileşimi ön deneylerle belirlenmelidir.
2. Kullanılacak agregaların sağlanacağı kaynaklar belirlenmeli, kalite kontrol deneyleri geliştirilmeli ve alkali-silika reaktivitesi deneyleri yapılmalıdır.
3. Kullanılacak çimentonun kimyasal özeliklerinin ve inceliğinin beton özeliklerine etkisi belirlenmeli ve kullanılacak agrega tipine göre alkali içeriği tesbit edilmelidir.
4. Kullanılacak su/çimento oranı sistematik bir şekilde belirlenmeli ve bunun geçirimliliğine olan etkisi tesbit edilmelidir. Su/çimento oranının mikro çatlaklara ve aşırı büzülmelere neden olması engellenmeli ve beton dökümü sırasındaki hava durumu ve beton bakım şartlarına göre su/çimento oranında ayarlamalar yapılmalıdır.
5. Kullanılacak malzeme karışım oranları, betonun dayanıklılığı yönünden sorun çıkarmamalı ve donma-çözülme hasarlarına yol açmamalıdır. Malzemelerin çeşidi ve miktarı, betonun taze ve sertleşmiş halde öngörülen özeliklerine uygun olmalıdır. Laboratuvardan inşaat sahasına geçerken yapılacak düzeltmeler belirlenmelidir. Farklı beton karışım zamanları, üretim yerleri ve yerleştirme teknikleri için düzenlemeler yapılmalıdır. Yerleşmiş betonun hava boşluklarını tayin edecek yöntemler geliştirilmelidir. Beton bakımı için kullanılacak kür malzemeleri, beton dökümü sırasındaki hava şartları ve betonda kullanılan karışım oranına göre belirlenmelidir. Agrega şekli ve karışım oranlarına göre agregaların beton içinde nasıl paketlendiğini karakterize edecek bir metod geliştirilmelidir.

Sonraki Sayfa