Kimyasal katkılar, betonun veya harcın plastik ve sertleşmiş hallerinde istenilen özelliklerini geliştirmek için tek başına veya kombinasyon halinde kullanılır. İstenilen özel veya geleneksel beton türüne göre tipler ve dozajlar, işlenebilirlik ve pompalanabilirlik, mukavemet seviyesi, su/çimento oranı, hava içeriği, priz süresi, erken ve nihai mukavemetlerin korunması için iklim koşullarına uygun olarak seçilir. Önerilen karışımlar ve katkı seçenekleri genellikle sahada yapılan başarılı testlerle doğrulanır...
BETON BİLEŞENLERİN DAYANIKLILIĞA ETKİSİ (Devam)
KİMYASAL KATKILAR
Beton üretiminde kullanılan kimyasal katkıların özellikleri ve gereklilikleri TS EN 934-2 Standardında belirlenmiştir. Aşağıdaki tabloda görüleceği üzere TS EN 934-2 kapsamında 12 çeşit katkı yer almaktadır. Püskürtme beton katkıları ise TS EN 934-5 kapsamındadır.
Tablo 1 / TS EN 934-2’de yer alan beton kimyasal katkıları
Henüz standardı olmayan diğer beton katkıları:
- Yüzey geciktiriciler
- Alkali-silika reaksiyonu azaltıcılar
- Korozyon azaltıcılar
- Renkli beton pigmentleri
- Rötre azaltıcı katkılar
- Ayrışma azaltıcı katkılar
- Köpük beton katkıları
- Antibakteriyel katkılar
Kimyasal katkılar, betonun veya harcın plastik ve sertleşmiş hallerinde istenilen özelliklerini geliştirmek için tek başına veya kombinasyon halinde kullanılır. İstenilen özel veya geleneksel beton türüne göre tipler ve dozajlar, işlenebilirlik ve pompalanabilirlik, mukavemet seviyesi, su/çimento oranı, hava içeriği, priz süresi, erken ve nihai mukavemetlerin korunması için iklim koşullarına uygun olarak seçilir. Önerilen karışımlar ve katkı seçenekleri genellikle sahada yapılan başarılı testlerle doğrulanır.
Taze betonun modifikasyonu: Katkılar, taze betonun, harcın ve derz dolgusunun özelliklerini değiştirmek ve geliştirmek için kullanılır. Örnekler:
• Su içeriği artırılmadan işlenebilirliğin artırılması
• İşlenebilirlik değiştirilmeden su içeriğinin azaltılması
• Su/çimento oranı, dayanım ve işlenebilirlik değiştirilmeden çimentonun azaltılması
• Su içeriği artırılmadan çökme veya çökme akışının artırılması
• İlk priz alma süresinin geciktirilmesi veya hızlandırılması
• Oturmanın azaltılması veya önlenmesi veya hafif bir genişleme yaratılması
• Kanama özelliklerinin değiştirilmesi
• Ayrışmanın azaltılması
• Bitirilebilirliğin iyileştirilmesi
• Pompalanabilirliğin artırılması
• Reolojik özelliklerin değiştirilmesi
• Çökme kaybı oranının azaltılması
• Yerleştirme oranının artırılması.
Sertleşmiş betonun modifikasyonu: Katkılar sertleşmiş betonun ve harcın özelliklerini değiştirmek için kullanılır. Örnekler:
• Çimentonun erken hidratasyonu sırasında ısı oluşumunun azaltılması;
• Erken yaşlarda mukavemet gelişiminin hızlandırılması
• Mukavemetin artırılması (basınç, çekme veya eğilme)
• Donma ve çözülmeye karşı direncin artırılması
• Buz çözücü tuzların neden olduğu kireçlenmenin azaltılması
• Geçirgenliğin azaltılması
• Alkali-agrega reaksiyonunun neden olduğu genleşmenin azaltılması
• Çelik donatı veya mevcut beton ile yeni beton arasındaki bağın artırılması
• Darbe direncinin ve aşınma direncinin arttırılması
• Gömülü metalin korozyonunun engellenmesi
• Renkli beton veya harç üretilmesi
• Kuruma büzülmesinin ve kıvrılmanın azaltılması.
Akışkanlaştırıcı ve Süperakışkanlaştırıcılar
Betonun genel dayanıklılık performansı hem tasarım hem de malzeme parametrelerine bağlıdır. Akışkanlaştırıcılar betondaki su ihtiyacını azaltmaya yardımcı olarak beton kalitesinin önemli bir belirleyicisi olan su/bağlayıcı oranını düşürürler.
Ortaya çıkan ilk formlar 1930’ların başından beri mevcut olan lignosülfonatın sodyum ve kalsiyum tuzlarıdır. 1960’lı ve 1970’li yıllardan itibaren sülfonatlı naftalin formaldehit kondensatları (SNF’ler) ve sülfonatlı melamin formaldehit kondensatları (SMF’ler) yaygınlaşmaya başladı. Her ikisine de yüksek su azaltma kabiliyetine sahip oldukları için süperakışkanlaştırıcılar denilmektedir. Bu tür çözeltilerin organik kısmı negatif yüklüdür ve genel denge çözeltideki katyon (genellikle sodyum ve kalsiyum) tarafından korunmaktadır. Dispersiyonun elektrostatik itme yoluyla meydana geldiği kabul edilmektedir. SMF’ler ve SNF’ler benzer potansiyel su azaltma kapasitesine sahiptirler (gerekli çökme ve çimento içeriğine bağlı olarak %10-25) ancak betona sürüklenen hava içeriği farklılık gösterebilmektedir.
1980’li yıllardan itibaren ortaya çıkan yeni nesil tasarım moleküllerinin en yaygın kullanılan türevleri polikarboksilik eterler (PCE) olarak bilinir. Daha düşük su/bağlayıcı oranı, su içeriğinin azaltılmasını sağlar. Bunun sonucunda dayanım ve dayanıklılıkta önemli bir artış meydana gelir. Bu katkıların kullanımı aynı zamanda çimento kullanımını azaltmakta ve sürdürülebilir beton uygulamalarını teşvik etmektedir. Ayrıca bu katkılar betonun daha yüksek ve uzun mesafelere pompalanmasına da yardımcı olmaktadır.
Özet olarak süperakışkanlaştırıcı katkılar 2 farklı mekanizmada çalışmaktadır:
1. Elektrostatik Etki: Melamin, naftalin veya PCE bazlı süperakışkanlaştırıcılar; elektrostatik itme ile çalışır. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi anyonik polimerler, çimento taneciklerinin yüzeyine adsorbe olur ve taneciklerin karşılıklı olarak itici olmasına neden olan negatif yük yoğunluğunu artırır.
Şekil 2 / Süperakışkanlaştırıcı kimyasal katkılarda elektrostatik itme etkisi
2. Sterik Etki: Sterik dispersiyon (dağılma); melamin, naftalin ve PCE dayalı süperakışkanlaştırıcılarda meydana gelir. İyonik olmayan polimerler, çimento taneciklerinin yüzeyine adsorbe olur ve yüzeyden dışarı doğru uzanır. Tanecikler birbirine yaklaşırsa zincirlerin serbest dönüşü azalır. Bu da entropinin azalmasına neden olur.
Şekil 3 / Süperakışkanlaştırıcı kimyasal katkılarda sterik etki
Su/çimento oranı, daha doğru bir ifade ile su/bağlayıcı oranı, betonun dayanım ve dayanıklılık performansı için en önemli parametredir. Şekilde (4) görüldüğü üzere su/çimento oranının artması ile betonun geçirimlilik katsayısı da artış göstermektedir. Özellikle 0,55 su/bağlayıcı oranına kadar lineer bir ilişki varken, bu değerden sonra eksponansiyel bir artış meydana gelmektedir. Su/bağlayıcı oranının düşürülmesi, betonun geçirimliliğini azaltmakta ve çevresel etkilere karşı direncini arttırmaktadır. Bu da yapının servis ömrü boyunca beklenen yüksek performansı göstermesini, daha az bakım ve onarıma ihtiyaç duymasını ve daha sürdürülebilir olmasını sağlamaktadır.
Şekil 4 / Su/çimento oranı ve geçirimlilik ilişkisi
KÜB Teknik Komitesi üyeleri tarafından yapılan çalışmada Şekil 5’te görüleceği üzere eşit kıvamda (21 cm çökme) farklı çimento dozajlarında katkısız ve %1 katkılı beton tasarımlarının dayanımları incelenmiştir. Tüm farklı dozajlarda eşit kıvamda katkılı beton karışımları %50 ila %80 arasında daha yüksek basınç dayanımı vermiştir. Bu durum doğrudan su/çimento oranından kaynaklanmaktadır.
Şekil 5 / Beton kimyasal katkısının eşit kıvamda su/çimento oranına etkisi
Su yalıtım katkıları
Beton gibi gözenekli bir yapı tam olarak “su geçirmez” olarak tanımlanamaz ancak su/bağlayıcı oranını azaltmak dışında daha düşük geçirgenliğe, su emilimine ve agresif maddelerin daha yavaş girişine katkıda bulunabilecek katkı türleri vardır:
• Hidroskopik veya su itici kimyasallar en büyük grubu oluşturmaktadır. Bu kimyasallar; sabunlar, uzun zincirli yağ asidi türevleri, bitkisel yağlar ve petrol bazlı kimyasallardan oluşmaktadır. Yüzeye uygulanan bu malzemeler betondaki gözenekler boyunca su itici bir tabaka oluşturmakta, ancak gözenekler fiziksel olarak açık kalmaktadır.
• İnce tanecikli inert malzemeler (talk, bentonit, silisli tozlar, kil, hidrokarbon reçineleri ve kömür katranları) ve kimyasal olarak aktif malzemeler (kireç, silikatlar ve kolloidal silika) kullanılabilmektedir. İnce tanecikli inert malzemeler, boşlukları doldurarak gözenekler boyunca suyun geçişini fiziksel olarak kısıtlar.
• Kristalize geçirimsizlik katkıları, beton içerisindeki kılcal kanallar ve çatlaklarda su ile kimyasal bir reaksiyona girerek suda çözünmeyen kristaller oluşturur. Bu malzemelerin hidrofilik yapısı kalsiyum silikat hidrat (C-S-H) yoğunluğunu artırmak için ve/veya su penetrasyonuna karşı direnç gösteren gözenek tıkama birikintileri oluşturulmasına neden olmaktadır.
Rötre azaltıcı katkılar
Rötre (büzülme) olgusu betonun çeşitli özelliklerinin bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. Betonda su kaybı plastik aşamada meydana gelirse buna plastik büzülme denilmektedir. Çatlamanın meydana gelmesi için çekme gerilmelerinin çekme dayanımını aşması yeterlidir. Hidrate olmuş çimento hamuru hacminin, henüz reaksiyona girmemiş çimento ve ilave edilen suya göre daha az olması durumuna ise kimyasal (otojen) büzülme oluşmaktadır. Bu büzülme çeşidi öncelikle kılcal gözenek yapısının oluşmasından sorumludur. Büzülmeyi gidermeye yönelik katkılar arasında, yüzey gerilimi kuvvetini azaltan polihidroksi bileşikleri bulunmaktadır. Bu tür katkılar, yüksek performanslı betondaki yüksek büzülmeyi dengelemek veya basitçe derzleri azaltmak için kullanılmaktadır. En iyi kontrol, dereceli kalsiyum oksit ve kalsiyum sülfoalüminat veya kalsiyum alüminat içeren özel bileşikler içeren genleşen maddeler kullanmaktır.
Korozyon önleyici katkılar
Korozyon önleyiciler (inhibitörler), klorür saldırısı için konsantrasyon eşiğini yükseltir ve korozyon riskini azaltır. ACI 222.3R Design and Construction Practices to Mitigate Corrosion of Reinforcement in Concrete Structures rehber dokümanına göre, korozyon inhibitörleri, uygun bir konsantrasyonda mevcut olduğunda, başka herhangi bir korozyon maddesinin konsantrasyonunu önemli ölçüde değiştirmeden korozyon oranını azaltan kimyasal maddeler olarak tanımlanmaktadır.
Bu katkılar çelik yüzey üzerinde elektrokimyasal olarak (anodik, katodik, karışık inhibitör) veya kimyasal olarak (kimyasal bariyer) etki ederek klorür kaynaklı korozyonu klorür-korozyon eşik seviyesinin üzerinde engeller. Bu katkılar kalsiyum nitrit içeren inorganik bir karışımı ve/veya çeşitli organik karışımları (alkanolaminler; aminler ve esterler; alkanolaminler ve aminler ve bunların organik/inorganik asitlerle olan tuzları; alkanolaminler, etanolamin ve fosfat) içermektedir. Amin türevleri ve sodyum nitrit içeren kombine organik/inorganik beton katkıları da mevcuttur.
Priz geciktirici katkılar
Prizi geciktirmek, daha iyi sıkıştırma ve daha yoğun yapısıyla sonuçlanmaktadır. Bunların her ikisi de dayanıklılığı artırmaktadır.
Tablo 6 / Kimyasal katkı - çevresel etkiler matrisi
Tabloda (6) betonun dayanıklılığını doğrudan veya dolaylı olarak geliştirmek için farklı çevresel koşullarda kullanılması faydalı olan kimyasal katkılar belirtilmektedir. Bu tabloda genel bir değerlendirme yapılmaktadır. Daha detaylı ve net bilgi için katkı üreticilerinden ürünler özelinde bilgi alınması gerekmektedir.
Devam edecek
(*) Bu içerik, Katkı Üreticileri Birliği (KÜB) tarafından hazırlanan “Betonun Dayanıklılığı ve Kimyasal Katkıların Etkisi Rehberi”nden derlenmiştir.
Hazırlayan: KÜB Teknik Komitesi / Editör: Yasin Engin / Katkıda Bulunanlar: Devrim Nazlıkol, Doç. Dr. Hüseyin Yiğiter, Osman Onur Tezel, Özgür Mutlu, Sera Set, Uğur Semih Aytaç.
Şantiye® Dergisi ve Dijital Platformları
Daha iyi yapılar için...
10 Aralık 2025
Türkiye'nin en ESKİ ve en çok ZİYARET EDİLEN şantiyesi: ŞANTİYE®...
İnşaata dair "KAYDADEĞER" ne varsa... 1988'den bu yana...
Şantiye®nin ürettiği, derlediği ve yayınladığı içeriklerde öncelik “KAMUSAL YARAR”dır...
Ve yayınlanan içeriğin “ÖZEL” olmasına özen gösterilir...
BASILI DERGİ + E-DERGİ + SANTİYE.COM.TR + SOSYAL MEDYA + DİJİTAL PLATFORMLAR...
İnşaat sektörünün buluşma noktası Şantiye®, “Güven”i temsil eden “Basılı bir Yayın” olma özelliğinin yanı sıra yenilenen web sitesi, Turkcell Dergilik ve Türk Telekom E-Dergi gibi mobil uygulamalardaki varlığı, 42 bin E-Bülten abonesi ve 100 bin sosyal medya takipçisi-bağlantısıyla inşaat sektörünün en önemli iletişim platformlarından biri olmaya her ortamda devam ediyor... 1988'den bu yana...
Şantiye® ayrıca yapı sektörüne "Şantiye'nin Yıldızı Ödülü", "Yılın Yeşil Yapı Malzemesi / Teknolojisi Ödülü" ve "Şantiyeden Kareler Fotoğraf Yarışması" gibi farklı organizasyonlarla da katkı sunuyor.
Şantiye®nin son sayısı da dahil 1988 yılından bugüne kadar yayınlanan TÜM SAYILARINA E-Dergi olarak göz atmak için lütfen tıklayın...
Şantiye®, başta ABONELERİ olmak üzere 2020-2025 yıllarında ilan veren firmalar ABS Yapı, Akyapı, Alumil, Anadolu Motor (Honda), Alkur, Ak-İzo, Altensis, Arbiogaz, Aremas, Arfen, Artus, Assan Panel, Asteknik, Atos, Batıçim, Baumit, Bentley Systems / Seequent, Betek, Betonblock, Borusan CAT, Bosch Termoteknik, Bostik, BTM, Buderus, Bureau Veritas, Chryso, Çimsa, Çuhadaroğlu, Çukurova Isı, Deutsche Messe, Duyar Vana, DYO, Efectis ERA, Ekomaxi, Elkon, Emülzer, Eryap, Filli Boya, Fixa, Fullboard, Form Endüstri Ürünleri, Form Endüstri Tesisleri, Form MHI (Mitsubishi Heavy Industries) Klima, Garanti Leasing, GF Hakan Plastik, Gökçe Brülör, Grundfos, Hannover Fairs, Hilti, IQ Alüminyum (by Deceuninck), İNKA, İntek, İpragaz, İstanbul Teknik, İzocam, İzoser, Kalekim, Knauf, Knauf Insulation, Komatsu, Köster, Kuzu Grup, LG, Marubeni, Masdaf, Master Builders Solutions, MBI Braas, Meiller Kipper (Doğuş Otomotiv), Messe Frankfurt, Messe München/Agora Tur., Mekon, Mitsubishi Chemical, Molecor, Nalburdayim.com, NETCAD, ODE, Ökotek, Özler Kalıp, Özpor, Panasonic, PERI, Pimakina, Polyfibers, Polyfin, Prefabrik Yapı / Hekim Holding, Prometeon, Ravago, Rehau, Saint Gobain Türkiye, Samsung, Saray Alüminyum, Schüco, Selena (Tytan), Sentez Mekanik, Serge Ferrari, Shell, Siemens, Sistem İnşaat, Soudal, Sika, Şişecam, Temsa, TMS, Tekno Yapı, Türk Ytong, Tremco illbruck, Urtim, Vaillant, Vekon, Viessmann, Wermut, Wielton, Wilo, Winsa, XCMG, Xylem ve ZF'nin değerli katkılarıyla hazırlanmaktadır.
ABONE OLMAK İÇİN
Bir yıllık abonelik bedelimiz olan 2.100 TL (6 Sayı, KDV Dahil)'yi TR70 0001 0008 5291 9602 1550 01 IBAN no’lu hesabımıza (Ekosistem Medya) yatırıp; ardından dekontu, açık adresinizi ve fatura bilgilerinizi (şahıs ise TC kimlik no; firma ise vergi dairesi-numarası) santiye@santiye.com.tr adresine e-posta veya 0532 516 03 29 no’lu telefona WhatsApp / SMS aracılığıyla ulaştırabilirsiniz.
