Yüksek dayanımlı beton ve yüksek performanslı beton kavramları birbirilerine yakın gibi gözüksede aslında farklı durumları tanımlamaktadırlar. Yüksek dayanımlı betonda amaçlanılan performans kriteri basınç dayanımıdır. Ancak, yüksek performanslı betonda hedeflenen performans kriterleri basınç dayanımından çok daha ötedir. Yüksek performanslı betonda;

  • elastisite modülü,
  • sünme,
  • rötre,
  • yangına karşı direnç,
  • donma-çözülme direnci,
  • hacimsel kararlılık,
  • yüksek erken dayanım,
  • tokluk,
  • aşınma direnci vb. birçok performansa göre tasarım yapılmaktadır.

Bu yazıda yüksek dayanımlı betonun standartlar kapsamında tanımına değinilecek ve dünya çapında bazı örnekler verilecektir.

Yüksek dayanımlı betonun yerel kaynaklar kapsamında tarifini yapmak için TS 500, TS EN 206, TS 13515 ve Deprem Yönetmeliği’ne başvurmak gerekmektedir.

TS 500: Standartta net olarak yüksek dayanımlı beton tarifi yapılmamıştır. Ancak, aşağıdaki ifadeden anlaşılacağı gibi C50/60 sınıfından yüksek sınıflardaki beton “yüksek dayanımlı beton” olarak değerlenidirilmektedir. Standart yüksek dayanımlı betonu kapsam dışında tutmaktadır.

0.3 – Kapsam
Bu standard, betonarme yapı elemanları ve yapıların, kullanım amaç ve süresine uygun güvenlikte tasarlanması, hesaplanması, boyutlandırılması ve yapımı ile ilgili kural ve koşulları kapsar. Bu standard, C50 den daha yüksek dayanımlı betonlarla yapılan betonarme yapıların tasarım ve yapım kurallarını kapsamaz. Bu tür betonlar kullanıldığında, yapılan hesaplar literatürden kaynak gösterilerek kanıtlanmalıdır.

TS EN 206: Standartta “yüksek dayanımlı beton” dolaylı olarak tanımlanmıştır. Aşağıda belirtilen ifadeden C60/75 ve üzerindeki dayanım sınıflarına ait betonun “yüksek dayanımlı beton” olarak tarif edildiği anlaşılmaktadır.

8.2.1.1 Genel
(1) C8/10 ilâ C55/67 olan dayanım sınıflarına dahil normal ve ağır beton veya LC8/9 ilâ LC55/60 olan dayanım sınıflarına dahil hafif betonlarda numune alma ve deney işlemleri, aksi kararlaştırılmamışsa her beton bileşim oranı için veya imalâtçı tarafından uygunluğu belirlenen beton ailesi için yapılır. Bet on ailesi kavramı, daha yüksek dayanım sınıflarındaki betonlara uygulanmaz. Hafif beton, normal betonların meydana getirdiği beton ailesi içerisine karıştırılmaz. Benzer özelliklere sahip agregalarla imal edilen hafif betonlar kendilerine ait ailelerine ayrılabilirler.

TS 13515: Standart, “yüksek dayanımlı betonu” aşağıdaki şekilde tanımlamıştır.

3.1.1.23 Yüksek dayanımlı beton
Basınç dayanım sınıfı C50/60’den daha yüksek dayanımlı olan normal veya ağır beton ve basınç dayanım sınıfı LC50/55’den daha yüksek dayanımlı hafif beton.

Deprem Yönetmeliği: Yönetmelikte yüksek dayanımlı beton ifadesi geçmesede C50/60 üstü betonarme binaların kapsam dışı olduğu belirtilmiştir.

3.1. Kapsam
3.1.4 – Beton dayanımının C50’den daha yüksek olduğu betonarme binalar ile taşıyıcı sistem elemanlarında donatı olarak çelik profillerin kullanıldığı binalar bu bölümün kapsamı dışındadır.

İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği: Deprem Yönetmeliği’ne benzer olarak aşağıdaki ifade geçmektedir.

4.2. Analiz Modellerine İlişkin Kural ve Koşullar

4.2.5 – Sargılı beton ve donatı çeliği için DBYBHY (2007) Bilgilendirme Eki 7 B’de tanımlanan davranış modelleri kullanılabilir. Yüksek binalarda C50’den daha yüksek dayanımı olan betonların kullanılması için Bağımsız Kontrol Kurulu’nun onayı gereklidir.

Türk standartları incelendiğinde “yüksek dayanımlı betonun” tarifi net olarak yapılmamıştır. Sadece bazı standartlar nicel değerler vermek ile yetinmiştir. Yüksek dayanımlı betonun özellikleri ve inşa edilecek yapıların tasarım ve yapım kurallarından bahsedilmemiştir. Genelde belli olmayan bir yere (bağımsız kontrol kurulu gibi) yönlendirme yapılmıştır. Sonuç olarak, Türk standartları yüksek dayanımlı beton için yeterli bilgiyi içermemektedir. Bu nedenle bu konu için ACI (American Concrete Institute) standartlarına başvurmak doğru bir yaklaşım olacaktır.

ACI 363R-10: Report on High-Strength Concrete

Yüksek dayanımlı beton ACI 363R-10’da “55 MPa ve üzerindeki basınç dayanımına” sahip beton olarak tanımlanmaktadır. Aslında bu standardın 1992 yılındaki ilk versiyonunda 41 MPa ve üzeri olarak tanımlanmaktaydı. Zamanla teknolojide meydana gelen ilerlemeler ve yapısal anlamdaki ihtiyaçlar yüksek dayanımlı beton tanımını değiştirmiştir.

ACI 363R-10’da yüksek dayanımlı betonu tanımlamak ve detaylandırmak için 9 bölüm ayrılmıştır. Bunlar:

  1. Giriş (tanım ve geçmiş)
  2. Notasyon, tanımlar ve kısaltmalar
  3. Malzeme seçimi
  4. Beton bileşen oranları
  5. Sipariş, istifleme, karıştırma, taşıma, yerleştirme, kür ve kalite kontrol prosedürü
  6. Yüksek dayanımlı betonun özellikleri
  7. Yapısal tasarım şartları ve değerlendirmesi
  8. Ekonomik değerlendirme
  9. Uygulamalar

Bu bölümlere daha sonraki bir yazıda değinilecektir.

Dünyada Yüksek Dayanımlı Betonun Kullanıldığı Bazı Projeler

 

Bina Adı Şehir Yapım Yılı* Toplam Kat Beton Basınç
Dayanımı (MPa)
Trump Tower New York 68 55
Collins Place Melbourne 44 55
Helmsley Palace Hotel New York 1978 53 55
Larimer Place Condominiums Denver 1980 31 55
City Center Project Minneapolis 1981 52 55
NCNB Corporate Center Charlotte 1990 60 55
499 Park Avenue New York 27 59
The Seine Johuku Nagoya 45 60
Rialto Tower Melbourne 1985 60 60
Bank of China Tower Hong Kong 1989 70 60(a)
New Century Hotel Beijing 1990 31 60(a)
Central Plaza Hong Kong 1992 78 60(a)
Jin Mao Shanghai 1997 88 60(a)
SEG Plaza Shenzhen 1998 75 60(a)
Royal Bank Plaza Toronto 1975 43 61
Richmond-Adelaide Center Toronto 1978 33 61
Midcontinental Plaza Chicago 1972 50 62
Frontier Towers Chicago 1973 55 62
Water Tower Place Chicago 1975 79 62
River Plaza Chicago 1976 56 62(b)
Chicago Mercantile Exchange Chicago 1982 40 62(c)
Grande Arche de la Defense Paris 1988 65
Columbia Center Seattle 1983 76 66
Interfirst Plaza Dallas 1983 72 69
Scotia Plaza Toronto 1988 68 69
Platinum Tower Panama 1993 56 70
Governor Phillip Tower Sydney 1993 54 70
Eugene Terrace Chicago 1987 44 76
Telecom Corporate Melbourne 1992 47 80
Building D 3 Brussels 24 80(a)
Petronas Twin Towers Kuala Lumpur 1995 85 80(a)
Baiyoke Tower Bangkok 1996 90 80
e-Tower Sao Paulo 2002 42 80
311 S. Wacker Drive Chicago 1988 70 83(d)
One Peachtree Center Atlanta 1990 62 83
Society Tower Cleveland 1990 63 83
Trump World Tower New York 2000 90 83
505 5th Avenue New York 2004 30 83
BfG Building Frankfurt 1990 47 85(a)
Bay Adelaide Center Toronto 1991 57 85
Dain Bosworth/ Nieman Marcus Minneapolis 39 97
900 N. Michigan Ave. Chicago 1986 15 97
Pacific First Center Seattle 1987 45 97(e)
Two Union Square Seattle 1987 62 97(e)
225 W. Wacker Drive Chicago 1988 30 97
111 George Street Brisbane 1993 27 100
De Geno Leasing House Eschborn 1995 105(a)
Herriot’s Frankfurt 2002 18 125
Brillia Tower Tokyo 2004 45 130
* = Year in which high-strength concrete was cast.
(a) = Cube strength.
(b) = Two experimental columns of 11,000 psi (76 MPa) were included.
(c) = Two experimental columns of 14,000 psi (97 MPa) were included.
(d) = Nine-thousand psi (62 MPa) concrete used in floor slabs at lower levels.
(e) = Nineteen-thousand psi (131 MPa) concrete indirectly specified to achieve a high modulus of elasticity.

Türkiye’de Öne Çıkan Bazı Projeler

Ülkemizde yüksek dayanımlı betonun kullanımı çok düşük orandadır. Biline en yüksek dayanımlı beton olan C80 sınıfı 56 katlı Spine Towers Binası’nda düşük bir hacimde kullanılmıştır.
 

Proje Başlama Tarihi Bitiş Tarihi Beton dayanım sınıfı Beton hacmi (m3)
Marmaray 2004 2013 C40/50 1.000.000
Avrasya Tüneli 2011 2016 C40/50 450.000
Yavuz Sultan Selim Köprüsü 2013 2015 C50/60 150.000
Haliç Metro Köprüsü 2009 2014 C40/50 36.000
İzmit Körfez Geçişi Köprüsü 2012 2016 C45/55 200.000
Çamlıca Camii 2013 2016 C50/60 150.000
BJK Vodafone Arena 2013 2015 C35/45 150.000
Kuzey Marmara Otoyolu 2013 2015 C30/37 2.500.000
Ordu-Giresun Havalimanı 2011 2015 C30/37 36.000

 

Çeşitli Ülkelerde Kullanılan Beton Sınıfları

 

ÜLKE < C16/20 C16/20-C20/25 C25/30-C30/37 ≥ C35/45
ABD 40,0 25,0 25,0 10,0
Almanya 8,4 18,6 54,6 18,4
Avusturya 8,6 18,8 67,0 5,6
Belçika 2,0 10,0 54,0 34,0
Birleşik Krallık 11,0 25,0 54,0 10,0
Çek Cum. 17,0 28,0 34,0 21,0
Danimarka 6,0 35,0 35,0 24,0
Finlandiya 3,0 20,0 67,0 10,0
Fransa 1,0 24,0 63,0 12,0
Hollanda 1,0 48,0 36,0 15,0
İrlanda 8,0 20,0 38,0 34,0
İspanya 8,0 5,0 81,0 6,0
İtalya 7,0 19,0 70,0 4,0
Japonya 0,0 34,0 50,0 16,0
Norveç 0,0 1,0 52,0 47,0
Polonya 10,0 20,0 60,0 10,0
Portekiz 5,0 40,0 50,0 5,0
Rusya 5,0 40,0 40,0 15,0
Slovakya 19,0 22,0 49,0 10,0
Türkiye 1,0 10,0 73,0 16,0
ORTALAMA 8,1 23,2 52,6 16,2

By Yasin Engin

İnş.Yük.Müh. olan Yasin Engin, lisans ve yüksek lisans eğitimini Boğaziçi Üniversitesi'nde tamamlamıştır. 16 yıldır beton ve çimento sektöründe çalışmaktadır. Web sitesindeki tüm yayınlar Yasin Engin tarafından paylaşım amacıyla hazırlanmıştır. Yayınlar kaynak gösterilerek kullanılabilmektedir. (yasin.engin@gmail.com)

2 thoughts on “Yüksek Dayanımlı Beton – 1”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir