Agrega; beton, harç ve benzeri yapımında çimento ve suyla kullanılan kum, çakıl, kırma taş gibi taneli farklı mineral yapıya sahip inorganik malzemelere verilen isimdir. Çimentolu sistem hacminin yaklaşık %75’ini agregalar oluşturur. Çimentolu sistem yapımında agregalar ucuz malzemelerdir. Bu özellikleriyle karışım maliyetlerini düşürürler. Agregalar çimentolu sistemin teknik özelliklerine önemli katkılarda bulunmaktadır.
Agrega Özellikleri Nelerdir?
Çimento hamuru zamanla kuruyarak büzülme etkisi gösteren bir malzemedir. Agrega, çimentolu sistem içerisindeki büzülmeden dolayı oluşabilecek hacim değişikliğini engellemektedir. Böylece çatlaklar da engellenmektedir.
Agregalar genelde dayanıklı ve sert malzemelerdir, bu nedenle karışımın dayanımının yüksek olmasına katkıda bulunurlar.
Gradasyon, en büyük tane boyutu, su emme kapasitesi, birim ağırlık ve özgül ağırlık, tane şekli, yüzey özellikleri içerisindeki yabancı madde türü ve miktarı, dona dayanımı, ısısal özelliklerinin değerlerine göre karışıma farklı özellikler katabilir. Bu özelliklere göre farklı karışımlarda kullanılabilirler.
Agregalar kaynaklarına göre;
- Doğal ve yapay,
- Birim ve özgül ağırlıklarına göre; normal, hafif veya ağır,
- Tane büyüklüğüne göre; ince veya iri,
- Tane şekline göre; yuvarlak, köşeli, yassı, uzun,
- Kimyasal özelliklerine göre; reaktif, reaktif olmayan, olarak sınıflandırılırlar.
Normal, Hafif ve Ağır Agregalar
Normal agregalar; EN 1097-6’ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi 2000 kg/m3 – 3000 kg/m3 arasında olan agrega.
Hafif agregalar; EN 1097-6’ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi 2000 kg/m3den küçük veya EN 1097-3’e uygun olarak tayin edilen etüv kurusu yığın (boşluklu) birim hacim kütlesi 1200 kg/m3 den küçük olan mineral esaslı agrega.
Ağır agregalar ; EN 1097-6’ya uygun olarak tayin edilen etüv kurusu tane birim hacim kütlesi en az 3000 kg/m3 olan agrega.
Doğal ve Yapay Agregalar
Doğal agregalar; nehir yatakları eski buzul yatakları, göl kenarları, taş ocaklarından alınan ve üzerinde kırma, yıkama ve sınıflandırma dışında hiçbir işlem yapılmamış olan agregalardır. Örnek olarak kırmataş agregalar gösterilebilir.
Yapay agregalar; Dekoratif amaçlarla veya özellikleri belirlenerek üretimleri gerçekleştirilen veya herhangi bir sektörün yan ürünü olarak çıkabilen agregalardır. Üretilen agregalara örnek olarak genleştirilmiş kil veya genleştirilmiş perliti örnek olarak verebiliriz.
Agregaların Beton Dayanımına Etkisi
Çimentolu sistem ve harç karışımları için kusurlu malzemelerdir. Standartlara göre agreganın en büyük boyutunun en küçük boyutuna oranı 3 kattan büyük olmamalıdır. Toplam karışımın içerisindeki oranı da %10-15’i aşmamalıdır. Agrega geometrik şekilleri beton veya harç üzerinde işlenebilirlik parametrelerini, karışımın içerisinde kullanılan çimento hamuru miktarını değiştirmesinden dolayı etkilemektedir.
Aynı işlenebilirlik seviyesine ulaşmak için yuvarlak veya kübik tanecikler içeren agrega yapısı, yüzey alanı oranı daha düşük ve yassı uzun agregalara oranla daha az çimento hamuru gerektirmektedir. Yassı veya uzun agregalarda ise açılı tanelerden dolayı yüzeyin hacmine oranı oldukça büyüktür. Dolayısıyla agrega tanelerinin yüzeyini kaplamak için oldukça fazla çimento hamuruna ihtiyaç duyulur. Numunedeki tanelerin değişik boyutlarda olması belirli bir hacimde bulunan agregalar arasındaki boşlukları azaltacaktır. Beton ve harç üretimi için yapılan hesaplarda, karışımın minimum dayanımı ve işlenebilirlik özelliklerinin iyi olması başlıca hedeflerdir.
Agrega tane dağılımı taze betonun işlenebilme özelliğini direkt olarak etkilemektedir. Karışımlarda uygulanan tane dağılımı uygun olmadığında işlenebilirliği sağlamak amacıyla daha fazla su kullanılmakta ve bu da karışımdan beklenen performansın alınamamasına neden olmaktadır. Agreganın tane çapı büyüdükçe; su, çimento, ince agrega ve hapsolmuş hava miktarları azalmaktadır. Böylece daha az çimento, çimentolu sistemdeki büzülmeleri azaltacak ve su miktarını da düşürerek çimentolu sistemin dayanımı da artacaktır.
Daha fazla bilgi için Agrega Türleri Nelerdir? Çimentoda Mikro Yapı Nedir? ve Agrega Çeşitleri: İnşaat ve Yıkıntı Atıklarından Elde Edilen Agregalar adlı yazılarımıza göz atabilirsiniz.
Agrega Deneyleri
Yapılacak beton ve harç karışımlarının oluşturulması öncesinde, agrega kalite parametrelerinin uygunluğu kontrol edilmelidir. Yapılacak laboratuvar testleri için kullanılacak agregalar, kullanılacak agregaların gerçek yığınını temsil etmelidir. Bunun için agregalardan numune alınması esnasında uygulanacak yöntemler TS EN 932-1, ASTM C 33 ve TS 707‘de belirtildiği gibi gerçekleştirilmelidir.
Agrega Deneylerinde Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Kullanılacak agrega miktarları laboratuvar ortamında uygulanacak test yöntemleri için gerekli miktarlara agrega gerçek yığını temsil edecek şekilde azaltılmalıdır.
- Testler için gerekli miktarlar, çeyrekleme metodu veya bölgeç aygıtı kullanılarak gerçekleştirilmelidir.
- Yapılacak testler için gereken miktarlar sağlandıktan sonra, agreganın fiziksel özelliklerini içeren testler uygulanabilir.
- Beton veya harç karışımı hazırlanacak agregaya elek analizi uygulanmalı ve uygun granülometride (tane dağılımı) olup olmadığı gözlenmelidir.
- Agrega gradasyonu elek analizi yöntemiyle bulunur. Türk standartlarında kullanılan kare delikli eleklerden geçirilerek elde edilen miktar ile, tane dağılımları(gradasyon) belirlenir.
- Karışım içerisinde kullanılacak bir veya birkaç agreganın birleşiminden oluşabilecek gradasyon eğrisi grafikler yardımıyla düzenlenir.
- Kullanılacak agregaların iri ve ince oranları bu grafikler yardımıyla kullanım miktarları belirlenmelidir. Bu oranlar çimentolu sistemin işlenebilirlik değeri, segregasyon (ayrışma), birim hacimdeki yüzey alanları gözetilerek düzenlenmelidir.
Çimentolu sistem veya harç karışımlarında granülometrik kabul kriteri şudur: taze betonun karılması, taşınması ve yerleştirilmesi işlemlerinde iri ve ince tanelerin ayrışmasına neden olmaması gerekir. Dahası, homojen olmalı, istenilen işlenebilirlik düzeyinde ve yoğunlukta olmalıdır. Bunu sağlayan agreganın tane dağılımıdır.
Bir agrega gradasyonunun uygun olup olmadığının tespiti için en iyi yöntem o gradasyona sahip agrega ile çimentolu sistem numunesi oluşturmak ve bu çimentolu sistemin performans değerlerini ölçmektir. Türk Standartları Enstitüsü tarafından en iri tane boyuna göre tane dağılım sınırları verilmiştir.
Verilen sınır değerlere göre agregaların kullanım yüzdelikleri belirlenerek uygun sınırlar belirlenmelidir. Çimentolu sistem karışımı oluşturularak, karışımın istenen özelliklere uyup uymadığı gözlenmelidir. Uygun sınır değerlere sahip olmak kaydıyla, bir agrega karışımının en büyük tane boyutu ne kadar büyük olursa, o agrega karışımını oluşturan tanelerin yüzey alanları toplamı daha küçük olmaktadır.
Agrega Neden Önemlidir?
Çimento esaslı ürünlerin hazırlanmasında çimento ve katkılar kadar agreganın önemi büyüktür. Doğru beton ve harç tasarımları için agreganın doğru seçilmesi gerekmektedir. Bu yazımızda agregaların çeşitlerinden ve agrega yığınlarından temsili numune alma yöntemlerinden bahsettik. Uygun agregaların seçiminden sonra en önemli konulardan biri agreganın tane boyu dağılımıdır. Beton ve harç performansının maksimum olabilmesi için seçilen agreganın tane boyu dağılımının hassas olarak ayarlanması çok önemlidir.
