İNCELEME
Ercan YILMAZ /
İnş. Yük. Müh.
İMO İst. Şb. Beton Araş. ve Geliştirme Lab. Sorumlusu


LABORATUVAR FAALİYETLERİNE YÖNELİK İSTATİSTİK ÇALIŞMA

1. GİRİŞ

17 Ağustos Körfez ve 12 Kasım Bolu (Düzce) depremleri binlerce hayata ve önemli ekonomik zarara sebep oldu. Deprem gibi birincil derecede önemli afetlerde, ülkeler zararları azaltmak amacıyla afet yönetimini uygular. Afet yönetimi üç temel aşamadan oluşmaktadır. Biz bunları nasıl uyguluyoruz ya da uyguladık?

İlk aşama risklerin dışlanmasıdır. Bunun anlamı, birincil derecede önemli faktörleri analiz etmektir. Söz konusu risk deprem olduğundan öncesinde yapılması gerekenler, sonrasında da doğru bir şekilde uygulanabilirse olumsuz sonuçlar asgariye indirilebilir. Afet yönetiminin en önemli aşaması budur. Yapılması gerekenler nedir? Şehir bölge planlamasına uygun ve tehlikeli bölgeler dışında yerleşim alanlarının seçimi, uygun taşıyıcı sistemler, zemin koşullarının iyi irdelenmesi, uygulanabilir bir proje, kullanılacak malzemelerin kalitesinin denetimi, proje detaylarına uyularak yapılacak yerinde doğru uygulama ve gerçek bir denetim. Fakat biliyoruz ki ülkemizde önemli sayılabilecek yapılar dışında bu faktörler devamlı gözardı edilmektedir. Depremde kayıpların, bu faktörlerin gözönüne alınmadığı yapılarda olduğunu çok iyi biliyoruz. 

Afet yönetiminde ikinci aşama ise risklerin azaltılmasıdır. Önceki büyük depremlerden (1992 Erzincan, 1995 Dinar ve 1998 Ceyhan) bile yeterince ders almadığımızı son yaşananlarla gördük. Güvenli yapı elde etme kural ve standartlarının uygulanması konularında yetersiz kaldık. Deprem sonrası yapılanlar öncekilerden farksızdı. İşin ehli olmayan kişilerin rant amaçlı giriştikleri yıkım, güçlendirme çalışmaları ve devamında yeni inşa edilen yapıların denetimsiz kalmaları çok açık görüldü. Uygulama hataları, kalitesiz malzeme, kötü işçilik, yönetmeliklere uyulmaması ve doğru denetim konuları yine unutuldu. 

Risklerin paylaşılması üçüncü aşamayı oluşturmaktadır. Burada, zararların daha geniş kesimlerce paylaşılması hedeflenir. Konut, işyeri, kredi, kira yardımları; bağışlar; afetzede dışındaki mükelleflere ek yükümlülükler ve vergilerin paylaştırılması bu aşamada gerçekleşir. Afet yönetimi, bu sıraya göre uygulanmalıdır. Fakat, Türkiye?de, uygulama hep sondan başa doğru olmuştur. Yapılarımızda kullandığımız beton ve donatı çeliği için statik hesapta kullanılan proje değerlerinin uygulamada sağlanıp sağlanmadığının kontrol edilmesi, yapı güvenliği açısından çok önem taşımakta olup, deprem kuşağı üzerinde olmamız bu önemi arttırmaktadır. Deprem sonrası akla ilk gelen, kullanılan beton ve çelik malzemelerinin kalitesizliği olmaktadır. Bu nedenle laboratuvar olarak afet yönetimindeki yerimiz çok önemlidir. Laboratuvarın kuruluş amacı, uzun vadede beton ve çelik malzemelerinin daha iyi tanınmasına, kalitenin ve teknolojinin geliştirilmesine, üretimde verimliliğin iyileştirilmesine, bilincin ve bilginin yayılmasına gerekli deneysel altyapıyı oluşturmak olmuştur.

2. AMAÇ

Laboratuvar olarak faaliyet alanımıza giren deneysel çalışmalara ait sonuçlar değerlendirilmektedir. Sonuçlar, sertleşmiş betondan alınan karot numuneler, taze betondan alınan standart küp numuneler ve betonarme donatı çeliği için verilmiştir.

Sertleşmiş betondan alınan karot numuneler için; 

  • 1999 yılında, numunelerin % 65?i laboratuvar, % 35'i ise başvuru sahipleri tarafından alınmıştır. 
  • 2000 yılında, numunelerin % 55'i laboratuvar, % 45'i ise başvuru sahipleri tarafından alınmıştır. 
  •  2001 yılında, numunelerin % 50'i laboratuvar, % 50'i ise başvuru sahipleri tarafından alınmıştır. 
  • 2001 yılına ait sonuçlar, Ocak ile Ekim arasındaki dönemi kapsamaktadır. 
  • 2001 yılına ait sonuçlar; C20, C25 ve beton sınıfı bildirilmeyen numuneler içindir. Diğer sınıflara ait veri sayısı yetersizdir.

Taze betondan alınan numuneler için; 

  • Kaynağı hazır betondur ve 28 günlük basınç dayanımları esas alınmıştır. 
  • Yerinde dökme betonlar, farklı numune tipleri ve yaşları çalışmanın kapsamı dışında tutulmuştur. 
  • Sonuçlar, Ocak 2001 ile Ekim 2001 arasındaki dönemi kapsamaktadır. 
  • Numunelerin % 25'i laboratuvar, % 75'i ise başvuru sahipleri tarafından alınmıştır. 
  • Numune alımında 15 cm'lik küp kalıplar kullanılmıştır. 
  • C20, C25 ve C30 beton sınıflarına ait sonuçlar verilmiş olup, diğer sınıflara ait veri sayısı yetersizdir.

Beton çelik çubuğu numuneleri için; 

  • Sonuçlar, Mayıs 2001 ile Ekim 2001 arasındaki dönemi kapsamaktadır. 
  • Numunelerin tamamı nervürlü çelik olup, çelik sınıfı S420'dir. 
  • Numunelerin tamamı başvuru sahipleri tarafından alınmıştır. 
  • Numunelerde standart boy 60 cm'dir.

Bu çalışmanın amacı; İstanbul'da mevcut durumdaki yapılarımızın beton kalitesinin irdelenmesi, İstanbul'da kullanılan hazır betonların sınıf dayanımlarına uygun olup olmadıklarının kontrolü ile yine üretilen betonarme donatı çeliklerinin akma ve çekme mukavemeti ile kopma uzaması şartlarının ne ölçüde sağlandığının eldeki mevcut verilere göre belirlenmesidir.

3. LABORATUVAR ÇALIŞMASI

Karot numuneler, laboratuvara getirildikten sonra ilgili standartlara uygun olarak uçlarının kesimi ve başlıklaması yapılmış olup, devamında basınç deneyine tabi tutulmuştur. Taze betondan alınan numuneler laboratuvara getirildikten sonra kür havuzuna konularak, deney gününe kadar su içinde saklanmıştır. Deney günü sudan çıkarılan numuneler, yüzeyleri kuruduktan sonra basınç deneyine tabi tutulmuştur. Çelik numuneler, standart 60 cm uzunluğunda getirilmiş olup, düz haldedir. Deneysel çalışmalarda, 300 ton kapasiteli pandüllü dinamometreli pres, 200 ton kapasiteli digital pres ve 40 ton kapasiteli çekme cihazı kullanılmıştır. Deney sonuçları, Tablo 1, 2, 3 ve 4' te verilmiştir. Beton numuneler için Tablolarda; numune sayısı, ortalama değer, standart sapma, varyasyon katsayısı ve karakteristik dayanım değerleri, çelik numuneler için Tabloda; numune sayısı, akma ve çekme mukavemeti ile kopma uzaması koşullarını sağlayan numune sayıları ve yüzdeleri verilmiştir.

a. SERTLEŞMİŞ BETONDAN ALINAN KAROT NUMUNELERE AİT İSTATİSTİK SONUÇLAR

Deneyi gerçekleştirilen numuneler İstanbul ve civarından alınmıştır. 1999 ve 2000 yıllarına ait değerlendirmede beton sınıfı genel olarak bildirilemediğinden sonuçlar, genel beton kalitesi hakkında fikir vermektedir. Karakteristik dayanım hesaplanırken kabul faktörü, ks = 1.64, TS10465/Kasım 1992 Tablo 4'ten alınmıştır.

YIL

numune
sayısı

ortalama
değer (N/mm2)

Standart
sapma (N/mm2)

varyasyon
katsayısı

karakteristik
dayanım 
(N/mm2)

1999

1853

19.43

9.31

0.48

4.16

2000

5213

19.77

9.50

0.49

4.19

Tablo 1: 1999 ve 2000 yılları arasında alınan karot numunelere ait istatistik sonuçlar

BETON
SINIFI

numune
sayısı

küp dayanımı
(
N/mm2)

küp dayanımı × 0.85
(
N/mm2)

ortalama
değer
(
N/mm2)

standard
sapma (
N/mm2)

varyasyon
katsayısı

karakteristik
dayanım (
N/mm2)

C20

81

25

21.25

20.47

8.54

0.42

6.47

C25

69

30

25.50

20.29

8.45

0.42

6.43

belirsiz

1075

-

-

20.36

8.67

0.43

6.14

Tüm karotlar

1264

-

-

20.88

8.66

0.41

6.67

Tablo 2: 2001 yılında alınan karot numunelere ait istatistik sonuçlar

DEĞERLENDİRME

1999, 2000 ve 2001 yılları için değerlendirme, sırasıyla 1853 ve 5213 ve 1104 adet numuneyi içermektedir. Tablo 1 incelendiğinde 1999 ve 2000 yıllarında deneyi yapılan numunelere ait genel karakteristik basınç dayanımı değerlerinin, C14 beton sınıfının dahi çok altında olduğu görülmektedir. C14 beton sınıfı için olması gereken değer, tahribatlı yöntemde 0.85 x 16 = 13.6 Mpa'dır. Bu değerler mevcut yapılarımızdaki beton kalitesinin ne kadar kötü olduğunu göstermektedir. 2001 yılında, C20 ve C25 beton sınıflarına ait karot numunelerde karakteristik basınç dayanımı, eşdeğer küp basınç dayanımının %85'ini karşılamamaktadır. Beton sınıfı bildirilmeyen karot numunelerde ise karakteristik dayanımın C14 beton sınıfının çok altında olduğu görülmektedir. Tüm karot sonuçlarına ait karakteristik dayanım, yine C14 beton sınıfından çok düşüktür. Tablo 1 ve 2 incelendiğinde ortalama değerler 20 N/mm2 mertebesinde ve standart sapma değerleri ise çok büyüktür (@ 8 - 9 N/mm2). Standart sapmanın yüksek olması genel beton kalitesindeki dağılımın ne denli değişken olduğununun göstergesidir.

b. TAZE BETONDAN ALINAN NUMUNELERE AİT İSTATİSTİK SONUÇLAR

BETON
SINIFI

numune
sayısı

küp dayanımı
(
N/mm2)

ortalama
değer (
N/mm2)

standard
sapma (
N/mm2)

varyasyon
katsayısı

karakteristik
dayanım (
N/mm2)

C20

1354

25

24.88

6.73

0.27

16.26

C25

655

30

28.34

6.63

0.23

19.85

C30

147

37

36.66

7.97

0.22

26.46

Tablo 3: 2001 yılında taze betondan alınan numunelere ait istatistik sonuçlar

DEĞERLENDİRME

Buradaki sonuçlar İstanbul genelinde üretilen hazır beton kalitesi hakkında fikir vermektedir. Numuneler farklı şantiye ve hazır beton firmalarından alınmıştır. Özel olarak herhangi bir yapı veya hazır beton firması baz alınmamıştır. Tablo 3 incelendiğinde ortalama değerler küp dayanımlarından düşüktür. Standart sapma değerleri, farklı şantiye ve hazır beton firmalarından dolayı yüksek çıkmaktadır (6 - 8 N/mm2). Dolayısıyla, genel olarak incelenen tüm beton sınıflarında karakteristik dayanım sağlanmamaktadır.

c. BETON ÇELİK ÇUBUĞU NUMUNELERİNE AİT İSTATİSTİK SONUÇLAR

Deneyi yapılan tüm donatı çeliklerinin sınıfı S420'dir. TS708/Mart 1996 standardına göre sınır değerler; fyk (akma) = 420 MPa, fy (çekme) = 500 MPa, Kopma uzaması yüzdesi (Ø £ 28) = %12

 

 

AKMA MUKAVEMETİ

ÇEKME MUKAVEMETİ

KOPMA UZAMASI

çap

 

numune
sayısı

fyk ≥ 420 Mpa
adedi

koşulu
sağlayan

fy ≥ 500 Mpa
adedi

koşulu
sağlayan

≥ % 12
adedi

koşulu
sağlayan

Ø8

83

51

61.45%

78

93.98%

75

91.46%

Ø10

44

24

54.55%

37

84.09%

43

100.00%

Ø12

60

40

66.67%

58

96.67%

59

98.33%

Ø14

78

67

85.90%

71

91.03%

78

100.00%

Ø16

72

62

86.11%

71

98.61%

69

95.83%

tüm çelikler

354

257

72.60%

332

93.79%

344

97.73%

Tablo 4: 2001 yılı beton çelik çubuğu numunelerine ait istatistik sonuçlar

DEĞERLENDİRME

Çelik çaplarına göre akma ve çekme mukavemeti ile kopma uzaması koşullarını sağlayanların yüzdesi Tablo 4'te verilmiştir. Tüm çelik numunelerin % 27'i akma mukavemeti, % 6'sı çekme mukavemeti ve %3'ü kopma uzaması koşulunu sağlamamaktadır.

SONUÇ

1. Karot numunelere ait istatistik sonuçlar, mevcut yapılarımızda beton kalitesinin çok düşük olduğunu, hiçbir denetimin uygulanmadığını, önemli depremlerin ardından denetim konusunda ne kadar önlem aldığımızı açıkça ortaya koymaktadır. 2. Taze betondan alınan numunelere ait istatistik sonuçlar, genel olarak beton kalitesinin düşük olduğunu göstermektedir. Deneylerden önceki önemli iki aşama numune alma ve bunların uygun ortamlarda saklandıktan sonra laboratuvara getirilmesidir. Numune alma, yapımı ve küründe ilgili standartlara uyulmalı ve yine yerinde uygulamada, genel beton döküm kurallarına dikkat edilmelidir. 15 cm'lik çelik kalıplarda ilgili standarda uygun olarak numune hazırlamak zor değildir. Ancak döküm aşamasında özellikle vibrasyon uygulamadan, betonu kalıba boşluksuz yerleştirmek çok zordur. Günümüzde hazır beton daha yaygın olarak kullanılmakta, otomatik tartımlı, bilgisayarlı sistemle ileri teknikle üretilmektedir. Betonun, santralden çıkışı ile yerinde uygulaması arasında geçen sürecin kontrolü, bu konularda eğitimli, deneyimli ve bilinçli personel tarafından yapılmalıdır. Betonda özellikle, betonun santralden çıkışı ile şantiyeye gelene kadar geçen toplam süreye, beton dökümünün daha rahat olması ve iş daha çabuk bitsin düşüncesiyle betona su katılmamasına ve işin başından sonuna kadar sorumlu inşaat mühendisi ile denetim firması elemanlarının kontrolünde beton dökülmesine, şantiyede kesinlikle biri yedek olmak üzere en az iki vibratörün bulundurulması ve kullanılmasına dikkat edilmelidir. Betonda işçilik çok önemli olduğu için örneğin, sipariş edilen C20 betonu, yukarıdaki kriterlere uyulmadığı takdirde yerinde C14 betonu gibi olur. Kür koşullarına da uyulmadığı takdirde beton sınıfı C8-9 seviyesinde olacaktır. 3. Çelik numunelere ait istatistik sonuçlar, betonarme çeliğinde, kalitenin düşük olduğu gerçeğini göstermektedir. Yapıda kullanılacak çelik kalitesi, eğer laboratuvar deneylerinde standartlara uygun ise tek problem, yine işçilikle ilgili olarak projedeki donatı detaylarına uyulmamasıdır. Bunun önüne geçmek için yine gerçek bir denetim gereklidir. Çelik numune alırken kullanılan her çap ve çelik sınıflarından tüm malzemeyi temsil edecek şekilde standartlara uygun numune alınmalıdır. Sipariş ettiğimiz betonarme çeliklerinin denetimini, inşaatlarımızda kullanmadan önce yapmak zorundayız.

İLGİLİ STANDARTLAR

  • TS 2940 ISO 2736-1/Nisan 1999 Beton Deneyleri - Deney Numuneleri - Bölüm 1: Taze Betondan Numune Alma
  • TS 3068 ISO 2736-2/Nisan 1999 Beton Deneyleri - Deney Numuneleri - Bölüm 2: Dayanım Deneyleri için Deney Numunelerinin Yapımı ve Kürü
  • TS 3114 ISO 4012/Ekim 1998 Beton - Deney Numunelerinin Basınç Dayanımı Tayini
  • TS 10465/Kasım 1992 Beton Deney Metodları Yapı ve Yapı Bileşenlerinde Sertleşmiş Betondan Numune Alınması ve Basınç Mukavemetinin Tayini (Tahribatlı Metot)
  • TS 500/Şubat 2000 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları
  • TS 708/Mart 1996 Beton Çelik Çubukları
  • TS 138 EN 10002-1/Ocak 1996 Metalik Malzemeler - Çekme Deneyi - Bölüm1: Ortam Sıcaklığında Deney Metodu

 

  Bülten Index sayfası   | Sonraki Sayfa