ZEMİNLERDE ARAZİDE KAYMA DAYANIMININ KANATLI KESİCİ İLE SAPTANMASI DENEYİ (VEYN DENEYİ)

ZEMİNLERDE ARAZİDE KAYMA DAYANIMININ KANATLI KESİCİ İLE SAPTANMASI DENEYİ (VEYN DENEYİ)

Bu deney, killi zeminlerin, drenajsız koşullarda, kayma direncini ölçmek için laboratuarda veya arazide yapılan bir deneydir. Alet (sonda) birbirine dik olarak birleştirilmiş 4 metal plakadan oluşur.

Laboratuar sondasının çap ve yüksekliği 1-2 cm, arazi sondasının çap ve yüksekliği ise 10-20 cm kadardır. Laboratuvar sondası için örnek alıcı (tüp) içinde bulunan örselenmemiş zemin örneğine veya düzlenmiş zemin yüzüne gerek vardır. Sonda zemine batırılır, sonra döndürme momenti uygulanarak zemin, bir silindirin alt üst ve yan yüzleri boyunca kesilir.

Arazide deney yapmak için açılmış bir sondaj deliğine ihtiyaç vardır veya çakmalı tiplerde, sonda koruyucunun içinde zemine çakılır, sonra döndürme momenti uygulanır, zemin kesilir. Kesme anında uygulanan döndürme momenti, bir ölçme düzeni ile ölçülür. Döndürme momentini ölçmek için genellikle döndürmeye karşı lineer, elastik davranan, kalibre edilmiş yaylar kullanılır.

2.1.Deneyin Yapılışı

2.1.1. Deney Araç Gereç ve Ekipmanları Hazırlamak

Kanatlı kesici: Yüksek nitelikte paslanmaz çelikten yapılmış (Arazi sondasının çap ve yüksekliği ise 10-20 cm kadardır.)

Tijler: Boyları 90 cm dolayında ve eksenel kuvvetlere dayanabilecek sağlamlıkta olmalıdır.

Yatak: Sondaj borusu içinde çubukların tam ortadan geçmesini sağlayacak nitelikte olmalıdır.

Tork aleti: Bu aygıtın yerden yüksekliği ayarlanabilmeli ve aygıt istenilen durumda uzatma çubuklarına kenetlenebilmelidir. Aygıt 0-7 kg arasındaki burulma momentlerine %1 duyarlıkta ölçebilmelidir.

2.1.2. Sondaj Kuyusunu Açmak

 Sondaj yeri seçimi: Deney yapılacak arazide muhtelif bölgelerde arazinin durumuna, eğimine, üzerindeki doğal duruma göre yapının temelinden uzak noktalar seçilir.

 Sondaj sayısı: Zeminin özelliğine ve ihtiyaca göre belirlenir (en az 2).

 Sondaj derinliği: Sert zeminlerde 3-5 metreye daha yumuşak zeminlerde 6-7 metreye kadar burguyla sondaj yapılabilir. 7 metreden fazla derinlikte burguyu çıkarmak için sehpa kurulur.

2.1.3. Kesiciyi Sondaj Çukuruna İndirmek

Kanatlı kesici, uzatma çubuklarıyla birlikte, önceden delinmiş ve genellikle bütün derinliği boyunca koruma borusu ile donatılmış sondaj kuyusuna indirilir. Kanatlı kesici indirilirken çubuk bağlantılarının sıkı kalmasına özen gösterilmelidir. Çubukların eksen doğrultusundan sapmalarını önlemek için yeterli sayıda ortalayıcı yatak yerleştirilmelidir. Bu yataklar arasındaki uzaklık, çubukların sağlamlığına bağlı olarak 3 m ile 9 m arasında olmalıdır.

2.1.4. Zemine Kuvvet Uygulamak

Kanatlı kesici kuyunun dibine oturduktan sonra, döndürülmeden ve sürekli bir hareketle, örselenmemiş zemine itilir. Kesicinin zemine itilme miktarı, kuyu çapının 3 katı olmalıdır.

2.1.5. Burulma Momenti Aletini Kurmak ve Çalıştırmak

Burulma momenti ölçme aygıtı, en üstteki çubuğun üzerine geçirilip istenilen yüksekliğe ayarlanır ve bu çubuğa kenetlenir. Aletin tabanı yere sağlam bir biçimde saptanır. Ölçme göstergesi, aletteki boşluklar alındıktan sonra, sıfıra getirilir. Bundan sonra kanatlı kesici, zemin kesilene değin döndürülür. Deney boyunca çubukları döndürme hızı saniyede 0,1°- 0,2° (dakikada 6°-12°) sınırları arasında olmalıdır. Göstergenin maksimum değeri, zemini kesmek için gerekli burulma momentini verir.

2.1.6. Temizlik

Deney bitirildikten sonra kullanılan araç gereç usulüne uygun olarak temizlenir. Kullanılan ekipman laboratuarda ilgili yerlerine yerleştirilir.

2.1.7. Hesaplamaları ve Deney Raporunu Hazırlamak

Zeminin kanatlı kesiciyle ölçülen drenajsız kayma dayanımı Su şu formülden hesaplanır:

Burada:

M : Zemini kesmek için gerekli tork (kg.m)

K : Kanatlı kesicinin biçimine ve boyutlarına bağlı bir katsayı (cm3)

Kanatları dikdörtgen biçimde olan bir kesici için kayma dayanımı, silindir biçimindeki kesme yüzeyinin uçlarında ve çevresi üzerinde üniform kabul edilecek olursa:

Burada:

D : Kanatlı kesicinin eni (cm)

H : Kanatlı kesicinin boyu (cm)

Not: Kanatlardaki olası çarpıklıkları veya aşınmaları erken saptamak için bu boyutların belirli aralarla denetlenmesi gerekmektedir. Kanatlı kesicinin boyunun enine oranı 2/1 olduğu durumlarda K’yı veren denklem şöyle basitleştirilebilir.

K = 3,67 D3

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI

İNŞAAT TEKNOLOJİSİ

TAŞIMA ORANI VE KAYMA DAYANIMI

582YIM505

Ankara, 2011

ZEMİNLERDE CALİFORNİYA TAŞIMA ORANI TAYİNİ DENEYİ (CBR)

ZEMİNLERDE CALİFORNİYA TAŞIMA ORANI TAYİNİ DENEYİ (CBR)

Bu deney, kesit alanı 19,35 cm3 olan silindirsel bir pistonu belirli bir hızla zemine iterek elde edilen yük- penetrasyon bağlantısının (Kaliforniya taşıma oranı) bulunmasını kapsar

Penetrasyonun herhangi bir değeri için ölçülen yükün standart bir yüke oranı olarak tanımlanan CBR genellikle 2,5 mm’lik penetrasyon için verilir. Ancak 5 mm’lik bir penetrasyon için daha büyük bir değer çıkarsa büyük olan değer verilir.

Pistonun boyutları nedeniyle deney sadece tane büyüklüğü en çok 20 mm olan malzeme için uygulanır. Numunenin hazırlanışı, CBR deneyinde elde edilen sonuçları büyük ölçüde etkiler. Su içeriğinin oldukça yüksek olduğu kohezyonlu zeminlerde (CBR değeri %5 den küçük) bu deneyin doğru değerler vermediği görülmüştür. Dolayısı ile bu deney daha çok yolların ve hava alanlarının tabanını oluşturan zeminlerin oldukça kuru olduğu tropik bölgelerde uygulanmaya elverişlidir.

1.1.Deneyin Yapılışı

1.1.1. Deney Araç Gereç ve Ekipmanları Hazırlamak

Bu deney için kullanılacak araç gereç aşağıdadır.

 Elekler: 5 ve 20 mm’lik elekler

 Silindirik metal kalıp: Çapı 15,2 cm, yüksekliği 12,7 cm, taban ve üst plaka 5 cm yüksekliğinde takıp çıkarılabilen yaka

 Metal disk ve sap: Numunenin statik sıkıştırılması için 15 cm çapında ve 5 cm kalınlığında 3 metal disk, disklere vidalanabilen bir sap

 Metal piston: Kesit alanı 19,35 cm2, uzunluğu 25 cm olan silindirik piston

 Deney sırasında uygulanacak yükü, piston aracılığı ile zemine aktaran bir makine, bu makinenin yükü ölçen bir aygıtı olması ve yükü denetlenebilen bir hızla vermesi gerekir.

 Mikrometre: Piston penetrasyonunun ölçülmesini ve penetrasyon hızının denetlenebilmesini sağlayacak 0,01 mm bölüntülü, 25 mm kapasiteli göstergeli

 Ağırlık: İç çapı 5,24-5,4 cm, dış çapı 14,60-14,92 cm ve her birinin ağırlığı 2,27 kg olan halka biçiminde 3 ağırlık

 Metal tokmak: 5,1 cm çapında dairesel tabanı olan 4,5 kg ağırlığında, tokmağın sert düşüşü 45,8 cm’ye kadar ayarlanabilmelidir.

 Basınç aleti: Statik sıkıştırma için en az 50 cm2 alanındaki iki yatay plakası arasında en az 30 cm’lik bir aralık bulunan ve 25000 kg kapasiteli

 Çelik çubuk: 13-20 mm çapında ve 38 cm uzunluğunda çelik bir çubuk

 Cetvel: 30x2,5x3 cm çelik cetvel

 Bir maket bıçağı

 Numunenin suda bekletilmesi sırasında yüzey hareketini ölçecek bir alet

 Terazi: 5 g duyarlıkta 25 kg kapasiteli

 Su içeriğinin saptanması için gerekli aletler

 15 cm çapında süzgeç kâğıdı

1.1.2 Deney Numunesini Hazırlamak

Deney 20 nu.lı elek altına geçen malzeme üzerinde yapılmalıdır. Deney, genellikle zeminin kazı anındaki doğal su içeriğinde yapılır ancak başka su içeriği değerlerinde de yapılması gerekebilir. Değişik su içeriklerinde deney yapılacağı zaman, numuneler açıkta kurutulmuş ve 5 mm’lik eleğin üstünde kalan topakları ufalanmış zemine istenilen miktarda su ilave edilerek elde edilir. Bu gibi durumlarda zemini çok iyi karıştırmak ve imkân varsa sıkıştırma işleminden önce kapalı bir kap içerisinde 24 saat bekletmek gerekir.

Kullanılmakta olan sıkıştırma metotları aşağıdadır:

 Statik sıkıştırma; 1. metot, 2. metot

 Dinamik sıkıştırma; 1. metot, 2. metot, 3. Metot

Numunenin suda bekletilmesi; CBR deney numunelerinin suda bekletilme işlemleri her zaman uygulanmaz ancak bazı koşullar altında böyle bir işleme başvurulması gerekebilir.

1.1.3 Numuneyi Basınç Aletine Koymak ve Penetrasyon Değerlerini Ölçmek

Kalıp, taban plakası takılmış ancak üst yüzeyi açık olarak içindeki numuneyle birlikte basınç aletinin plakası üzerine yerleştirilir. Numunenin üzerine gerekli görülen ağırlıklar konur. Penetrasyon pistonu, taşıma oranı % 30’un altında olan zeminler için 4,5 kg’lık bir yükle, taşıma oranı % 30’dan yüksek olan zeminler için ise 22,5 kg’lık bir yükle numunenin yüzeyine oturtulur ve dakikada 1,20 mm’lik hızla zemine itilir. Yük okumaları 0,625-1,25-1,875-2,50-5,00-7,50-10-12,5 mm’lik penetrasyonlarda alınır.

1.1.4 Numune Yüzeyini Düzeltmek

Piston kaldırılır ve numune yüzeyinde bırakmış olduğu girintiler doldurularak ve çıkıntılar çelik cetvelle kesilerek numunenin yüzeyi düzlenir.

1.1.5. Ters Yönde Penetrasyon Değeri Ölçmek

Numunenin her iki ucu da denenecekse taban plakası kalıbın altından üst ucuna takılır ve kalıp, içindeki numuneyle birlikte ters çevrilir ve 3 numaralı işlemler numunenin diğer ucu için de uygulanır.

1.1.6 Numunenin Su İçeriğini bulmak

Penetrasyon deneyleri tamamlandıktan sonra numunenin iki ucundaki yüzeylerin hemen altından her biri 350 g dolayında olan numuneler alınıp su içerikleri tespit edilir.

w1 : Yaş numune ağırlığı

wk : Kuru numune ağırlığı

w : Su muhtevası (Zemin içindeki su ağırlığının/ zemin kuru ağırlığına oranıdır.)

Ww : Su ağırlığı

1.1.7. Temizlik

Deney bitirildikten sonra kullanılan araç gereçler usulüne uygun olarak temizlenir. Kullanılan ekipman laboratuarda ilgili yerlerine yerleştirilir.

1.1.8 Hesaplamalar ve Deney Raporu Hazırlamak

 Yük- penetrasyon eğrisi

Penetrasyon değerleri ve bunlara karşılık olan piston yükleri bir grafik kâğıt üzerine işaretlenir ve elde edilen noktalar arasından düzgün bir eğri çizilir. Bu eğri, normal olarak dışarıya doğru dışbükeydir, eğrinin başlangıç kesimi yukarıya doğru içbükeyse bir düzeltme yapmak gerekir. Eğimin en yüksek olduğu noktadan bir teğet çizilir (Şekil 1.2). Penetrasyon eksenini kesecek şekilde uzatılır. Bundan sonra eğri, teğetle penetrasyon ekseninin kesişme noktası ile çakışacak biçimde sola kaydırılır. Bu CBR değerinin bulunacağı düzeltilmiş eğriyi verir.

 Kaliforniya taşıma oranı hesaplaması

%100 CBR değerine karşılık olan standart yük- penetrasyon şu değerlerle tanımlanır: 1,25 mm’lik penetrasyonda 860 kg 2,5 mm’de 1360 kg 5,0 mm’de 2040 kg, 7,5 mm’de 2585 kg, 10 mm’de 3130 kg ve 12,5 mm’de 3590 kgf. Belirli bir penetrasyonu sağlayan yükün aynı penetrasyonu standart eğri üzerinde sağlayan yüke oranı, o penetrasyondaki CBR değeri olarak tanımlanır.

CBR değeri 2,5 mm’lik ve 5,0 mm’lik penetrasyonlarda hesaplanır ve elde edilen bu iki değerden büyük olanı zeminin CBR değeri olarak kabul edilir.

Yük- penetrasyon eğrisini Şekil 1.3’teki çeşitli CBR değerleri için çizilmiş eğrilerin bulunduğu bir grafik kâğıdı üzerine çizmek büyük kolaylık sağlar. Bu durumda CBR değeri, herhangi bir hesaplama gerekmeksizin doğrudan okunabilir.

Şekil 1.4: CBR deney sonuçlarının değerlendirilmesinde kullanılan standart yük penetrasyon eğrisi

 Suda bekletilmiş numunelerin kuru birim ağırlığının hesaplanması:

Zeminlerin yaş birim hacim ağırlığı (γn) aşağıdaki formüller yardımıyla hesaplanır. Statik metotla veya titreşimle sıkıştırılmış numuneler için şu formül kullanılır:

γn = 0,000431 W1 (t/m3)

Burada W1: Kalıbı doldurmak için gerekli zemin ağırlığı (g)

Dinamik metotla sıkıştırılmış numuneler için şu formül kullanılır:

γn = 0,000431 (W3-W2) (t/m3)

Burada W2: Kalıpla taban plakasının ağırlığı (g)

W3 : Kalıp, taban plakası ve kalıptaki zeminin ağırlığı (g)

Zeminin kuru birim hacim ağırlığı:

γk =100 / 100-w

w: Zeminin su içeriğidir. (%)

 Sonuçların sunuluşu:

Kaliforniya taşıma oranı % 30’a kadar değerler için % 1 yakınlıkla % 30 ile % 100 arasındaki değerler için % 5 yakınlıkla, % 100’den büyük değerler için % 10 yakınlıkla verilir. Sıkıştırma metodu ile ilgili ayrıntılar, zeminin kuru birim hacim ağırlığı, deneyden sonraki su içeriği ve suda bekletilmişse bu bekletilme süresi ayrıca belirtilmelidir. Genellikle, deney sonuçları numunenin alt ve üst ucu için ilgili su içerikleri ile birlikte, ayrı ayrı verilir. Ancak sonuçlar, ortalama taşıma oranından %10’dan daha az bir sapma gösteriyorsa sonuçların ortalaması verilir.

Şekil 1.6: CBR deneyi için suda bekletilen numunenin yüzey hareketini ölçmeye yarayan alet

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI

İNŞAAT TEKNOLOJİSİ

TAŞIMA ORANI VE KAYMA DAYANIMI

582YIM505

Ankara, 2011

ÇİMENTO HARCININ PRİZ SÜRESİNİN BULUNMASI (VİCAT DENEYİ)

VİCAT DENEYİ NASIL YAPILIR?
BİR ÇİMENTO HARCININ PRİZ SÜRESİ NASIL BULUNUR?

 Kıvam ve Priz Süresi Tayini Deneyi (TS EN 196-3+A1(2010))

Vicat aleti; sonda, vicat kalıbı, vicat iğnesi ve cam plakadan oluşmaktadır. Sonda etkili uzunluğu (50±1) mm ve çapı (10±0,05) mm olan dik silindir şeklinde korozyona dayanıklı metalden yapılmış olmalıdır. Hareketli parçaların toplam kütlesi (300±1) g olmalıdır.

Deneyi yapılacak olan çimento pastasını koyduğumuz vicat kalıbı sert lastikten yapılmış olmalıdır. Vicat kalıbı, derinliği (40±0,2) mm; üst iç çapı (70±5) mm ve alt iç çapı (80±5) mm olan kesik koni şeklindedir. Deneyde kullanılan cam plakanın genişliği vicat kalıbından büyük olmalı ve kalınlığı en az 2,5 mm olmalıdır.

Tanımlar

Standart kıvam: Deneyi yapılacak olan çimento hamurunun sahip olması gereken kıvama denir. Çimento hamurlarının deney öncesinde standart kıvamda olması için gerekli optimum su miktarı ön deneyler ile belirlenmelidir.

Priz Süresi: Çimento ve suyun birleştiği andan çimento hamurunun tamamen katılaştığı ana kadar geçen süredir.

11.       Vicat deneyi Kalite Kontrol Teknisyeni tarafından Ürün Kalite Planında belirlenen sıklıkta yapılır.

22.       Kullanılan araç, gereç ve cihazlar:
• Vicat Aleti, iğnesi, Kalıbı ve Taban Plakası: İğnenin yüksekliği 50±1 ve Çapı 1,13±0,05-Kalıp 40±0,2)mm derinliğinde Kesik Koni Biçimli ve üst iç çapı(70±5),alt iç çapı(80±5)mm. Taban Plakası: Camdan ve Kalınlık: en az 2,5mm
• Spatula
• Terazi:1gr hassasiyetle ölçüm yapabilen
• Mezür: Hacmen %1 doğrulukla derecelendirilmiş.
• Karıştırıcı: TS EN 196–1 ‘e uygun
• Kronometre

33.       Numunelerin hazırlandığı ve deneyin uygulanacağı laboratuar ortamının sıcaklığı (20±2 ºC) ,
bağıl nemi %65 ten az olmayacak şekilde ayarlanmalı ve devamlılığı sağlanmalıdır.
Numuneler, hazırlanmasını takiben ve deney uygulanıncaya kadar geçen süre içinde deney koşullarının gerektirdiği (5±1 ºC) ve (20±2 ºC) sıcaklık ve %90 ‘dan az olmayan bağıl neme sahip oda veya kabinde saklanır.

44.       TS EN 480-1’e uygun olarak hazırlanan katkılı şahit harç (deney karışımı) ve katkısız şahit harcın (kontrol karışımı) kıvamları aynı olmalıdır. Bu nedenle karışım suyu gereksinimi TS EN 413-2’ye göre belirlenmelidir.

55.       Bu deneyin yapılmasında TS EN 934–2 ve TS EN 480–2 temel alınmalıdır.

66.       Deney Numunelerinin Hazırlanması:
Harç, TS EN 196-1’de tarif edilen standart kum kullanılarak hazırlanacaktır. Su, EN 1008’de tarif edilen karma suyuna uygun olmalıdır. Çimento, Kum, Su, Katkı ve Cihazlar, harç numunesi hazırlanmadan en az 12 saat öncesinden deney koşullarının gerektirdiği (5±1 ºC) ve (20±2 ºC) sıcaklıkta saklanmalıdır.

77.       Kalıbın Doldurulması:
Karışımın hazırlanması biter bitmez, öncelikle düzgün bir satıhta, hafifçe yağlı bir plaka üstüne konan kalıba harç yerleştirilir. Kalıp ile plaka arasında kaçak olmamalıdır. Taşan harç, dikkatli bir şekilde, Spatula yardımı ile ileri geri hareketle kalıp ile harç mümkün olduğunca aynı seviyede olacak şekilde kaldırılmalıdır.
Kalıba alınan numune madde 3’de belirtilen koşullarda saklanmalıdır.
Karışımın tamamlanmasından plakanın üst yüzü ile iğnenin ucu arasındaki mesafenin 4,00 mm olduğu ana kadar geçen süre harcın priz başlangıcıdır.

88.       Priz Başlama Süresinin Tespiti:
• Öncelikle Vicat cihazının iğnesi plaka seviyesine indirilerek sıfırlanır.
• Vicat cihazı ve kalıp Madde 3’de tanımlanan rutubetli kabin veya odada saklanır ve daha sonra uygun bir zaman içinde iğnesi ayarlanır.
• İğnenin ucu dikkatli bir şekilde harcın üst yüzeyine gelinceye kadar indirilir. Bu pozisyonda 1–2 sn. beklenir.
• Sonda düşürülür ve düşey olarak harca batırılır. Sondanın batışının sona ermesi veya 30 sn. koşullarından hangisi erken olursa göstergeden okuma yapılır.
• Harcın karışımının üzerinden belli bir süre geçtikten sonra kaydedilen bu değer, plakanın üst yüzü ile sondanın alt ucu arasındaki mesafeyi gösterir. Aynı numune üzerinde, birbirine veya kenara 10mm mesafe bırakacak şekilde ve uygun zaman aralığında (örneğin 10 dk.) batırma deneyleri tekrarlanır.
Karışımın tamamlanmasından plakanın üst yüzü ile iğnenin ucu arasındaki mesafenin 4,0mm olduğu ana kadar geçen süre harcın priz başlangıcıdır.
Not: Karışımda kum bulunması halinde, çimento hamuruna göre batma derinliği daha değişken olacaktır.

99.       Priz Sonu Süresinin Tespiti:
Batırma Deneylerine devam edilerek karışımın tamamlanmasından, iğnenin ucunun en çok 2,5mm battığı ana kadar geçen süre harcın priz sonudur.