SICAK HAVA KOŞULLARINDA BETON YAPIMI
Giriş
‘’Sıcak hava koşulları’’, aşağıdaki ortamlardan birisinin veya birkaçının birarada bulunduğu koşullar olarak tanımlanmaktadır:

• Yüksek hava sıcaklığı,
• Düşük relatif nem yüzdesi,
• Hızlı esen rüzgarlar, ve
• Güneş radyasyonu.

Sıcak hava koşulları, betonun üretimini, yerleştirilmesini, kür edilmesini ve betonun tüm özelliklerini olumsuz etkileyebilmektedir. Bu koşulların beton yapımı ve beton özellikleri üzerindeki olumsuz etkileri, taze betonun sıcaklığının artmasından ve buna bağlı olarak, hem hidratasyonun çok hızlı yer almasından, hem de taze betonun içerisindeki suyun hızla buharlaşmasından kaynaklanmaktadır.
Anormal hava koşullarında beton yapımı ile ilgili TS 1248 no.lu Türk standardı, beton dökümü sırasında, ortalama hava sıcaklığının ardarda üç gün süre ile +30°C’ın üstünde bulunduğu süredeki hava durumunu ‘’aşırı sıcak hava’’, kısaca ‘’sıcak hava’’ olarak tanımlamaktadır.
Türk standardına göre, beton dökümü esnasında hava sıcaklığının ‘’normal’’ kabul edileceği değerler 5-30°C’tır. 30°C’ın üzerindeki hava sıcaklıkları ‘’anormal hava sıcaklığı’’ olarak kabul edilmektedir.
Sıcak Hava Koşullarının Beton Özelliklerine Etkileri

• Taze Betonun Özelliklerine Etkileri

Sıcak hava koşullarının taze beton üzerindeki etkilerini aşağıdaki gibi sıralayabilmek mümkündür:

• Taze betonda hedeflenen kıvamı elde edebilmek için daha çok miktarda karışım suyuna gerek olmaktadır,
• Taze betondaki ‘’çökme değeri kaybı’’ daha çok olmaktadır,
• Betonun prizi daha kısa sürede yer almaktadır,
• Betondaki plastik rötre (plastik büzülme) çatlaklarının oluşmasında artma olmaktadır, ve
• Hava sürüklenmiş betonlarda bulunması istenen hava miktarı daha güç kontrol edilebilmektedir.

Aşağıda, sıcak hava koşullarının taze beton üzerindeki etkilerine dair açıklamalar yer almaktadır.
Betonda Hedeflenen Kıvam İçin Daha Çok Miktarda Su Gerekmesi
Hava sıcaklığı yüksek olduğu takdirde, gerek çevre sıcaklığında ve gerekse beton yapımında kullanılacak malzemelerin sıcaklığında artma olmaktadır. O nedenle, daha önce karışım hesabı yapılarak hedeflenen belirli bir beton kıvamı için belirlenen su miktarı, istenilen kıvamı sağlamaya yeterli olmamaktadır.
Şekil 16.1, sabit bir çökme değeri elde edebilmek için beton sıcaklığındaki değişikliğin, betonun ihtiyacı olan su miktarına etkisini göstermektedir.

Betonun su ihtiyacına ve beton dayanımına beton sıcaklığının etkisini görebilmek için aşağıdaki gibi bir örnek verilebilir:
İlkbahar aylarının başında, hava sıcaklığının 10 °C olduğu bir zamanda, çökme değeri 7.5cm olan bir beton elde edebilmek için, Şekil 16.1’e göre 160kg/m3 su gerekmektedir. Farzedelim ki, böyle bir beton hazırlanmış ve basınç dayanımı 30MPa bulunmuştur. 7.5cm çökme değerine sahip bir betonu yaz aylarında, sıcaklığın 32 °C olduğu bir zamanda elde edebilmek için Şekil 16.1’e göre 175kg/m3 su gerekmektedir. Yani, aynı kıvama sahip bir betonun yaz aylarında üretimi için 15kg/m3 daha fazla suya ihtiyaç olmaktadır. Betonda kullanılan su/çimento oranı arttığı için, ilkbahar aylarında elde edilmiş olan beton dayanımını elde edebilmek mümkün olamamaktadır.
Taze Betonun Daha Çok ‘’Çökme Değeri Kaybı’’ Göstermesi
Karılma işleminin tamamlandığı anda belirli bir kıvama sahip olan beton, yerleştirildiği anda aynı kıvamı gösterememekte, beton kıvamında bir miktar azalma olmaktadır.
Hava sıcaklığı yüksek olduğu takdirde, doğal olarak beton sıcaklığı da artmaktadır. Betonun içerisindeki su daha hızlı buharlaşmakta, beton kıvamında daha hızlı bir azalma yer almaktadır.
Şekil 16.2 beton sıcaklığının çökme değeri üzerindeki etkisini göstermektedir.
Yüksek hava sıcaklığının yanısıra, düşük relatif nem ve hızlı rüzgarlar betondaki suyun buharlaşmasını önemli ölçüde artırmaktadır. Dolayısıyla, betondaki çökme kaybı daha fazla olmaktadır.

• Sertleşmiş Betonun Özelliklerine Etkileri

Sıcak hava koşulları, taze beton için gereken su miktarını, betonun sıcaklığını, betondaki suyun buharlaşmasını ve bunlara bağlı olarak betonun içerisinde yer alan çimentonun hidratasyon hızını ve hidratasyon ürünlerinin miktarını önemli ölçüde etkilemektedir. Dolayısıyla, başta dayanım ve dayanıklılık olmak üzere, sertleşmiş betonun tüm özellikleri sıcak hava koşulları ile etkilenmiş olmaktadır.
Sıcak hava koşullarında hazırlanıp yerleştirilen ve kür edilen betonlarla, aynı işlemleri yaklaşık 20 °C’ta (normal koşullarda) görmüş olan betonlar karşılaştırıldığında, sıcak hava koşullarının etkileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

• Sıcak havada hazırlanan, yerleştirilen ve kür edilen betonların ilk birkaç saatlik veya ilk bir-iki günlük dayanımları, normal koşullardaki betona göre birazcık daha yüksek olmakla beraber, 28 günlük veya daha sonraki günlerdeki dayanımları daha düşük olmaktadır (beton dayanımı üzerinde sıcaklığın etkisi için Şekil 15.7 ve 15.8’e bakınız).

• Sıcak havada, istenen kıvamı sağlayabilmek için daha fazla su katılarak yerleştirilen beton daha gözenekli ve su geçirimliliği daha yüksek bir beton olmaktadır. Bu tür betonların dayanıklılıkları da daha az olmaktadır. Geçirimliliğin artması ile, betonarme yapılardaki betonun içerisinde yer alan demir teçhizat daha kolay korozyon göstermektedir. Geçirimliliği yüksek olan betonların içerisine sülfatlı, asitli sular daha kolay sızabilmekte, betonda çatlaklar oluşmaktadır.
• Sıcak havada yerleştirilen beton sıcaklığı ile beton soğuduktan sonraki sıcaklık arasındaki fark, normal koşullarda yerleştirilen beton sıcaklığı ile beton soğuduktan sonraki sıcaklık arasındaki farktan daha  büyüktür. Sıcaklık farkının büyümesi, betonun çatlama eğilimini artırmaktadır.
• Sıcak hava koşullarında yapılan betonların içerisinde bulunması gereken su miktarı yüksek olduğundan, betondaki kuruma ve rötre (büzülme) de daha fazla olmaktadır.

Şekil 16.3 beton içerisindeki çimento ve su miktarının rötreye etkisini göstermektedir. Görülebileceği gibi, içerisinde aynı miktarda su olan ancak değişik miktarlarda çimento bulunduran betonların rötre miktarı birbirinden çok büyük farklılıklar göstermemektedir. Bir başka deyişle, betondaki rötre miktarı üzerinde en etkili faktör betondaki su miktarıdır.

SICAK HAVA KOŞULLARINDA BETON YAPIMI İÇİN UYGUN BETON SICAKLIĞI
Taze Betonun Sıcaklığı
Taze betonun sahip olduğu sıcaklık, betonun kıvamını, priz süresini, hidratasyon ısısı hızını, betonun dayanım kazanma hızını ve betonda oluşabilecek plastik rötre çatlaklarının miktarını önemli ölçüde etkileyebilmektedir.
Taze betonun sıcaklığı, taze beton numunesi içerisine metalik uçlu termometre daldırılarak ölçülmektedir. Türk standardına göre, teslim yerinde ölçülen beton sıcaklığı +5°C’tan az ve +32°C’tan fazla olmamalıdır.
Birçok ülke standartlarında, hava sıcaklığının +5°C’ın üstünde olduğu ortamlarda yerleştirilecek betonların sıcaklığının 10-30 °C (veya 10-32 °C) arasında olması gerektiği, en uygun beton sıcaklığının ise 15-16 °C olduğu belirtilmektedir.
Beton Sıcaklığının Önemi
Yerine yerleştirilen betonun sıcaklığı +10°C’tan daha az derecelere düştüğü takdirde betonun hidratasyonu oldukça yavaşlamaktadır. Buna bağlı olarak, betonun ilk zamanlardaki dayanım hızı olumsuz etkilenmektedir. Hele beton sıcaklığının +5°C’tan daha az değerlere düşmesi durumunda, betonun ilk zamanlardaki dayanım kazanma hızı büyük ölçüde yavaşlamaktadır.
Betonun içerisindeki sıcaklık yükseldikçe, hidratasyon hızında artış olmaktadır. Beton sıcaklığı 100°C’a yükselinceye kadar hidratasyon hızının arttığı belirtilmekte ise de, araştırmalara göre, 45-50°C üzerindeki sıcaklıklar, betonun dayanım kazanma hızının artmasında çok etkili olmamaktadır.

Şekil 15.7’de, 1 günlük ve 28 günlük beton basınç dayanımları üzerinde betonun kür sıcaklığının etkisi görülmektedir. Görülebileceği gibi, kür sıcaklığı yükseldikçe, 1 günlük beton basınç dayanımları artmakta ve 28 günlük beton dayanımları ise daha düşük olmaktadır. Burada, kür sıcaklığının artması ile 1 günlük beton basınç dayanımlarının artış göstermesi durumu, sıcaklık etkisiyle artan hidratasyon hızına bağlı olarak açıklanabilmektedir. Ancak, sıcaklık artışı ile 28 günlük beton basınç dayanımında meydana gelen azalmayı kolayca açıklayabilmek mümkün değildir. Bu durumun muhtemel nedeni, yüksek sıcaklıklarda oluşan hidratasyon ürünlerinin beton içerisinde üniform tarzda yer alamamış ve böylece zayıf bölgeler yaratmış olmasına bağlanabilmektedir.
Birçok ülke standardında, betonun yerleştirildiği andaki sıcaklığının 10-32°C arasında olması ve en uygun beton sıcaklığının ise 15-16°C olduğu belirtilmektedir.
Soğuk havalarda betonun içerisindeki sıcaklığın hidratasyon hızını yavaşlatacak kadar düşmemesi için veya sıcak havalarda beton sıcaklığının aşırı ölçüde artmaması için önlem alınması gerekmektedir.

Şekil 15.9’da yerleştirildiği anda değişik sıcaklığa sahip olan, fakat sürekli olarak 21°C sıcaklıkta kür edilen betonlardaki dayanım farklılıkları gösterilmektedir. Buradan da görülebileceği gibi, yerleştirildiği andaki sıcaklığı yüksek olan beton karışımlarının daha sonraki günlerdeki dayanımları daha az olmaktadır.

SICAK HAVA KOŞULLARINDA ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER
Sıcak hava koşullarının olumsuz etkilerini azaltabilmek amacıyla, bu koşullarda yapılacak betonlar için alınması gereken önlemlerden başlıcalarını aşağıdaki gibi sıralayabilmek mümkündür.

• Beton karışımının sıcaklığını azaltabilmek için, betonu oluşturan malzemelerin soğutularak kullanılması,
• Beton karışımında yer alacak suyun soğutulması
• Beton karışımında yer alacak agreganın soğutulması
• Çimento sıcaklığının düşük tutulması (max 77 °C, mümkün olduğunca katkılı çimento)

• Beton karışımında yer alacak su miktarının tamamının veya bir kısmının buz olarak kullanılması,
• Katkı maddelerinin kullanılması,
• Suyun buharlaşarak kaybolmasını azaltacak önlemlerin alınması,
• İşin önceden planlanması, ve
• Kür işleminin mümkün olan en kısa sürede başlatılması.

Kaynak : Yukarıdaki metin, Prof. Dr. Turhan Y. ERDOĞAN’ın ‘’Beton’’ isimli kitabının Mayıs 2003 tarihli birinci baskısından yararlanılarak hazırlanmıştır (s. 315, s. 375-378, s. 406-421).