Beton karışım hesabı (beton reçetesi) hazırlanırken yalnız beton dayanım kriterini göz önünde bulundurmak betonun uygulama ve durabilitesini olumsuz etkileyebilir. Dayanım faktörü yanında işlenebilirlik, dış etkilere karşı direnç, kimyasal katkı oranlarının limit değerlerinin içinde olması, malzeme oran ve çaplarının kabul edilebilir sınırlar içerisinde olması diğer dikkat edilmesi gereken hususlardır. Beton karışım hesabı yapılmadan önce üretilmek istenen betonun özellikleri doğru ve eksiksiz tayin edilerek çalışmaya başlanmalıdır.
Üretilmek istenen betonun; Dayanım sınıfı, uygulama yeri, maruz kalacağı kimyasal etkiler ve döküm metodu belirlendikten sonra hesaplamalara geçilmelidir. Eğer ilk kez üreteceğimiz bir betonsa kullanacağımız yapı malzemelerinin beton üretimi için uygun olup olmadığı daha önce yapı malzemeleri ve yapı malzemeleri deneyleri konularında gereken şartlara uygunluğu araştırılmalıdır.
Beton üretimine başlamadan önce beton muhtevasında bulunan malzemelerin birtakım özelliklerinin bilinmesi zorunludur. Bu özellikleri şu şekilde sıralayabiliriz; Agrega gradasyon eğrileri, agregada maksimum dane çapı, agrega ve çimentonun özgül ağırlıkları, kullanılacaksa kimyasal katkıların özellikleri. Bu özellikler belirlendikten sonra üretilecek betonun kıvam sınıfı belirlenir.
Beton dökümü sırasında vibrasyon işlemini dikkatli yapmalıyız.
Maksimum dane çapı ve istenilen kıvam sınıfı belirlendikten sonra betonda kullanılacak karışım suyu hesaplaması yapılır. Bir betonda kullanılacak karma suyu miktarını şu faktörler etkiler; Agrega maksimum dane çapı, Agrega granülometresi, Agrega su içeriği, Çimento miktarı, Mineral katkı miktarı. Betonun gerekli su miktarı basınç dayanımını doğrudan etkileyen faktörlerdendir. Bir betona optimum su oranından %20 eksik su katılırsa betonun basınç dayanımında %60 azalma görülür. %20 fazla su katılırsa betonun basınç mukavemetinde %30 azalma görülür. Beton içindeki hava miktarı iklim koşullarına ve maksimum dane çaplarına göre belirlenir.
Beton içinde hava ve su miktarları belirlendikten sonra beton basınç dayanımını en çok etkileyen çimento miktarı belirlenmelidir. Beton içinde bulunan su miktarı gerekli hidratasyon suyundan fazla ise beton basınç dayanımı düşer. Aynı şekilde kullanılan su hidratasyon için gereken miktardan daha az ise çimentonun tamamı bağlayıcılık özelliğini kullanamayacağı için yine beton basınç dayanımı düşer. Bu sebeplerden dolayı beton basınç dayanımı ile çimento arasında tek başına bir bağıntı kurmak zordur. Fakat çimento ve suyun ortak değerlendirildiği bir oranla beton basınç dayanımı arasında bir orantı kurulabilir. Buna su/çimento oranı denilmektedir. Beton içinde su/çimento oranı düştükçe beton basınç dayanımı artar.
Gerekli çimento oranı belirlendikten sonra çimento dozajının dış etkilere karşı yeterli olup olmadığı ile ilgili kontrol yapılması gerekir. Belirlemiş olduğumuz çimento dozajı yalnız basınç dayanım sınıfı göz önünde bulundurularak hesaplanmıştır. Fakat beton uygulama alanı deniz suyu, donma çözünme vb. dış etkilere maruz kalacaksa içermesi gereken minimum çimento miktarları vardır. Klasik beton içinde agrega hariç tüm yapı malzemelerinin miktarları belirlenmiştir. Agreganın hesaplanabilmesi için ilk olarak 1000 dm³ beton içinde bilinen su, çimento, hapsedilen hava hacimlerinden toplam agrega hacmi hesaplanır.
Vagrega = Vbeton – Vsu – Vçimento- Vhava
Her bir elek sınıfının ve gradasyon oranlarının bilindiği agreganın karışım yoğunluğu hesaplanır.
Beton dizayn reçetesi agrega kütlesinin her bir agregaya dağılımının gradasyon oranları doğrultusunda yapılmasıyla tamamlanmış olur. Beton üretimi sırasında agregaların ıslak olması durumuna göre ya da kuru olması durumuna göre beton suyunda artırma ya da azaltma yapılmalıdır. Çünkü yapılan beton karışım dizaynları agregaların suya doygun kuru yüzey durumlarına göre yapılır. Bu fark beton laboratuvarlarında agregaların kuru ve normal durum tartımları ile belirlenebilir. Akışkanlaştırıcı katkılar kullanıldığında betonun su tayini yapılırken akışkanlaştırıcının su azaltma yüzdesine göre su azaltılarak işlemlere devam edilir.
Mineral katkılarda beton karışım hesabı yapılırken, mineral katkının bağlayıcılık verimi bilinmelidir. Bu verim çimento bağlayıcılığına oranla tarif edilir ve ‘k’ ile gösterilir. Mineral katkılar beton karışım hesabına dahil edilirken çimento ağırlığına k değeri nispetinde toplanır. Bu şekilde su/çimento oranı tayin edilir ve hesaplamalara devam edilir.
Mineral katkılı bir betonun su/çimento oranı tayini şu formülle belirlenir;
Su/(çimento +mineral katkı x k)
Agrega Dane ÇapıAgrega gradasyon eğrileriAkışkanlaştırıcı katkılarBeton dayanım sınıfıBeton kıvam sınıfıÇimento MiktarıMineral Katkı Miktarı