KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI. ( Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ
Download "KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI. (2014-2015 Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ"
1 KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI ( Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ Amaç ve Genel Bilgiler: Kayaç ve beton yüzeylerinin aşındırıcı maddelerle sürtünmesiyle oluşan azalmaya aşınma kaybı denir. Aşınma yavaş tempoda olan fiziksel ve mekanik bir olaydır. Kayaç ya da beton yüzeyine sürtünme veya çarpma seklinde gelen kuvvetler yüzeyin aşınmasına yol açar. Aşınma miktarı malzemenin türüne, sürtünen yüzeylerin biçimine, sürtünme koşullarına ve çevrenin kimyasal etkilerine bağlıdır. Sürtünen hareketli parçaların bulunduğu aletler, üzerinden hareketli cisimlerin geçtiği yol, döşeme vb. malzemeler zamanla aşınma etkisine girer. Aşınmaya neden olan etmenlerin bazıları: Su, Yaya trafiği, Araç trafiğidir. Şekil 1. Aşındırıcı faktörlere örnekler Yapı malzemelerinde ve kayaçlarda aşınma tiplerine örnekler: Adezif aşınma, Abrazif aşınma, Korozif aşınma. Adezif Aşınma: Cisimlerin yüzeylerine mikroskopla bakıldığı zaman gözle çok düzgün görünen yerlerin aslında girintili çıkıntılı olduğu anlaşılır. Böylece iki cismin sürtünmesi ile cismin yüzeyindeki belirli tepe noktalarda gerilme yığılmaları oluşur. Bu noktalardan parça kopması meydana gelir ve bu tip aşınmaya adezif aşınma denir.
2 Şekil 2. Adezif aşınmaya örnek Abrazif Aşınma: Sürtünen cisimlerden biri yumuşak diğeri sert ise, sert cisim yumuşak olanı çizerek ve kazıyarak aşınmaya neden olabilir. Bu tip aşınmaya abrazif aşınma denir. Çok iyi parlatılmış ve sertleştirilmiş yüzeylerdeki abrazif aşınma en düşük düzeydedir. Endüstride taşlama ve parlatma işlemleri bu tip aşınmaya örnektir. Sert Yumuşak Şekil 3. Abazif aşınmaya örnek Korozif Aşınma: İki cisim arasında suyun veya başka bir sıvının bulunması, bunlarla katı cisimler arasında bazı kimyasal reaksiyonların oluşmasına neden olur. Bu reaksiyonlar sonunda oluşan maddelerin cisimlerden ayrılması ile cisim aşınır. Bu tip aşınmaya korozif aşınma denir. Şekil 4. Korozif aşınmaya örnek Yapı mühendisliğinde özellikle taş bünyeli elemanlar aşınma olayının etkisinde kalırlar. Bu nedenle beton yol, hava meydanı, merdiven basamakları, döşemeler gibi yerlerde kullanılan malzeme aşınmaya dayanıklı olmalıdır. Bu malzemelerin aşınmaya karşı olan dirençlerinin ölçülmesi için kullanılan deneylerden bir tanesi Böhme aşınma deneyidir.
3 Deneyin Yapılışı: Bu deneyde 30 devir/dk. ± 1 devir/dk hızla dönmesini sağlayan yaklaşık 750 mm çapında yatay olarak yerleştirilmiş döner bir aşındırma diski bulunmaktadır. Numuneye dönen disk üzerinde belirli bir kuvvet uygulayan donanım yüzey aşındırıcı olarak kullanılmaktadır (Sekil 5). Ayrıca disk her 22 devirde cihazı otomatik olarak durduracak tertibata ve devir sayısını gösteren bir numaratöre sahiptir. Sürtünme ile aşınma kaybı deneyi için TS 2824 e uygun olarak kenar uzunlukları 71 mm ± 1,5 mm olan küp biçiminde deney numuneleri hazırlanmıştır. Bu numunelerde temas eden ve ona karsı gelen yüzü paralel ve düz olmalıdır. Deneylerde 20 gr ± 0,5 gr zımpara tozu (korundum) sürtünme şeridi üzerine serpilir ve çelik manivela aracılığı ile 294 ± 3 N ile yüklenir. 22 devir sonunda otomatik olarak duran disk üzerinden zımpara tozu ve numune atıkları temizlenir. Yeniden 20 gr ± 0,5 gr zımpara tozu sürtünme şeridi üzerine serpilir ve numune düşey eksen etrafında 90º çevrilir. Her numune için 22 devirden meydana gelen deney, numuneye 16 defa uygulanır. Deney numunesi iyice temizlendikten sonra numune boyutları 0.01 mm hassasiyetle olan kumpas ile ölçülür ve numune hassas terazide tartılır Δm (gr/50cm ) ΔV (cm /50cm ) = 3 ρ(gr/cm ) Burada: Şekil 5. Böhme deney düzeneği ve şematik görünümü ΔV = Toplam hacim kaybı (cm 3 /50 cm 2 ), Δm = Toplam ağırlık kaybı (gr/50 cm 2 ), Ρ = Numune yoğunluğu (gr/cm 3 ). Yukarıdaki hesaplamalar yardımı ile numunede meydana gelen toplam hacim kaybı hesaplanır. Ayrıca numunenin kalınlığında meydana gelen toplam kısalma yardımı ile hacim kaybı hesaplanabilmektedir. Numunenin taban alanı yaklaşık olarak 50 cm 2 (7,1cm x 7,1 cm) olduğu için tüm sonuçlar bu taban alanı baz alınarak yapılmalıdır. Böhme deneyi TS 699 standardına göre uygulanmaktadır. TS 2513 göre döşeme kaplaması, merdiven basamağı, vb. aşındırıcı etkiler karşısında kalacak yapı kısımlarında kullanılacak taşlar üzerinde sürtünmeden dolayı aşınma deneyi
4 uygulandığında bulunacak sonuç 15 cm 3 /50 cm 2 den, aynı deney yol parkesi ve bordürü vb. yapımında kullanılacak taşlara uygulandığında bulunacak sonuç ise 10 cm 3 /50 cm 2 den daha fazla olmamalıdır. TS a göre aşınma dayanımı, döşeme kaplaması, merdiven basamağı ve yer döşemesinde kullanılacak mermerlerde 15 cm 3 /50 cm 2 den, duvar kaplamasında kullanılacak mermerlerde 25 cm 3 /50 cm 2 den büyük olmamalıdır. Deney için Gerekli Ekipmanlar: Böhme aşındırma aleti Hassas terazi Numune Kumpas Zımpara Tozu Beher Fırça KAYNAKLAR Felekoğlu, K. T., Yapı Malzemesi Ders Notları. Dokuz Eylül Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü. Tekmen, T., Kireçtaşlarından Üretilen Kilitli Beton Parke Bloklarının Mekanik Özelliklerinin Değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi. Ünsal, A. Ve Şen, H., Beton ve Beton Malzemeleri Laboratuvar Deneyleri. Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara. Hazırlayan: Arş. Gör. Serdar YAŞAR
5 BÖHME AŞINMA DENEYİ İLE İLGİLİ SORULAR 1. Rapor formatına uygun olarak kısaca deneyin amacı, araç-gereç ve yöntemden bahsediniz (5p). 2. Böhme aşınma deneyi föyde bahsedilen hangi aşınma mekanizmasına dayanmaktadır? Açıklayınız (10). 3. Böhme aşınma deneyinin uygulama alanlarından bahsediniz (10). 4. Bir firma tarafından temin edilen doğaltaş numunelerinin aşınma dayanımlarının Böhme deneyi yardımı ile belirlenmek istenmektedir. Deney sırasında gerçekleştirilen deneylerin sonuçlarını değerlendirerek yorumlayınız (25). Arş. Gör. Serdar YAŞAR