Sünme, betonun büzülmesine neden olur. Ayrıca yük altında zaman içinde kalıbının bozulmaya uğramasını da ifade eder. Kalıcı yüklerin altında bulunan betonun kendisinde gerilmeler oluşur. Basınç dayanma gücü durumunun %40’ın altında olduğu durumlarda da sünmenin gerilme ile orantılı olarak artış göstermesi olarak ifade edilebilir. Gerilme durumunun daha çok olduğu esnalarda da bu orantı kaybolabilir ya da sünme daha çok artış gösterebilir.

Beton üzerinde görülen sünme ve sünme şekil değiştirme durumu sadece basınç gerilemelerini meydana getiren sabitlenen yükler nedeniyle oluşur. Eğer iki eş durumda olan numuneden birisi yüklenme işlemi öncesinde diğeri de kalıcı bir yük altında kalırsa bu numunelerde belli bir zaman sonra birim olarak kısalmalar ölçülebilir. Bu durumda sünme deformasyonuna yüklenmiş numunenin deformasyonundan yüklenmemiş deformasyon çıkarılırsa sonuç elde edilmiş olur.

Betonda Sünme Şekil Değiştirmesi Bileşenleri

Sünme Bileşenleri

Betonun gerilme ya da büzülme şeklindeki deforme davranışının, fiziki olarak daha iyi anlaşılabilmesi için birçok bileşen altında incelemesi yapılabilir. En çok bilinen deforme bileşenleri:

• Elastik sünme bileşeni,
• Plastik sünme bileşenidir.

Sürekli olarak uygulamaya alınan σ0 gerilmesi etkisiyle meydana gelen bu deformasyon, azalan bir şekilde artış gösterir.

Sürekli olarak uygulandığı takdirde σ0 gerilmesi etkisi sonucunda sünme azalan bir şekilde artmaya devam eder. Gerilme t1 bölgesinde hızlı bir şekilde kaldırılmaya uğradığında sünme şekil değiştirmesinde de ani değişimden farklı olarak zamanla yavaş bir azalma oluşturur. Sünme şekil değiştirmesinde büyük bir kısım plastik karakterde olurken bir kısmı da elastik karakterdir.

Betonun deformasyona uğraması işleminde betonun şekil değiştirme görmeye başladığı noktalar vardır. Burada geçici olarak kabul görülmesi ile elastik kısım üzerinde gecikmeler şekil değiştirme olarak da tanımlama yapılabilir. Ayrıca εd(t) şeklinde gösterilir. Uzun süre yük halinde tutulan bir beton numunesinin ani olarak yük kaldırılmasıyla da ortada bazı durumlar oluşur. Bunlar:

Bu işlemde gecikmeye uğramış elastik şekil değiştirmeler, toplam elde edilen elastik şekil değiştirmenin %50’sini oluşturursa böyle bir durumda toplam sünme şekil değiştirmesinden %10 ila %30’una denk gelen bir sonuç elde edilir.

Her ne kadar yük kaldırma işleminin sonrasında gözlem yapılsa da yük altında geçen süre boyunca aynı büyüklüğe sahip olduğu ve yüklemeden sonraki zaman aralığında hızlı bir şekilde artış olduğu düşünülür. Bu durum gecikmiş elastik şekil değiştirmesi için geçerli olur.

Plastik yapısı bulunan betonlarda sünme şekil değiştirmeleri sonucunda ise büyük bir alan üzerinden bulaşma ve hızlı yayılma işlemi görülebilir. Bu terim de εf(t) ile gösterilmektedir. Böylelikle herhangi bir t anında sünme işlemine uğrama sonucunda karşılaşılan şekil değiştirmeleri de aşağıdaki denklemle çözümlenir.

εc(t) = εd(t)+ εf(t)

Sünmenin yayılma bileşenlerinin olduğu alt gruplar vardır. Bu alt gruplar, yüklemeden sonraki ilk 24 saat içerisinde olursa hızlı ilk yayılma olarak tanımlanabilir. Bu da εfi(t) ile gösterilir. Hızlı ilk yayılma yaşandığında kalıcı değişimler söz konusu olur. Bu da genelde ilk yükleme anında olan betonun yaş durumuyla bağlantılıdır. εfi(t) değeri ne kadar büyük olursa numune de o kadar erken yüklenir. Yükleme esnasından bir gün geçtikten sonrasında görülen ve yavaş bir şekilde yayılmaya uğrayan şekil değiştirme bileşeni, ortamın bağıl nemine bağlıdır. Böylece kendi içerisinde basit yayılma bileşeni, εfb(t) ve kuruma yayılma bileşeni εfd(t) olmak üzere ikiye ayrılır.

Kuruma yayılması, kuruyan bir ortam içerisinde yüklü olan numunede görülebilen kalıcı sünme şekil değiştirmesidir.

εc(t) = εd(t)+ εfi(t)+εfb(t)+εfd(t)

εfb(t) Basit yayılma bileşeninin bazı etkenleri vardır. Bunlar:  

• Beton dayanımı,
• Agrega türü,
• Miktarı,
• Büyüklüğü,
• Yükleme anındaki beton yaşına bağlıdır.

εfd(t) Kuruma yayılma bileşeni ise; numune şekli, boyutlarına ve nem miktarına bağlıdır.

Yaş Etkisi

Sünme şekil değiştirmesi ile elde edilen bileşenler, ilk yükleme esnasında olduğu gibi bir dereceye kadar hidratasyon derecesinden etkilenir. Bu işlemden çok etkilenenler; hızlı ilk yayılma εfi ve basit yayılma εfb‘dir.

Aynı özellikleri kapsayan ancak t0, t1 ve t2 gibi farklı zaman dilimlerinde yüklenen numunelerde gözlem ile sünme davranışları bazı zamana bağlı değişimlere uğrar.

εc(∗), t0, t1 ve t2 farklı zaman aralıklarıyla oluşan sünme şekil değiştirmesi olarak tanımlanır. İlk aşamada t esnasında uygulama sürecinde olursa uygulanmanın sonrasında da süregelen bir yük etkisi t esnasında ölçüme alınan sünme şekil değiştirme işlemi εc(t,τ) ile gösterilir.

Sünme Katsayısı

Sürekli olarak sabit gerilme altında bir numune bulunursa herhangi bir t zamanında sünme şekil değiştirme işleminde ani şekil değiştirme oranına sünme katsayısı denir. Φ(t,τ) olarak gösterilir.

Sünme katsayısı ile oluşan büyüklük ve yükleme anında betonun yaşı birbirleri ile bağlantılıdır. Sünme ile şekil değiştirmesi de bu durum ilk yükleme esnasında ilişkilendirilir. Sünme ve ani şekil değişimlerine uğrayan betonlar bu işlem sonucunda bileşenleriyle gerilme ile doğru orantılı hesaplama sayesinde bulunur. Bu durumda Φ(t,τ) sadece zamana bağlı bir fonksiyon olarak değerlendirilirken tamamen uygulanan gerilmeden bağımsızdır.

Φ*(t,τ) ifade edilen zaman sonsuza doğru ilerlediğinde sünme katsayısı da belirli bir son değere ulaşmış olur. Bu durumda da sönme katsayısı olarak tanımlanır. Ulaşılan son değere bakıldığında ise beton üzerinde oluşan sünme kapasitesine bakarak işlemin sonucunda kullanılan büyüklük elde edilebilir. Eğer sünme katsayısı bilinirse herhangi bir t zamanında hızlı bir şekilde de sünme şekil değişimi elde etmek oldukça kolaylaşır. Bu da aşağıdaki formülle daha kolay elde edilir.

Φ(t,τ)=εc(t,τ) /ε0(τ)

• Φ(t,τ), sünme katsayısı,
• εc(t,τ), sünme şekil değiştirmesi,
• ε0(τ)  ani şekil değiştirmesine göstermektedir.

Süperpozisyon Prensibi

Süperpozisyon prensibi, betonarme yapılarda olan şekil değişmelerindeki gerilmeye benzerdir. Zamanla görülen değişimin gerilme altında yer değiştirme tahminlerini yapabilmek amacıyla süperpozisyon prensibinden yararlanılır. İlk olarak McHenry tarafından uygulanan bu prensip, betonarme uygulanması yapılmış olup τ1 anında uygulanan bir gerilme artımının etkisinı meydana getirir. Böylece şekil değiştirmenin diğer zamanlarda uygulanan gerilmelerden bağımsız olduğu düşüncesine dayanır.