Çimento harçlarının mikroyapı-basınç dayanımı ilişkisinin incelenmesi
Investigation of microstructure-compressive strength relationship of cement mortars
Yazar: ALİ UĞUR ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. BÜLENT BARADAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Bölümü / Yapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Mikroyapı = Microstructure ; Çimento = Cement

Özet:
Bu çalışmada, çimento harçları üzerinde gerçekleştirilen mikroyapı incelemeleri sonucu elde edilen mikroyapısal değerler ile makro özelliklerin en önemlisi olan basınç dayanımı arasındaki ilişki kurulmuştur. Mikroyapısal incelemeler sonucu; boşluk alan oranı, toplam boşluk uzunluk(TL), toplam dentrik uzunluk (TDL), ortalama yuvarlaklık (AR) gibi boşluk fazına ait özellikler incelenmiştir. Buna ek olarak, diğer fazların miktarlarını simgeleyen; hidrate kısım alan oranı, Ca(OH2) faz alan oranı ve anhidrate kısım alan oranı değerleri de elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan priz geciktirici kimyasal katkıların kullanım dozajına ve zamana bağlı olarak bu fazların değişimi incelenmiştir. Kullanım dozajı arttıkça hidratasyon ürünlerinin gelişiminde bir azalma görülmüştür.Diğer yandan, farklı tip kimyasal katkıların farklı kullanım dozajlarında kullanılması ile hazırlanan çimento harçlarına ait dayanım değerleri elde edilmiştir. Kimyasal katkı kullanılan örneklerde erken yaşlarda dayanım değerlerinin artışında bir gecikme görülmektedir. Naftalin sülfonat bazlı kimyasal katkının kullanımı ile hazırlanan çimento harcı örnekleri en yüksek dayanım değerlerini vermiştir. Aşırı doz kullanılarak hazırlanan örneklerin dayanım değerleri kontrol örneklerine kıyasla çok daha düşük bulunmuştur.Mikro yapı- makro özellik ilişkisinin incelenmesi sırasında 6 büyüklük ( toplam dentrik uzunluk, toplam boşluk uzunluk, ortalama yuvarlaklık, boşluk alan oranı, hidrate olmuş kısım alan oranı ve anhidrate kısım) basınç dayanımı ile ilişkilendirilmiştir.Bu ilişki çok güçlü olmasına karşın, çoklu lineer regresyon analizi ile yapılan değerlendirilmeler sonucu; yalnızca iki mikroyapı büyüklüğünün (toplam dentrik uzunluk ve hidrate kısım alan oranı) ölçümünün yeterince güvenilir mikroyapı-basınç dayanımı ilişkisini verdiği belirlenmiştir. Bu analiz dayanım üzerinde etkili olan boşluk fazının miktarından çok, bu boşlukların birbirleri ile bağlantılı kanallı bir sisteme sahip olup olmamalarının dayanım üzerinde daha etkili olduğunu göstermiştir.

Abstract:
A relationship between the microstructure formation and compressive strength of cement mortars has been established in the scope of this thesis. Microstructure properties such as; pore area ratio, total pore length (TL), total dendrite length (TDL) and average roundness (AR) of pore phases were determined by microstructural investigations. Also, hydrated part area, Ca(OH)2 phase area and unhydrated part area ratios were calculated based on image analysis methods. The influence of incorporation of chemical admixtures (retarders) at different dosages on the development of these phases has also been investigated. A decrease in the development of hydration products has been observed with the increasing dosages.A delay on the development rate of compressive strength by incorporation of chemical admixtures at early ages has been determined. The highest strength values were obtained for the cement mortars prepared by naphthalene sulphonate based chemical admixtures. The strength values of specimens prepared with overdosage were lower than those of control specimens. Six parameters (pore area ratio, total pore length, total dendrite length, average roundness, hydrated part area ratio and unhydrated part area ratio) were correlated to compressive strength values of different mixtures.Although this relationship is strong, multiple linear regression investigations indicate that determination of only two parameters (total dendrite length and hydrated part area ratio) is sufficient enough to represent the relationship of microstructural formation-compressive strength confidently. This analysis indicates that the connected channel system of pore phase is more effective on strength than the amount of pore phase.