Kalsine sodyum bentonitin harçların geçirimliliği üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of calcined sodium bentonite on the permeability of mortars
Yazar: OKAN ÇUHALI
Danışman: PROF. DR. SELÇUK TÜRKEL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dayanım = Strength

Özet:
Bu çalışmada kalsine edilmiş sodyum bentonit katkısının harçların geçirimliliği
üzerine etkileri araştırılmıştır. Yapılan çalışmada sodyum-bentonit kullanılarak
referans çimento harcı numunesine kıyasla daha geçirimsiz bir harç elde edilmesi
hedeflenmiştir. Bu kapsamda önce sodyum-bentonite bağlayıcılık kazandırılması için,
TGA-DTA analizi ile elde edilen veriler ışığında kalsinasyon işlemi gerçekleştirilmiş
ve öncesinde kristal iç yapılı olan bu malzemeye bağlayıcılık kazandırılmıştır.
Puzolanik aktivite deneyleri sonucunda kalsine sodyum-bentonitin puzolanik özellik
kazandığı görülmüştür. Optimum karışım oranının tayini için farklı oranlarda (%5,
%10, %15, %20) karışımlar hazırlanmıştır. Bu karışımlara hem taze hal (birim hacim
ağırlığı, yayılma tablası), hem de sertleşmiş hal deneyleri (basınç dayanımı, eğilme
dayanımı, kılcal su emme, hızlı klor geçirimliliği) uygulanmıştır. Basınç ve eğilme
dayanımı gelişimleri takip etmek amacıyla, kür süresi 7, 28 ve 56 gün olan numuneler
hazırlanarak incelenmiştir. Çalışmada kıyas amacıyla kalsine edilmemiş sodyumbentonit
ikameli karışımlar da hazırlanmıştır. Referans çimento harcı standartlara göre
hazırlanmıştır. Karışımların öncelikle birim hacim ağırlığı ve yayılma çapı
ölçülmüştür. Kalsine bentonit ve bentonit katkı oranı arttıkça yayılma çapının azaldığı
gözlemlenmiştir. Sonrasında, mekanik dayanım değerleri bulunarak kıyaslanmıştır.
Kalsine bentonit katkılı harçların 56. günde daha yüksek dayanıma sahip olduğu
gözlemlenmiştir. Araştırmanın asıl önemli kısmını oluşturan geçirimlilik deneyleri
(kılcal su emme ve hızlı klor geçirimliliği) gerçekleştirilmiştir. Mekanik ve
geçirimlilik değerleri kıyaslandığında, kalsine bentonit katkılı harçların mekanik
dayanımlarının daha yüksek olduğu, geçirimliliklerinin ise daha düşük olduğu
gözlemlenmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre %20 oranında kalsine
bentonit kullanımının harçların geçirimsizliğine belirgin bir katkı sağladığını
göstermiştir.

Abstract:
In this study, the effects of calcined sodium bentonite additive on the permeability
of mortars were investigated. Study aims to obtain a more impermeable mortar
compared to the reference cement mortar sample by using sodium-bentonite. In this
context, in order to give sodium-bentonite binding, calcination process was carried out
in the light of the data obtained by TGA-DTA analysis, and this material, which had a
crystalline internal structure, was given binding. As a result of the pozzolanic activity
experiments, it was observed that calcined sodium-bentonite gained pozzolanic
properties. To determine the optimum mixture ratio, mixtures were prepared in
different proportions (5%, 10%, 15%, 20%). Both fresh (unit volume weight,
spreading table) and hardened tests (compressive strength, bending strength, capillary
water absorption, rapid chlorine permeability) were applied to these mixtures. In order
to follow the developments in compressive and bending strength, samples with curing
times of 7, 28 and 56 days were prepared and examined. In the study, non-calcined
sodium-bentonite substituted mixtures were also prepared for comparison purposes.
Reference cement mortar was prepared according to standards. The unit volume
weight and spreading diameter of the mixtures were measured. It has been observed
that as the calcined bentonite and bentonite additive ratio increases, the spreading
diameter decreases. Afterwards, mechanical strength values were found and
compared. It was observed that calcined bentonite added mortars had higher strength
on the 56th day. Permeability experiments (capillary water absorption and rapid
chlorine permeation), which constitute the main part of the research, were carried out.
When mechanical and permeability values were compared, it was observed that the
mechanical strength of calcined bentonite added mortars was higher, but their
permeability lowered. The results obtained from the experiments showed us the use of
20% calcined bentonite significantly contributes to the impermeability of the mortars.