Killi agregalarda kıvam koruyucu olarak kullanılacak polikarboksilat içerikli beton katkı malzemesi sentezi ve performansının incelenmesi
Synthesis of polycarboxylate superplasticizer for clay-contaminated concrete and investigation of its performance on concrete
Yazar: ZEYNEP ÖZSERÇE HASTE
Danışman: PROF. DR. SEVİL ÇETİNKAYA GÜRER
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Gelişen beton teknolojisiyle birlikte, daha iyi özelliklere sahip beton katkı malzemelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bundan dolayı iyi kalitede polikarboksilat (PCE) üretiminin önemi gittikçe artmaktadır. Polikarboksilatların su azaltıcı, kıvam koruyucu, toksik olmaması ve çevreye zarar vermemesi özelliklerinden dolayı beton katkı malzemesi olarak tercih edilmektedirler.
Bu çalışma kapsamında kil içeriği yüksek agregalarda kıvam koruyucu olarak kullanılabilecek modifiye bir PCE kopolimerizasyon yöntemiyle sentezlendi. Bunun için TPEG (izoprenil oksi poli etilen glikol eter), HPEG(ω- metoksi veya ω hidroksi poli (etilen glikol) eteri)  monomerlerinin belli oranlarda karışımı ve HEMA (2-hidroksi etil metakrilat) kullanıldı. Bu malzemelerin karışım oranları, sisteme besleme süreleri, deney sıcaklığı ve HEMA derişimi değiştirilerek sentezlenen polikarboksilatların (PCEs) beton performansı incelendi. Hazırlanan betonun  slump, kıvam koruma ve basma dayanımını sonuçlarına göre sentezlenen polikarboksilatların optimum deney şartları belirlendi.
Optimum deney şartlarında sentezlenen PCEs'ın performansı kirlilik oranları (kütlece kil) %2, %3, %5 olan agregalarla hazırlanan betonun slump ve basınç dayanımlarına bakılarak incelendi. Beton deneyleri sonucuna göre sentezlenen PCEs'ın killi agrega ile hazırlanan betonun kıvamını koruduğu, basınç dayanımlarının da standartlara uygun olduğu gözlendi. Optimum deney şartlarında sentezlenen PCEs'ın özellikleri NMR, FTIR, XRD ve SEM teknikleri ile incelendi.

Abstract:
In recent years, with the rapid progress of high-performance concrete technology, it is necessary to improve some high-performance chemical admixture which can help concrete to improve its performances. Therefore, Polycarboxylate superplasticizer (PCE) has become a key material in the preparation of high-performance concrete (HPC) for its advantages of low dosage, high slump retention and water-reducing rate.
In this study, a high performance polycarboxylate superplasticizer (PCE) was successfully synthesized by copolymerization method for clay-contaminated concrete to improve workability of the concrete. For this purpose, a mixture of TPEG (isoprenyl oxy poly ethylene glycol ether), HPEG (larda-methoxy or) hydroxy poly (ethylene glycol) ether) monomers and HEMA (2-hydron ethyl methacrylate) was used. The concrete performance of the polycarboxylates (PCEs) synthesized by changing the mixing ratios of these materials, feeding times to the system, experimental temperature and concentration of HEMA were examined. The optimum experimental conditions of the polycarboxylates (PCEs) synthesized according to the results of slump and compressive strength of the prepared concrete were determined. After that, the applications of the PCEs in clay-contaminated  concrete which was prepared with aggregates, which were 2%, 3%, 5%, by mass,  were tested. The results showed that the water reducing rate, compressive strengths and the slump performances of PCEs in the concrete prepared with clay-contaminated aggregates were better than those of the common commercial PCEs. The morphology and elemental analysis of PCEs were analyzed by scanning electron microcopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy.