Farklı çimento dozajlarında genleştirilmiş kil agregalı yapısal hafif betonların mekanik ve geçirimlilik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and permeability properties of expanded clay aggregate structural lightweight concretes with different cement dosages
Yazar: EDANUR KOÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL YILDIZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu Çalışmada Söğüt yöresine ait genleştirilmiş kil agregası kullanılarak farklı çimento dozajlarında üretilen, yapısal (taşıyıcı) hafif betonların mekanik, geçirimlilik ve iç yapı özelliklerinin normal betonlar ile kıyaslanmalı olarak incelenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Farklı oranlarda genleştirilmiş kil agregası kullanılarak taşıyıcı hafif beton üretimi için ön deneyler yapılmıştır. Ön deneyler sonucunda elde edilen ideal dayanıma sahip betonların, genleştirilmiş kil agrega oranı belirlendikten sonra farklı çimento dozajlarına (300,400 ve 500 kg/m3) sahip taşıyıcı hafif betonlar (GKAB-300, GKAB-400 ve GKAB-500) üretilmiştir. Karışım granülometrileri her grup için aynı tutulmuş olup bağlayıcı olarak CEM I 42,5R çimentosu ve uçucu kül kullanılmıştır. Üretilen taze betonlara çökme ve birim hacim ağırlık deneyleri, sertleşmiş betonlara ise basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımı, su emme, kılcal su emme, basınçlı su geçirimliliği, UPV, elektriksel özdirenç, ısıl iletkenlik katsayısı ve içyapı (XRD) deneyleri uygulanmıştır.
Bulgular: Genleştirilmiş kil agregalı taşıyıcı hafif betonların 28 günlük basınç dayanımları 34-45 MPa arasında, birim ağırlığı ise 1685-1800 kg/m3 arasında değişmiş olup, normal agregalı betonlara göre %29 daha düşük tespit edilmiştir. Genleştirilmiş kil agregalı taşıyıcı hafif betonların geçirimsizliğinin ve mekanik dayanımlarının birim ağırlık ile doğru orantılı olarak arttığı ve yapısal verimlilik (dayanım/birim ağırlık) değerlerinin de normal agregalı betonlara kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca Genleştirilmiş kil agregalı taşıyıcı hafif betonların ısıl iletkenlik katsayı değerlerinin (0,33-0,55 W/m.K) delikli tuğlaların  ısıl iletkenlik katsayıları ile aynı düzeyde olduğu ve  ısı yalıtım değerlerinin normal agregalı betonlara göre 2,4 kat daha yüksek olduğu da tespit edilmiştir.
Sonuç: Genleştirilmiş kil agregası kullanımı, betonun mekanik ve geçirimlilik özelliklerini olumsuz yönde etkilerken, birim ağırlık, ısı yalıtımı ve elektriksel özdirenç özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca genleştirilmiş kil agregalı taşıyıcı hafif betonların ısıl iletkenliği ile birim ağırlığı arasında doğrusal bir ilişki elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Genleştirilmiş kil agregası, taşıyıcı hafif beton, yapısal verimlilik, geçirimlilik, elektriksel özdirenç

Abstract:
Purpose: It was aimed to investigate the mechanical, permeability and internal structure properties of structural lightweight concrete samples produced with different cement dosages using expanded clay aggregate from obtained from Söğüt region. 
Method: Preliminary trials for the production of lightweight concrete were conducted using different expanded clay aggregates (ECA). After the expanded clay aggregate ratio for the concrete with ideal strength was determined, lightweight concrete samples with different cement dosages (300, 400 and 500 kg/m3) were produced. The mixture granulometry was kept the same for each group and CEM I 42.5R cement and fly ash were used as binders. Slump and unit weight tests were applied to the fresh concrete produced, while compressive strenght, flexural strenght and splitting tensile strength, water absorption, capillary water absorption, water penetration depth under pressure, UPV, electrical resistivity, thermal conductivity coefficient and internal structure (XRD) tests were applied to the hardened concrete 
Findings: The 28-day compressive strength of expanded clay aggregate structural lightweight concretes varied between 34-45 MPa and the unit weight varied between 1685-1800 kg/m3, being 29% lower than normal aggregate concretes. It was determined that the impermeability and mechanical strength of expanded clay aggregate structural lightweight concretes increased directly proportional to the unit weight and that their structural efficiency (strength/unit weight) values were higher than normal aggregate concretes. It was also determined that the thermal conductivity coefficient values (0.33-0.55 W/mK) of expanded clay aggregate structural lightweight concretes were at the same level as that of perforated bricks. Their thermal insulation values were 2.4 times higher compared to normal aggregate concretes
Conclısion: It was determined that the use of expanded clay aggregate improved the unit weight, thermal insulation and electrical resistivity properties while adversely affecting the mechanical and permeability properties of concrete. In addition, a linear relationship was obtained between the thermal conductivity and unit weight of expanded clay aggregate structural lightweight concrete samples.

Keywords: Expanded clay aggregate, structural lightweight concrete, structural efficiency, permeability, electrical resistivity