Hafif agregalı taşıyıcı hafif betonun üretimi ve performans değerlendirmesi
Production of structural concrete with lightweight aggregate and performance evaluation
Yazar: CAN YENİDOĞAN
Danışman: PROF. DR. ZEHRA CANAN GİRGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Dayanım = Strength ; Hafif agrega = Lightweight aggregate ; Hafif beton = Lightweight concrete

Özet:
Yapay hafif agregalar, 20.yüzyılın başında beton gemilerin inşası ile ticari olarak kullanılmaya başlanıldığı günden bu yana; yüksek katlı yapılar, köprü tabliyeleri ve açık deniz platformları gibi birçok mühendislik uygulamalarında, yapıyı hafifletmek ve istenilen dayanım/dayanıklılık ölçütlerini sağlatmak amacıyla tercih edilmiştir. Doğal hafif agregalar ise, ısı yalıtım amaçlı hafif bloklar gibi taşıyıcılık özelliği bulunmayan, düşük dayanımlı yapı elemanlarında kullanılmaya başlamıştır. 
Tez kapsamında, Türkiye'de de zengin rezervleri bulunan volkanik kökenli pomza agregası kullanarak; yapay hafif agregaların sunduğu yüksek performans ve dayanım düzeylerinin sağlanabilirliği, literatür ve bir seri deneysel çalışma ile araştırılmıştır. Bu deneylerde; farklı karışım tasarımlarında, pomza kullanılarak yüksek dayanımlı taşıyıcı hafif betonun üretilebilirliği araştırılmış, yapay agregalı hafif beton uygulamaları ile karşılaştırılmıştır. Böylece inşaat sektörüne, kullanılabilecek yeni ve alternatif bir ürün sunulurken, ülke ekonomisi için de mevcut kaynakların değerlendirilmesi adına bir katkı sağlaması amaçlanmıştır.
Hafif beton üretiminde pomzanın kullanılması, taşıyıcı sistemin öz ağırlığını azaltacak, böylece yapıya etki eden deprem yüklerinde de azalma gözlenecektir. Min. 20 GPa'lık elastisite modülünün sağlanması, ardgerme ve öngermeli elemanların üretimi için de bir alternatif oluşturacaktır. Agrega boşluklarına giren karışım suyunun yavaş salınımının, içsel kür'e sağladığı katkı nedeni ile aşınma, donma, çözülme ve klorid dayanımı artacaktır. 
Haziran 2018 - Aralık 2018 döneminde, pomzanın arzu edilen dayanım ve dayanıklılığa ulaşabilmesi amacıyla, bir Hazır Beton firmasının AR-GE laboratuvarında bir seri deney gerçekleştirilmiştir. Beton karışımları, ACI ve ASTM standartları gözetilerek, literatürde yapılan deneylerin de ışığında hazırlanmıştır. Su emme, yayılma, çökme, birim ağırlık,  gibi fiziksel testlerin yanısıra silindir ve küp numuneler üzerinde; elastisite modülü, basınç dayanımı, yarma dayanımı ve klorid geçirimsizliği testleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, literatürde daha önce yapılmış olan deneyler ile karşılaştırılmış ve uygun koşullar sağlandığında yapay hafif agregaların sunduğu dayanım düzeylerine ulaşıla-bileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, dünyadaki bazı hafif beton uygulamaları incelenmiş ve taşıyıcı hafif betonun kullanım olanakları irdelenmiştir.
Çalışmanın ilk bölümünde, literatür özeti, amaç ve izlenen yöntem aktarılmıştır.
İkinci bölümde; geçmişten günümüze olan süreçte hafif agrega ve hafif agregalı betonun gelişimi ile ilgili bilgi verilmiş, hafif agregalı beton kullanılarak yapılan mimari uygulamalar irdelenmiştir.
Üçüncü bölümde; hafif agrega çeşitleri, üretim teknolojileri, fiziksel ve mekanik özellikleri hakkında bilgi verilmiş; hafif agregalı betonun mikro yapısı, dayanımı ve mimari uygulamaları incelenmiştir.
Dördüncü bölümde; yapılan deneylerde kullanılan malzemeler ve karakteristik özel-likleri, karışım tasarımları, uygulanan testler ve sonuçları ile literatürdeki yapay agrega uygulamaları tablolar ve grafiksel karşılaştırmalar ile sunulmuştur.
Beşinci bölümde; genel bir değerlendirme yapılarak araştırmanın sonucu ve öneriler aktarılmıştır.

Abstract:
Since the beginning of the 20th century that the artificial lightweight aggregates started   commercially to be used in the construction of ferrocement ships, they have been preferred in many engineering applications such as high-rise buildings, bridge decks and offshore platforms in order to lighten the structure and provide the desired durability criteria. In this progress, natural lightweight aggregates appeared as low strength structural elements such as light blocks for thermal insulation purposes.
In the scope of this Thesis, a comprehensive experimental research with pumice aggregates, which also have wide range of reserves in Turkey, was conducted in order to demonstrate the compressive strength and durability of the lightweight concrete used pumice aggregate in comparison with the performance of lightweight concrete with artificial aggregate. In these experiments; producibility of high-strength and high-performance lightweight concrete by using pumice in different mix designs was investigated and compared with lightweight concrete applications of artificial aggregate. Thus, while providing a new and alternative product to be used in the construction sector, it is aimed to make a contribution to the usage of the existing resources for the national economy.
To use pumice aggregate in the production of lightweight concrete will reduce the dead load of structural system, thus reduces the earthquake loads affecting the structure. The modulus of elasticity min.20 GPa also provides an alternative for the production of the members in the precast sector. Internal curing via dispersing water from the pores of lightweight aggregate provides enhanced abrasion, freezing, thawing and chloride resistance to concrete.
A series of tests were carried out in June 2018‐December 2018 with different mixes in R&D Laboratory of a Ready‐Mixed Concrete Firm to determine the usability of pumice
aggregates for high performance and high-strength concrete production. Concrete mixtures were prepared in the light of the experiments carried out in the literature, considering ACI and ASTM standards. Besides physical tests such as water absorption, flow, slump and unit weight; mechanical characteristic tests such as chloride impermeability and compressive tests on cubes as well as elastic modulus test on cylinders. The results were compared with the current experiments in the literature and the strength levels via the artificial lightweight aggregates were investigated. In addition, lightweight concrete applications and their usage possibilities were examined.
In the First Section of the study, the literature review, purpose and methodology are given. 
In the Second Section, knowledge about the historical development of lightweight aggregate and lightweight concrete is given and also architectural applications which made with lightweight concrete is examined. 
In the Third Section; types, production methods, physical and mechanical characteristics of lightweight aggregates are explained; micro structure, durability and applications of lightweight concrete is examined.
In the Fourth Section; the materials used in the experiments and their characteristics are given; mix designs, tests and results are compared with those ones of artificial lightweight aggregate in the literature in tabular and graphical form.
In the Fifth Section; the results and recommendations of the Thesis are presented.