Piritli ince agreganın saha betonlarının yüzey özelliklerine etkisi
The effect of pyrithic fine aggregate on the surface properties of field concrete
Yazar: MUHAMMET EMİN AYDIN
Danışman: PROF. DR. İLKER USTABAŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton = Concrete ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Pirit = Pyrite ; Yüzey özellikleri = Surface properties

Özet:
Bakır Madeninden temin edilen Pirit mineralli kayaçların ince agrega olarak beton ile çeşitli varyasyonlarda kullanmak amacıyla çalışmamızın birinci aşamasında, Piritli ince agreganın beton içerisinde ince agrega olarak kullanıldığında betonun özelliklerine etkisini belirlemek için yapılan beton dizaynındaki kum ve kırma kum toplam kütlesinin %0, %2,5 ve %7,5'lik kısmı yerine öğütülmüş piritli ince agrega kullanılarak PB0, PB2,5 ve PB7,5 olmak üzere 3 farklı beton dizaynı elde edilmiştir. PB0, PB2,5 ve PB7,5 dizaynlarına sahip betonlardan 3'er adet olmak üzere toplamda 9 Adet 10x10x10 mm ebatlarında üretilen numunelerde su emme ve basınç dayanımı ölçümleri 28 Gün kür uygulanmış numunelerin ortalama değerleri baz alınarak PB0 Referans numunesine oranla PB2,5 numunesinde su emme miktarı %0,02 artarken basınç dayanımı %12,00 azalmıştır ve PB7,5 numunesinde ise su emme miktarı %0,41 artarken basınç dayanımı %21,32 azalmıştır. Daha sonrasında PB0, PB2,5 ve PB7,5 dizaynlarına sahip betonlardan 2'şer adet olmak üzere toplamda 6 Adet 80x100x200 mm ebatlarında üretilen numunelerde eğilme ve yarmada çekme dayanımı deneyleri sonucunda 28 Gün kür uygulanmış numunelerin ortalama değerleri baz alınarak değerlendirme yapıldığında PB0 Referans numunesine oranla PB2,5 numunesinde Eğilme dayanımında %18,44 ve Yarmada Çekme Dayanımında %17,61 artış gösterirken PB7,5 numunesinde ise Eğilme Dayanımında %38,08 ve Yarmada Çekme Dayanımı %38,03 artış  ölçülmüştür. Çalışmamızın ikinci aşamasında ise piritli ince agrega beton yüzeyinde kullanıldığında beton yüzey özelliklerine etkisini belirleme amacıyla 3 Adet 50x240x500 ebatlarında beton numunelerin yüzeyine 0 kg/m², 1 kg/m² ve 3 k/m² oranlarında piritli ince agrega uygulanmıştır. Piritli ince agregalı numunelerin farklı çevresel etkiler altındaki yüzey davranışlarını belirlemek amacıyla kapalı bir ortam içerisinde numunelerin üzerine sabit debide 2 ay boyunca temiz su damlatılarak gözlemlenmiştir. Sonrasında ise 3 Adet numuneden 50x80x200 ebatların 6 Adet numune kesilerek her numunenin 3'er adeti üzerinde sürtünme, aşınma ve kütle kaybı deneyleri yapılmıştır. Diğer kalan numunelerde ise açık ortam koşullarında kirli suya maruz bir kanal içerisinde 2 ay boyunca gözlemlenerek süreç sonunda Sem, Eds ve Xrd İncelemeleri yapılmıştır. Sürtünme, aşınma ve kütle kaybı deneylerinde yapılan ölçümlerde 0 kg/m² Referans numunesine oranla 1 kg/m² numunesinde Sürtünmede %18,44 artış, Aşınma uzunluğunda 3 mm azalma ve %0,07 daha az kütle kaybı olurken 3 kg/m² numunesinde Sürtünmede %33,86 artış, Aşınma uzunluğunda 4 mm azalma ve %1,30 daha az kütle kaybı ölçülmüştür. 
Bu çalışma sonucunda piritli ince agreganın beton karışımında veya yüzeyinde kullanılabileceği görülmüştür. Piritli ince agreganın beton karışımında kullanıldığında eğilme ve yarmada çekme dayanımlarına olumlu yönde etki ederken su emme miktarını arttırarak basınç dayanımının azalmasına neden olduğu, Yüzeyde kullanıldığı durumda ise mekanik olarak sürtünmeyi arttırdığı, aşınma ve kütle kaybını azalttığı biyolojik olarak yosunlaşmayı geciktirdiği yapılan incelemelerle tespit edilmiştir.

Abstract:
In the first stage of our study in order to use Pyrite mineral rocks obtained from the Copper Mine as fine aggregate with concrete in various variations, we used 0%, 2.5% of the total mass of sand and crushed sand in the concrete design to determine the effect of Pyrite fine aggregate on the properties of concrete when used as fine aggregate in concrete. Three different concrete designs, PB0, PB2.5 and PB7.5, were obtained by using fine aggregate with ground pyrite instead of 7.5% of the concrete. Water absorption and compressive strength measurements were made on a total of 9 samples produced in 10x10x10 mm dimensions, 3 of which were concretes with PB0, PB2.5 and PB7.5 designs. Based on the average values of the samples with 28-day cure, water absorption was observed in the PB2.5 sample compared to the PB0 Reference sample. While the absorption amount increased by 0.02%, the compressive strength decreased by 12.00%, and in the PB7.5 sample, while the water absorption amount increased by 0.41%, the compressive strength decreased by 21.32%. Later, when an evaluation was made based on the average values of the samples with 28-day curing as a result of bending and splitting tensile strength tests on a total of 6 samples produced with dimensions of 80x100x200 mm, 2 of which were concretes with PB0, PB2.5 and PB7.5 designs, PB0 was compared to the Reference sample. In the PB2.5 sample, an increase of 18.44% in bending strength and 17.61% in splitting tensile strength was measured, while in the PB7.5 sample, an increase of 38.08% in bending strength and 38.03% in splitting tensile strength was measured. In the second stage of our study, pyrite was applied to the surface of 3 concrete samples with dimensions of 50x240x500 at the rates of 0 kg/m², 1 kg/m² and 3 k/m² in order to determine the effect of pyrite on the concrete surface properties when used on the concrete surface. In order to determine the surface behavior of pyritic samples under different environmental effects, they were observed by dropping clean water at a constant flow rate on the samples in a closed environment for 2 months. Afterwards, 6 samples of 50x80x200 dimensions were cut from 3 samples and friction, wear and mass loss tests were carried out on 3 of each sample. The remaining samples were observed for 2 months in a channel exposed to dirty water in open environmental conditions and Sem, Eds and Xrd Examinations were performed at the end of the process. In the measurements made in friction, wear and mass loss tests, there was an 18.44% increase in friction, a 3 mm decrease in wear length and 0.07% less mass loss in the 1 kg/m² sample compared to the 0 kg/m² reference sample, while there was a %18.44 increase in friction in the 3 kg/m² sample. 33.86% increase, 4 mm decrease in wear length and 1.30% less mass loss were measured.
As a result of this study, it was seen that pyrite fine aggregate can be used in the concrete mixture or on its surface. It has been determined through investigations that when used in the concrete mixture, pyrite fine aggregate has a positive effect on bending and splitting tensile strength, while increasing the amount of water absorption and causing a decrease in compressive strength. When used on the surface, it increases mechanical friction, reduces wear and mass loss, and biologically delays algae formation.