Yüksek karbondioksit konsantrasyonlu ortamlarda çimento bağlayıcılı kompozitlerde hasarların kendiliğinden iyileşmesi
Self-healing of damage in cementitious composites under high-CO2 concentrated environments
Yazar: ARASH HAMIDZADEH KHIAVI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında, erken yaş kendiliğinden iyileşme performansının ilerleyen yaş performansına benzer olup olmayacağının anlaşılabilmesi amacıyla farklı mineral katkılar kullanılarak üretilen 1 yıllık tasarlanmış çimento bağlayıcılı kompozitlerin (ECC) kendiliğinden iyileşme davranışları incelenmiştir. Neredeyse tamamen kırılmış numunelerle birlikte birtakım sağlam numune 1 yıllık başlangıç kürünün ardından fazladan 90 gün boyunca "Su", "Hava", "CO2-Hava" ve "CO2-Su" kür koşullarından birine maruz bırakılmıştır. ECC karışımlarının kendiliğinden iyileşme performansları, çatlak özellikleri, elektriksel empedans testi, hızlı klorür iyonu geçirimlilik testi ve TGA-DTG, XRD ve SEM gibi farklı mikroyapısal analizler kullanılarak değerlendirilmiştir. Laboratuvar bulguları, yüksek otojen kendiliğinden iyileşme etkinliğinin karışım kompozisyonundan bağımsız bir şekilde elde edilebilmesinde su varlığının oldukça önemli olduğunu göstermiştir. Farklı ilave kür koşulları arasında, "CO2-Su" kürü en iyi kendiliğinden iyileşme performansının elde edilmesine olanak sağlamış ve bu durum farklı test sonuçları aracılığıyla da doğrulanmıştır. Numunelerin bu koşul altında kür edilmesiyle, ECC karışım kompozisyonuna bağlı olarak, 30 günlük ilave kür sonucunda otojen kendiliğinden iyileşme davranışı aracılığıyla neredeyse yarım milimetre (458 μm) genişliğindeki çatlakların, 90 günlük tam ilave kür sonucunda ise çatlakların tümümün kolaylıkla kapandığı gözlemlenmiştir. Yüksek CO2 salınım oranlarının günümüzde küresel bir sorun olması sebebiyle, "CO2-Su" kürünün olgun çimento bağlayıcılı kompozitlerin çatlaklarını otojen kendiliğinden iyileşme aracılığıyla kapatabilme etkinliğine sahip olmaları artan CO2 salınım hızının azaltılmasına yardımcı olabilir. Bu çalışmayla elde edilen sonuçlar, ECC numunelerinin ilerleyen yaşlardaki otojen kendiliğinden iyileşme oranlarının doğru ilave kür koşulları ve karışım tasarımı aracılığıyla önemli ölçüde geliştirilebileceğini açık bir şekilde göstermektedir.

Abstract:
In the current thesis, autogenous self-healing behavior of 1-year-old engineered cementitious composites (ECC) with different mineral admixtures was studied for understanding whether the self-healing performance in the late ages will be similar to that of early ages or not. Specimens that were almost failed together with some sound ones were subjected to different environmental conditions of "Water", "Air", "CO2-Water" and "CO2-Air" for 90 additional days beyond 1 year of initial curing. Assessment of self-healing performance of ECC mixtures was made in terms of crack characteristics, electrical impedance test, rapid chloride permeability test and different microstructural analysis including TGA-DTG, XRD and SEM. Laboratory findings showed that the presence of water is crucial for enhanced autogenous self-healing effectiveness regardless of the mixture composition. Among all further curing conditions, "CO2-Water" curing resulted in the best self-healing performance and this was confirmed in terms of results obtained from different tests. By further curing of specimens under this environment, depending on the ECC mixture composition, cracks as wide as half a millimeter (458 μm) can easily be closed by autogenous self-healing only within 30 days of further curing and all cracks can be closed completely after 90 days of complete curing. Because high levels of CO2 emission are a global problem, the effectiveness of "CO2-water" curing in closing microcracks of aged cementitious composites specimens through autogenous self-healing can help reduce the increasing pace of CO2 release. The results of this study clearly suggest that late-age autogenous self-healing rates of ECC specimens can be significantly enhanced with proper further environmental conditioning and mixture design.