Mineral katkıların kendiliğinden yerleşen betonun reolojik, tiksotropik ve geçirimlilik özeliklerine etkisi
Effect of mineral admixtures on rheological, thixotropic and permeability characteristics of self-consolidating concrete
Yazar: REZA SALEH AHARI
Danışman: PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR ; YRD. DOÇ. DR. TAHİR KEMAL ERDEM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Mevcut çalışmada odaklanan konu, silis dumanı (SD), uçucu kül (UK), metakaolin (MK) ve granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) içeren KYB karışımların reolojik ve geçirimlilik özeliklerininin araştırmasıdır. Çimento  ile birlikte bu bağlayıcı malzemelerle elde edilen ikili, üçlü ve dörtlü bağlayıcıların süper akışkanlaştırıcı katkı gereksinimi, taze hal özelikleri, basınç dayanımı ve geçirimlilik özelikleri ile reolojik ve tiksotropik davranışları araştırılmıştır. Üç farklı S/B oranı ve sabit yayılma çapına sahip 57 KYB karışımı tasarlanmıştır. Reolojik parametreler eş eksenli silindir tipli bir reometre ile ölçülmüştür.
	
Sonuçlara göre SD ve GYFC içeren karışımların tork plastik viskozite ve V-hunisi akış süreleri kontrol karışımına göre azalmıştır. Ancak, çimentoyla birlikte MK, C sınıfı UK (CUK) ve F sınıfı UK (FUK) içeren karışımlarda ters bir davranış görülmüştür. Sabit bir yayılma çapında çimento yerine SD, MK ve CUK ikamesiyle elde edilen karışımların süper akışkanlaştırıcı gereksinimleri artmıştır. Bir başka değişle, GYFC içeren karışımlar dışında diğer bağlayıcı malzemelerin KYB karışımında kullanımları, tiksotropi değerlerini kontrol karışımına göre artırmıştır. %8SD %18CUK ve %18GYFC içeren dörtlü bağlayıcılı karışımların, plastik viskozite ve tiksotropi değerleri kontrol karışımına göre azaltmıştır. Buna ilaveten, ikili bağlayıcılı sistemlere GYFC eklenmesiyle oluşan üçlü sistemlerin tork plastik viskozite ve tiksotropi değerleri kayda değer biçimde azalmıştır. S/B oranından bağımsız olarak "yapısal çökme alanı" ve "görünen viskozite düşüşü" yöntemlerinden elde edilen tiksotropi değerlerinin arasında iyi bir ilişki elde edilmiştir. Bunlara ilaveten mineral katkıların KYB'de kullanımı, karışımların basınç dayanımları ve geçirimlilik özeliklerini iyileştirmiştir. Ancak, iyileşme için gereken zaman mineral katkının türüne göre farklılık göstermektedir.

Abstract:
The current study focuses on the rheological and permeability properties of SCC containing various amounts of silica fume (SF), fly ash (FA), metakaolin (MK) and granulated blast-furnace slag (BFS) as a partial replacement of cement. These supplementary cementitious materials (SCM) were used in binary, ternary, and quaternary cementitious blends to investigate the variations of some properties such as high range water reducer (HRWR) requirement, compressive strength and permeability as well as rheological and thixotropic properties with different approaches. A total of 57 SCC mixtures were designed to have three different water-binder ratios and a definite slump flow value. The rheological parameters were measured with a coaxial cylinder concrete rheometer.
	
The results revealed that SF and BFS decreased torque plastic viscosity and V-funnel time values in comparison with mixtures containing only PC. However, the opposite tendency was observed when MK, FAC and FAF were incorporated with PC. Substitution of PC with SF, MK and FAC increased the high range water reducer (HRWR) demand in the SCC mixtures having a constant slump flow. On the other hand, except for BFS, use of the other SCM in SCC mixtures increased thixotropy values in comparison with that of the control mixtures. The quaternary system containing 8% SF, 18% FAC and 18% BFS decreased plastic viscosity and increased thixotropy values relative to the control mixture. Besides, in all of the ternary systems, utilization of BFS with other SCM resulted in a considerable decrease in plastic viscosity and thixotropy compared to those of other binary systems without BFS. Irrespective of the w/b ratio of the mixture, good correlations were established between "structural breakdown area" and "drop in apparent viscosity" values. Moreover, utilization of SCM in SCC improved the compressive strength and impermeability of the mixtures. However, the time required for this improvement varied by the type and magnitude of the mineral admixture.