Beton yol kaplamalarında bor ve ürünlerinin kullanılması
The use of boron minerals in concrete pavements
Yazar: EMEL DEMİRYILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE TURABİ
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye, doğal yeraltı kaynaklarından olan bor rezervinin %73 'ne sahiptir ve dünyanın bor 
ihtiyacının %50'sini sağlamaktadır. Bu çalışmada bor ürünlerinden olan kolemanit ve üleksit 
mineralleri çimentoya katılarak beton üzerindeki etkisi araştırılmıştır. %2, %4, %6, %8 ve %10 
oranlarında kolemanit ve üleksitin çimentoyla yer değiştirmesiyle Su/Çimento oranı 0,47 olan 
numuneler üretilmiştir. Basınç dayanımı değerinin C30/37 olması hedeflenmiştir. Numuneler 
küp, silindir ve prizmatik kalıplara dökülmüştür. 7, 28 ve 90 günlük priz süresine sahip beton 
numuneler üzerinde Schmidt Çekici, ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. 
90 günlük numuneler üzerinde donma- çözülme ve eğilme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney 
sonuçları değerlendirildiğinde kolemanit katkısı içeren numunelerde basınç dayanımlarının 
arttığı gözlenirken, üleksit katkılı numunelerde dayanımların düştüğü görülmüştür. Ultrases 
hızı deneylerinin sonuçlarına göre katkılı numunelerde beton kalitesinin mükemmel olduğu 
gözlenmiştir. Donma- çözülme deneylerinde katkılı betonlarda ağırlık kaybı yaşanmıştır. 
Numuneler eğilme deneylerinde gevrek kırılma göstermişlerdir. Bunun sebebi numunelerde lif 
kullanılmamasıdır. Sonuç olarak bor tiplerinden kolemanitin basınç ve eğilme dayanımını
arttırdığı için beton yollarda kullanılabileceği; üleksitin ise dayanımı büyük oranda düşürdüğü 
için katkı malzemesi olarak kullanılamayacağı düşünülmektedir. Ayrıca bor minerallerinin 
beton karışım suyunu hızlıca çektiği ve beton prizini geciktirdiği de gözlenmiştir. Bu çalışmada 
seçilen % 2, %4, %6,%8 ve %10 kolemanit katkısı aynı zamanda beton için hedeflenen C30/37 
basınç dayanım sınıfını da sağlamıştır. Betonun dayanım özelliği göz önüne alındığında 
optimum kolemanit katkısının %8 olduğu görülmüştür.

Abstract:
Turkey has 73% of the boron reserve, which is one of the natural underground resources 
provides 50% of the world's boron needs. In this study, colemanite and ulexite minerals, which 
are boron products are substituted with cement. %2, %4, %6, %8 and %10 colemanite and 
ulexite were replaced with cement. Concrete samples were prepared with water/cement ratio of 
0.47. The concrete designs were made of for C30/37. The samples were poured into cube, 
cylinder and prismatic molds. Schmidt Hammer, ultrasonic pulse velocity and compressive 
strength experiments were performed on concrete samples with 7, 28 and 90 days of setting 
time. Freezing-thawing and flexural strength tests were carried out on 90th day samples. When 
the experimental results were evaluated, it was observed that the samples containing colemanite 
increased the compressive strengths but the samples containing ulexite decreased the 
compressive strength. According to the results of the ultrasonic pulse velocity test, it was 
observed that the concrete quality of the samples containing colemanite and ulexite were
"excellent". At the end of the freezing-thawing test weight loss has been experienced with the 
samples containing colemanite and ulexite. In flexural strength tests brittle fracture was formed 
on the concrete samples. The cause of the brittle fractures is that fiber is not used in the samples.
As a result, colemanite mineral can be used on concrete pavements because it increases 
concrete's compressive and flexural strength. At the same time ulexite lowers the compressive 
and flexural strength values of concrete so ulexide mineral can not be used in concrete mixtures. 
It has also been observed that boron minerals reduce the amount of water in concrete mixture 
and delay the setting time of concrete mixture. % 2, %4, %6, %8 and %10 colemanite 
substitution also provided the target compressive strength in concrete class C30/37. In this 
study, The results of compressive strength tests shows that the optimum colemanite value in 
concrete is %8.