Yüksek kıvama sahip barit agregalı ağır betonların segregasyon özellikleri ve gama ışını soğurma katsayılarının belirlenmesi
Segregation properties and gamma ray attenuation coefficients of high consistency barite aggregate heavyweight concrete
Yazar: HACI SÜLEYMAN GÖKÇE
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGE ANDİÇ ÇAKIR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Ağır beton = Heavyweight concrete

Özet:
Bu tez kapsamında, yüksek kıvamlı ağır beton ve ağır kendiliğinden yerleşen beton karışımları barit agregası kullanılarak üretilmiştir. Bağlayıcı dozajları ile su/bağlayıcı oranları değiştirilerek viskozite düzenleyici, silis dumanı ve uçucu kül içeren toplamda 43 farklı ağır beton karışımı hazırlanmıştır. Yüksek kıvamlı karışımlarında terleme belirlenmiş ve her iki ağır beton grubu için düşey kalıpta kolon segregasyon yöntemi ile segregasyon direnci belirlenmiştir. Geliştirilen alternatif segregasyon yöntemleriyle de (yoğunluk segregasyon yöntemi ve 3 bölmeli elek yöntemi) karışımların segregasyon performansları araştırılmıştır. 137Cs (662 keV) ve 60Co (1173 ve 1332 keV) radyonüklitleri kullanılarak gama ışını soğurma katsayıları, buna bağlı yarı değer ve onda bir değer kalınlıkları belirlenmiştir. Ayrıca kütle soğurma katsayıları teorik olarak (XCOM) hesaplanarak deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.
Yüksek kıvamlı ağır betonların terleme kapasiteleri %11.7 ve terleme hızları 6.9 kg/m2.saat değerine kadar ulaşmaktadır. Bu betonlarda yoğunluk segregasyon yöntemi limiti %1.6 olarak belirlenmiştir. Ağır kendiliğinden yerleşen betonlarda ise yoğunluk segregasyon yöntemi için %1 ve 3 bölmeli elek yöntemi için de %6.3 olarak önerilmektedir. Genel olarak çalışma kapsamında elde edilen betonlar normal ve yüksek dayanımlı ağır beton olarak tanımlanabilir. Çalışma kapsamında lineer soğurma katsayıları 0.145 ile 0.264 cm-1 aralığında ve kütle soğurma katsayıları 0.0527 ile 0.0800 cm2/g aralığında bulunmuştur. Lineer soğurma katsayıları ile beton yoğunlukları arasında kayda değer doğrusal bir ilişki (R2˃0.95) vardır. Viskozite düzenleyici, silis dumanı ve uçucu kül katkılarının ikamesi ağır beton karışımlarında lineer soğurma katsayılarını azaltmaktadır.

Abstract:
In the thesis, mixtures of high consistency heavyweight concrete and self-consolidating heavyweight concrete were produced by using barite aggregate. Totally, 43 heavyweight mixtures containing viscosity modifier, silica fume and fly ash were prepared by variation of binder contents and water/binder ratios. Bleeding was determined for only high consistency heavyweight concrete, and segregation resistance was researched for both concrete types with column segregation method. Moreover, segregation performance of the concrete mixtures was researched by suggested novel methods, i.e density segregation method and 3-compartment sieve test. Gamma-ray attenation coefficients, half- and tenth-value layers were determined by using radionuclides of 137Cs (662 keV) and 60Co (1173 ve 1332 keV). Moreover, mass attenuation coefficients were theoretically determined by using XCOM software, and compared by experimental results.
Bleeding rate and capacity of the high consistency heavyweight concrete reached up to 11.7% and 6.9 kg/m2.hour, respectively. Limit for density segregation method was determined as 1.6%. For self-consolidating heavyweight concrete, the limit is recommended as 1% for density segregation method, and 6.3% for 3-compartment sieve test. Generally, concrete produced in the study can be classifed as normal and high strength heavyweight concrete. In the study, linear attenuation coefficient and mass attenuation coefficient are ranged between 0.145 and 0.264 cm-1, and between 0.0527 ile 0.0800 cm2/g, respectively. Remarkable linear relation (R2˃0.95) was observed between linear attenuation coefficient and density values. Viscosity modifier, silica fume and fly ash incorporation reduce the linear attenuation coefficients of the concrete mixtures.