Reaktif pudra betonun (RPB) özelliklerinin mineral katkılarla geliştirilmesi
Improvement of the reactive powder concrete properties by incorporation of the mineral additives
Yazar: ANIL Ş. KARABULUT
Danışman: PROF. DR. BÜLENT BARADAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Silis dumanı = Silica fume ; Uçucu kül = Fly ash ; Çelik lif = Steel fiber

Özet:
Basınç dayanımları 200-800 MPa aralığında olan çok yüksek dayanımlı çimento matrislikompozit malzemeler, reaktif pudra betonu (RPB) adıyla son yıllarda beton teknolojisinde yeralmaya başlamışlardır. Söz konusu betonlarda genellikle yüksek oranda silis kullanılarak(SiO2) sistemdeki CaO/SiO2 oranı azaltılmakta, agrega maksimum tane çapı düşürülerek dahahomojen bir karışım elde edilmekte, uygun bir granülometri ile oldukça sıkı bir içyapıoluşturulmakta, süper akışkanlaştırıcılar kullanılarak su/bağlayıcı oranı oldukça düşükseviyelere çekilmektedir. Ayrıca, yüksek basınçlı buhar kürü (otoklav) ve yüksek basınçaltında sıkıştırılarak kalıplara yerleştirilmesiyle güçlü bir mikroyapı ile dayanımları oldukçayüksek seviyelere çıkartılabilmektedir. Çok yüksek dayanım seviyelerine ulaşan malzemeninaşırı gevrek davranış göstermesi sebebiyle, bu sorunu gidermek için genellikle kısa kesilmişçelik lifler kullanılmaktadır.Bu yüksek lisans tez çalışmasında, öncelikle RPB karışımları oluşturacak agreganın tipi vetane dağılımı üzerine ön çalışmalar yapılarak başlanmıştır. Bu çalışmalar devamındakullanılacak kürleri tiplerin, süreleri ve karışımlar için optimum mikro silis oranıbelirlenmiştir. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında bağlayıcı yerine öğütülmüş yüksek fırıncürufu ve uçucu kül gibi mineral katkılar, tek tek ya da kombinasyonlarıyla ikamesiincelenmiştir. Alternatif silis kaynakları ile sistemin silis ihtiyacı karşılanarak mikro silismiktarında azaltmaya gidilmiştir. Sonuçta aynı dayanımı verebilecek ancak bünyesindebağlayıcı yerine atık mineral katkıların ikame edilmiş ve daha az mikro silis bulunankarışımlar oluşturulmaya çalışılmıştır. Çalışmada son olarak mineral katkılar geliştirilenkarışımlara priz aşamasında sıkıştırma uygulamanın basınç dayanımına etkisi incelenmiştir.Çalışma sonuçları, öğütülmüş yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi puzolanik özelliklerinispeten düşük atık mineral katkılarla da daha ekonomik RPB üretilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
Ultra high performance concrete, which has a compressive strength value in the range of 200-800 MPa, is called Reactive Powder Concrete (RPC). RPC is generally produced by loweringthe CaO/SiO2 ratio with the incorporation of silica components, by reducing the maximumsize of aggregates, improving the compacted density by optimization of the granular skeletonof mixture and using superplasticizer to minimize the water / cement ratio. Application ofpressure before and during setting and high pressure steam curing (autoclave curing) areadditional methods to increase the strength level. Furthermore, to improve the ductility,generally short steel fibers are introduced into the RPC mixtures.In this study, initaly aggregate types and grading, silica fume content and heat treatmentconditions optimized to obtain superior compressive strength. In the second stage The mainbindery ingredients were pulverized fly ash (PFA), pulverized granulated blast furnace slag(PS), binary and ternary combinations were replaced with Portland cement (PC) at specifiedratios. PFA and PS were alternatives reactive silica sources and determined optimumCaO/SiO2 ratio which give max compressive strength in autoclaved curing. So some of silicafume can be taken out to the mixtures. And than Class C fly ash and granulated blast furnaceslag can also supplied silica to the system. And than created new mineral additives mixeswhich have less SF but same compressive strength value in autoclaved curing. In the thirthstage, three different curing methods (standard, autoclave curing and steam curing) wereapplied to the new mineral additives mixes and conrol mix. Mineral additives test results werepresented comparatively with the control mix which has only cement and SF as a binder. Inthe last stage, application of pressure before and during setting with high pressure steamcuring is additional methods to increase the strength level. These results indicate that thereactive powder concrete can also be produced with the incorparation of PFA and PS besidescombinations of powerful binders SF and PC.