Yüksek dozajda kimyasal katkı kullanımının mikro beton özeliklerine etkisinin analizi ve modellenmesi
Analyzing and modeling the effect of high dosage admixture usage on micro concrete properties
Yazar: ÖZGÜN ATEŞİN
Danışman: PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton katkı maddeleri = Concrete additives

Özet:
Beton teknolojisinin gelişmesiyle beton sektörünü destekleyen yan sektörlerde de aynı paralellikte gelişmeler yaşanmaktadır. 90'lı yıllarda hazır beton sektöründe dünya genelinde kimyasal katkı kullanımı % 20'yi geçmezken bugün hazır beton üretiminde katkı kullanımı vazgeçilmez bir bileşen haline gelmiştir. Betonun içerisinde katılan kimyasal katkı maddesi, çimentonun ağırlıkça küçük bir oranı için (örneğin normal akışkanlaştırıcı için % 0.5-1 civarı) kullanıldığından gerek üretimi yapan personel gerekse cihazların hassasiyetinden kaynaklanan nedenlerden dolayı hesaplanandan fazla miktarda katkının karışıma girmesi beton üretimi için oluşması beklenen risklerden biridir. Bu gibi durumlarda betonun çökme değeri aşırı artmakta, beton kararlılığını kaybederek ayrışabilmekte, hava sürükleme etkisinde değişiklikler olabilmektedir. Bazı kimyasal katkıların aşırı dozajda kullanımı ise betonda kararlılık kaybına neden olmamakta, fakat betonun priz almasını aşırı geciktirerek kalıp alma süresini haftalarca uzatabilmektedir.
Bu çalışmada sabit harç bileşenleri kullanılarak (aynı tip çimento, sabit su/çimento oranı, standart kum) çeşitli kimyasal katkıların (akışkanlaştırıcı, süper akışkanlaştırıcı, priz hızlandırıcı, priz geciktirici ve hava sürükleyici katkıların) değişik oranlarda kullanımının harç özelikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla her bir katkı için ayrı ayrı belirlenen 5 farklı dozajdaki numuneler üzerinde basınç dayanımı, eğilme dayanımı, birim ağırlık, yayılma, ultrases geçiş süresi, su emme, viskozite, priz süresi ve içyapı deneyleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda, kimyasal katkıların yüksek dozajda kullanımı durumunda betonun fiziksel ve mekanik özeliklerinde kayıplar yaşanacağı ve bu nedenle kimyasal katkı kullanımında hassasiyet gösterilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Çalışma kapsamında ayrıca elde edilen basınç dayanımı sonuçları kullanılarak yapay sinir ağları modeli oluşturulmuş ve modele katkı dozajı girilerek istenilen yaştaki basınç dayanımı sonucunun yüksek başarı düzeyi ile deney yapmadan tahmin edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
With the improvement of concrete technology, there are same parallel improvements in the sub-sectors that support concrete industry. In 90's, chemical admixture usage was not higher than 20% in concrete industry in the world, but today chemical admixture usage become an essential component of ready-mixed concrete production. In concrete production, because of chemical admixtures are used for a small percentage by weight of cement (for example, for plasticizers, it is about 0.5-1 %), there is a possible risk adding more admixture in concrete than calculated from personnel or equipments sensitivity errors. In this situation, concrete slump values increase excessively, concrete loses it stability and decompose and there are changes in the effect of air entrainment. Some chemical admixtures don't affect the concrete stability, but they extend the setting time extremely that cause unable to de-mold concrete.
In this work, it was investigated the use of various chemical admixtures (plasticizer, superplasticizer, accelerator, retarder and air entraining admixtures) in different ratios on mortar properties with the use of constant mortar components (same cement type, constant water/cement ratio, standard sand). For this purpose, it was realized compressive strength, flexural strength, unit weight, flow, ultrasonic pulse velocity, water absorption, viscosity, setting time and internal structure tests on specimens which were produced in 5 different dosages for each admixture. As a result of experiments, in case of using admixtures with overdose, there would be loss of quality of physical and mechanical properties of concrete, for this reason it is concluded that, there would be a sensitive usage of chemical admixtures. Also, in scope of this work, with the use of compressive strength values it was created a model with application of Artificial Neural Networks and it was concluded that compressive strength values can be estimated without conducting experiment with high precision at desired age.