Hidrojel katkılı beton malzemelerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation of hydrogel additive concrete materials and investigation of their properties
Yazar: OKAN BAĞLAYAN
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN IŞIKVER
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Hazır beton = Ready-mixed concrete ; Kopolimerler = Copolymers ; Poliakrilamid jelleri = Polyacrylamide gels ; Portland çimentosu = Portland cement ; Yüksek performanslı beton = High performance concrete

Özet:
Bu çalışmada poliakrilamid [PAAm], poli(akrilamid-2-akrilamido-2-metil-1-propansülfonik asit) [P(AAm-AMPSA)], poli(akrilamid-vinil sülfonik asit) [P(AAm-VSA)] ve -karagenan/akrilamid [CR/AAm] hidrojellerinin hazırlanması, karakterizasyonlarının yapılması ve beton iç kürleme maddesi olarak performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Hidrojellerin ATR/FTIR ile spektroskopik, TGA ve DSC ile ısısal analizleri, SEM ile yüzey görüntü analizleri yapılmıştır. Hidrojellerin 25 oC' de damıtık su, musluk suyu, 0.025 M NaCl çözeltisi, 0.025 M Ca(NO3)2 çözeltisi, 0.025 M Al2(SO4)3 çözeltisi ve erken yaş gözenek çözeltisinde şişme kinetiği denemeleri yapılmıştır. Şişme kinetiği sözde birinci derece ve sözde ikinci derece hız modelleri ile değerlendirilmiştir. Hidrojellerin 25 oC' de pH=2-9 aralığındaki tampon çözeltilerde denge şişme denemeleri yapılmış ve pH geçiş noktaları belirlenmiştir. 
Kontrol beton örnekleri ve hidrojel/çimento oranı % 0.1, 0.25, 0.5 olan hidrojel katkılı beton örnekleri hazırlanmış ve 3., 7. ve 28. günlerde basınç dayanım testleri yapılmıştır. Basınç dayanım testleri sonucunda priz süresi artışı ile tüm beton örneklerinde basınç dayanımının arttığı ve hidrojel katkılı beton örneklerinin basınç dayanımlarının kontrol örneklerinden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca betonun basınç dayanımı üzerindeki maksimum iyileşmenin % 0.1 hidrojel katkısı ve P(AAm-VSA) > PAAm > CR/AAm > P(AAm-AMPSA) polimer türü sırasıyla olduğu görülmüştür.

Abstract:
The aim of this study was to prepare, characterize and evaluate the performance of polyacrylamide [PAAm], poly(acrylamide-2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) [P(AAm-AMPSA)], poly(acrylamide-vinyl sulfonic acid) [P(AAm-VSA)] and -carrageenan/acrylamide [CR/AAm] hydrogels as concrete internal curing agents.
Spectroscopic analysis with ATR/FTIR, thermal analysis with TGA and DSC, and surface image analysis with SEM of the hydrogels were performed. Swelling kinetics of the hydrogels were tested in distilled water, tap water, 0.025 M NaCl, 0.025 M Ca(NO3)2, 0.025 M Al2(SO4)3 solutions, and early age pore solution at 25 oC. Swelling kinetics were evaluated with pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models. Equilibrium swelling tests were made in buffer solutions (pH=2-9) of the hydrogels at 25 oC, and pH transition points were determined.
Control concrete samples and hydrogel-added concrete samples with hydrogel/cement ratios of 0.1, 0.25, and 0.5 % were prepared and compressive strength tests were performed on the 3rd, 7th, and 28th days. As a result of the compressive strength tests, it was determined that the compressive strength of all concrete samples increased with the increase in setting time, and the compressive strength of the hydrogel-added concrete samples was higher than the control samples. In addition, it was observed that the maximum improvement in the compressive strength of the concrete was 0.1% the hydrogel additive and P(AAm-VSA) > PAAm > CR/AAm > P(AAm-AMPSA) polymer type respectively.