Farklı mineral bağlayıcı bileşenlerin betonun kalıcılığına etkisi
The effect of different mineral binder constituents on durability of concrete
Yazar: HASAN KANDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. HASAN YILDIRIM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada farklı türden ve farklı dozajlarda kullanılan mineral bağlayıcı bileşenlerin betonun dayanımına ve kalıcılığına (durabilitesine) olan etkisi incelendi. Ülkemizde betonda çimento ile beraber kullanılan farklı kaynaklardan temin edilmiş öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (Ö.G.Y.F.C.) ve uçucu kül (UK) ile betonlar üretildi. Deneylerde 2 farklı kaynaktan temin edilen öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (Ö.G.Y.F.C.), başka bir  kaynaktan temin edilmiş öğütülmüş fırın cürufu ve tek kaynaktan temin edilen tek tip uçucu kül (UK), farklı miktarlarda kullanılarak, farklı özellikte numuneler elde edildi. Aynı zamanda çimento da farklı dozajlarda kullanıldı. 
Üretilen beton numune sınıfları C30/37 olup tüm numunelerde Su/Bağlayıcı oranı birbirine oldukça yaklaşık veya aynı tutuldu. Çökme ile ölçülen kıvam seviyesi aynı yapıldı. Üretilen numune karışımlarından, sülfat etkisi deneyleri için 3 er 70 mm•70 mm•280 mm boyutlarında prizmalar üretildi. Ayrıca basınç dayanımı deneyi için 6 adet, hızlı klorür geçirimliliği deneyi için 1 adet ve kılcal su emme deneyi için 1 adet olmak üzere toplam 8 adet 100 mm çapında 200 mm yüksekliğinde silindir beton numuneleri üretildi.
Numuneler 20 °C ± 2°C, kirece doygun su içerisinde bekletilerek kür işlemi yapıldı. 7. ve 28. günlerde basınç dayanımları tespit edildi. 90 günün sonunda kılcallık deneyleri ve ASTM C 1202 standardına uygun olarak hızlı klorür geçirimliliği deneyleri yapıldı. Prizmalar ise 28 günlük kür işleminden sonra sülfat etkisi için magnezyum sülfat (MgSO4) çözeltisinde bekletildi. Ultra-ses hızı ölçümleri, ağırlık değişim ölçümleri belirli periyotlarda yapıldı. Fakat ultra-ses hızları kararlı bir artış veya azalış göstermedi ve deneysel çalışma süresi içerisinde yoruma elverişli sonuç elde edilemedi. Bunun yanında ağırlık değişimi çalışmanın amacına yönelik yorumlar yapılmasına elverişli eğilimler gösterdi.
Hızlı klorür geçirimliliği deney sonuçları öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunun (Ö.G.Y.F.C.) ve uçucu külün (UK) betonun geçirimliliğini azalttığını gösterdi. Fakat buna rağmen magnezyum sülfat etkisi sonunda öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunun (Ö.G.Y.F.C.) kullanıldığı numunelerde basınç dayanımlarındaki artışın azaldığı, hatta bir beton numunesinde basınç dayanımının düştüğü tespit edildi. Ö.G.Y.F.C. kullanılan A200+120 ve B200+100 numunelerinde bağıl ağırlık değişimlerinde azalma görüldü. Uçucu külün betonun geçirimliliğini azalttığı basınç dayanımını arttırdığı gözlemlendi. Uçucu külün kullanıldığı beton numunelerde sülfat etkisine maruz kaldıktan sonra da basınç dayanımı artışı devam etti. Genel anlamda, bu çalışmadan elde edilen sonuçlar uçucu külün de betonun kalıcılığını (durabilitesini) iyileştirdiğini göstermektedir

Abstract:
In this research, different mineral constituents, in different dosages,  effects on the strength and durability of concrete was investigated. In Turkey, cement and ground granulated blast furnace slag (G.G.B.S)  and fly ash (FA) of different sources are used in concrete production usually in combination with CEM I. In this work, G.G.B.S. from three different sources and only one type of FA were used in various dosages to obtain different concretes as partial replacement of CEM I. 
The concrete strength class was set at C30/37 and the same Water/Binder ratio was used. Consistency, as measured by slump, was set at 155 mm ± 5 mm. Three 70 mm•70 mm•280 mm prism specimens were prepared for the sulphate effect test for each concrete. In addition, a total of 8 cylindrical specimens of 100 mm diameter and 200 mm height were produced, 6 for compressive strength test, one for rapid chloride permeability, one for capillary water absorption tests.
All specimens were kept in tanks under water at 20 °C ± 2°C prior to tests and testing conditions. The strength tests were performed at seventh and twenty eighth days. The rapid chloride penetration and capillary water absorption tests were performed at the age of 90 days in compliance with ASTM C 1202 . The prisms were immersed in magnesium sulphate (MgSO4) solution after 28-day water curing. The prisms were tested for ultrasonic pulse velocity and weight changes, periodically. The pulse velocities did not folow any trend parallel to the expected sulphate attack. On the other hand, the weight changes gave indications of sulphate action.
The rapid chloride penetration test showed that the ground granulated blast-furnace slag (G.G.B.S)  and fly ash (FA) have favourable effect on concrete permeability. On the other hand, G.G.B.S. caused a reduction in compressive strength and weight  due to sulphate action. The test results of A200+120 and B200+120 samples, containing crushed granulated hearth cinder, effected decrease in weights. The data showed that fly ash caused a decrease in concrete permeability, while it  resulted in an increase in compressive strength, also after the sulphate effect. In brief, it is clear that FA improved the durability of concrete.