Barit agregası kullanılarak kendiliğinden yerleşen ağır beton üretilebilirliğinin araştırılması
Investigation of the manufacturability of self located heavy concrete using barite aggregate
Yazar: ZÜLFÜ TOPÇUOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. KÜRŞAT ESAT ALYAMAÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Belirli oranlarda çimento, agrega, su ve gerektiğinde bazı katkı maddelerinin karıştırılması sonucu elde edilen yapı malzemesine beton adı verilir. Günümüz dünyasında beton malzemesinin özellikle inşaat alanında kullanımı her geçen gün artmaktadır. Beton malzemesinin gün geçtikçe kullanımı yaygınlaştığından dolayı mekanik ve fiziksel özelliklerinin kapsamlı incelenmesi gerekmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda geleneksel betonun yüksek dayanım, dayanıklılık gibi bazı özel ihtiyaçları karşılamada eksik olduğu ortaya çıkmıştır. Bu eksikleri giderebilmek ve kolaylık sağlamak amacıyla özel betonların üretilmesi yönünde adımlar atılmıştır.
 KYAB, vibrasyon kullanılmadan donatıların sık olduğu dar geçişlerden kolayca geçip kalıplara düzgün yerleşmesini sağlamak amacıyla ve gelişen teknolojiye bağlı olarak insan sağlığı üzerinde ciddi tehdit yaratan ışınlardan korunmak amacıyla kullanılan bir yapı malzemesidir. Ayrıca KYAB'nin geleneksel betondan en önemli farkı karışımda kullanılan agreganın yoğunluğunun yüksek olması ve süperakışkanlaştırıcı gibi özel katkıların kullanılmasıdır.
Bu tez çalışmasında ilk olarak literatürde yer alan veriler kullanılarak, tepki yüzeyi metodu yardımıyla, ağır betonların karışım tasarımı için yaklaşık bir matematiksel model geliştirildi. Bu modelde, S/Ç ve A/Ç oranları faktörler olarak belirlenirken 28 günlük betonun basınç değerleri ise tepki (yanıt) değerleri olarak belirlendi. Bu faktörlerin seçilmelerinin nedeni; tepkiler üzerinde bu faktörlerin önemli etkilere sahip olmalarıdır. Daha sonra barit agregası kullanılarak kendiliğinden yerleşen ağır betonun üretilebilirliği deneysel olarak araştırıldı.
Bu tez çalışması kapsamında 6 farklı deneme karışımı tasarlanmıştır. Karışımlarda 350 kg/m3 ve 420 kg/m3 olmak üzere 2 farklı çimento miktarları kullanılmıştır. Bu karışımlarda süperakışkanlaştırıcı katkı %0.9, uçucu kül %15 oranlarında çimento yerine ikame edilerek farklı bağlayıcı karışımlar oluşturulmuştur. Çimento miktarının aynı olduğu karışımlarda uçucu kül ve kimyasal katkı miktarları sabit tutulmuştur. S/Ç oranları 0.50, 0.55, 0.60 olan 350 kg/m3 bağlayıcı dozajlı ve S/Ç oranları 0.48, 0.53, 0.58 olan 420 kg/m3 bağlayıcı dozajlı deneme karışımları hazırlanmıştır. Üretilen betonların akışkanlık, işlenebilirlik ve dayanım özellikleri incelenmiştir. Böylece kendiliğinden yerleşen ağır betonun dayanım ve işlenebilirlik özelliklerini etkileyen en önemli parametrelerin S/Ç ve A/Ç oranın olduğu sonucuna varılmıştır. Bu özel beton türünün elde edilebilmesi için karışımlarda mutlaka doğru kimyasal katkı ve küresel yapıya sahip uçucu kül malzemelerinin kullanılması gerektiği gözlemlenmiştir. Ayrıca ağır agrega olan barit agregasının kendiliğinden yerleşen ağır beton üretiminde kullanımının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The building material obtained by mixing certain proportions of cement, aggregate, water and, if necessary, some additives is called concrete. In today's world, the use of concrete material especially in the field of construction is increasing day by day. Since the use of concrete material is widespread day by day, its mechanical and physical properties should be examined comprehensively. As a result of the studies, it has been revealed that conventional concrete is lacking in meeting some special needs such as high strength and durability. In order to eliminate these deficiencies and to provide convenience, steps have been taken to produce special concretes.
KYAB is a building material that is used to easily pass through narrow passages where reinforcements are frequent without using vibration and to ensure proper placement of the molds and to protect from rays that pose a serious threat to human health depending on the developing technology. In addition, the most important difference of KYAB from conventional concrete is the high density of the aggregate used in the mixture and the use of special additives such as super plasticizer.
In this thesis, firstly, an approximate mathematical model has been developed for the reaction method prosthesis, heavy concrete design mixture, which will be shown on the screen in the literature. In this model, the values of the S / Ç and A / Ç stands were calculated, while the pressure values of the 28-day concrete were determined as the response (response). The reason for choosing Buler; These factors have significant effects on responses. Then, the manufacturability of self-compacting heavy concrete by traveling barite aggregate was experimentally investigated.
In the scope of this thesis study, 6 different trial mixes are designed. 2 different cement quantities, 350 kg / m3 and 420 kg / m3, were used in the mixtures. In these mixtures, different binder mixtures were formed by substituting super plasticizer additive 0.9% and fly ash 15% instead of cement. In mixtures with the same cement amount, the amount of fly ash and chemical additives were kept constant. Trial mixes with A / Ç ratios 0.50, 0.55, 0.60 with 350 kg / m3 binder dosage and 420 kg / m3 binder dosage with A / Ç ratios of 0.48, 0.53, 0.58 were prepared. The flowability, workability and strength properties of the concrete produced were examined. Thus, it was concluded that the most important parameters affecting the strength and workability properties of self-compacting heavy concrete are S / Ç and A / Ç ratio. It has been observed that in order to obtain this special type of concrete, the correct chemical additives and fly ash materials with a spherical structure must be used in the mixtures. In addition, it was concluded that barite aggregate, which is a heavy aggregate, can be used in the production of self-compacting heavy concrete.