Kalıp yüzey parametrelerinin betonun yüzeyi, davranışları ve özellikleri üzerine etkileri
Effect of formwork's parameters on surface properties of different concrete mix designs
Yazar: SAYED HASHIM MOHSENI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FAHRİ BİRİNCİ ; PROF. DR. FRANCOİSE FEUGEAS
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Hidratasyon ısısı = Hidratation heat ; Kalıplar = Molds ; Çimento = Cement

Özet:
Bu çalışmada, hidratasyonun erken safhasında (24 saat) kalıptan çıkarma işleminden hemen sonra çimento esaslı malzemeler ve farklı tipteki kalıplar arasındaki etkileşimi araştırılmıştır. Beton-kalıp yapışma olgusu, bir beton karışım tasarımında ve çeşitli morfolojik ve fiziko-kimyasal özelliklere sahip farklı kalıplarda su/çimento oranı ve çimento türü gibi değişen faktörlerle incelenmiştir. İşlenmemiş yüzeyler (referans), polimer kaplamalar, mineral ve bitkisel yağ ayırıcı kaplamalar gibi kalıp yüzeylerinin farklı durumları seçilmiştir. Çimento macunu ve kalıp arasındaki yapışmayı araştırmak için çatlak öncesi kalıptan çıkarma testi olarak adlandırılan bir dizi kalıptan çıkarma testi yürütülmüştür. Ek olarak, saha çalışmasının gerçekçi senaryosunu simüle etmek için beton üzerinde Pull-off kalıptan çıkarma testi adı verilen orijinal bir deney gerçekleştirilmiştir.
Beton/çimento ve kalıp arasındaki bağın, mekanik ankraj, kılcal kuvvetler ve çimento ile kalıp arasındaki kimyasal reaksiyonlar gibi çeşitli faktörlerin bir araya gelmesiyle oluştuğu belirtilmelidir. Bitkisel yağ ayırıcı, diğer tüm kalıp türlerine kıyasla kalıptan çıkarma kuvvetlerini azaltmak için en uygun koşulu oluşturmaktadır. Ayrıca, düşük yüzey parametreleri ile PET tabakası, kalıptan çıkarma kuvvetini büyük ölçüde kolaylaştırmaktadır. 
Çimentolu yüzeyin morfolojik, kimyasal ve mekanik karakterizasyonundan sonra, kalıp tipine göre çimentolu macunun yüzey parametrelerinde bir değişikliğin ortaya çıktığı sonucuna varılabilir. 
Hidrasyon seviyesinin de kalıp yüzey özelliklerinden etkilendiği gösterilmiştir. PET ve C20C27 kaplamalar, çimento esaslı malzemelerin yüzeye yakın yerlerde ekstra hidrate olması için uygun bir ortam sağlar. Ancak bitkisel yağ kaplı kalıp diğer kalıplara göre hidratasyonu geciktirir. Çimento yüzeyinin görsel gözlemi, PET kaplamanın parlak ve pürüzsüz bir çimento yüzeyi ile sonuçlandığını göstermektedir. Ayrıca Elde edilen yüzeylerin rengi açık gri renkten (Cem-C20C27) koyu gri renge (Cem-Ref ve Cem-MO) doğru değişmektedir. Bu renk değişiminde w/c oranı etkilidir.

Abstract:
This work investigates the interaction between cementitious materials and different types of formworks right after the demolding procedure at the early stage of hydration (24 hrs). The concrete-formwork adhesion phenomenon is studied by changing factors such as water/cement ratio and cement type in a concrete mix design and different formworks with various morphological and physio-chemical characteristics. Different states of formwork surfaces such as untreated surfaces (reference), polymer coatings, and mineral and vegetable oil release agent coatings are selected. A series of demolding tests called the pre-crack demolding test is executed to investigate the adhesion between cement paste and formwork. In addition, to simulate the realistic scenario of site work, an original test experiment called Pull-off demolding test is carried out on concrete.
It should be mentioned that the bond between concrete/cement and formwork is generated by the combination of various factors such as mechanical anchorage, capillary forces, and chemical reactions between cement and formwork. The vegetable oil release agent creates the most favorable condition to reduce the demolding forces compared to all other formwork types. Besides, the PET layer with its low surface parameters facilities the demolding force to a great extent. 
After the cementitious surface's morphological, chemical, and mechanical characterization, it can be concluded that according to the type of formwork, a modification of the surface parameters of the cementitious paste appears.
The hydration level was shown to be influenced by the formwork surface properties. The PET and C20C27 coatings offer a favorable environment for cementitious materials to hydrate extra near the surface. However, the vegetable oil coated formwork delays the hydration compared to other formworks. The visual observation of the cement surface shows that PET coating results in a shiny and smoother cement surface.