Farklı tip agregalar ile üretilen ultra yüksek performanslı betonların (UHPC) mekanik ve durabilite özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and durability properties of ultra high performance concretes (UHPC) produced with different types of aggregates
Yazar: ŞENOL KEMALOĞULLARI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FURKAN ŞAHİN
İSTANBUL NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ultra Yüksek Performanslı Betonlar (UHPC), son 20 yıl içerisinde, alt yapı ve üst yapı bileşenlerinin sürdürülebilirliği açısından önemli gelişmeler sağlamıştır. Köprüler, bina bileşenleri, yüksek katlı yapılar, endüstri ve açık deniz yapıları gibi birçok alanda kullanımı yaygınlaşmaktadır. UHPC karışımlarında agrega olarak genelde silis kumu kullanılmaktadır. Bu çalışmamızda silis kumu yerine alternatif olarak doğal kum, granit, dolomit, kumtaşı ve bazalt olmak üzere 5 farklı tip ince agreganın ultra yüksek performanslı betonlarda kullanılması araştırılmıştır. Bu çalışmada her bir agrega tipi için harç numuneleri üretilmiştir.
Üretimlerde su/toplam bağlayıcı oranı 0,18'de sabit tutulup %34,5 CEM I 42,5 R tipi çimento, %8,5 yoğunlaştırılmış mikro silika, %3 kimyasal katkı ve %49 tek tip ince agrega kullanılmıştır. Her bir üretimde 6 set 50 mm küp ve 6 set 40x40x160 mm prizma numuneler alınmıştır. Numunelerden 4 seti 20±2°C su havuzlarında muhafaza edilmiştir. Ayrıca durabilite davranışlarını belirlemek için 1 set asit ve 1 set baz ortamında 90 gün bekletilmiştir. 
Taze harç deneyleri olarak mini çökme-yayılma deneyi ve sıcaklık ölçümü, sertleşmiş numunelerde ise 7, 28, 56 ve 90. günlerin sonunda, yoğunluk, porozite, upv testi, basınç ve eğilme dayanımı gerçekleştirilmiştir. Mikro analiz için SEM ve XRD deneyleri yapılmıştır. 
Taze harç deneylerinde en iyi işlenebilirliği granit ile üretilen numuneler verirken en düşük işlenebilirliği kumtaşı ile üretilen numuneleri vermiştir. Numunelerin sıcaklık değerleri birbirine yakın sonuçlar vermiştir. Sertleşmiş harç deneylerinde en iyi sonuçları dolomit ile üretilen numunelerden elde edilirken en düşük sonuçlar kumtaşıyla üretilen numuneler vermiştir. Asidik ortamın bazik ortama göre numunelere daha fazla zarar verdiği görülmüştür.

Abstract:
Ultra High Performance Concretes (UHPC) have provided significant improvements in the sustainability of infrastructure and superstructure components in the last 20 years. Its use is becoming widespread in many areas such as bridges, building components, high-rise, industrial and offshore structures. Silica sand is generally used as aggregate in UHPC mixtures. In this study, the use of 5 different types of fine aggregates, natural sand, granite, dolomite, sandstone and basalt, in ultra-high performance concretes was investigated as an alternative to silica sand. In this study, mortar samples were produced for each aggregate type.
In production, the water/total binder ratio was kept constant at 0.18 and 34.5% CEM I 42.5 R type cement, 8.5% condensed microsilica, 3% chemical additives and 49% single type fine aggregate were used. In each production, 6 sets of 50 mm cube and 6 sets of 40x40x160 mm prism samples were taken. 4 sets of samples were stored in water pools at 20±2°C. Additionally, it was kept in 1 set of acid and 1 set of basic environments for 90 days to determine its durability behavior.
As fresh mortar tests mini slump-flow test and temperature measurement were performed and in hardened samples density, porosity, upv test, pressure and bending strength were performed at the end of 7, 28, 56 and 90 days. SEM and XRD experiments have been conducted for micro analysis.
In fresh mortar tests, the samples produced with granite gave the best workability, while the samples produced with sandstone gave the lowest workability. The temperature values of the samples gave similar results. In hardened mortar tests, the best results were obtained from samples produced with dolomite, while the lowest results were obtained from samples produced with sandstone. It has been observed that acidic environment causes more damage to samples than basic environment.