Kendiliğinden yerleşen taşıyıcı hafif betonun mekaniksel ve durabilite özelliklerinin araştırılması
Investigation of properties of durability and mechanical of self compacting structural lightweight concrete
Yazar: TAHİR GÖNEN
Danışman: DOÇ. DR. SALİH YAZICIOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Teknik Eğitim Bölümü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Donma-çözülme = Freezing-thawing ; Hafif beton = Lightweight concrete ; Karbonatlaşma = Carbonation ; Kür koşulları = Cure conditions ; Ponza = Pumice ; Sülfürik asit = Sulfuric acid ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Hafif beton son elli yıldır yapısal amaçlı kullanılan ve oldukça yaygınlaşmış bir beton türüdür. Sağladığı en büyük avantaj yapının zati ağırlığını azaltmaktır. Karşılaşılan en önemli sorun ise kullanılan agregaların gözenekli yapısından dolayı işlenebilirliğinin zor ve dayanımının düşük olmasıdır. Kendiliğinden yerleşen beton (KYB), kendi ağırlığı ile istenilen kesite homojen bir şekilde yayılabilen, yüksek dayanım-dayanıklılık özelliklerine ve genellikle 2300?2500 kg/m3 yoğunluğa sahip bir beton türüdür. Bu iki beton türünün birleştirilmesi ile ortaya çıkan kendiliğinden yerleşen hafif beton (KYHB), beton teknolojisinde kullanıcıya özellikle deprem bölgelerinde iyi bir alternatif sunabilecek niteliktedir. Her iki beton türünün birbirinin dezavantajını kapatabilecek özelliklerinin bulunması ve Türkiye'nin yüksek hafif agrega rezervine sahip olmasından dolayı bu çalışmada kendiliğinden yerleşen hafif beton üretilmeye çalışılmıştır.Kendiliğinden yerleşen hafif beton üretmek için, bazaltik pomza ve perlit agregası seçilmiştir. Agrega tane dağılımının, toz malzemelerin ve agrega tipinin etkisinin incelendiği çalışmada ayrıca iki farklı kür uygulanmıştır. Viskozite sağlayıcı malzeme olarak silis dumanı, uçucu kül, pomza tozu ve toz perlit değişik oranlarda kullanılmıştır. Bu tozların optimum kullanım miktarları, hem mekanik hem de dayanıklılık özellikleri için tespit edilmeye çalışılmıştır. Mekanik özelliklerden basınç dayanımı ve eğilme dayanımı incelenmiş, dayanıklılık da ise donma-çözülme, yüksek sıcaklık, karbonatlaşma ve sülfürik asit parametrelerine bakılmıştır. Bunların yanında dayanıklılık açısından fikir verebilecek kılcal su emme, porozite ve basınçlı su geçirimliliği özellikleri araştırılmıştır. Sonuç olarak bazaltik pomza agregası ile yüksek mukavemetli KYHB elde edilebilmiştir. Hazırlanan betonların birim ağılıkları 1700?1800 kg/m3 ve basınç dayanımları 50?60 MPa arasındadır. Deney sonuçları, iki farklı toz malzemenin birlikte kullanımının kendiliğinden yerleşen taşıyıcı hafif beton yapımında daha yararlı olduğunu göstermiştir. Suda kür edilme durumunda KYB'lerin performansları KYHB'lere göre yüksektir. Havada kür durumunda ise KYHB'lerin mukavemet ve dayanıklılıkları, dere agregalı KYB'ler kadar etkilenmemiştir.

Abstract:
Lightweight concrete (LWC) is a kind of special concrete that is used for last five decades in structures. The biggest advantage of LWC is to decrease death weight of structure. But the biggest problem is difficulty of workability since lightweight aggregates are porous materials with high water absorption rate. Self compacting concrete (SCC) is also a special concrete that can fill all section by means of its own self-weight and have highly strength and durability properties and with density 2300-2400 kg/m3. If lightweight aggregates are used to produce self compacting concrete, it is named as self compacting lightweight concrete (SCLWC) and SCLWC may be a good alternative concrete type especially in earthquake area. There are good advantages of both concrete type, LWC and SCC, to be able to cover their disadvantages. Moreover Turkey has large reserve of lightweight aggregate like perlite and pumice.In this study, basaltic pumice and perlite aggregate was used to produce SCLWC. The effects of gradation, powder type and aggregate type on durability and mechanical properties were investigated. In addition two different curing regimes were applied on specimens. Silica fume, fly ash, perlite and pumice dusts were used as viscosity agent with different rates. Optimum rates of those powder were determined for both mechanical and durability properties of SCLWC. Compressive and flexural tensile strengths were investigated as the mechanical properties. Freeze-thaw cycled, high temperature, accelerated carbonation and sulfuric acid experiments were carried out to determine durability properties. In addition, water absorption, capillary water absorption, apparent porosity and permeability were investigated. As a result of experiment, SCLWC could have been produced with basaltic pumice and perlite aggregates. The dry unit weights and compressive strengths of the SCLWC prepared are 1700?1900 kg/m3 and 50?60 MPa respectively. The results of experimental studies showed that double mineral admixtures were much more satisfactory than other approaches for SCLWC. In water curing, SCC was showed better performance than SCLWC. However, the mechanical and durability properties of SLWC were not affected as much as SCC with river aggregate from air curing.