Pirofillit katkılı betonların radyasyon zırhlama, mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation shielding, mechanical and durability properties of pyrophyllite doped concretes
Yazar: YEMEN KAVUN
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF KAVUN ; DOÇ. DR. MUSTAFA EKEN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Beton = Concrete ; Malzemeler = Materials ; Nükleer radyasyon = Nuclear radiation

Özet:
Bu tez çalışmasında, beton içerisine %10-%20-%30-%100 oranlarında eklenen kum ve agrega profillitin ikame edilmesiyle birlikte beton numuneleri hazırlanmıştır. Tez çalışmasında hem basınç hem de ultrasonik yöntemleri kullanılarak beton numunelerinin mekanik özellikleri, teknolojik özellikleri, donma-çözülme ve yüksek sıcaklık (200°C-400-600-800-1000°C) koşullarındaki dayanıklılıkları incelenmiştir. Çalışmada hazırlanan beton numunelerinin mikro yapı özellikleri 7-28-90 günlük süre boyunca incelenmiştir. Üretilen bu betonların radyasyon geçirgenlikleri de incelenerek radyasyonlu alanlarda kullanılabilirliği ortaya konmaya çalışılmıştır. 
Özellikle, profillit kumu ve agrega kullanımı, 7-28-90 gün sonra referans betona kıyasla numunelerin basınç dayanımını %21-63 oranında önemli ölçüde artırırken, donma-çözülme döngüleri sırasında kütle kaybını %4,6'ya kadar azaltmıştır. Hazırlanan numuneler farklı yüksek sıcaklıklara maruz bırakıldıktan sonra, hava soğutma rejimine sahip olanların referans betondan %45 daha yüksek bir basınç değerine ulaştığı keşfedilmiştir. Mikro yapı görüntüleri, 90 gün boyunca C─S─H, CH ve portlandit hidratasyon ürünlerinin oluşumunu ortaya koymuş ve tespit edilen basınç dayanım değerlerini desteklemiştir. Çalışma ayrıca radyasyon zırhlama özellikleri için incelenen 90 günlük beton numunelerinde etkin bir lineer soğurma katsayısına (LAC) sahiptir. LAC değerleri kullanılarak hesaplanan MAC, HVL, TVL ve MFP parametrelerine göre, bu beton numunelerinin uygun zırhlama malzemeleri olduğu ortaya konmuştur. Profillit ikameli numuneler, yüksek mukavemetli beton üretimi için potansiyel taşımanın yan sıra, yüksek sıcaklık ortamlarında kullanıma uygunluk ve radyasyon kaynaklarının olduğu alanlarda zırhlama etkinliği göstermiştir.

Abstract:
In this thesis study, concrete samples were prepared by substituting sand and aggregate pyrophyllite added into the concrete at the rates of 10%-20%-30%-100%. In the thesis study, the mechanical properties, technological properties, freeze-thaw and high temperature (200°C-400-600-800-1000°C) durability of concrete samples were examined using both pressure and ultrasonic methods. The microstructural properties of the concrete samples prepared in the study were examined for a period of 7-28-90 days. The radiation permeability of these produced concretes was also examined and its usability in areas exposed to radiation was tried to be demonstrated.
In particular, the use of pyrophyllite sand and aggregate significantly increased the compressive strength of the samples by 21-63% compared to the reference concrete after 7-28-90 days, while reducing mass loss during freeze-thaw cycles by up to 4.6%. After the prepared samples were exposed to different high temperatures, it was discovered that those with an air cooling regime reached a pressure value 45% higher than the reference concrete. Microstructure images revealed the formation of C─S─H, CH and portlandite hydration products over 90 days and supported the determined compressive strength values. The study also demonstrates an effective linear absorption coefficient (LAC) in 90-day concrete samples examined for radiation shielding properties. According to the MAC, HVL, TVL and MFP parameters calculated using LAC values, it has been revealed that these concrete samples are suitable armoring materials. In addition to having potential for high-strength concrete production, profillite substituted samples have shown suitability for use in high temperature environments and shielding effectiveness in areas with radiation sources.