Köpük betonların mekanik ve yalıtım özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of mechanical and insulation properties of foam concrete
Yazar: HÜSEYİN GÜVEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET İNEL
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çalışma traverten atıkları, uçucu kül gibi farklı malzemelerle üretilen köpük betonun mekanik ve yalıtım özelliklerini araştırmayı amaçlamaktadır. Köpük beton üretiminde atık malzeme oranı, su/bağlayıcı oranı ve lif kullanımının etkileri dikkate alınarak değerlendirme yapılmıştır. Köpük beton üretiminde çimento, UK ve TA kullanılarak ikili ve üçlü kompozitler kullanılmıştır. Su/bağlayıcı 0.50, 0.40 ve 0.35 oranları, birim hacim ağırlık (BHA) için 450 ile 1200g/dm3 değerleri arasında değişen numuneler üretilmiştir. Üçlü kompozit aşamalarında 0.35 su/bağlayıcı ile 600 ve 800 g/dm3 birim hacim ağırlıktaki numuneler kullanılmıştır. Yapılan denemeler sonucunda BHA düştükçe numunelerin basınç dayanımlarının da düştüğü görülmüştür. UK içeren numunelerin basınç dayanımlarının TA içeren numunelere göre yaklaşık %95 daha yüksek olduğu gözlenirken TA içeren numunelerin ısıl iletim katsayıları UK içeren numunelere göre yaklaşık %23 daha düşüktür. Farklı birim hacim ağırlıklarda üretilen numunelerde çimento oranı azaldıkça basınç dayanımlarının beklenildiği gibi azaldığı, fakat kuruma büzülmelerinin de ciddi anlamda azaldığı görülmüştür. Lifli köpük beton üretiminde kullanılan cam elyafların, beklenilenin aksine basınç dayanımlarını düşürdüğü fakat ısıl iletim katsayılarına olumlu katkı yaptığı belirlenmiştir. Üçlü kompozit lifli üretilen numunelerde ise bağlayıcı kütlesinin %0.5'i oranında cam elyaf içeren numunelerde basınç dayanımları şahit numuneye göre daha yüksek çıkarken ısıl iletim katsayı değerlerinin de daha düşük çıktığı görülmüştür. Su oranı düştükçe basınç dayanımlarının yükseldiği, ısıl iletim katsayılarının ise düştüğü gözlemlenmiştir. Bu sonuç, köpük beton üretiminde optimum su/bağlayıcı oranını seçmenin ne kadar önemli olduğunu ortaya koymuştur. Yüksek ısı veya basınç işlemi gerektirmeyen ve atık malzeme kullanımı ile üretilen köpük beton enerji verimliliği ve çevre dostu olması yönü ile de önemli katkılar sunmaktadır.

Abstract:
The study aims to investigate the mechanical and insulation properties of foam concrete produced with different materials such as travertine waste and fly ash. An evaluation was made by considering the waste material ratio, water/binder ratio and the effects of fiber use in foam concrete production. In the production of foam concrete, binary and triple composites using cement, fly ash (FA) and travertine waste (TW) were used. Samples were produced with water/binder ratios of 0.50, 0.40 and 0.35, with values ranging from 450 to 1200g/dm3 for unit weight density. Samples with density of 600 and 800 g/dm3 with 0.35 water/binder were used in the triple composite stages. As a result of the experiments, it was seen that as the density decreased, the compressive strength of the samples also decreased. It is observed that the compressive strength of samples containing FA is approximately 95% higher than that of samples containing TW, while the thermal conductivities of samples containing TW are approximately 23% lower than that of samples containing FA. It was observed that as the cement ratio decreased in the samples produced in different densities, the compressive strength decreased as expected, but the drying shrinkage also decreased significantly. It has been determined that the glass fibers used in the production of fiber foam concrete reduce the compressive strength, contrary to expectations, but contribute positively to the thermal conductivities. In the samples produced with triple composite fibers, it was observed that the compressive strengths of the samples containing glass fiber at the rate of 0.5% of the binder mass were higher than the reference sample values, while the thermal conductivity values were lower. It has been observed that as the water content decreases, compressive strength increases, and thermal conductivities decrease. This result revealed the importance of choosing the optimum water/binder ratio in foam concrete production. Foam concrete, which does not require high heat or pressure treatment and is produced using waste materials, also offers significant contributions in terms of energy efficiency and environmental friendliness.