Yarı rijit kaplama tipi üstyapı dizaynında kullanılan dolgu harcının uçucu kül ve silis dumanı ile performansının iyileştirilmesi
Improvement performance of grouting mortar with fly ash and silica fume for semi-rigid pavements
Yazar: ELMADDIN MAHMUDLU
Danışman: DOÇ. DR. SEVİL KÖFTECİ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Esnek kaplama = Flexible coating ; Kaplama = Coating ; Silis dumanı = Silica fume ; Uçucu kül = Fly ash

Özet:
Küreselleşen dünyamızda kentsel gelişimler ile aynı doğrultuda trafik hacmi ve yükü de artmaktadır. Bu artışlardan dolayı yol bakım maliyetlerinin artması ve kullanılan yolların daha kısa ömürlü olması gibi problemler meydana gelmektedir. Ayrıca, asfalt maliyetinin artması da alternatif bir yol üstyapı tipinin gerekliliğini ortaya koymaktadır. Literatürde Yarı Esnek Kaplama olarak da bilinen Yarı Rijit Kaplama (YRK) tipi yol üstyapısı diğer kaplama tiplerine alternatif bir yol üstyapı dizaynıdır. YRK' ler, %25-35 boşluklu asfaltın içerisine bu kaplama tipi için geliştirilmiş akışkan harcın yerleştirilmesi ile inşa edilir.  
Bu tez çalışmasında, YRK inşaatı sırasında boşluklu asfaltın içerisini dolduran CEM I 42,5 R tip çimento bağlayıcılı dolgu harcına uçucu kül ve silis dumanının etkileri deneysel çalışmalarla araştırılmıştır. Bu atık malzeme olan puzolanlarla dizayn edilen harçlar terleme ve akışkanlık deneylerine tabi tutulmuş, kalıplardan çıkarılan numunelere basınç ve eğilme dayanımı ve kuruma büzülmesi deneyleri uygulanmıştır. Öncelikle, kontrol numunesi olarak sadece çimento, agrega, su ve süper akışkanlaştırıcı (SA) kullanılarak optimum karışım oranlarına sahip harç elde edilmiştir. Daha sonra çimentoya farklı oranlarda yapay puzolanlar olan silis dumanı ve uçucu kül ikame edilerek oluşturulan harçların optimum karışım oranları Yanıt Yüzey Metodu (YYM) ile belirlenmiştir. Belirlenmiş olan optimum dolgu harçları büyük kalıp boyutlarındaki boşluklu asfaltın içerisine yerleştirilerek YRK oluşturulmuştur. Oluşturulan YRK' dan karot numuneleri alınmıştır. Elde edilen numuneler, Marshall stabilite, indirekt-çekme dayanımı, basınç dayanımı, Cantabro ve donma-çözünme deneylerine tabi tutulmuştur.
Bütün elde edilen sonuçlara dayalı olarak, ileri yaş dayanımını ve soğuk hava tesirlerine karşı direncini artırdığı ve nem hasarına karşı duyarlılığı azalttığı için optimum silis dumanı oranı %5,9 olarak belirlenmiştir. Diğer bir taraftan kaplamanın ileri yaş dayanımını, soğuk hava tesirlerine karşı direncini ve aynı zamanda stabilite performansını artırdığı için optimum uçucu kül oranı da %12,5 olarak belirlenmiştir. Bu önerilen oranlarda uçucu kül ya da silis dumanının YRK dolgu harcında çimentoya ikameli olarak ayrı ayrı kullanılmasının, kaplamanın performansını artıracağı deneysel çalışmalar sonucu belirlenmiştir.

Abstract:
In our globalizing world, traffic volume and load are increasing in line with urban developments. These increases bring some problems such as increased road maintenance costs and shorter life span of the roads. In addition, the increase cost of asphalt, reveals the necessity of an alternative road pavement type. Semi-Rigid Pavement (SRP) type roads, also known as Semi-Flexible Pavement in the literature, which is an alternative road pavement design to other pavement types. SRP is constructed by placing the fluid mortar which is developed for SRP to %25-30 air void asphalt pavement.
In this thesis, the effects of fly ash and silica fume on the CEM I 42.5 R type cementitious filling mortar that filled the porous asphalt during the construction of SRP were investigated by experimental studies. Mortars, which is designed with this waste material pozzolans, were subjected to bleeding and fluidity tests, compressive and bending strength and drying shrinkage tests were applied to the samples which is removed from the moulds. First, mortar with optimum mixing ratios was obtained by using only cement, aggregate, water, and superplasticizer as control sample. Then, the optimum mixing ratios of the mortars formed by substituting silica fume and fly ash, which are artificial pozzolans at different rates, were determined by the Response Surface Method. SRP was formed by placing the determined optimum filling mortars into the porous asphalt in large mould sizes. Core samples were taken from the formed SRP. The obtained samples were subjected to Marshall stability, indirect-tensile strength, compressive strength, Cantabro and freeze-thaw tests.
Based on all the obtained results, the optimum silica fume ratio was determined as 5.9%, as it increases the advanced age strength and resistance to cold weather effects and reduces the susceptibility to moisture damage. On the other hand, the optimum fly ash rate was determined as 12.5%, as it increases the advanced age resistance of the coating, its resistance to cold weather effects, and its stability performance. It has been determined by experimental studies that the use of fly ash or silica fume separately in SRP filling mortar in these recommended ratios as a substitute for cement will increase the performance of the coating.