Silis dumanı ve yüksek fırın cürufunun reaktif pudra betonların özelliklerine etkisi
The effect of silica fume and blast furnace slag on the properties of reactive powder concrete
Yazar: MAHMOUD M MOHAMED ISSA
Danışman: DOÇ. DR. SELÇUK MEMİŞ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Granüle cüruf = Granulated slag ; Porozite değişimleri = Porosity changes ; Reaktif pudra beton = Reactive powder concrete ; Silis dumanı = Silica fume

Özet:
Reaktif pudra beton (RPB), beton endüstrisinin malzeme kullanımını optimize etmesine, ekonomik faydalar sağlamasına ve güçlü, dayanıklı ve çevreye duyarlı yapılar inşa etmesine olanak sağlayarak gelişen bir kompozit malzemedir. Reaktif pudra beton (RPB) nispeten yeni bir çimentolu malzemedir. Başlıca özellikleri, çok düşük bir su-çimento  (s/ç) oranı olan yüksek oranda portland çimentosu bileşeni içerir. RPB, mekanik özellikler, özellikle de basınç dayanımında ve ultra yüksek performans ile karakterize edilir ve bu inşaat sektörü için muazzam bir ilgi oluşturmuştur. Bu çalışmanın temel amacı, çelik lif ilavesiyle silis dumanı (SD) ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufundan (YFC) RPB üretmektir. Deneysel program, SD ve YFC içeriği kullanılarak hazırlanan on deneme karışımı olarak hazırlanmıştır. Karışımlarda çimento ağırlıkça %0, %15 ve %30 silis dumanı içerikleri ve çimento ağırlıkça %0, %15 ve %30 YFC içerikleri kullanılmaktadır. Piyasadan temin edilen malzemeler kullanılarak RPB üretiminin araştırıldığı bu çalışmada standart koşullarda ve 25°C kür sıcaklığında 90 günlük numunelerin 107.9 MPa minimum basınç dayanımına başarıyla ulaştığı belirlenmiştir. RPB betonlarında 90 gündeki en yüksek basınç dayanımı ise %30 SD ve %30 YFC ile elde edilmiş ve 117,2 MPa ulaşılmıştır. Ayrıca, SD eklenmesinin RPB'nin erken ve sonraki yaşlarında basınç dayanımı ve yarmada-çekme dayanımı üzerinde olumlu etkileri olduğu, YFC 'nin ise RPB'nin mekanik özellikleri üzerinde olumsuz bir etkisi olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, daha sonraki yaşlarda YFC'nin dahil edilmesi mekanik özelliklerin iyileştirilmesine yol açmıştır. Ayrıca, SF ve YFC ile çimento ikamesi, RPB'nin gözenekliliği ve su absorpsiyonu üzerinde olumlu bir etkiye sahip olfuğu belirlenmiştir.

ANAHTAR KELİMELER: Reaktif pudra beton, RPB, silis dumanı, öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu, porozite, su emme

Abstract:
Reactive powder concrete (RPC) is a developing composite material that will allow the concrete industry to optimize material use, generate economic benefits, and build structures that are strong, durable, and sensitive to environment. Reactive Powder Concrete (RPC) is a relatively new cementitious material. Its main features include a high percentage ingredient of Portland cement, very low water-to- cement ratio. RPC is characterized by ultra-high performance in mechanical properties, particularly in compressive strength; and this would be of tremendous interest to construction practitioners. The main goal of this study is to produce RPC from silica fume (SF) and ground granulated blast furnace slag (GGBFS) with inclusion of steel fiber. The experimental program was prepared as a mixture of ten trials using SD and YFC content. In the mixtures, silica fume contents of 0%, 15% and 30% by weight of cement and 0%, 15% and 30% of YFC contents by weight of cement are used. In this study, in which RPB production was investigated using commercially available materials, it was determined that 90-day samples successfully reached 107.9 MPa minimum compressive strength under standard conditions and 25°C curing temperature. The highest compressive strength in RPB concretes in 90 days was obtained with 30% SD and 30% YFC and reached 117.2 MPa. In addition, it was observed that the addition of SD had positive effects on the compressive strength and split-tensile strength in the early and later ages of the RPB, while YFC had a negative effect on the mechanical properties of the RPB. However, the incorporation of YFC at later ages led to improved mechanical properties. In addition, cement substitution with SF and YFC was found to have a positive effect on the porosity and water absorption of the RPB.

KEYWORDS:Reactive powder concrete, RPC, silica fume, ground granulated blast furnace slag, porosity, water absorption