Metakaolin içeren farklı C3A içeriğine sahip çimentolu sistemlerin tiksotropik özelliklerinin araştırılması
Investigation of rheological properties of cementitious systems containing different C3A content containing metakaolin
Yazar: ÖZNUR BİRİCİK
Danışman: DOÇ. DR. ALİ MARDANİ AGHABAGLOU
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Metakaolin = Metakaolin ; Reolojik özellikler = Rheologic properties ; Tiksotropi = Thixotropy ; Trikalsiyum alüminat = Tricalcium aluminate ; Çimento enjeksiyon yöntemi = Cement grouting method

Özet:
Bu tez çalışmasında, çimento C3A içeriği ve metakaolin (MK) kullanım oranının çimentolu sistemlerin taze ve sertleşmiş hal özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Hamur karışımlarının priz süresi ve akış özelliği; harç karışımlarında ise hedef yayılmayı sağlamak için yüksek oranda su azaltıcı katkı gereksinimi, kıvam koruma performansı ve basınç dayanımı belirlenmiştir. Ayrıca çimento hamuru karışımlarının zamana bağlı reolojik parametrelerinin değişimini (tiksotropi) incelemek amacı ile karışım hazırlandıktan hemen sonra ve 20 dakika bekletildikten sonra reolojik ölçümleri döngü yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, ön karıştırma prosedürünün, karıştırma süresinin, uygulanan maksimum deformasyon hızının ve 1 saniyedeki deformasyon hız artışının karışımların tiksotropik davranışına etkisi incelenmiştir. Çimento incelik değerinin ve MK kullanım oranının artışı ile hamur karışımlarının Marsh hunisi akış süresi değerleri artmıştır. Su azaltıcı katkı kullanım oranının düşük olduğu durumda, MK kullanım oranının artışı ile karışımların mini-çökme yayılması değerlerinde azalma gözlemlenmiştir. Tüm karışımların yapısal toparlanma alanı değerlerinin yapısal bozulma alanı değerinden yüksek olduğu belirlenmiştir. C3A oranı, MK kullanım oranı ve çimento inceliğinin artışı ile dinamik eşik kayma gerilmesi, nihai viskozite ve yapısal toparlanma alanı değerlerinin arttığı, bu artışın zamanla daha belirgin olduğu anlaşılmıştır. Çimento C3A içeriği ve MK kullanım oranından bağımsız olarak zamanla meydana gelen yapı oluşumunun çoğunlukla geri döndürülebilir olduğu anlaşılmıştır. Ön karıştırma hızının artışı, karıştırma süresinin artışı, deformasyon hızının azalması ile C3A oranının dinamik eşik kayma gerilmesi ve viskozite değerleri üzerindeki etkisinin daha belirgin olduğu anlaşılmıştır. Çimento C3A içeriği ve MK ikame oranının artışıyla harç karışımlarının yayılma değerleri azalmıştır. MK ikame oranının artışı ile 28 ve 90 günlük basınç dayanımı değerleri artış göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, the effect of cement C3A content and metakaolin (MK) utilization rate on the fresh and hardened state properties of cementitious systems were investigated. Setting time and flow properties of paste mixtures and high range water reducing admixture demand to provide the target flow value, consistency retention performance and compressive strength of mortar mixtures were determined. In addition, rheological measurements of cement paste mixtures were carried out with the loop method, immediately after the mixture was prepared and after waiting for 20 minutes in order to examine the change of rheological parameters depending on time (thixotropy). In this regard, the effects of pre-shearing procedure, mixing time, applied maximum deformation rate and deformation rate increase in 1 second on the thixotropic behavior of the mixtures were investigated. Marsh-funnel flow time values of paste mixtures increased with the increase of cement fineness and MK utilization ratio. In cases where the water reducing admixture utilization rate is low, a decrease in the mini-slump values of the mixtures was observed with the increase in the MK usage rate. It was determined that the structural recovery area values of all mixtures were higher than that of the structural deterioration area values. It was understood that the dynamic yield stress, final viscosity and structural recovery area values increased with the increase in C3A ratio, MK usage rate and cement fineness. This behavior was more pronounced by elapsed time. Irrespective of the cement C3A content and the MK utilization rate, the structure formation that occurred by elapsed time was mostly reversible. It was understood that the effect of C3A ratio on dynamic yield stress and viscosity values was more pronounced with the increase of pre-shearing rate, a increase of mixing time, a decrease of deformation rate. The flow values of the mortar mixtures decreased with the increase of cement C3A content and MK replacement ratio. With the increase of MK replacement ratio, the 28 and 90-day compressive strength values  increased.