Fıbercement karışımlarının ve özelliklerinin iyileştirilmesi
Improving properties of fibercement mixtures
Yazar: BERKAY ZAFER ERDEM
Danışman: PROF. DR. NABİ YÜZER ; YRD. DOÇ. DR. CEREN İNCE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Fibercement 19. yüzyılın sonlarına doğru, kum, çimento ve lif kullanılarak üretilmiş kompozit bir malzemedir. Fibercement levhalar genellikle pürüzsüz düz yüzey kaplamaları, iç mekanlarda ahşap görünümü veren dekoratif kaplama elamanı ve kenar uygulamalarında kullanılan çok yönlü bir malzemedir. Fibercement levhalar, uzun ömürlü yapı malzemeleridir ve inşaat sektöründe kullanımı açısından sürdürülebilirliği ile ön plana çıkmaktadır. Yapılan çalışmalarda fibercement levha karışımlarının ve özelliklerinin iyileştirilmesini incelemek ve bu özellikleri daha da geliştirmek amacıyla inert malzemeler, lifler ve mineral katkılar kullanılmıştır. İnert malzeme olarak kuvars kumu ve diatomit, lif olarak selüloz ve polipropilen lif, mineral katkı maddeleri olarak ise granüle yüksek fırın cürufu ve uçucu kül seçilmiş ve bu malzemelerin fibercement levhaların durabilite ve mekanik özelliklerine olan etkisin inceleyebilmek amacıyla kütle ölçümü, kıvam, kılcal su emme, basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve karbonatlaşma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kuvars kumu ve diatomit malzemeleriyle yapılan deneyler sonucunda, diatomit ikame oranının artırılmasıyla fibercement levhaların kütlesinde azalma, basınç ve eğilme dayanımlarında ise artış gözlemlenmiştir. Ayrıca diatomit ikame oranını artışıyla levhaların karbonatlaşma derinliğinde ve kılcal su emme miktarında azalma gözlemlenmiştir. Lif malzemeleri ile yapılan deney sonuçlarında lif miktarının artırılmasıyla levhaların basınç dayanımlarında ve özellikle polipropilen lif içeren fibercement levhaların eğilme dayanımlarında artış görülmüştür. Ayrıca kılcal su emme deneyi sonucunda selüloz lif içeren fibercement levhaların polipropilen lif içeren levhalara kıyasla kılcal su emme miktarının daha az olduğu sonucuna varılmıştır. Mineral katkıları ile yapılan çalışmalarda ise levhaların özellikle durabilitesi üzerinde durulmuştur. Deneylerde granüle yüksek fırın cürufu ve uçucu kül ikame oranı arttırıldığında levhaların karbonatlaşma derinliğinde ve levhaların 28. gün basınç dayanımlarında azalma gözlemlenmiştir. Çalışmalarda ayrıca uzun vadeli basınç dayanımı deneyleri yapılmasına karar verilmiş ve olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Son olarak %100 diatomit ve granüle yüksek fırın cüruf içeren levhaların farklı kür ortamlarındaki basınç dayanımlarını incelemek için normal laboratuvar koşulları, su kürü (22°C) ve sıcak su kürü (40°C) koşullarında bekletilmiş ve en yüksek basınç dayanımını veren levhalar sıcak su kürü içerisinde bekletilen numunelerde görülmüştür. 
Tezde fibercement karışımlarının ve özelliklerinin iyileştirilmesi incelenmiş ve raporlanmıştır. Yapılan çalışmalarda diatomit kullanarak daha hafif, daha dayanıklı ve yüksek mukavemetli levhalar üretilebiliceği ve bunun yanında mineral katkılar kullanılarak sürdürülebilir yapı malzemesi üretimi için pratik sonuçlar elde edilmesi sağlanmıştır.
Anahtar kelimeler: Diatomit, durabilite, mukavemet, mineral katkı malzemeleri, lif

Abstract:
Fibrecement is a composite material made using sand, cement and fibres invented in the late 19th century. Fibrecement plates generally used for various interior and exterior applications as a smooth, flat surface for cladding, partitioning and edging. The use of fibrecement plates in construction industry is increasing due to its advantages over traditional materials. In this thesis in order to investigate factors affecting durability and mechanical properties of fibrecement plates inert materials, fibres and supplementary cementing materials (SCMs) are used. As an inert material quartz sand and diatomit, as a fibre cellulose and polypropylene fibres and as a supplementary cementing materials fly ash (FA) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) are used as partial replacement materials to the binder and mass measurement, consistency, sorptivity, compression strength, flextural strength and carbonation experiments were carried. Diatomite has much lower density and has smaller fine particles compared to quartz sand. The experimental results using quartz sand and diatomit indicated that the increase in the partial replacement levels of diatomite resulted in a significant decrease in the total mass of fibrecement plates and increase in compressive and flextural strength. Durability characteristics such as sorptivity and resistance to carbonation are improved considerably with the use of diatomite. The experimental results using cellulose and polypropylene fibres indicated that increase in volume of cellulose and polypropylene fibre increased compressive strength of fibrecement plates and especially flextural strength of fibrecmenet plates when polypropylene fibres were used. Another result using fibres in sorptivity experiment is fibrecement plates produced with cellulose fiber showed low sorptivity than plates which produced with polypropylene fibers. At last, the experimental results using fly ash and ground granulated blast furnace slag indicated that the increase in the replacement levels of both FA and GGBS resulted in a systematic decrease in the short-term compressive strength but increase resistance to carbonation of fibrecement plates. With this result, a long-term study is determined to investigate the development of the compressive strength of fibre cement plates using SCMs. Effects of curing conditions to compressive strength of fibrecement plates which includes %100 diatomit and granulated blast furnace slag also investigated by comperison of plates which are cured in normal laboratory condition, under water (22°C) and under hot water (40°C) and results showed that plates cured in hot water gave highest compressive strength.
The major factors that affect the durability and mechanical properties of the fibre cement plates are studied in this thesis. The author strongly believes that the results generated throughout the thesis have important practical consequences in terms of producing light weight, more durable and high strength plates as well as supporting more sustainable production of these plates using SCMs.
Keywords: Diatomite, durability, strength, supplementary cementing materials, fibre