Puzolan ve atık lastik agregası içeren çelik lifli betonların mekanik özellikleri
Mechanical properties of pozzolan and waste tire aggregate contained steel fiber reinforced concrete
Yazar: TACETTİN ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELİM CEMALGİL
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Puzolan ve atık lastik agregası kullanımının çelik lifli beton özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla C30 sınıfında, farklı çelik lif ve atık lastik oranlarına sahip numuneler imal edilmiştir. CEM I 42,5 R sınıfı portland çimentosunun kullanıldığı karışımda, puzolan olarak uçucu kül kullanılmıştır. Uçucu kül, karışımdaki çimento ağırlığının % 15'i (67,5 kg/m³) oranında ikameli olarak kullanılmıştır. Su/çimento oranı kontrol numunesi karışımında 0,48, akışkanlaştırıcı kullanılan lifli numune karışımlarında ise 0,40 olacak şekilde ayarlanmıştır. Bu amaçla % 1,5 oranında süper akışkanlaştırıcı kullanılmıştır. 
Karışımda, 35 mm uzunlukta 0,75 mm çapında galvanize, tutkallı çelik lifler 50 kg/m³ ve 30 kg/m³ oranlarında kullanılmıştır. 0-5 mm, 5-12 mm ve 12-22 mm çapında doğal agregalar sırasıyla % 45, % 30 ve % 25 oranlarında kullanılmıştır. Taze beton karışımları % 10 ve % 15 oranlarında öğütülmüş atık lastik, ince agrega yerine ikameli edilerek hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar taze beton deneyleri yapıldıktan sonra kalıplara yerleştirildi. 24 saat sonra kalıptan alınan beton numuneler 28 gün laboratuarda kür tanklarında, daha sonra açıkta bekletilmiştir. Üretilen numuneler; basınç, eğilmede çekme, yarmada çekme, diyagonal yarma, ultrases geçiş hızı, kılcal su emme, donma çözülme ve aşınma deneylerine tabi tutulmuştur. Bu testler için 30 adet 100x100x500 mm boyutlarında kiriş, 135 adet 100x100x100 mm boyutlarında küp numuneler üretilmiştir.
Deneyler sonucunda çelik lifli betonların neredeyse tamamının lif içermeyen kontrol numunesine kıyasla daha yüksek dayanıma sahip olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca çelik lifli betonlar kendi aralarında kıyaslandıklarında; % 10 atık lastik ve 50 kg çelik lif içeren K1 ile % 10 oranında atık lastik ve 30 kg çelik lif içeren K3 beton numunelerinin diğer betonlara göre daha yüksek dayanıma sahip olduğu anlaşılmıştır. 150 ve 300 devir donma çözülme etkisine maruz bırakılan tüm lifli numuneler kontrol numunesinden yaklaşık % 50 oranında daha az etkilenmiştir. Kendi aralarında kıyaslandıklarında 50 kg lif ve % 10 öğütülmüş atık lastik içeren beton numunelerin 300 devir donma çözülme etkisine karşı daha dayanıklı olduğu anlaşılmıştır. 
Tüm deney sonuçları topluca değerlendirildiğinde, 50 kg/m³ çelik lif ve % 10 oranında atık lastik agregası içeren K1 betonunun en ideal oranlara sahip karışım olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study the effect of using pozzolan and waste tire aggregate on steel fiber reinforced concrete (SFRC) properties was investigated. For this purpose, samples with different steel fiber and waste tire ratios were produced in the C30 class. CEM I 42.5 R class Portland cement was used in the mixture and fly ash used as pozzolan. Fly ash was used as a substitute at the rate of 15 % (67.5 kg/m³) of cement weight in the mixture. The water/cement ratio was adjusted to be 0.48 in the control sample mixture and 0.40 in the fibrous sample mixtures using plasticizers. Super plasticizer used as 1,5 % volume of mixture. 35 mm length 0,75 mm diameter galvanized, glued steel fibers were used in the ratio as 50 kg/m³ and 30 kg/m³. Natural aggregates with a diameter of 0-5 mm, 5-12 mm and 12-22 mm were used at the rates of 45 %, 30 % and 25 % respectively. As a substitute for fine aggregate, ground waste tire granules added to fresh concrete mixtures at the rates of 10 % and 15 %. The prepared mixtures were placed in the molds after fresh concrete experiments.
Concrete samples taken from the molds after 24 hours were kept in curing tanks in the laboratory for 28 days, then in the open air for 90 days. The produced samples were subjected to Ultrasonic pulse velocity (UPV), split tensile strength, diagonal-cube splitting, three point bending beam, compressive strength, capillary water absorption, freeze/thaw resistance and abrasion resistance tests. For these tests, 30 beams of 100x100x500 mm dimensions and 135 cubes of 100x100x100 mm dimensions were produced.
As a result of the experiments, it was understood that almost all of the steel fiber concretes had higher strength compared to the fiber-free control sample. In addition, when steel fiber concretes are compared among themselves, K1 concrete samples containing 10 % waste rubber (50 kg steel fiber) and K3 concrete samples containing 10 % waste rubber (30 kg steel fiber) have higher strength than other concretes. All fibrous samples subjected to 150 and 300 cycle freeze-thaw effect were affected approximately 50 % less than the control sample. When compared with each other, it was understood that concrete samples containing 50 kg steel fiber and 10 % ground waste rubber were more resistant to 300 cycle freeze-thaw effect.
When all test results are evaluated collectively, it has been determined that K1 concrete containing 50 kg/m³ steel fiber and 10 % waste tire aggregate is the mixture with the most ideal proportions.