Döküm süresi ve birleşim geometrisinin betondaki soğuk derz oluşumuna etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of concrete casting duration and joint geometry on the formation of cold joints
Yazar: ÖZKAN ÖLMEZ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET EMİROĞLU
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Betonun kalıba yerleştirilmesi sırasında bazı aksaklıklardan dolayı farklı zamanlarda dökülen beton kütleleri arasında aderans zayıflığı nedeniyle, iki kütlenin ayrı çalışmasına neden olan, betonun bütünlüğünü bozan bir imalat hatası oluşabilmektedir. Soğuk derz olarak bilenen bu imalat hatası, betonun prizini almaya başlamasından ya da tamamen prizini aldıktan sonra ikinci kütlenin dökülmesi ile meydana gelmektedir. Bu proje kapsamında, aşağıda belirtilen yöntemler kullanılarak, betonda soğuk derz olgusu ayrıntılı bir şekilde incelenerek ve soğuk derz oluşumunda etkili parametrelerden olan farklı döküm zamanları ile birleşim noktası ara yüzeyi için kritik süre ve geometri önerileri uygulanmıştır. Bu çalışmada kırma taş agregası, CEM-I 42.5R tipi çimento, kimyasal beton katkıları ve suyun belli oranlardaki karışımları ile TS EN206' da belirtilen S3 (100-150 mm) çökme kıvam sınıfında ve C25/C30 beton sınıfında maksimum agrega tane çapı 19 mm olan beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu betonun mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenerek beton priz süresi tayin edilmiştir. Soğuk derz olgusunu araştırabilmek için, 100x100x500 mm kiriş, 350x250x70 mm prizma, ø100×200 mm silindir ve 150x150x150 mm küp olmak üzere numuneler üretilmiştir. Dökümü gerçekleştirilen betonlarda soğuk derze kontrollü bir şekilde imkân vermek amacıyla C25/C30 dayanım sınıfında ve beton priz süresine göre -30, 0, +30, +60, +120, +240, +480,+1140. Dakikalarda olmak üzere 8 farklı zaman diliminde beton dökümü gerçekleştirilmiştir. Ayrıca beton birleşim geometrisinin etkisini araştırmak üzere 100x100x500 mm kiriş numuneler yedi farklı beton birleşim yüzeyi (doğal, kademeli, 30°, 45°, 60°, 90) kullanılarak üretilmiştir. Üretilen numuneler üzerinde tek eksenli basınç dayanımı, dört nokta eğilme deneyi, yarmada çekme dayanımı, doğrudan çekme dayanımı, çekip çıkarma, rozenans frekansı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak beton döküm sırasında gecikmeler olması durumunda soğuk derz oluşumuna engel olabilmek adına; priz süresinin sona ermesinden itibaren ikinci tabakanın en geç 2 saate kadar dökülmesi gerektiği ve daha iyi aderans için ilk döküm yüzeyinin 30° açıyla seviyelenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
During the placement of concrete into the mould, production defect may occur which leads concrete to work separately and damages the unity between mass of concrete poured at different times due to the weakness of adherence because of some glitches. That production defect, known as cold joints, may occur when pouring the second mass (layer) after the hardening of the concrete has just started or finished hardening. In the scope of this project, the case of cold joints in concrete will be examined in detail using the following methods and the different casting time, critical duration and geometry recommendations for interface of joint point which are effective parameter in the formation cold joints will be presented. In this study, a concrete design was done by mixing the ingredients such as crushed stone aggregate, Portland cement, concrete chemicals and water with S3 (100-150 mm) slump consistency class specified in TS EN 206, C25/30 and C30/37 strength class, and 19 mm maximum aggregate grain size. The physical and mechanical properties of the produced concrete were determined and the fresh concrete settlement period was evaluated. In order to investigate the cold joint phenomenon, specimens such as 100x100x500 mm beam, 350x250x70 mm prism, ø100×200 mm cylinder, and 150x150x150 mm cube were cast. Concrete casting has been performed for 8 different time periods (-30, 0, +30, +60, +120, +240, +480, +1140 minutes based on the settlement time) in the C25 / C30 strength class in order to allow the cold joints in a controlled manner. In addition, 100x100x500 mm beam specimens were produced using seven different concrete connection surfaces (natural, stepped, 30°, 45°, 60°, 90°) to investigate the effect of the concrete connection geometry in terms of cold joint. Uniaxial compressive strength, four-point bending strength, indirect tensile strength, tensile strength, pull-off and resonance frequency tests were performed on the produced specimens. As a result, in case of delay during casting of concrete, in order to prevent cold joint formation; the second layer must be cast for at least 2 hours from the end of the set period, and the first casting surface must be levelled at a 30° angle for better adherence.