Ekstrüde çimento esaslı malzemelerin durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of durability properties of extruded cement based materials
Yazar: MEHMET ÖZEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Donma-çözülme = Freezing-thawing ; Ekstrüzyon = Extrusion ; Çimento = Cement

Özet:
Çimento esaslı malzemeler (ÇEM) hem taşıyıcı hem de koruyucu olarak kullanılan yapı malzemeleridir. Genel olarak geleneksel üretim teknikleriyle üretilen çimento esaslı malzemelerin üretimini hızlandırmak, performansını arttırmak ve lif donatılı kompozitlerin üretimini kolaylaştırmak için son yıllarda yeni üretim teknikleri geliştirilmiştir. Malzemelere plastik şekil vermede kullanılan ekstrüzyon, çimento esaslı malzemelerin üretiminde kullanılan önemli tekniktir.Bu çalışmada, çimento esaslı malzemelerin üretiminde ekstrüzyon tekniği kullanılmıştır. Çalışmanın amacı, ekstrüzyon tekniği kullanılarak üretilen çimento esaslı malzemelerin donma-çözülme performanslarının araştırılmasıdır. Bu tez kapsamında, ÇEM' in boşluk yapısı hakkında fikir sahibi olmak için su emme ve kılcal geçirimlilik deneyleri ile donma-çözülme döngüsü sonunda durabilite özelliklerinin belirlenmesi amacıyla ağırlık kaybı deneyleri ve mekanik deneyler yapılmıştır. Süperakışkanlaştırıcı (SA) ve kıvam düzenleyici (KD) katkıların ve polipropilen (PP) liflerin varlığı ve oranlarının, ekstrüde malzemelerin boşluk yapısı ve durabilite özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; KD ve SA oranlarının artırıldığı durumlarda su emme oranlarında belirgin bir değişim olmadığı, lifli ürünlerin su emme oranlarının lif içermeyen ürüne göre daha düşük değerler aldığı, KD ve lif oranlarının artırıldığı durumlarda kılcal geçirimlilik katsayılarının azaldığı, SA oranı artırıldığında ise kılcal geçirimlilik katsayısının arttığı belirlenmiştir. Donma-çözüme deneyi sonunda yapılan mekanik deneylerden elde edilen grafikler incelendiğinde, donma-çözülme döngülerinden sonra (D.Ç.S.) ekstrüde malzemelerin eğilme dayanımlarında, kırılma enerjilerinde ve basınç dayanımlarında donma-çözülme döngüsü öncesi (D.Ç.Ö.) elde edilen dayanımlara göre dikkate değer azalmalar her bir seri için meydana geldiği açıkça görülmektedir. KD, SA ve lif oranları arttıkça donma-çözülme döngüsü sonunda ağırlık kayıplarının azaldığı, KD oranı arttıkça eğilme dayanımının ve kırılma enerjisinin arttığı, basınç dayanımında ise belirgin bir değişim olmadığı, SA oranı arttıkça eğilme dayanımının ve kırılma enerjisinin arttığı, basınç dayanımında ise belirgin bir değişimin olmadığı, lifli ürünlerin de lifsiz ürünlerde olduğu gibi eğilme dayanımları ve kırılma enerjilerinin donma-çözülme döngüsünden önceki değerlerine göre azaldığı belirlenmiştir.

Abstract:
Cement-based materials are used as both bearing and protective construction materials. Cement-based materials are typically manufactured by conventional production techniques. In recent years, to speed up the production of these materials, to improve performance and to facilitate the production of fiber reinforced composites new production techniques have been developed. Extrusion is a plastic-forming method which is an important technique used in manufacturing cement-based materials.In this study, cement-based materials (CEM) were produced by the extrusion technique. The aim of the study, is to investigate the performance of the freeze-thaw of cement-based materials which produced by the extrusion technique. Within the scope of this thesis, to have an idea about CEM 's pore structure, by the end of freeze-thaw cycle, to determine durability characteristics, water absorption and capillary permeability tests, the weight loss experiments and mechanical tests were performed. The effect of the presence and ratio of super plasticizers (SA), consistency modifying agent (KD) admixtures and polypropylene fibers (PP) on the durability properties and pore structure of extruded material were investigated.Studies on the stability of materials shows that; increasing KD and SA ratios do not effect water absorption rate significantly. Howeever, specimens with PP reduces the water absorption rate compare to those without PP. Increase in KD and fiber results in decrease of capillary permeability coefficient. Increase in SA results in increase of capillary permeability coefficient. The more the rate of KD, SA and fiber the less the reduction of weight loss. On the other hand, freeze-thaw cycle resistance values decreased compared to the previous values. The increase in the rate of KD, results in an increase of bending strength and fracture energy but compressive strength does not show a significant difference. The increase in the rate of SA, results in an increase of bending strength and fracture energy but compressive strength does not show a significant difference. Bending strength and fracture energy values, after freeze-thaw cycles, decreased in both fiber and fiber free products.