Mineral katkılar kullanılarak üretilen kendiliğinden yerleşen betonların mekanik özeliklerinin ve dayanıklılığının incelenmesi
The effect of mineral additives on the mechanical and durability properties of self compacting concrete
Yazar: MÜCTEBA UYSAL
Danışman: PROF. DR. KEMALETTİN YILMAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Fiziği ve Malzemesi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Dayanım = Strength ; Kendiliğinden yerleşen betonlar = Self compacting concretes ; Perde duvar = Shear wall ; İşlenebilirlik = Machinability

Özet:
Bu çalışma, mineral katkıların çimento ile değişik ikame oranlarında kullanılmasıyla üretilen KYB'lerin taze haldeki işlenebilirlik, sertleşmiş halde ise mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin incelenmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu sebeple ilk olarak uçucu kül, yüksek fırın cürufu (YFC), doğal zeolit, kalker tozu, bazalt tozu ve mermer tozunun farklı yer değiştirme oranlarında kullanılması ile üretilen betonların taze beton deneyleri ile kendiliğinden yerleşebilirlik özelliklerini sağlayıp sağlamadıklarına bakılmış ve bu özelliği sağlamayan mineral katkıların değişik ikame oranlarındaki karışımları elenerek bu özelliği sağlayan betonların ise mekanik ve dayanıklılık özellikleri incelenmiştir.Taze beton deneyleri olarak çökme-yayılma (slump-flow), T50 süresi, V hunisi ve L kutusu deneyleri yapılarak mineral katkıların çimento ile farklı ikame oranlarındaki karışımlarının ?kendiliğinden yerleşebilirlik? özellikleri araştırılmıştır. Mekanik özellikler ise, basınç dayanımı, ultrases geçiş hızı ve elastisite modülü deneyleri ile belirlenmeye çalışılmıştır. Laboratuvar ortamından çıkarak sahada bu betonların ?kendiliğinden yerleşebilirlik? özelliklerini incelemek amacıyla farklı karışımlarda, büyük boyutlu (300x150x20cm), L şekilli ve sıkı donatılı yapısal perde elemanları üretilmiştir. Bu elemanların değişik bölgelerinden karot numuneler alınarak, yatayda ve düşeyde kendi ağırlığı ile herhangi bir sıkıştırma uygulanmadan sıkı donatılı kalıbına yerleşen betonların döküm noktası uzaklığına göre dayanım değişimleri, birim ağırlıkları ve su emme oranları incelenmiştir. Ayrıca bu perde elemanlara Schmidt çekici uygulanarak yatay ve düşeyde dayanımın üniformluluğu belirlenmeye çalışılmıştır.Dayanıklılık deneyleri olarak su emme, hızlı klorür geçirgenliği, basınçlı su derinliği (impermeabilite), yüksek sıcaklık etkisi ve sülfat direnci deneyleri gerçekleştirilmiştir.Deney sonucu elde edilen veriler değerlendirildiğinde, YFC'nin çimento ile % 60 oranında ikame edilmesiyle üretilen karışım işlenebilirlik deneylerinde en yüksek işlenebilirlik değerleri vermiştir. Erken yaş dayanımı olarak (7. gün) en yüksek dayanımı çimentonun mermer tozu ile % 10 oranında ikame edilmesiyle üretilen karışım, 400 günlük numuneler üzerinde yapılan basınç dayanımı sonucunda ise en yüksek dayanımı uçucu külün çimento ile % 25 oranında ikame edilmesiyle üretilen karışım vermiştir. Farklı bileşimde üretilip perde elemanlarına yerleştirilen KYB'lerin dar ve sıkı donatılı kalıplar içerisinde homojen olarak yayıldığı görülmüştür. Durabilite deneyleri sonucunda, uçucu kül ve YFC ikameli karışımların diğer karışımlara göre daha iyi performans sergilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, it was investigated that the effect of different mineral additives on the workability, mechanical and durability properties of self compacting concrete. For this reason, fly ash, granulated blast furnace slag (GBFS), natural zeolite, limestone powder, basalt powder and marble powder were used in different substituation rates and it was carried out the workability tests to determine `?self compactibility?? and the mixtures which provided this qualification, tests proceeded to determine mechanical and durability properties of SCC.As workability tests, slump-flow, T50, V-funnel and L-box tests were performed and `?self compactibility?? were determined. Mechanical properties were determined by compressive strength tests, ultra-sound velocity tests and elastic modulus tests. Moreover, large-sized (300x150x20 cm), L-shaped and double-sided reinforcement mesh equipment which was designed often combined with a special pre-screen in the form of equipment and placed in molds and different SCC mixtures were produced. Afterwards, by taking into account reinforcement points, the different height levels of the curtain wall core samples taken and these samples were made on the compressive strength, unit weight and water absorption tests.Impermeability tests, rapid chloride ion permeability tests, high temperature effect tests and sulphate resistance tests were performed as durability tests on the SCC.When test results were evaluated it can be seen that, the best results were obtained in the workability tests by granulated blast furnace slag 60% substituation rate with cement in SCC. As early age compressive strength, marble powder has shown the best performance by 10% substituation rate with cement. According to 400 days compressive strength test results, fly ash shown the best performance by 25% substituation rate with cement. It can be seen that self compacting concretes consolidated by its own weight homogeneously in the narrow curtain wall reinforcement construction elements. Finally, GBFS and fly ash SCC mixtures performed better performance than other mixtures as durability properties.