Uçucu kül ve polipropilen lif içeren kendiliğinden yerleşen betonun yüksek sıcaklık altında özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the properties of the self-consolidating concrete containing flying ash and polypropylene fiber under high temperature
Yazar: MUHAMMET ADAR
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FERHAT BİNGÖL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton basınç dayanımı = Concrete compressive strength ; Kendiliğinden yerleşen betonlar = Self compacting concretes ; Polipropilen lif = Polypropylene fiber ; Ultrases geçiş süresi yöntemi = Ultrasonic pulse transit time ; Uçucu kül = Fly ash ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Kendiliğinden yerleşen beton (KYB), geleneksel betona kıyasla işlenebilirlik, işçilik maliyetindeki azalma ve yüksek dayanım gibi önemli faydalar sağlayan yüksek performanslı bir beton türüdür. KYB üretiminde yüksek oranda ince malzeme ve/veya viskozite düzenleyici katkı ve su azaltıcı süperakışkanlaştırıcı kullanılmaktadır. KYB üretiminde toz malzeme olarak çoğunlukla kireçtaşı tozu, uçucu kül, granüle yüksek fırın cürufu ve silis dumanı kullanılmaktadır.
Bu çalışmada öncelikle KYB üretilmiş ve üretilen KYB'nin tüm karışım oranları sabit tutularak içerisine farklı oranlarda polipropilen lif eklenerek (0,25, 0,50, 0,75 ve 1.00 kg/m3) taze beton deneylerinin işlenebilirliği ve sertleşmiş kontrol numunelerinin dayanımına lif miktarının etkisi incelenmiştir. Farklı oranlarda lif içeren sertleşmiş numuneler dört farklı sıcaklıkta (25, 250, 500 ve 750°C), yüksek sıcaklık fırınında 3 saat yüksek sıcaklığa maruz bırakıldıktan sonra oda sıcaklığına gelene kadar bekletilmiştir. Numunelerin ultrases geçiş hızı ölçümleri yapılarak boşluk yapıları hakkında fikir edinilmiştir. Son olarak sertleşmiş beton deneyleri ve ultrases geçiş hızı ölçümleri arasındaki ilişki ile yüksek sıcaklığın beton üzerindeki etkisi incelenmiştir. Böylece farklı lif içeriği ve yüksek sıcaklıkta kendiliğinden yerleşen polipropilen lifli betonun taze ve sertleşmiş haldeki özellikleri belirlenmiştir.
Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, KYB'de polipropilen lif miktarı arttıkça betonun akıcılık özelliğini olumsuz yönde etkilediği, basınç dayanımına etki etmediği, çekme dayanımını bir miktar olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Sıcaklığın 500°C ve üzerinde olmasının, beton basınç dayanımını önemli derecede etkilediği, sıcaklık arttıkça dayanım kayıplarının arttığı ve ultrases geçiş hızı ölçümlerinin de buna paralellik gösterdiği tespit edilmiştir.
Polipropilen liflerin sıcaklık artışına bağlı olarak eridiği ve böylece beton numuneler içerisinde boşluk oluştuğu bilinmektedir. Yüksek sıcaklık etkisinde numunelerin boşluk yapısındaki artışla birlikte mukavemet kayıplarının arttığı görülmüştür. En fazla mukavemet kaybı 750°C'ye tabi tutulan numunelerde görülmüş olup, 500°C'den sonra mukavemet kaybının belirgin olarak arttığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Self-consolidating concrete (SCC) is a high-performance concrete type that provides significant benefits such as workability, labor cost reduction and high strength compared to conventional concrete. A high percentage of fine material, and/or viscosity regulating additive and water reducing superplasticizer are used in the production of SCC. Limestone powder, fly ash, granulated blast furnace slag and silica fume are mostly used as powder material in the production of SCC.
In this study, firstly SCC was produced, and all mixture ratios of the produced SCC were kept constant and the effect of the amount of fiber on workability of fresh concrete tests and on the strength of the hardened control samples were investigated by adding different proportions of polypropylene fiber (0,25, 0,50, 0,75 and 1,00 kg/m3). The hardened samples containing different proportions of fiber were kept in four different temperatures 
(25, 250, 500, 750°C) at the high-temperature oven for 3 hours and then cooled to room temperature. Ultrasonic pulse velocity measurements of the samples were carried out and an idea was given about the space structures. Finally, the relationship between hardened concrete tests and ultrasonic pulse velocity measurements and the effect of high temperature on the concrete were investigated. Thus, fresh and hardened properties of self-consolidating fiber concrete at different fiber content and high temperature were determined.
According to the results obtained from the study, as the amount of polypropylene fiber increases in the SCC increases, it has been found that it affects the fluency of concrete negatively, does not affect the compressive strength and it affects the tensile strength in a very small amount.
It has been determined that the temperature of 500°C and above affects the concrete compressive strength significantly, as the temperature increases, it is determined that the strength losses increase and the ultrasonic pulse velocity measurements are parallel to this. 
It is known that the polypropylene fibers melt due to the increase in temperature and thus the cavity in the concrete samples is formed. It was observed that the loss of strength increased with the increase in the gap structure of the samples under high-temperature effect. The maximum loss of strength was observed in samples subjected to 750°C, and after 500°C, the loss of strength was observed to be significantly increased.