Farklı tür agregalarla üretilen silindirle sıkıştırılmış betonların fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical and mechanical properties of roller compacted concretes produced with different aggregates
Yazar: AHMET OKAN SAVAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL KILIÇ
Kırklareli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Silindirle sıkıştırılmış beton (SSB), geleneksel betona göre yeni kullanılmaya başlanan bir yapı malzemesidir. Genellikle yol ve baraj inşaatlarında kullanılmaktadır. Düşük su/çimento oranı ile üretilen SSB, rijit yol kaplama türlerinden biridir. SSB ile üretilen yol hızlı bir şekilde kullanıma açılabilmekte ve geleneksel yapı malzemeleri kullanılarak üretilebilmesi sayesinde ekonomik yarar sağlamaktadır. 
Yapılan deneysel çalışmalarda malzeme olarak CEM I 42,5 R Portland çimentosu, dolomit, bazalt, mermer, iki farklı tür kalker  olmak üzere beş farklı agrega, doğal kum ve şebeke suyu kullanılmıştır. İlk olarak kullanılan agrega örnekleri üzerinde sıkışık ve gevşek birim hacim ağırlık, özgül ağırlık, su emme, Los Angeles Parçalanma direnci tayini ve elek analizi deneyleri yapılmıştır.İdeal su/çimento oranını belirlemek amacıyla 0,32, 0,35, 0,38 ve 0,41 su/çimento oranlarına sahip olacak şekilde C30/37 dayanım sınıfında silindirle sıkıştırılmış beton numuneleri üretilmiştir.Üretilen beton numunelerinin tamamında çökme sıfır olacak şekilde karışım tasarlanmıştır. Su/çimento oranını belirlemek amacıyla yapılan çalışmalarda dolomit agregası ve doğal kum kullanılmıştır. Dolomit agregası 12-19 mm kırmataş, 4-12 mm kırmataş ve 0-4 mm kırmataş tozu ve 0-4 mm doğal kum olmak üzere belli oranlarda karıştırılmıştır. Sırasıyla, dolomit agregalarından %25,  %25, %25 ve doğal kumdan %25 oranlarında olacak şekilde agrega karışımı hazırlanmıştır. Farklı su/çimento oranı ile üretilen SSB numuneleri üzerinde çökme, basınç dayanımı, eğilme dayanımı, ultrases geçiş hızı ve dinamik elastisite modülü tespiti yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre yapılan karışımlar içerisinde en iyi dayanım değerlerinin 0,35 su/çimento oranından elde edildiği belirlenmiştir. Farklı tür agregalarla yapılacak olan sonraki çalışmalarda 0,35 su/çimento oranı sabit tutulmuştur. Su/çimento oranı 0,35 olarak belirlendikten sonra farklı tür agregalarla karışımlar hazırlanmıştır. Dolomit, bazalt, mermer, iki farklı tür kalker  olmak üzere beş farklı agreganın her biri 12-19 mm kırmataş II, 4-12 mm kırmataş I ve 0-4 mm kırmataş tozu olarak kullanılmıştır. Ayrıca farklı agrega karışımlarının herbiri 0-4 mm boyutunda doğal kum ile karıştırılmıştır. 7 ve 28 günlük basınç dayanımlarının belirlenmesi için 15 cm çapında ve 30 cm yüksekliğinde silindir, 28 günlük eğilme dayanımları için ise 15 cm×15 cm×75 cm boyutlarında prizmatik numuneler kullanılmıştır. Eğilme dayanımı testinden önce 28 günlük prizmatik numunelerden yararlanılarak ultrases geçiş hızı ve dinamik elastisite modülü değerleri belirlenmiştir. Farklı tür agregalardan üretilen SSB numunelerinin test sonuçları belirlenmiş ve kendi aralarında kıyaslama yapılmıştır.

Abstract:
Roller compacted concrete (RCC) is a construction material which has recently been introduced compared to conventional concrete. Roller compacted concrete is generally used in road and dam construction. RCCs having low water/cement (w/c) ratio are one of the rigid road pavement types. RCC can be quickly opened for use after production and provides economic benefit by the way of being produced with conventional building materials.
In the experimental studies, CEM I 42.5 R Portland cement, five different coarse aggregates (dolomite, basalt, marble, two different types of limestone), natural sand and tap water were used. Firstly, compact and loose bulk density, specific gravity, water absorption, Los Angeles abrasion resistance and sieve analysis tests were performed on the aggregate samples used. In order to determine the ideal water/cement ratio, roller compacted concrete specimens of C 30/37 strength class were produced and the w/c ratio of RCC specimens was changed as 0.32, 0.35, 0.38 and 0.41. For all concrete specimens, the slump value was zero in the fresh state. In the studies conducted to determine the ideal water/cement ratio, dolomite aggregate and natural sand were used. In RCC production, the dolomite aggregates of 12-19 mm crushed stone, 4-12 mm crushed stone, 0-4 mm stone powder and 0-4 mm natural sand were mixed in certain proportions. Aggregate mixture was prepared by using 25% (by weight) of each aggregates. The slump value, compressive strength, flexural strength, ultrasonic pulse velocity and modulus of elasticity were determined on RCC specimens having different water/cement ratio. Based on to the test results, it was determined that the highest strength values were obtained with 0.35 water/cement ratio. The water/cement ratio of 0.35 was kept constant in subsequent studies conducted with different types of aggregates. After the water/cement ratio was determined as 0.35, mixtures were prepared with different types of aggregates. Five different aggregates (dolomite, basalt, marble and two different types of limestone), were used as 12-19 mm crushed stone II, 4-12 mm crushed stone I and 0-4 mm stone powder. In addition, each of the different aggregate mixtures were mixed with 0-4 mm natural sand. In order to determine the compressive strengths at the ages of 7 and 28 days, cylindrical specimens with 15 cm diameter and 30 cm height were used. Prismatic specimens with the dimensions of 15 cm×15 cm×75 cm were used to determine flexural strengths at the age of 28 days. Before bending test, ultrasonic pulse velocity and modulus of elasticity values were determined by using 28-day prismatic specimens. Test results of RCC samples produced with different types of aggregates were determined and comparisons were made between the RCC specimens produced.