Uçucu kül içeren kendiliğinden yerleşen hibrid lifli betonların bazı özelliklerinin araştırılması
The investigation of some properties of self compacting hybrid fiber concrete containing fly ash
Yazar: ALİ ÖZ
Danışman: DOÇ. DR. ABDULKADİR CÜNEYT AYDIN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada uçucu kül içeren kendiliğinden yerleşen hibrid lifli betonların özellikleri üzerine bir çalışma yapılmıştır. Bu doğrultuda; 3 farklı lif tipinin kendiliğinden yerleşen beton teknolojisinin uygulanması ile üretim ve kullanılabirliğinin araştırılması, kendiliğinden yerleşen beton teknolojisinin hibrid lifli betonlara uygulanması ve uçucu kül içeren hibrid lifli kendiliğinden yerleşen betonun özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla deneysel çalışma üç temel grup halinde yapılmıştır. Deney karışımlarında çimento, A grubunda %10, B grubunda %15 ve C grubunda %20 oranında uçucu kül ile yer değiştirilmiştir. Tüm deneylerde 0,38 su/bağlayıcı (çimento+mineral katkı) oranı, %2 oranında çelik lif ve pirinç kaplı çelik lif ve buna ilaveten %0, %0,05 ve %0,1 oranında polipropilen lif katkılı kendiliğinden yerleşen betonlar üretilmiştir. Üretilen betonlar üzerinde taze halde; yayılma çapı ve 50 cm çapa yayılma süresi (t50), V-hunisi akış süresi, L-kutusu ve J-halkası deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş halde ise, mekanik özellikler açısından, basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı,  eğilme dayanımı, ultrasonik dalga hızı ve kuru birim ağırlık, durabilite açısından ise yüksek sıcaklık etkisi (200, 400 ve 600°C'de ağırlık kaybı, ultrasonik dalga hızı ve basınç dayanımı), donma çözülme deneyi (50, 100 ve 300 çevrimde ağırlık kaybı, ultrasonik dalga hızı ve basınç dayanımı) ve basınçlı su geçirimliliği deneyleri yapılmıştır. Beton numunelerden SEM görüntüsü alınarak mikro yapıları incelenmiştir. Sonuç olarak, karışımlarda çelik lif miktarı ve polipropilen lif miktarı arttıkça yayılma çapının düştüğü, uçucu kül ve pirinç kaplı çelik lif miktarının artmasıyla yayılma çapının arttığı gözlemlenmiştir. Karışımlarda uçucu kül ve çelik lif miktarı arttıkça basınç dayanımına paralel olarak yarmada çekme dayanımı ve eğilme dayanımında da artışlar gözlemlenmiştir. Polipropilen lif içeren karışımlar, yüksek sıcaklığa maruz kaldıklarında basınç dayanımlarında ciddi oranda düşüşler gözlemlenmiş fakat ağırlık kayıplarında azalma olduğu tespit edilmiştir. Karışımlardaki poliropilen lif miktarı artıkça donma çözülme etkisinde meydana gelen dayanım kaybı değerlerinde azalmalar meydana gelmiştir. SEM kullanılarak çekilen mikrograflar incelendiğinde; uçucu külün betonda mikro düzeyde doluluk sağladığı, kalsiyum hidroksiti bağlayarak CSH'ları oluşturması, ara yüzeylerde aderansın sağlanması gibi mikro yapıda olumlu etkileri olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the properties of self-compacting hybrid fiber reinforced concrete including fly ash have been investigated. In this respect; the production and usability with the implementation of self-compacting concrete technology of the three different fiber type, the implementation for hybrid fiber concrete of self-compacting concrete technology self-compacting concrete and the properties of hybrid fiber self-compacting concrete including fly ash have been investigated. For this purpose, the experimental study was carried out in three basic types. fly ash in 10% in group A, 15% in group B and 20% in group C by weight of cement in the mixtures was used and water/ binder (cement and mineral admixtures) rate for all the mixtures was 0,38 and 2% steel fibers and brass coated steel filaments and additionally 0%, 0,05% and 0,1% polypropylene fiber reinforced self-compacting concrete was produced. For fresh concrete; flow diameter and 50 cm in diameter propagation time (t50), V-funnel flow time, L-box and J-ring tests have been performed. For hardened concrete, compressive strength, tensile splitting strength, flexural strength, ultrasonic pulse velocity and dry unit weight in terms of mechanical properties, and high temperature effect (ultrasonic pulse velocity, weight loss and compressive strength at 200, 400 and 600ºC), freeze-thaw tests (compressive strength, ultrasonic pulse velocity and weight loss at 50, 100 and 300 cycles) and pressurized water permeability experiments in terms of durability were performed. The microstructure was examined with SEM images obtained from the concrete samples. Consequently, it was observed that the amount of steel fibers and polypropylene fibers in the mixture increased, the flow diameter decreased and the amount of fly ash and brass coated steel filaments increased, the flow diameter increased. It were observed that the amount of fly ash and of steel fibers in the mixture increased, the splitting tensile strength and the flexural strength increased in parallel to the compressive strength. When subjected to high temperature the mixtures containing polypropylene fibers, it was observed occurring a significant reduction on compressive strengths, but it was found to decrease in weight loss. When polypropylene fiber content of mixtures has been increased, strength loss occurring from freeze-thaw effect decreased. When examined SEM images, it has been identified that fly ash has provided coverage at the micro level in concrete, formed the CSH linking calcium hydroxide and provided the adhesion at the interfaces.