Yüksek sıcaklığa maruz kalan barit agregalı çimento ve alkali aktive harçların gama ışını soğurma özelliklerine kolemanitin etkisi
The effect of colomanite on the gamma ray attenuation properties of barite aggregate cement and alkali-actived mortars exposed to high temperature
Yazar: SÜREYYA KÖK
Danışman: DOÇ. DR. HACI SÜLEYMAN GÖKÇE
Bayburt Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yangın veya yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan beton ve bileşenlerinin yapılarında çeşitli değişimler meydana gelerek kompozitlerin yapısını bozmaktadır. Bu  nedenle  meydana  gelen fiziksel ve mekanik özelliklerdeki değişimler oldukça önemlidir. Çalışma kapsamında ısıl işlem safhasında  yüksek  sıcaklık  etkisinde  kalan  harç  numunelerinin  fiziksel  ve  mekanik özeliklerindeki  değişimler  ile gama  ışını  soğurma  performanslarına  kolemanitin  etkisi incelenmesi  amaçlanmıştır. Hazırlanan  alkali  aktive  ve çimento esaslı barit  agregalı harç numuneleri300ve 500oCsıcaklıklaratabi tutulmuştur. Kolemanit ikamesi ile  oluşturulan hamurlarda kıvam ve priz süresi, harçlarda ise yayılma tablası, yoğunluk, su emme ve basınç dayanımı deneyleri  gerçekleştirilmiştir. Ayrıca  çalışma  kapsamında, 137Csve 60Co radyonüklitlerinin ilgili gama ışını enerji seviyelerinde (662 keV, 1173 keV ve 1332 keV), NGCal programı ile teorik olarak belirlenen lineer soğurma katsayıları araştırılmıştır. Çimento harç numunelerinde kolemanitin kullanımı ile su emme değerleri %27,7'evaran oranda, alkali aktive  harçlardaise%13,8'e varan oranda  artmıştır.  Yüksek  sıcaklık, basınç  dayanımları üzerinde çimento harçlarında %33,1'eve alkali aktive harçlarda ise%39,3'e varan kayıplara yol  açmıştır. Buna  paralel  olarak  gama ışını soğurma  performanslarında  benzer  kayıplar gözlemlenmiştir. Gama ışını soğurma performansı daha yüksek olan çimento harçlarının lineer soğurma katsayıları, yüksek sıcaklıkta 1332 keV'lik enerji seviyesi için %24,7'evaran kayıpla0,159cm-1'den 0,141cm-1'e düşerken, alkali aktiveharçların da bu değer %17,8'e varan kayıpla 0,135 cm-1'den 0,111cm-1'e düşmüştür. Sonuç olarak, kolemanitin dayanım ve gama ışını soğurma özelliklerinden çok fazla kayıp vermeden barit agregalı harçlarda bağlayıcı yerineağırlıkça%5 oranında eklenebileceği görülmüştür.

Abstract:
Various changes occur in the structures of the concrete and its components, which are exposed to the effects of fire or high temperature, and disrupt the structure of the composites. For this reason, changes in physical and mechanical properties are very important.Withinthe scope of the study, it was aimed to examine the changes in the physical and mechanical properties of the mortar  samples  exposed to  high  temperature  during  the  heat  treatment  phase  andcolemanite effect on their gamma ray attenuation performance. The prepared alkali-activated and cement-basedbarite aggregate mortar samples were exposed to 300 and 500 °C temperatures.Thetestsofconsistency and setting time in paste samples, and flowtable, density, water absorption and compressive  strength in  mortarswere  performed.  In  addition, lineer  attenuation  coefficients theoretically determined by NGCal softwarewere investigated at the gamma ray energy levels (662  keV,  1173  keV  and  1332  keV)  of 137Cs  and 60Co  radionuclides. With  substitution  ofcolemanite,the  water  absorption  valuesincreasedby up  to 26,8%in  cement  mortar  samples and  by up  to 6,54%  in  alkali-activated  mortar.The  high  temperature  caused losses  on compressive strengthby up to 33,1in cement mortars and by up to 39,3%in alkali-activated mortars. In parallelwith these results, similar losses were observed in gamma ray attenuation performances. At  high  temperature  for  1332  keV  energy  level,  while the  linear attenuation coefficientsof  cement  mortars having higher  gammarayattenuation performance  decreased from  0.159  cm-1to  0.141  cm-1with  a  loss  of  up  to  24,7%,  those  of  alkali-activated  mortars reduced from 0.135 cm-1to 0.111 cm-1with a loss of up to 17,8%. In conclusion, it isseen that the colemanite up to 5% can be used instead of binder, by weight,in barite aggregate mortarswithout causing much loss of strength and gamma ray attenuation properties.