Krom ve oli̇vin atıklarının betonda kullanımının durabi̇li̇te özelli̇kleri̇ne etkisi
Effects of usage of chrome and olivin wastes in concrete on durability properties
Yazar: ÖMER ÇOBAN
Danışman: DOÇ. DR. EMRE SANCAK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında krom ve olivin atıklarının betonda kullanımının durabilite özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu etkinin araştırılması amacı ile hedef basınç dayanımı C30 olarak belirlenmiş ve referans beton ile karşılaştırılmak üzere bilyeli değirmen ile çimento inceliğine kadar öğütülmüş krom ve olivin atıklı betonlar üretilmiştir. Krom ve olivin atıkları betonda çimentoyla hacimce %5, %10, %20 ve %40 oranlarında yer değiştirilerek 15x15x15 cm'lik küp numuneler üretilmiştir. Prizini tamamlayan sertleşmiş beton numuneler kalıplarından çıkarılarak 7 ve 28 gün boyunca kür uygulanmıştır. 7 gün 22±1ºC'de suda kür edildikten sonra beton numunelerin yoğunluk, ultrases geçiş hızı, yüzey sertliği (Schmidt çekici) ve basınç dayanımı değerleri belirlenmiştir. 28 gün 22±1ºC'de suda kür edilen beton numunelerde ise yoğunluk, ultrases geçiş hızı, yüzey sertliği (Schmidt çekici), kılcal su emme katsayısı, kütlece su emme yüzdesi, porozite - kompasite yüzdesi ve basınç dayanımı değerleri bulunmuştur. Krom ve olivin atığı içeren numunelerden elde edilen ultrases geçiş hızı, yüzey sertliği ve basınç dayanımı değerlerinde belirli oranlarda düşüş meydana gelmiştir. Ancak %5, %10 ve %20 oranlarında atık içeren numuneler hedef basınç dayanımı üzerinde dayanım değeri sağlamışlardır. 

Yeterli basınç dayanımına sahip %5, %10 ve %20 oranlarında ayrı ayrı krom ve olivin atığı içeren beton karışımları ile Ø5x10 cm boyutlarındaki kalıplara demir donatılı (Ø10) betonarme numuneleri üretilmiştir. Bu numuneler, betonarme donatısı korozyon dirençlerinin belirlenmesi amacı ile 14 gün normal kür uygulandıktan sonra %5'lik NaCl çözelti ortamına nakledilmişlerdir. Çözelti içerisinde 17 hafta (yaklaşık 120 gün) tutulan numuneler, her hafta Lineer Polarizasyon ölçümlerine tabi tutularak donatı korozyonu ile ilgili Korozyon hızı, Rp, Ecor, Icor ve OCP değerleri ile belirlenmiştir.

Deney sonuçlarına göre krom ve olivin atıklarının ayrı ayrı %5 ve %10 oranlarında çimento yerine kullanımı, beton numunelere göre gömülü betonarme demirinin korozyon hızını yavaşlatmış ve korozyon direncini referans numuneye nazaran arttırmıştır.

Krom ve olivin atıklarının çevre kirletici etkilerinin azaltılması amacıyla %5 ve %10 oranlarında ayrı ayrı çimento ile yer değiştirilerek beton üretiminde kullanımı betona gömülü betonarme donatısının korozyona karşı direncini arttırdığından hem çevre hem de beton maliyetlerini azaltması bakımından yapı malzemeleri sektörüne olumlu katkı sağlayabilecektir.

Abstract:
In this research, the effects of usage of chrome and olivin wastes in concrete on durability properties were examined. With the aim of this effect's examination,  aimed compressive strength was fixed at C30 and concrete with ball mill grinding wastes of chrome and olivin was produced. Chrome and olivin wastes were replaced in the ratio of  %5, %10, %20 and %40 in concrete and 15x15x15 cubic concrete samples were produced. Hardening concretes were taken out of their molds and they were cured for 7- 28 days. After 7 days of cure in 22±1ºC water, values of density, ultrasonic pulse velocity,  surface hardness, and compressive strength were determined. After 28 days of cure in 22±1ºC water density, ultrasonic pulse velocity, surface hardness, values of capillary absorption coefficient, water absorption by weight percentage, porosity - compactness percentage and compressive strength were determined. Decrease was shown in values of ultrasonic pulse velocity, surface hardness and compressive strength of chrome and olivin wastes including samples. On the other hand, samples with %5, %10 and %20 waste have shown more strength than the aimed Compressive strength.

Using concrete mix with enough compressive strength, seperately including %5, %10 and %20 chrome and olivin waste, reinforced concrete samples were produced in Ø5x10 cm molds. In order to determine reinforced concrete corosion resistance, these samples were cured normally for 14 days, following that they were transferred to %5 NaCl solution. Samples kept in solution for 17 weeks ( about 120 days) were evaluated by lineer polarisation every week and corrosion rate related to reinforcement corosion was determined in Rp, Ecor, Icor ve OCP values.

By test results, use of chrome and olivin wastes seperately %5 and %10 instead of cement,  slowed down corrosion rate of reinforced concrete and increased corrosion resistance with regard to the reference sample.

Use of chrome and olivin wastes in concrete production, replacing separately %5 and %10 with cement, in order to decrease their effects in enviromental pollution increases reinforced concrete's resistance of corrosion. Therefore, it will provide positive contribution to the building materials industry, in terms of decrease in both enviromental and concrete costs.