Alkali ile aktive edilmiş hafif betonların özelliklerinin araştırılması
Investigation of the properties of alkali-activated lightweight concretes
Yazar: SERHAT ÇELİKTEN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SARIDEMİR
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, alkali ile aktive edilmiş hafif betonların özellikleri araştırılmıştır. Deneysel çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada Portland çimentolu kontrol karışımı hariç, 5 farklı seride 57 farklı alkali ile aktive edilmiş harç karışımı üretilmiştir. Alkali ile aktive edilmiş harç karışımlarında bağlayıcı malzeme olarak yüksek fırın cürufu ve uçucu kül, alkali aktivatör olarak da sodyum hidroksit ve sodyum silikat farklı oranlarda kullanılmıştır. Üretilen harçların birim ağırlık, ultrases geçiş hızı (Upv), eğilme dayanımı (ffs) ve basınç dayanımı (fc) değerleri deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca, seçilen harçlar üzerinde yüksek sıcaklık deneyi gerçekleştirilmiş, harçların birim ağırlık, Upv, ffs ve fc değerlerinde yüksek sıcaklık etkisiyle meydana gelen değişimler irdelenmiştir. İkinci aşamada ise öncelikle her bir harç serisinden en iyi mekanik özelliklere sahip 2 harç karışımı seçilmiştir. Portland çimentolu kontrol karışımından hariç, seçilen harç karışımları ile aynı bağlayıcı faza sahip 10 farklı hafif beton karışımı üretilmiştir. Beton karışımlarında bağlayıcı miktarı 500 kg/m3 ve su:bağlayıcı oranı 0.48 olarak belirlenmiştir. Beton karışımlarında agrega olarak farklı miktarlarda bazik pomza agregası kullanılmıştır. Hafif betonların çökme, birim ağırlık, su emme, kılcal su emme, Upv, ffs, fsts ve fc değerleri deneysel olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, betonların ağırlık ve fc değerlerinde asit, sülfat ve yüksek sıcaklık etkisiyle meydana gelen değişimler incelenmiştir. Ayrıca, yüksek sıcaklık etkisinin seçilen harçların ve hafif betonların mikro yapılarında ve mineralojik kompozisyonlarında meydana getirdiği değişimler incelenmiştir.

Abstract:
In this study, properties of alkali-activated lightweight concretes are investigated. This experimental study is performed in two stages. In the first stage, except from the control mortars produced with Portland cement, 57 different alkali-activated mortar mixtures in 5 series are manufactured. Blast furnace slag and fly ash are employed as precursors and sodium hydroxide and sodium silicate are used as the alkali activators at different ratios in the alkali-activated mortar mixtures. The unit weight, Ultsound pulse velocity (Upv), flexural strength (ffs) and compressive strength (fc) values of the mortars are determined experimentally. In addition, after high temperature exposure, the changes in the unit weight, Upv, ffs and fc values of the selected mortars are investigated. In the second stage, two mortar mixtures have the highest mechanical properties in each series are selected. Except from the control mixture made with Portland cement, 10 different lightweight concrete mixtures which have the same binding phase with the selected 10 mortar mixtures are produced. The binder dosage and water to binder ratio of the concrete mixtures are determined as 500 kg/m3 and 0.48, respectively. Basaltic pumice aggregate is used in the concrete mixtures in different amounts as aggregate. The slump, unit weight, water absorption, capillary water absorption, Upv, ffs, fsts and fc values of the lightweight concretes are determined experimentally. In addition, after exposure to acid, sulfate and high temperature, the changes in the weights and fc values of the concretes are observed. Besides, the influence of high temperature on the microstructures and mineralogical compositions of the selected mortars and the concretes are examined.