Metakaolin içeren harçlarda alkali-silika reaksiyonunun deneysel olarak değerlendirilmesi
Experimental evaluation of alkali-silica reaction in mortars containing metakaolin
Yazar: İREM ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR ERDOĞDU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton hizmet verdiği ortamlarda çeşitli fiziksel ve kimyasal etkilere maruz
kalmaktadır. Bu nedenle betonun bünyesinde zamanla ciddi hasarlar meydana
gelebilmektedir. Hasara neden olan bu etkiler arasında ilk sırada alkali-silika reaksiyonu
gelmektedir. Alkali-silika reaksiyonu reaktif silis içeren agrega ile çimentoda mevcut alkali
oksitler arasında gerçekleşen kimyasal bir süreçtir. Bu reaksiyon nedeniyle meydana gelen
alkali-silika jeli ortamda mevcut suyun etkisiyle şişer ve betonun genleşmesine neden olur,
neticede beton çatlar.
Bu çalışmada alkali-silika reaksiyonu nedeniyle betonda meydana gelen genleşmeyi
azaltmada metakaolin kullanımının etkinliği araştırılmıştır. Bu amaçla değerlendirmede
ASTM C 1260 hızlandırılmış harç çubuk deney yöntemi kullanılmıştır. Doğu Karadeniz
Bölgesinde bazı lokasyonlardan temin edilen agregaların öncelikle alkali-silika reaktiflikleri
belirlenmiştir. Bu agregalardan Artvin-Şavşat yöresinden temin edilen agrega reaktiflik
itibariyle en zararlısı olarak tespit edilmiştir. Dolayısıyla deneysel çalışmada bu agreganın
kullanımına karar verilmiştir. Metakaolinin alkali-silika reaktifliğini bastırmada etkinliğini
belirlemek amacıyla metakaolin çimento ile ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20 oranlarında
ikame edilerek hazırlanan harç karışımlar üzerinde ölçümler gerçekleştirilmiştir.
Gerçekleştirilen deneysel çalışma neticesinde %10 oranında metakaolin kullanımı
alkali-silika kaynaklı genleşmeyi ilgili standardın verdiği sınır değerin altına çekmiş ve
metakaolin ikame oranı arttıkça genleşmeyi azaltmadaki etkisi belirginleşmiştir.
Anahtar Kelimeler: Alkali-silika reaksiyonu, Metakaolin, ASTM C1260

Abstract:
Concrete is exposed to various physical and chemical effects in the environments it
serves. For this reason, serious damage may occur in the concrete over time. The alkali-silica
reaction comes first among these damaging effects. The alkali-silica reaction is a chemical
process that takes place between the aggregate containing reactive silica and the alkali oxides
present in the cement. The alkali-silica gel formed due to this reaction swells with the effect
of the water present in the environment and causes the concrete to expand, as a result, the
concrete cracks.
In this study, the effectiveness of using metakaolin in reducing the expansion in
concrete due to ASR was investigated. For this purpose, ASTM C 1260 accelerated mortar
bar test method was used in the evaluation. First of all, alkali-silica reactivity of the
aggregates derived from some locations in the Eastern Black Sea Region were determined.
Of these aggregates, the aggregate obtained from the Artvin-Şavşat region was determined
as the most harmful in terms of reactivity. Therefore, it was decided to use this aggregate in
the experimental study. In order to determine the effectiveness of metakaolin in suppressing
alkali-silica reactivity, measurements were carried out on mortar mixtures prepared by
replacing metakaolin with cement at 5%, 10%, 15% and 20% by weight.
As a result of the experimental study, the use of 10% metakaolin reduced the alkalisilica-
induced expansion below the limit value given by the relevant standard, and the effect
of reducing the expansion became evident as the metakaolin substitution rate increased.
Keywords: Alkali-silica reaction, Metakaolin, ASTM C1260