Agrega özelliklerinin betonda alkali silika reaksiyonu üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of aggregate properties on alkali silika reaction in concrete
Yazar: AKNUR BAKHYTZHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR KARAMAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Alkali-silika reaksiyonu (ASR), beton agregalarında yer alan reaktif silis (opal, çört, kalsedon ve kuvars gibi) ile betonun boşluklarında çözelti halde bulunan çoğunlukla çimento kaynaklı olan alkaliler (sodyum oksit ve potasyum oksit) arasında oluşan reaksiyondur. Geçmişten günümüze beton yapıların dayanıklılığını etkileyen önemli bir faktördür. Bu reaksiyon, betonda nem etkisiyle genleşen alkali-silis jelinin oluşmasına neden olur ve genleşme sonucu meydana gelen çekme gerilmeleri çatlamaya yol açar. Sonucunda betonarme yapı elemanının zaman içerisinde bozulup, işlevini yitirmesine sebep olmaktadır. Bu nedenle, beton içeriğinin yaklaşık olarak %70'ini oluşturan agreganın özelliklerinin iyi bilinmesi ve agregada var olan serbest silis içerikli zararlı minerallerin tespit edilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasının amacı, agrega özelliklerinin betonda alkali silika reaksiyonu üzerindeki etkisini araştırmaktır. Bu amaca yönelik olarak, hızlandırılmış harç çubuğu yöntemi yapılmış ve kayaçlar ASR yönünden araştırılmıştır. Bazalt, kuvarsit ve kil taşı ASR yönünden riskli bulunmuştur. Mineralojik, kimyasal ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) analizleri ile olası ASR etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. ASR yönünden zararlı örneklerin SEM analizinde iğnemsi mikro yapıların geliştiği görülmüştür. Kimyasal analiz sonuçları da hızlandırılmış harç çubuğu yöntemi sonuçlarını desteklemiştir.

Abstract:
Alkali silica reaction (ASR) is a concrete durability problem whereby certain forms of silica in aggregates react in high alkaline pore solutions in concrete to form a reaction product that expands in the presence of moisture. It is an important factor affecting the durability of concrete structures from past to present. This reaction causes the formation of alkaline-silica gel in the concrete with the effect of moisture, and tensile stresses resulting from expansion lead to cracking. As a result, the structure of the reinforced concrete structure in time, causing the loss of function. Therefore, it is necessary to know the properties of the aggregate which constitutes approximately 70% of the concrete content and to detect harmful minerals with free silica present in the aggregate. The aim of this thesis is to investigate the effect of aggregate properties on alkaline silica reaction in concrete. For this purpose, accelerated mortar bar method test was carried out and the rocks were investigated for ASR. Basalt, quartzite and clay stone were found to be risky in terms of ASR. Mineralogical, chemical and SEM (Scanning Electron Microscopy) analyzes were used to determine the possible effects of ASR. In the SEM analysis of the harmful samples interms of the ASR, acicular microstructures were observed to develop. The results of the chemical analysis also supported the results of the accelerated mortar bar method.