Tünellerde kullanılan püskürtme beton kalitesini etkileyen agrega özellikleri
Investigation of aggregate properties affecting shotcrete properties used in tunnels
Yazar: ERCAN GÜNGÖREN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN CORUK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Günümüzde kullanım alanı gittikçe artan püskürtme betonun uygulamasında ortaya çıkan başlıca sorunlardan biri, püskürtme betonun uygulanan yüzeye veya daha önce püskürtülen tabakalara yapışmamasıdır. Ribaunt (geri seken) bu yapışmayan beton genellikle kullanılamaz. Püskürtme beton uygulaması esnasında geri seken bu malzemenin çevreye ve ekonomiye olumsuz etkileri vardır. Bu çalışmada, ribaunt miktarını en aza indirgemek hedefiyle farklı özellikteki agregaların püskürtme betondaki ribaunt ve püskürtme beton kalitesine etkisi araştırılmıştır. Agregaların mühendislik özellikleri püskürtme betonunun dayanımını, kullanılan çimento ile kimyasal katkının miktarını etkilemektedir. Bu nedenle agregaların, mineralojik ve petrografik yapısı ile fiziksel ve mekanik özelliklerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Bütün bu özelliklerin betonun performansını ve durabilitesini önemli ölçüde etkilediğinden, üretilen agregaların standartlara uygunluğu belirlenmeden herhangi bir yatırıma gidilmesi sakınca oluşturmaktadır. 

Bu amaçla, Sapanca-Geyve Yüksek Hızlı Tren Hattı T2 Tünel projesinde püskürtme betonunda kullanılan farklı kökenli agregaların püskürtme betonunun kalitesine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada kireçtaşı ve dolomit kökenli kırmataş ile dere agregasının, mühendislik özelliklerinin belirlendiği deneyler yapılmıştır. Sahada, bu agregalarla üretilen püskürtme betonlarının ribaunt miktarları ve proktor penetrometre değerleri tespit edilmiştir. Uygulama esnasında testi yapılmış, hazırlanan karot numunelerin mukavemeti belirlenmiştir. Böylece her tip agrega için üretilen beton karışımında bulunan agregaların kullanılabilirliği, betondaki mukavemet ve ribaunt miktarları tayin edilmiştir. 

Deney sonuçlarına göre kireçtaşı ve dolomit agregalarından üretilen püskürtme betonlarında gereken ilk sertlik, priz süresi ve mukavemet değerlerine ulaşılmıştır. Dere malzemesiyle üretilen betonun mukavemeti ve priz alma süresi ise sınır değerlerinin altındadır. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde agrega özelliklerinin, püskürtme betonu kalitesini etkilediği ve proje maliyetini denetlediği belirlenmiştir. Proje ölçütlerinin sağlanması için göreceli olarak daha uzak kırmataş ocaklarından malzeme temin edilmesi gerekmiştir.

Abstract:
One of the main problems that arise in the application of shotcrete, whose area of use is increasing, is that the shotcrete does not adhere to the applied surface or to the previously sprayed layers. Rebound (bounce) this non-adherent concrete generally cannot be used.  This material, which bounces during the application of shotcrete, has negative effects on the environment and economy.  In this study, the effect of aggregates with different characteristics on the rebound and shotcrete quality in shotcrete was investigated in order to minimize the amount of rebound.  Engineering properties of aggregates affect the strength of shotcrete, the amount of cement and chemical additive used. Therefore, the mineralogical and petrographic structure and physical and mechanical properties of aggregates should be well known. Since all these properties significantly affect the performance and durability of the concrete, it is inconvenient to make any investments without determining the compliance of the produced aggregates to the standards.
For this purpose, the effects of aggregates of different origin used in shotcrete on the quality of shotcrete were investigated in the Sapanca-Geyve High Speed Train Line T2 Tunnel project.  In the study, experiments were carried out to determine the engineering properties of limestone and dolomite based crushed stone and stream aggregate. The rebound amounts and proctor penetrometer values of the shotcrete produced with these aggregates were determined in the field. During the application, the test was made and the strength of the prepared core samples was determined.  Thus, the usability of the aggregates in the concrete mixture produced for all types of aggregates, the strength and rebound amounts in the concrete were determined.
According to the test results, the initial hardness, setting time and strength values required in shotcrete concretes produced from limestone and dolomite aggregates were reached. The strength and setting time of the concrete produced with stream material are below the limit values. When all results are evaluated, it is determined that aggregate properties affect the shotcrete quality and control the project cost.  In order to meet the project criteria, materials had to be procured from relatively distant crushed stone quarries.