Yüksek sıcaklığa maruz kalmış normal betonlarda silis dumanı, metakaolin ve uçucu külün dayanıma kombine etkisi
Combined effect of silica fume, metacaoline and fly ash in normal concrete exposed to high temperature
Yazar: BÜŞRA YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. BAHAR DEMİREL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde betonun dayanım ve dayanıklılığını arttırmak, yüksek sıcaklığa maruz kalmış betonun dayanım kaybını en aza indirmek için çeşitli yöntem ve malzemeler araştırılmaktadır. Puzolanik özelliğe sahip mineral katkılar da bu malzemelerdendir. 
Bu tez çalışmasında, hacimce farklı yüzdelerde mineral katkı maddeleriyle (uçucu kül, silis dumanı, metakaolin) oluşturulmuş betonların yüksek sıcaklık sonrası mekanik özellikleri araştırılmıştır. Mineral katkı maddelerinin oranları yapılan puzolanik aktivite deneyleri sonucunda belirlenmiştir. Yapılan literatür araştırması sonucunda, ana matrisinde hacimce %10 silis dumanı içeren, farklı uçucu kül yüzdeleri (%10,%20,%30) ve farklı metakaolin yüzdelerine sahip (%10,%15,%20)  9 seri, %10 silis dumanı içeren bir kontrol serisi ve bir tane de mineral katkısız kontrol serisi olmak üzere toplamda 11 farklı seri hazırlanmıştır. Numunelerin 7, 28, 90 günlük kür süreleri sonunda basınç ve çekme dayanımları incelenmiştir. Yüksek sıcaklık sonrası dayanım kayıplarını belirlemek maksadıyla, 28 günlük numuneler laboratuvar ortamındaki fırında farklı sıcaklıklara (400, 600, 800 o C) maruz bırakılmıştır.
Çalışma sonunda %10 uçucu kül katkısı ile birlikte %20 metakaolin katkısının kombine etkisinin dayanımı arttırdığı görülmüştür. Yapılan ultrases ve porozite deneylerinin de bu sonucu desteklediği görülmüştür. Yüksek sıcaklık sonrası basınç dayanımı değerleri incelendiğinde, sıcaklık artışına bağlı olarak tüm serilerde dayanım kaybı gözlemlenirken en yüksek dayanımı gösteren seri sıcaklığa bağlı olarak farklılık arz etmiştir. 600 oC de daha önce yapılan çalışmalarda da gözlemlendiği gibi metakaolin yüzdesi arttıkça serilerin yüksek sıcaklıktan etkilenme oranları azalmıştır. 800 oC de ise yine daha önce yapılan çalışmalarda olduğu gibi en yüksek dayanımın tüm mineral katkı maddelerinin optimum kullanıldığı seride (%10 silis dumanı, %10 uçucu kül, %15 metakaolin) gözlemlenmiştir.

Abstract:
Today, various methods and materials are being investigated to increase the strength and durability of concrete and to minimize the loss of strength of concrete exposed to elevated temperatures. Mineral additives with pozzolanic properties are among these materials.
In this thesis study, mechanical properties after elevated temperature of concretes composed with mineral additives (fly ash, silica fume, metakaolin) in different volumes were investigated. The proportions of mineral additives were determined as a result of pozzolanic activity tests. As a result of the literature research, 9 series containing 10% silica fume by volume in its main matrix, different fly ash percentages (10%, 20%, 30%) and different metakaolin percentages (10%, 15%, 20%), 10% silica fume A total of 11 different series were prepared, including one control series and one control series without mineral additives.
Compressive and tensile strengths of the samples were examined at the end of 7, 28 and 90 days curing periods. In order to determine the strength losses after elevated temperature, 28-day-old samples were exposed to different temperatures (400, 600, 800 o C) in the high temperature furnace. 
At the end of the study, it was observed that the combined effect of 10% fly ash and 20% metakaolin additive increased the strength. It has been observed that the ultrasonic pulse velocity and porosity tests performed also support this result. When the compressive strength values after elevated temperature are examined, strength loss was observed in all series due to the temperature increase, while the series showing the highest strength differed depending on the temperature. As observed in previous studies at 600 oC, as the percentage of metakaolin increased, the rate of exposure of the series to high temperatures decreased. At 800 oC, as in previous studies, the highest strength was observed in the series where all mineral additives were optimally used (10% silica fume, 10% fly ash, 15% metakaolin).