Kaolin kullanımının kendiliğinden yerleşen harçların dayanım ve dayanıklılık özelliklerine etkisi
The effect of kaolin use on the strength and durability properties of self-compacting mortars
Yazar: FURKAN ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARATAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı mineral katkı kullanımının kendiliğinden yerleşen harcın (KYH) dayanım ve dayanıklılık özelliklerine etkisinin araştırılmasıdır. Beton üretiminde yüksek dayanım, dayanıklılık ve optimum işlenebilirlik özelliklerini belirlemek için hem taze hem de sertleşmiş harç özellikleri incelenmiştir. Mineral katkı maddelerinin (Silis dumanı, uçucu kül, yüksek fırın cürufu, metakaolin vb.) çimento yerine ikame edilmesi harçların taze ve sertleşmiş özelliklerini önemli derecede etkilemektedir. Ayrıca yapılacak çalışmalarla çimento yerine ikame edilen mineral katkı malzemelerine yöresel anlamda yenilerini eklemek hem yöre hem de ülke ekonomisine katkı sağlayacaktır.
Bu çalışmada, KYH üretiminde normal agrega olarak 0-2 mm ve 2-4 mm dere agregası kullanılmıştır. Mineral malzeme olarak CEM I 42.5 N sınıfı portland çimentosu yerine  %5, %10, %15 ve %20 oranında kaolin (K) ve %5, %10, %15 ve %20 oranında 600 ºC'de 5 saat kalsine edilerek elde edilen kalsine kaolin (MK) kullanılmıştır. Serilerde, 630 kg/m3 toplam bağlayıcı malzeme ve 8 kg/m3 süper akışkanlaştırıcı (HTECH36) miktarı sabit tutulmuştur. Tüm harçlar 0.43 su/bağlayıcı oranında üretilmiştir. Biri kontrol numunesi olmak üzere toplamda 9 farklı harç numuneleri tasarlanmıştır. Tüm harçlarda kendiliğinden yerleşebilme özellikleri için taze haldeki KYH'lerin mini çökme yayılma, işlenebilirlik ve kıvam özellikleri için viskozimetre deneyleri gerçekleştirilmiştir. KYH'lerin sertleşmiş haldeki özelliklerinin belirlenebilmesi için de 5x5x5 cm küp numunelerine yoğunluk, porozite, toplam su emme ve kılcal su emme deneyleri yapılmıştır. 4x4x16 cm prizma numunelerine eğilmede çekme dayanımı, basınç dayanımı ve yüksek sıcaklık deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre mineral katkı kullanılan harçların taze haldeki özellikleri kendiliğinden yerleşebilirlik kriterlerine uymaktadır. Mineral katkı oranının artmasıyla harçların mekanik özellikleri azalmış ancak yüksek sıcaklığa karşı direnç artmıştır.

Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden Yerleşen Harç, Kaolin, Kalsine Kaolin, Yüksek Sıcaklık

Abstract:
The aim of this study is to investigate the effect of mineral additive use on the strength, durability and viscosity properties of self-compacting mortar (SCM). Both fresh and hardened mortar properties were investigated to determine the high strength, durability and optimum workability properties in concrete production. The substitution of mineral additives (silica fume, fly ash, blast furnace slag, kalsine kaolin etc.) for cement affects significantly the fresh and hardened properties of mortars. To add new ones also to the regional mineral additives that are replaced with cement will contribute both local and national economy.
In this study, river aggregate was used as normal aggregate in size of 0-2 mm and 2-4 mm in self-compacting mortar (SCM). %5, %10, %15 and %20 kaolin (K) and %5, %10, %15 and %20 calcined kaolin (MK) which were obtained by calcining at 600 ºC for 5 hours were used as mineral material instead of CEM I 42.5 N type portland cement. In the series, the total amount of binder material of 630 kg/m3 and 8 kg/m3 superplasticizer (HTECH36) were kept constant. All mortars were produced at ratio of 0.43 water/binder. 9 different mortar samples including one control sample were designed. In all fresh SCMs, mini-slump flow for self compactibility and viskosity tests for workability and consistence were carried out.  In order to determine the hardened properties of SCMs, density, porosity, total water absorption and capillary water absorption tests were performed on 5x5x5 cm cube samples. Flexural strength, compressive strength and high temperature tests were performed on 4x4x16 cm prismatic samples. According to test results, the fresh properties of the mortars with the mineral additive have complied with the criteria of self-compactibility. The flexural and compressive strength properties of the mortars have been decreased with the increase of the mineral additive ratio, but the resistance to high temperature have been increased.

Keywords: Self-Compacting Mortar, Kaolin, Calcined Kaolin,  High Temperature