Puzolanik katkı malzemeleriyle üretilen harçlarda sıcaklık etkisi altında meydana gelebilecek kaza anındaki mekanik davranışlarının istatistiksel olarak karşılaştırılması
Statistically comparisons of mechanical reactions of the marbles produced with pozzolanic additives under influence of temperature in case of a possible accident
Yazar: OĞUZHAN YAVUZ BAYRAKTAR
Danışman: ÖĞR. GÖR. ÇAĞATAY MEHMET BELGİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, puzolanik katkı malzemeleri ile üretilen harçlarda yüksek sıcaklık etkisi altında meydana gelebilecek kaza anındaki mekanik davranışlar incelenmiştir. Bu amaçla deneysel çalışmada örnekler 3 grup halinde üretilmiştir. 1. grup PÇ 42.5 çimentosu ile üretilen kontrol harcı, 2. grup örnekleri; çimentoya %5, 10, 15 ve 20 oranlarında sırasıyla tuğla tozu (TT), mermer tozu (MT), silis dumanı (SD) ve uçucu kül (UK) ayrı ayrı ikame edilerek; 3. grup örnekleri ise çimentoya %5, 10, 15 ve 20 oranlarında sırasıyla SD ve TT, SD ve MT birlikte ikame edilerek toplam 7 tip harç üretilmiştir. Deneysel çalışma; örnek üretimi, kürü, sıcaklık etkisi, soğutma süreci ve mekanik deneyler olmak üzere beş aşamada gerçekleştirilmiştir. Harçlar laboratuvarda üretildikten sonra TS EN 196-1 standardına göre 40x40x160 mm boyutlarında prizma örnekleri elde edilmiş ve 20±2°C' de %95 bağıl neme sahip laboratuvar ortamında 7, 28 ve 90 gün süreyle kür edilmiştir. Harç örnekleri 20, 150, 300, 700 ve 900 °C olmak üzere beş sıcaklık etkisine maruz bırakılmıştır. 20 °C sıcaklıkta bekletilen harç örnekleri referans harç kabul edilmiştir. Harçların soğutma işlemi havada (laboratuvar ortamında kendiliğinden) ve suda olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Harç örnekleri oda sıcaklığına geldikten sonra eğilme ve basınç dayanımı deneylerine tabi tutulmuştur. Yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan harçların içyapısında meydana gelen değişimler makro düzeyde araştırılmıştır. Yüksek sıcaklığın, havada ve suda soğutma uygulamalarının harçlar üzerindeki etkisi belirlenerek deney sonuçları istatistiksel olarak incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre; bazı çimento tiplerinde 150 °C'ye kadar basınç dayanımının referans numunelerine göre artış gösterdiği ve bu sıcaklıktan sonra dayanımın sürekli düştüğü görülmüştür. Ayrıca farklı sıcaklık uygulaması yapılan harç numunelerinin hava ve su ile soğutulmasında istatistiki açıdan anlamlı farklar tespit edilmiştir. Sonuç olarak; üretilen harçlar arasında en yüksek dayanımları referans ve SD katkılı harçlarda görüldüğü, yüksek sıcaklığa maruz harçlarda havada soğutma işlemlerinin daha iyi sonuçlar verdiği ve üretilen bazı harçların belirli sıcaklık değerlerine kadar yangın olasılığı yüksek binalarda değerlendirilebileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, while mortars produced with pozzolanic additives are under pressure of high temperature, how reactions can emerge in case of an accident has been researched.  In this purpose, test subjects in this experimental study were produced in 3 groups. 1st group test subject is control mortar produced with PC 42.5 cement; 2nd group test subjects are the cements separately produced with 5% brick dust (BD), 10% marble powder (MP), 15% silica fume (SF), 20% fly ash (FA) ; 3rd group test subject is the mortar which is produced with cements added BD, SF, TT and MT together. In total, 7 types of mortars were produced. Experimental study was done in 5 steps: producing text subject, curing, temperature effect, process of cooling down, mechanical experiments. After mortars were produced in laboratory, test prisms in size of 40x40x160 mm were obtained conforming to standards of TS EN 196-1 and they were cured in laboratory environment which is at 20±2 °C room temperature and has relative humidity at rate of 95% for 7, 28 and 90 days. Test mortars were exposed to 5 different temperature: 20 °C, 150 °C, 300 °C, 700 °C and 900 °C. Test mortars kept in 20 °C were accepted as reference mortars. Cooling down process of mortars was carried out in two different ways: in the air (by itself, in laboratory environment) and in water. After test mortars reached to room temperature, they were subjected to deflection and compression strength tests. Changes of internal structure of mortars exposed to high temperature were analysed at the macro level. Effects of high temperature and process of cooling down in the air and in water on mortars were detected and experiment results were statistically analysed. According to experiment results, for some types of cement, it has been found that compression strength until 150 °C shows increase compared to reference specimen and that strength is constantly decreasing. Besides, statistically important differences have been detected in cooling down process of mortars, exposed to different temperature tests, in the air and in water. As a consequence, It has been detected that among produced mortars, the highest compression strength is seen in the reference mortars and the mortars added SF, process of cooling down in the air gives better results in mortars exposed to high temperature and that some of the produced mortars can be used in high fire hazard buildings within certain temperature.