Polimer katkılı çimento esaslı kaplama malzemelerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and physical properties of polymer modified cement based coating materials
Yazar: ÖNER UMUT AKTAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. NİHAT KABAY
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapılarda dış etkilere en çok maruz kalan yüzeyler döşeme yüzeyleridir. Döşeme yüzeyleri çeşitli fiziksel, mekanik ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılığını arttırabilmek amacıyla kaplama malzemesine ihtiyaç duyar. Günümüzde durabilite kavramının geçmişe kıyasla daha fazla önem kazanmış olması paralelinde kaplama malzemelerinin de daha çok önem kazanmasına neden olmuştur. Kaplama malzemelerinin performansları içerdikleri kimyasal maddelere bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Bu kimyasal maddelerden biri de polimerlerdir.
Günümüzde pek çok kaplama malzemesi çeşidi olmakla birlikte polimerler üstün özellikleri sayesinde bir adım öne çıkmaktadırlar. Kaplama malzemelerinin içeriğinde kullanılan polimerler piyasada toz ve sıvı olarak bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında; iki farklı agrega türü kullanılarak, iki adet sıvı ve bir adet toz olmak üzere 3 farklı tipte polimer katkılı ve katkısız kaplama malzemeleri üretilmiş ve yapılan deneylerle polimer katkılı malzemelerin birbirlerine ve katkısız malzemeye göre ne gibi fiziksel ve mekaniksel üstünlükleri olduğu araştırılmıştır.
Bu amaç doğrultusunda bağlayıcı olarak beyaz Portland çimentosu ve alüminatlı çimento; maksimum dane çapı 0,2 mm olan kalsit agregası ve maksimum dane çapı 2 mm olan standart kum, akışkanlaştırıcı, köpük kesici, kıvam arttırıcı ve su geçirimsizliği arttırmak için çinko sterat kullanılmıştır. Bunların yanında toz, akrilik ve sıvı polimer olmak üzere 3 farklı polimer kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda; kalsit agregasıyla polimerlerin oranları %2.5 ve %5 olacak şekilde, toplamda 6 farklı seri üretilmiştir. Bu 6 serinin yanında, polimer katkısız olarak üretilen referans numunesi de bulunmaktadır. Daha sonra her bir polimer türünden % 2.5 veya % 5 oranlarından biri seçilerek, standart kum ile birlikte tekrar 3 seri üretim ve referans numunesi üretimi yapılmıştır. Toz ve sıvı polimer katkılı kaplama malzemelerinde; yayılma, rötre, eğilme ve basınç, aşınma, ağırlıkça ve hacimce su emme, su geçirimliliği ve donma-çözülme deneyleri yapılmıştır.
Özet olarak; istenilen farklı özelliklerin farklı tür ve oranlarda polimer kullanımıyla elde edilebileceği görülmüştür. Mekanik özellikler açısından % 2,5 oranında polimer katkı kullanımı; fiziksel özellikler açısından da % 5 oranında polimer katkı kullanımı uygundur. Agrega olarak kalsit yerine standart kum kullanımı fiziksel ve mekanik özelliklerde genel anlamda iyileşme sağlamışsa da bazı serilerde olumsuz etkileri de görülmüştür.

Abstract:
Slab surfaces are extremely exposed to environmental effects. Therefore these surfaces need coating materials to improve their durability against various physical, mechanical and chemical effects. Durability is today's most important concept and this fact increases te importance of coating materials. 
Performance of the coatings changes according to the chemical materials they contain. Polymers are one of these chemical materials. Today, as well as there are so many kinds of coating materials, polymers become prominent by means of their superiority.   
Polymers used in coating materials are found in liquid and powder forms. In this study, two different types of aggregates and three different kinds of polymers are used to produce coating materials. Polymer modified cement mortars are compared with each other and with the reference mortar (contain no polymers) in terms of physical and mechanical properties. 
For this purpose, the materials used were white Portland cement and aluminated cement, calcite aggregate with 0,2 mm maximum grain size and siliceous sand with 2 mm maximum grain size, plasticizer, antifoaming agent, water soluble cellulose ether and zinc sterate. Besides, three different polymers were used; powder, liquid and acrylic.  
In experimental studies; 6 different series were produced with calcite aggregate which contain polymers in the ratio of 2,5% and 5% for each one. Along with these 6 series, reference specimens were produced.
After obtaining the test results, 3 more polymer modified series and reference specimens were produced with siliceous sand by chosing one polymer ratio among 2,5% and 5% for each polymer type according to the performance. The investigated parameters of the mixtures were flow, shrinkage, bending and compressive strength, abrasion, water absorption by weight and volume, permeability and freeze-thaw.  
To sum up, it is found that different features on demand can be obtained by using different types of polymers at different ratios. In terms of mechanical properties, % 2,5 polymer ratio; for physical properties, % 5 polymer ratio is convenient. 
Despite usage of sand instead of calcite as aggregate generally provided improvements in physical and mechanical properties; however in some series, negative affects were observed.