Farklı çimento ve kalsiyum sülfat numunelerinin kendinden yayılan şapların fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi
The effect of different cement and calcium sulphate samples on the physical and chemical properties of self leveling screeds
Yazar: YASEMİN KAREL
Danışman: PROF. DR. ÖMER METE KOÇKAR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN ARIÖZ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Portland çimentosu = Portland cement

Özet:
Türkiye'de hızla büyüyen inşaat sektöründe yapı verimliliğine verilen önem giderek artmaktadır. Kendinden yayılan şaplar (SLM) ve betonlar bu amaç için geliştirilmiştir. Bu çalışmada SLM'lerde kullanılan Portland çimento (OPC), kalsiyum alüminalı çimento (CAC) ve kalsiyum sülfat kaynağından (CŚ) oluşan tekli, ikili ve üçlü bağlayıcı sistemler referans alınmıştır. Bu sistemlerin farklı kompozisyonlarının harcın fiziksel ve kimyasal yapısına etkisi araştırılmıştır. Sabit su/bağlayıcı oranında taze harçların priz başlangıç ve bitiş süreleri test edilmiştir.  Farklı kür sürelerindeki eğilme ve basınç dayanımları, büzülme/genleşme oranları ölçülmüştür. Aynı zamanda X-ışını floresans spektrofotometresi (XRF) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM)  bulgularından harç sistemlerinin hidratasyon mekanizmaları anlaşılmaya çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, %80 OPC - %20 (CAC) içeren R2 numunesinin 0,4 su/bağlayıcı oranında, hidratasyonunda priz başlangıç süresini %100 OPC içeren R1 numunesine göre 240 dakikadan 15 dakikaya hızlandırdığı tespit edilmiştir. Priz süresindeki bu etkiye rağmen R1 harcının 1 günlük mukavemetinin 18,98 MPa'dan 13,43 MPa'ya düşmesine neden olduğu görülmüştür. Hızlı etrenjit oluşumundan kaynaklanan olumsuz etkiyi minimize etmek için eklenen CŚ kaynaklarından anhidritin düşük oranını içeren A1 numunesinde erken mukavemette 16,12 MPa ile en iyi etkiyi yaptığı belirlenmiştir. 28 günlük geç mukavemette ise düşük miktarda dihidrat içeren D1 numunesinin en iyi sonucu verdiği tespit edilmiştir. 44,28 MPa olarak ölçülen basınç mukavemeti değeri %100 OPC içeren R1 numunesinde 48,82 MPa olarak bulunmuştur.
Hemihidratın CAC çimentosundan kaynaklanan priz süresindeki kısalmaya bir etkisi olmamıştır. Tüm denemeler karşılaştırıldığında, en yüksek büzülme/genleşme değeri %2,4 oranı ile dihidratın yüksek oranda kullanıldığı D2 numunesinde görülmüştür.

Abstract:
In the rapidly growing  construction sector in Turkey, the importance given to building efficiency is increasing. Self-leveling screeds (SLM) and concretes were developed for this purpose. In this study, single, double and triple binder systems consisting of Portland cement (OPC), calcium aluminate cement (CAC) and calcium sulphate source (CŚ), which are used in SLM formulations, are taken referance. The effects of different compositions of these systems on the physical and chemical structure of the mortar were investigated. Set starting and ending times of fresh mortars at constant water/binder ratio were tested. Bending and compressive strengths, shrinkage/expansion ratios at dfferent curing times were measured. At the same time, hydration mechanisms of mortar systems were tried to be understood from obtained by X-ray flourescence spectrophotometer (XRF) and Scanning Electron Microscope (SEM). According to results obtained, it was determined that R2 sample containing %80 OPC and %20 CAC (R2) at a water/binder ratio of 0,4 accelerated the setting start times in hydration process from 240 minute to 15 minute in hydration compared to R1 specimen containing %100 Portland Cement. Despite of this effect, it was observed that the compressive strength of the R1 sample decreased from 18,98 MPa to 13,43 MPa after 1 day. In order to minimize this negative effect caused by rapid etrengite formation, it was determined that the low ratio of anhydrite (A1), one of the CŚ sources added, had the best effect with 16,12 MPa in early strength. D1 sample containing low amount of dihydrate gave the best result after 28 days. The compressive strength of specimen of D1 was 44,28 MPa, while the compressive strength of specimen of R1 containing % OPC was measured 48,82 MPa. The hemihydrate had no effect on the shortening of the setting time caused by the CAC cement. When all trials were compared, the highest shrinkage/expansion value of %2,4 was determined in D2 sample in which dihydrate is used at high ratio.