F tipi uçucu kül kullanılmış betonların kül etkinlik katsayıları
Efficiency of class F fly ash in concrete
Yazar: SADIK KEREM KARATEKE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN YILDIRIM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Etkinlik = Efficiency ; Maliyet analizi = Cost analysis ; Ultrason = Ultrasound ; Uçucu kül = Fly ash ; Çatalağzı Termik Santrali = Çatalağzı Thermal Power Plant

Özet:
Uçucu küller, termik santrallerde kömürün yakılmasıyla ortaya çıkan, puzolanik özelliklere sahip mineral katkı maddeleridir. Tek başlarına kullanıldıklarında bağlayıcılık özelliği göstermezler fakat çimento ile birlikte beton karışımına eklendiklerinde, çimento hidratasyonu sonucunda ortaya çıkan kireci kullanıp bağlayıcı özellik kazanırlar. Böylece betonun mukavemetine ve durabilitesine etki ederler.Bu çalışmada, F tipi uçucu kül ile PÇ 42.5 çimento kullanılmıştır. Eşit işlenebilme metoduna göre üretilen uçucu küllü betonların mekanik özellikleri incelenmiş ve basınç dayanımına bağlı olarak bulunan k etkinlik faktörü araştırılmıştır.Deneyler için 260 kg/m3, 320 kg/m3 ve 400 kg/m3 dozlu kontrol betonları üretilmiştir. Toplamda 21 seri olmak üzere her kontrol betonu için 6 seri küllü beton üretilmiştir. Bu 6 serinin 3'ünden %10 diğer 3'ünden %17 oranında çıkarılan çimentonun yerine ağırlıkça aynı miktarda, 1.5 kat ve 2 kat uçucu kül eklenip (260 kg/m3 dozda %10 çıkarıldığında 1.5 , 2 ve 2.5 kat) eşit işlenebilirlikte (15,5±1,5 cm çökme) betonlar üretilmiştir. Her seride 6 adet 15x15x15 cm boyutlarında küp numune ve 6 adet 10 cm taban çapında, 20 cm yüksekliğinde silindir numune üretilmiştir. Üretilen betonlar 23±2 0C sıcaklığındaki su dolu kür havuzu içerisinde saklanmıştır. Her seri için ön beton dökülerek su miktarları bulunmuştur.Taze beton deneyleri olarak çökme, taze birim ağırlık ve hava miktarı ölçülmüştür. Sertleşmiş beton deneyleri olarak ise 28. ve 90. günler sonunda su ortamındaki küp numunelere basınç dayanımı ve ultrases deneyleri, 28. gün sonunda gene su ortamındaki silindir numunelere basınç dayanımı, ultrases deneyleri ve elastisite modülü ölçüm deneyleri yapılmıştır. Elde edilen basınç dayanım değerleri kullanılarak uçucu küle ait k etkinlik faktörü değerleri bulunmuştur.Yapılan deneyler sonucunda; uçucu küllerin ekonomik açıdan avantajlarının yanında betonda su ihtiyacını azaltarak işlenebilirliği iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Özellikle düşük yüzdeli uçucu kül kullanılmış betonlarda basınç dayanımı sonuçlarına bakıldığında; 28. günde uçucu küllü betonların kontrol betonuna yakın değerler aldığı, 90. günde ise kontrol betonunun üzerinde değerlere ulaştığı gözlemlenmektedir. Aynı şekilde elastisite modülünün de 28. günde kontrol betonuna yakın değerler aldığı gözlemlenmektedir. Ultrases deneyleri sonucunda ise uçucu küllerin betondaki boşluk miktarını azalttığı böylece betonun kompasitesinin de yükseldiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Fly ashes, which come into existence after combustion process of coal in thermal power plants, have puzzolanic properties and they are mineral additive materials. When they used alone, they have no binding effect. But when they are added with cement into the fresh concrete mixture, they use the lime, which comes into existance after hydration of cement and they achieve binding characteristics. So they effect stability and durability of concrete.In this experimental study, class F fly ash and PC 42.5 cement were used. Concretes with fly ashes were produced according to the equal workability method. The aimed workability was 14-17 cm slump for the concretes produced. Their mechanical properties were analysed and the efficiency factor k depending on the compression strength was investigated.Witness concrete samples with 260 kg/m3, 320 kg/m3 and 400 kg/m3 cement doses were produced for the experiments. For each witness sample 6 series of concrete with fly ash were produced. Totally 21 series of concrete were produced. From 3 of these 6 series %10 of cement as weight was removed. From other 3 of these 6 series %17 of cement as weight was removed. Instead of removed cement fly ashes with three different ratios (1, 1.5 and 2 time of removed cement weight) were added. In 260 kg/m3 for %10 removal of cement 1.5, 2 and 2.5 time fly ash of removed cement weight were added. All the concrete samples with fly ash were produced according to the equal workability method. In each series 6 pieces of cubical samples (15x15x15 cm) and 6 pieces of cylinder samples (R=10cm h=20cm) were produced. Produced samples were kept in a tank with full of water 23±2 0C temperature. To determine the water ratios of all concretes pre-samples were produced.As fresh concrete experiments slump, fresh unit weight and air content of concrete were measured. As hard concrete experiments compression strength, ultrasonic pulse velocity and modulus of elasticity tests were applied on the specimens at the end of the curing period. Efficiency factor k were calculated according to the compression strength values of concrete.In conclusion; fly ashes have economically many advantages. They also decrease the water demand in concrete. Consequently the workability in concrete is improved. The compressive strength values especially in low fly ash used concretes are close to the witness samples during 28. days. Also it can be seen that their compressive strength values during 90. days are over the witness samples. The modulus of elasticity values in fly ash used concretes are close to the witness samples during 28. days. According to the ultrasonic pulse velocity values, fly ashes decrease the compasity of concrete.