Jeotermal suların mineral katkılı harçların kalıcılık özelliklerine etkisi
The effect of geothermal waters on the durability characteristics of mortars incorporating mineral additives
Yazar: AHMET TUĞRUL YILDIZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARİF EMRE SAĞSÖZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Dünyada enerji ihtiyacının artması ile birlikte jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmıştır. Jeotermal enerji oldukça yaygın kullanım potansiyeline sahip bir enerji türüdür. Ancak söz konusu enerjinin kullanımı için inşa edilen yapıların beton ve betonarme yapı elemanlarında jeotermal kaynaklı suların sıcaklık ve kimyasal içerikleri dolayısı ile bazı fiziksel ve kimyasal kalıcılık problemleri ortaya çıkmaktadır. Bu durum bu tesislerin servis ömrünü azaltmakta ve ekonomik kayıplara sebep olmaktadır. Diğer taraftan ülkemizde beton dayanım sınıfları belirlenirken durabilite açısından, TS EN 206 standardı ve tamamlayıcı standart TS 13515'de belirtilen çevresel etki sınıfları dikkate alınır. Bu etki sınıflarında jeotermal kaynaklı suların durabilite etkileri konusunda bilgi çok kısıtlıdır. Bu çalışma ile birlikte çevresel etki sınıfları kısmına jeotermal kaynaklı sular hakkında bilgilerin artırılması hedeflenmiştir. 
Yöntem: Bu çalışmada, silis dumanı, yüksek fırın cürufu ve uçucu kül olmak üzere 3 farklı mineral katkı, her biri için %5, %10 ve %15 oranlarında çimento ile ikame edilerek harç numuneleri hazırlanmıştır. 28 günlük standart kür sonrası numunelerin bir kısmı laboratuvar ortamında bekletilirken diğer kısmı Nene Hatun Termal, Pasinler Termal ve Aziziye Ilıca Termal tesislerine yerleştirilmiştir. Taze karışımlar üzerine kıvam deneyi yapılmıştır. Sertleşmiş harç numuneleri ile ilgili olarak birim ağırlık, su emme, kılcal su emme, ultrases geçiş hızı, ICP-MS ölçümleri ve basınç dayanımı tayini deneyleri gerçekleştirilmiştir.
Bulgular: Termal tesislere yerleştirilen numunelerin basınç dayanımları özellikle 9 aylık ölçümlerde laboratuvar ortamında bekletilen numunelerin basınç dayanımlarından daha yüksek çıkmıştır. Bunun sebebi olarak jeotermal suyun numunelerde kür etkisi oluşturması ve jeotermal suların içeriğinde bulunan betona faydalı kimyasal maddelerin etkisinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Ayrıca ilk 3 ve 6 ayda yapılan deneylerde sonuçların bazı durumlarda azaldığı, bazı durumlarda ise artığı görülmüştür. Bu dalgalanmaya sebep olarak jeotermal suların içeriğinde bulunan betona yararlı veya zararlı maddeler sebebi ile olduğu düşünülmektedir. Ayrıca 9 aylık basınç dayanımları açısından mineral katkılı betonların mineral katkı içermeyenlere kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği görülmektedir.
Sonuç: Jeotermal tesislerde betonda mineral katkı kullanırken jeotermal suyun kimyasal bileşimine göre seçim yapılmalıdır. Daha güvenilir sonuçlar elde edebilmek için farklı beton sınıfları, farklı katkılar ve daha uzun süreli çalışmalar yapmak gerekmektedir.

Abstract:
Purpose: Renewable energy sources have reached an important position with the increasing need for energy in the world. Geothermal energy is an energy that has a very common usage potential. However, some physical and chemical durability problems arise due to the temperature and chemical content of geothermal water in the concrete and reinforced concrete structural elements of the structures built for the use of the energy in question. This situation reduces the service life of these facilities and causes economic losses. On the other hand, while determining the concrete strength classes in our country, in terms of durability, the environmental impact classes specified in the TS EN 206 standard and the complementary standard TS 13515 are taken into consideration. For these impact classes, information on the durability effects of geothermal waters is very limited. With this study, it is aimed to increase the information about geothermal sources in the environmental impact classes section.
Method: In this study, mortar samples were prepared by replacing 3 different mineral additives, namely silica fume, blast furnace slag and fly ash, with cement at 5%, 10% and 15% for each. After standard curing, some of the samples were kept in the laboratory condition while the others were placed in Nene Hatun Thermal, Pasinler Thermal and Aziziye Ilıca Thermal facilities. A consistency test has been carried out on fresh mixes. Unit weight, water absorption, capillary water absorption, ultrasound velocity, ICP-MS measurements and compressive strength tests were performed on the hardened mortar samples.
Finding: The compressive strength of the samples placed in the thermal facilities was higher than the compressive strength of the samples kept in the laboratory condition, especially for  the 9 months measurements. The reason for this is thought to be due to the curing effect of the geothermal water in the samples and the effect of the chemicals useful in the concrete in the geothermal waters. In addition, in the experiments performed in the first 3 and 6 months, it was observed that the results decreased in some cases and increased in some cases. It is thought that this fluctuation is caused by the beneficial or harmful substances in the concrete contained in the geothermal waters. In addition, it has been observed that mineral additives achieve better results than concrete without mineral additives for the 9 months compressive strength.
Results: The use of mineral additives in geothermal facilities should be selected according to the chemical analysis of the geothermal water. To obtain reliable results, different concrete classes, different additives and longer studies are required.