Kitre katkılı genleştirilmiş kil agregalı betonların ısıl ve mekanik özelliklerinin analizi
Analysis of thermal and mechanical properties of tragacanth additive expanded clay aggregate concretes
Yazar: ATİLLA GENCER DEVECİOĞLU
Danışman: PROF. DR. YAŞAR BİÇER
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Hafif beton = Lightweight concrete ; Kitre = Tragacanth

Özet:
Bu çalışmada, genleştirilmiş kil agregası, doğal bir reçine olan kitre ve çimentonun farklı oranlarda karışımı ile hem depreme dayanıklı hem de enerji tasarrufu sağlayan hafif betonun üretilmesi amaçlanmıştır.Deneysel numunelerde, 0-2, 2-4 ve 4-8 mm tane çaplı genleştirilmiş kil agregası, çimento ile ağırlıkça %20, %40, %60 ve %80 oranında karıştırılmıştır. Karışımlara ayrıca ağırlıkça %0.5, %1, %1.5 oranında kitre eklenmiştir. Karşılaştırma yapmak için üretilen kitre katkısız numunelerle birlikte toplam 48 adet numune üretilmiştir. Kullanılan genleştirilmiş killer Liapor firmasından temin edilmiştir. Çalışmada CEM IV/B 32.5 R tipi puzolanik çimento ve yaprak kitre kullanılmıştır. Üretilen numunelere ısı iletim katsayısı k, hacimsel özgül ısı cp, basınç dayanımı fck, su emme, kuruma hızı, aşınma oranı ve ultrases geçiş hızı deneyleri uygulanmıştır. Isı iletim katsayısının teorik olarak tespiti için matematiksel bir model geliştirilerek, deneysel sonuçlarla mukayese edilmiştir. Teorik hesaplamaların, deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür.Numunelere eklenen kitre miktarı arttıkça, ısı iletim katsayısı ve basınç dayanımı düşmektedir. En düşük ısı iletim katsayısı 0.133 W/mK ile 4-8 mm tane çapına sahip, %80 genleştirilmiş kil agregası içeren ve %1.5 kitre katkılı numunede olduğu görülmüştür. 0-2 mm tane çaplı, %20 genleştirilmiş kil katkılı numunelerde, kitre katkısız numune ile %0.5 kitre katkılı numunenin ısı iletim katsayıları arasında %21 oranında fark bulunmuştur. %20 oranında genleştirilmiş kil agregası içeren ve %0.5 kitre katkılı numunenin yoğunluğu 1.8 g/cm3 gibi çok düşük bir değer bulunmuştur. Bu yoğunluk değeriyle numune hafif beton sınıfına girmektedir. En yüksek basınç dayanımı 22.3 MPa ile %20 genleştirilmiş kil agregası içeren kitre katkısız numunelerin sahip olduğu görülmüştür. Numunelerin su emme oranı kritik değer olan %30 sınırının üzerinde veya çok az altında çıkmıştır.

Abstract:
In this study, production of lightweight concrete, which is both earthquake resistant and energy saving, was aimed by mixing of expanded clay, natural resin tragacanth and cement with different ratios.0-2 mm, 2-4 mm and 4-8 mm grain diameter expanded clays were mixed with cement by weight of 20%, 40%, 60% and 80% for the experimental samples. The tragacanth was also added to the mixtures by weight of 0.5%, 1%, 1.5%. For making comparison, 48 samples produced totally with and without tragacanth. The expanded clays used in study were obtained from Liapor Company, Austria. CEM IV / B 32.5 R type pozzolanic cement and leaf tragacanth were used in the study. The thermal conductivity k, volumetric specific heat cp, compressive strength fck, water absorption, drying rate, wear rate and ultrasonic experiments were applied on samples. A mathematical model was developed to determine thermal conduction coefficient theoretically and it was compared to the experimental results. It was seen that theoretical calculations agreed with the experimental results.As a result, both thermal conduction coefficient and the compressive strength decreased as the amount of tragacanth increased. The lowest thermal conduction coefficient was measured to be 0.133 W / mK for 4-8 mm grain diameter with 80% expanded clay aggregates and 1.5% tragacanth additive. For the 0-2 mm grain diameter samples with 20% expanded clay aggregates, the difference in thermal conduction coefficient between the tragacanth-free and 0.5% tragacanth additive samples was found to be 21%. The density of the sample with 20% expanded clay aggregate and 0.5% tragacanth was determined as low as 1.8 g/cm3. The sample can be classified as lightweight concrete because of this density value. It was seen that the highest compressive strength value was 22.3 MPa for the samples of 20% expanded clay aggregate without tragacanth additive.