Çimentolu harç özelliklerine yüksek sıcaklık etkisinin belirlenmesi ve yapay sinir ağı ile modellenmesi
Examining of the effect of high temperature on cement mortar properties and modelling by artificial neural network
Yazar: GÖKHAN DURMUŞ
Danışman: PROF. DR. FÜSUN DEMİREL ; PROF. DR. METİN ARSLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Teknik Eğitim = Technical Education ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Harç = Mortar ; Portland çimentosu = Portland cement ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Yüksek sıcaklık görmüş yapıların dayanımının değerlendirilmesi için malzemelerin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde meydana gelecek değişimin önceden bilinmesi gerekir. Bu çalışmada, Portland çimentosu ve Portland kompoze çimentosu ile üretilen harçların yüksek sıcaklıktaki mekanik dayanımları yapay sinir ağı ile tespit edilmeye çalışılmıştır. Deneysel çalışma, numune üretimi, kürü, sıcaklık etkisi, soğutma süreci, fiziksel ve mekanik deneyleri ve yapay sinir ağı olmak üzere altı aşamada gerçekleştirilmiştir. Yüksek sıcaklığın mekanik özelliklere etkilerini araştırmak için hazırlanan harç numuneleri 7, 28 ve 90. günlerde 20, 100, 300, 400, 500, 600, 700 ve 900 °C olmak üzere sekiz farklı sıcaklıkta yüksüz olarak ısıtılmış ve harçların soğutma işlemi havada ve suda olmak üzere iki grupta gerçekleştirilmiştir. Oda sıcaklığına kadar soğutulan numunelerde ultrases geçiş hızı, özgül ağırlık, dinamik elastisite modülü, boşluk yüzdesi, eğilme ve basınç dayanım değerleri bulunmuştur. Yüksek sıcaklık etkisinde kalan betonlardaki bozulmaların neden olduğu içyapı değişimleri araştırılmıştır. Deney sonuçları istatistik ve yapay sinir ağlarıyla incelenmiş ve yüksek sıcaklığın harçlar üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Sonuç olarak, 300 °C'ye kadar olan basınç dayanımının kontrol numunelerine göre artış gösterdiği ve bu sıcaklıktan sonra dayanımın sürekli düştüğü görülmüştür. Ayrıca, sıcaklık uygulanmış harç numunelerinin hava ve su ile soğutulmasında istatistiki olarak fark olduğu ve yapay sinir ağı ile yapılan bir değerlendirmede en yüksek % 8 hata payı ile eğilme ve basınç dayanımının tahmin edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The changes in physical, chemical and mechanical properties of the materials, which are exposed to high temperature, should be known before in order to assess durability of the constructions. In this study, it was tried to determine the mechanical strength of Portland cement and Portland composite cement in high temperature by artificial neural networks. Experimental study was implemented in six steps as sample production, sample cure, temperature effect, cooling process, and artificial neural networks, physical and mechanical tests. The samples, which are prepared to determine the effect of high temperature on mechanical properties, were heated neutral in eight different temperature degrees as 20, 100, 300, 400, 500, 600, 700 and 900 °C on 7, 28 and 90 th days. Ultrasound velocity, specific gravity weight, moduls of dynamic elasticity, expanse percent, tensile and compressive strength of samples that were cooled to room temperature were determined. Internal structure changes because of the corruption in concretes exposed to high temperature effects were investigated. Experiment results were analyzed statistically and by artificial neural networks, and effect of high temperature on mortars was determined. Consequently, it was seen that compressive strength up to 300 °C has increased than to control samples and the strength has decreased continuously after this temperature. Furthermore, it was determined that there is a difference statistically for mortar samples exposed to high temperature when cooled by air and water; and that tensile and compressive strength should be preticed in an assessment made by artificial neural networks by maximum 8% margin of error.