Kendiliğinden yerleşen betonlarda rötre ve rötre çatlaklarının incelenmesi
Research on shrinkage and shrinkage induced cracking in self-compacting concrete
Yazar: SERHAN ULUKAYA
Danışman: DOÇ. DR. YILMAZ  AKKAYA
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kendiliğinden yerleşen betonlar = Self compacting concretes ; Rötreler = Shrinkages ; Çatlak = Crack

Özet:
Son yıllarda düşük su/bağlayıcı oranına sahip ve çatlak oluşumuna daha eğilimli yüksek kalitedeki betonların üretimi ile birlikte durabilite konusunda çatlak oluşumunun oynadığı zararlı rol, rötre ve erken yaş çatlakları konusuna duyulan ilginin yeniden artmasına yol açmıştır. Bu modern betonların sahip oldukları çatlak duyarlığı sahip oldukları yüksek çimento dozajı ile düşük su/bağlayıcı oranının neden olduğu otojen rötreye bağlı etkilerle ilişkili olmaktadır.Bu çalışmada C tipi uçucu kül katkılı ve bağlayıcı olarak yalnızca portland çimentosunun kullanıldığı iki adet kendiliğinden yerleşen beton (KYB) karışımı üretilmiş; üretilen karışımların taze haldeki özellikleri, mekanik özellikleri, meydana gelen rötreler ve kısıtlanmış rötre çatlakları karşılaştırılmıştır. Karışım dizaynları yapılırken su/çimento oranı 0,40 olarak; agrega etkisini yok etmek için hacimce hamur/agrega oranı 0,55 olarak sabit tutulmuştur. Taze haldeki betonda çökme-yayılma, kısıtlanmış yayılma, terleme, priz süresi deneyleri; sertleşmiş betonda basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, elastisite modülü, serbest rötre, otojen rötre ve kısıtlanmış rötre deneyleri yapılmıştır. Kısıtlanmış rötre deneyi için literatürdeki levha deneylerine benzer bir model oluşturulmuştur. Ayrıca tahribatsız deney yöntemlerinden ?Impact-Echo? ile sertleşmekte olan betondaki frekans gelişimi takip edilmiştir.Deneysel çalışma sonucunda üretilen karışımların taze haldeki özelliklerinin benzer nitelikler taşıdığı belirlenmiştir.Üretilen karışımların 28. gündeki basınç ve yarmada çekme dayanımları ile elastisite modüllerinin yaklaşık olarak eşit olduğu görülmüştür. Frekans değişiminin incelendiği ?Impact-Echo? deneyi sonucunda ölçülen frekans değişimi ile betonun dayanım kazanma hızları arasında benzerlik tespit edilmiştir.Rötre deneylerinde yapılan lineer deformasyon ölçümleri incelendiğinde uçucu kül katkılı numunelerde daha çok serbest ve otojen rötre meydana geldiği görülmüştür. Kısıtlanmış rötre deneyinde ilk çatlak oluşumunun katkısız betonda daha çabuk olduğu gözlemlenmiş; buna karşın, oluşan maksimum ve ortalama çatlak genişliklerinin uçucu küllü betonda daha fazla olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Shrinkage and early age cracking is being re-visited in recent years due to several developments: greater appreciation to durability issues where cracking can play a detrimental role and the advent of high quality concretes with low water/binder (w/b) ratios which are more prone to cracking. The cracking sensitivity of these modern concretes is due to effects associated with the high cement content and the autogenous shrinkage which are characteristic to the low w/b ratio mixes.In this study, self compacting concrete mixtures which differed in binder content were tested. One of the mixtures is produced by using C type fly ash and portland cement as binders. The other mixture is produced by using portland cement only as the binder. The properties of the mixtures at fresh state, mechanical properties, shrinkage and restrained shrinkage cracks were compared. In the mix design, the water/cement ratio was kept constant at 0,40. Nevertheless, the volume of aggregate and paste was kept constant at 0,55 in the mixtures to eliminate the influence of the aggregate. Slump-flow, restrained flow, bleeding, determination of setting time tests were performed on fresh concrete. Compressive strength, tensile splitting strength, modulus of elasticity, free shrinkage, autogenous shrinkage and restrained shrinkage tests were executed on hardened concrete samples. The new restrained shrinkage model is developed like plate tests as mentioned in the literature part of the thesis. Moreover, a relatively new non-destructive test method, namely, ?Impact-Echo? was applied to hardening concrete and frequency development was observed.The results of experiments show that both mixtures have similar properties at the fresh state.The compressive strength, tensile splitting strength and modulus of elasticity values for both concrete were nearly equal at 28th days. Frequency development that was obtained by Impact-Echo test and strength development have indicated similar trends in the hardening concrete.Linear deformation measurements in the shrinkage experiments revealed that the mixture with fly ash has exhibited higher free and autogenous shrinkage strains. First crack occurance was earlier in the mixture that was produced with portland cement only as binder. However, average and maximum crack widths were larger in the concrete that produced with fly ash.