Hafif agreganın ve hava sürükleyici katkı maddesinin yüksek dayanımlı betonun donma-çözülme dayanıklılığına etkisinin incelenmesi ve modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, hafif agreganın ve hava sürükleyici katkı (HSK) maddesinin yüksek dayanımlı betonun (YDB) donma-çözülme dayanıklılığına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, beton karışımında ince agreganın 0-2 mm'lik kısmının yerine, toplam agrega hacminin %10, %20 ve %30 oranlarında genleştirilmiş perlit agregası (GPA) ve pomza agregası (PA) kullanılmıştır. Su/bağlayıcı (w/b) oranları 0.25, 0.30 ve 0.35 olarak belirlenmiştir. Ayrıca her w/b oranı için HSK'lı bir grup hazırlanmıştır. Numunelerin 0, 100, 200, 300 ve 1500 donma-çözülme çevrimi sonunda basınç dayanımları, ultrasonik hızları (UPV), ağırlık ve boy değişimleri, poroziteleri, bağıl dinamik elastisite modülleri (BDEM), BET analizleri ve SEM mikrografları tespit edilmiştir. Donma-çözülme dayanıklılığı açısından, HSK'lı grupların ve %10 hafif agregalı grupların, kontrol gruplarına göre daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Ancak daha yüksek hafif agrega oranlarında donma-çözülme dayanıklılığının azaldığı gözlenmiştir. Ağırlık ve boy değişimlerinde önemli bir değişiklik olmamıştır. Donma-çözülme sonrası içyapı ve porozite değerleri göz önüne alındığında içyapıda hasarların meydana geldiği tespit edilmiştir. 300 çevrim sonunda; basınç dayanımı, UPV, BDEM, porozite değerlerinden elde edilen sonuçlar ve genetik algoritma ile elde edilen optimum değerler ve yapay sinir ağları ile elde edilen modeller incelendiğinde hafif agregaların yaklaşık olarak %10 oranında kullanılmasının donma-çözülme dayanıklılığı için uygun olduğu belirlenmiştir. Ancak 1500 çevrim sonunda doygun numuneler üzerinde ölçülen değerlere göre w/b oranı 0.35 olan numunelerin tahrip olduğu, 0.25 olan numunelerin ise BDEM değerlerinde önemli bir değişmenin olmadığı görülmüştür.

In this study, effects of lightweight aggregate and air entrained admixture (AA) on freeze-thaw durability of high strength concrete (HSC) were investigated. For this aim, 0, 10, 20 and 30 percent, of two types of lightweight fine aggregates (LWA) (expanded perlite aggregate and pumice aggregate) was used instead of traditional fine aggregate (0-2 mm). Water/binder (w/b) ratios were 0.25, 0.30 and 0.35. In addition, a group containing AA was prepared for each w/b ratios. Compressive strength (CS), ultrasonic pulse velocity (UPV), weight and leight changes, porosity, relative dynamic modules of elasticity (RDME), BET analysis and SEM micrograph of concrete samples exposed to the 0, 100, 200, 300 and 1500 cycles of freeze-thaw was determined. After freeze-thaw cycles, freeze-thaw resistance of samples contain AA?s group and 10% LWA?s groups was higher than that of control ones. However, after 10% LWA ratios freeze-thaw resistance of samples were drastically decreased with increasing of LWA ratios. There were not important changes either in weight and dimensions for samples due to freeze-thaw cycles. Porosity values and SEM results show that after freeze-thaw cycles, damages of micro structures were determined. After 300 cycles, the values of CS, UPV, RDME, porosity, artificial neural network models and result of genetic algorithm indicated that 10% LWA ratio was optimum value for freeze-thaw resistance of HSC. However, according to the values of saturated samples, the RDME?s values of samples with w/b ratio was 0.25 were significantly unchanged and with w/b ratio was 0.35 were destroyed after 1500 cycles.