Uçucu kül ve silis dumanı içeren yol betonu karışımlarının bazı mekanik özelliklerinin Taguchi Metodu ile optimizasyonu

Abstract

ÖZET Y.Lisans Tezi UÇUCU KÜL VE SİLİS DUMANI İÇEREN YOL BETONU KARIŞIMLARININ BAZI MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN TAGUCHI METODU İLE OPTİMİZASYONU Osman Unsal BAYRAK Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Yrd. Doç. Dr. Sinan HTNISLIOĞLU Bu çalışmada genel olarak, uçucu kül, silis dumanı, su/bağlayıcı oranı ve gradasyonun yol betonunun kırılma modülü ve basınç mukavemeti üzerindeki etkilerini araştırma amaçlanmıştır. Bu amaçla, uçucu kül (%0, 5, 10, 15 çimento yerine), silis dumanı (%0, 10, 20, 30 çimento yerine), su/bağlayıcı oranı (0.30, 0.35, 0.40, 0.45) ve 32mm maksimum agrega boyutu için dört farklı tip gradasyon karışım değişkenleri olarak belirlenmiştir. Deney tasarımı Taguchi Metoduna göre yapılmıştır. 7, 14 ve 28 günlük maksimum kırılma modülü ve basınç mukavemetini veren karışım değişkenleri ve seviyeleri Taguchi Optimizasyon Tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca, basınç mukavemetlerinin belirlenmesi için hazırlanan silindir numuneler üzerinde ultrasonik hız ile de darbe hızlan (pulse velocity) ölçülmüştür. Beton dayanımına etki eden önemli parametrelerden biri olan birim ağırlık değerinin de maksimum yapılması amaçlanarak optimize edilmiştir. Uçucu kül ve silis dumanının, çimento yerine kullanılması ile basınç mukavemeti, kırılma modülü ve elastisite modülü değerlerinin arttığı görülmüştür. Böylece, daha ince beton plaklı yolların inşası ile daha ekonomik bir çözüm sağlanmış olacaktır. Bazı durumlarda ilk yatırım maliyeti fazla olan yol betonu karışımında çimento yerine uçucu kül ve silis dumanı kullanılması ile bu maliyet önemli ölçüde azaltılabilecektir. Ayrıca farklı disiplinlerde faktöriyel deney tasarımı yerine yaygın olarak kullanılan Taguchi Metodunun yol betonunun veya beton karışım dizaynında kullanılabileceği görülmüştür. 2002, 88 sayfa Anahtar Kelimeler : beton yol, optimizasyon, Taguchi Metodu, silis dumanı, uçucu kül

11 ABSTRACT Master Thesis OPTIMIZATION OF THE SOME MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE PAVEMENT MIX CONTAINING FLY ASH AND SILICA FUME BY TAGUCHI METHOD Osman Unsal BAYRAK Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Civil Engineering Supervisor: Assist. Prof. Dr. Sinan HINISLIO?LU The purpose of this study is to investigate the effect of gradation type, water/binder ratio, silica fume content and fly ash content on the some mechanical properties of the pavement concrete and to optimize these mechanical properties by Taguchi Method. For this purpose, mix variables were selected as fly ash (%0, 5, 10, 15 by weight of cement), silica fume (%0, 10, 20, 30 by weight of cement), water/binder (0.30, 0.35, 0.40 and 0.45) and four different type of gradation for 32mm maximum aggregate size. Compressive Strength /7,14 and 28 days), modulus of rupture (7, 14 and 28 days), ultrasonic velocity (7, 14 and 28 days), modulus of elasticity (28 days) and unit weight (28 days) were selected as dependent variables for the optimization. The bigger the better was used as a quality characteristic in the optimization. This study consists of six main and a reference chapter. In the first, chapter the aim and the importance of the study are explained. The second chapter includes literature review on the studies related to concrete containing silica fume and fly ash. The third chapter consists of materials. Properties of materials and equipments used in this study are explained. The fourth chapter is method section. Experiments applied to the concrete with or without fly ash and silica füme. The fifth chapter devoted to the results and discussion. The general conclusions obtained from the study along with the recommendation have been summarized in the sixth chapter. Following the sixth chapter, a list of references has also been given. The results for this study indicate that the use of fly ash and silica fume in certain proportions increased the compressive strength, modulus of rupture and modulus of elasticity. This means that the thickness of the concrete slab will decrease and the economy will be provided. It was shown that fly ash and silica fume can be used in the case of higher initial cost for the concrete pavement. Moreover, Taguchi Method may be promising tool for concrete pavement mix design. 2002, 88 pages keywords : concrete pavement, optimization, Taguchi Method, silica fume, fly ash