Bitlis pomzası ile kendiliğinden yerleşen hafif beton tasarımı ve özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışması, Bitlis pomzası ile kendiliğinden yerleşen hafif beton tasarımı ve özelliklerinin araştırılması üzerine laboratuvar çalışması sonuçlarını sunmaktadır. Tez çalışmasında, bamğlayıcı olarak CEM I 42.5 N tipi çimento kullanılmıştır. Bununla birlikte, barit tozu (BT), uçucu kül (UK) ve volkanik pomza taşı tozu (PT) viskozite arttırıcı katkı olarak kullanılmıştır. Karışım tasarımında, çimento iki farklı dozajda (350 kg/m3 ve 400kg/m3), bahsedilen bu katkılar ile 150 kg/m3 ve 200kg/m3 oranlarında kullanılmıştır. Tüm tasarımlarda, kaba agrega olarak volkanik pomza taşı kullanılmışken, tasarım sürecinde ince agrega olarak doğal nehir kumu ve öğütülmüş pumza kumu kullanılarak karışımlar çeşitlendirilmiştir. Tüm bu malzemeler ve farklı kullanım oranları ile birlikte akma-yayılma, V-hunisi ve L-kutusu deneyleri uygulanarak 9 kendiliğinden yerleşen hafif beton (KYHB) tasarlanmıştır. Tasarlanan KYHB'lar 3, 7, 14, 28, 56, 90 ve 150 günlük 23±2⁰C standart su kürü uygulanmıştır. Her bir kür yaşı sonrasında, tasarlanan beton serilerine basınç dayanımı, eğilmede çekme dayanımı ve ultrasonik ses geçirgenlik deneyleri uygulanmıştır. Buna ek olarak, 90 günlük kür yaşı sonrasında bazı durabilite deneyleri uygulanmıştır. Tasarlanan KYHB'ların durabilite özelliklerini belirleyebilmek için yüksek sıcaklık, donma-çözünme, ıslanma-kuruma, asite dayanıklılık ve görünür porozite deneyleri uygulanmıştır. Genel sonuç olarak, KYHB tasarımı 9 farklı beton karışımı (E1-E9) ile sağlanmıştır ve bu tasarımı gerçekleştirilen betonların taze beton, dayanım ve durabilite özellikleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda genel olarak en iyi sonuçlar karışımında ince nehir kumu ve UK katkısı içeren E4 serisinden ve en kötü sonuçlar ise agrega olarak tamamıyla pomaza taşı ve katkı olarak PT içeren E7 serisinden elde edilmiştir. 28 günlük kür yaşı sonrasında, tüm tasarlanan KYHB'lar taşıyıcı beton özellikleri kazanmıştır. Karışımında ince agrega olarak doğal nehir kumu kullanılan betonlar, ince agrega olarak öğütülmüş pomza taşı kumu kullanılan betonlardan daha yüksek dayanım özellikleri sergilemişlerdir. KYHB tasarımında UK kullanımı daha iyi dayanım ve durabilite özellikleri verirken karışımında PT kullanılan seriler bunu takip etmiştir. Tasarımda BT kullanımı ise rölatif birim ağırlık olarak daha ağır beton üretimine neden olmuş ve PT katkısı içerikli seriler ile benzer dayanım ve durabilite özellikleri vermiştir.

This thesis reports a laboratory work results on the design of self-compacting lightweight concrete produced with Bitlis pumice and investigation of its properties. In the thesis, CEM I 42.5 N type cement was used as a binder. Moreover, barite powder (BP), fly ash (FA) and volcanic pumice powder (VPP) were used as viscosity enhancing admixtures. In the mix design, cement was used in two different dosages (350 kg/m3 and 400kg/m3) with mentioned powder admixtures in the rates of 150kg/m3 and 200kg/m3. While volcanic pumice aggregate was been using as a coarse aggregate in all designed, natural river sand and crashed volcanic pumice aggregates were used in the design process. With all these materials and different usage percentages, 9 Self-compacting lightweight concrete (SCLWC) were designed applying slump-flow, V-funnel and L-box tests. Designed SCLWCs were cured at the ages of 3, 7, 14, 28, 56, 90 and 150-days in standard water cure at the temperature of 23±2⁰C. After the curing process, compressive strength, flexural tensile strength and ultrasonic pulse velocity tests were applied at each curing day. Besides, some durability tests were also implemented after the 90-curing day. High temperature, freezing-thawing, wetting-drying, acid resistance and relative-porosity tests were performed to detected durability properties of designed SCLWCs.SCLWC design was achieved in 9 different concrete mixes (E1-E9) and identified their fresh concrete, strength and durability properties. The best results were obtained from the series E4 including fine river aggregate and FA while the worst result obtained from the series E7 containing fully volcanic pumice aggregates and VPP. After the 28-curing day, all designed SCLWCs gained structural concrete properties. Concretes including river sand as fine aggregate gave the more strength properties than concretes containing fully volcanic pumice aggregates. FA using in the SCLWC design gave the better strength and durability properties and VPP using followed it. BP using in the design caused to produce the heavier concretes in terms of relative unit weight and gave the relatively similar strength and durability properties with VPP using.