Polimer emdirilmiş betonun bazı mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, iki farklı polimer-beton kompoziti hazırlanarak fiziksel-mekanik özellikleri ölçülmüştür. Bunlardan birincisi vinil asetat monomeri emdirilerek elde edilen kompozittir. Çimento/agrega/su oranı 1/3/0.5 olan malzemeden itibaren, 5x10 cm boyutlarında silindirik beton hazırlanmıştır. Kurutma (1 10 °C de 24 saat) ve vakum (5 mmHg da 2 saat) işlemi uygulandıktan sonra, betona vinil asetat monomeri belirli sürelerde (4, 8, 12 ve 16 saat) atmosferik şartlarda emdirilerek mekanik özellikleri, dolayısıyla polimer yüklemenin betonun dayanıklılığına olan etkisi araştırılmıştır. Polimerleşme 60 °C de, % 3 azobisbitüronitril kullanılarak termal katalitik yöntem ile gerçekleştirilmiştir. Emdirilmiş betonun yoğunluğu 2.217-2.244 gr/cm3, monomerin dönüşüm oranı % 59.1-64.7 ve polimeryükleme miktarı % 3.8-5.2 arasında değişmektedir. Normal emdirilmemiş betona göre, tek eksenli basma dayanımı 1.83, Schmidt sertliği 1.48, eğilme dayanımı 2.25, endirekt çekme dayanımı 1.71, kohezyon 1.67 ve içsel sürtünme açısı ise 1.1 kat artmaktadır. Elde edilen deneysel sonuçlara göre, emdirme süresi ile mekanik parametreler logaritmik olarak artmaktadır. Optimum emdirme süresi 12 saat olarak belirlenmiştir. Mukavemetlerin genel artışını beton matriks ile polimer molekülleri arasındaki yapışma ve bağlanma doğrudan etkilemektedir. Ayrıca, polimer emdirilmiş betonlarda 1, 3 ve 7 günlük sürelerde su absorpsiyonu için sırasıyla % 79, % 75 ve % 69'luk bir azalma belirlenmiştir. İkinci polimer-beton kompoziti ise çimentoya belirli miktarlarda (% 0.2-1.0) poli(vinil alkol) karıştırılarak elde edilmittir. Bu hafif malzemede polimer miktarına bağlı olarak fiziksel-mekanik özelliklerde azalma gözlenmiştir.

In this study, the physical-mechanical properties have been measured by preparing two different polymer-concrete composites. Of these, first is composite impregnated with vinyl acetate monomer. Cylindrical concrete specimens with dimensions 5x10 cm are prepared from materials with 1/3/0.5 of cement/aggregate/water ratio. After the processes of drying (for 24 hour at 1 10 °C) and vacuuming (for 2 hour at 5 mmHg), vinyl acetate monomer was impregnated to concrete at various periods (4, 8, 12 and 16 hours) under atmospheric conditions, and the mechanical properties of concrete, indirectly, the effect of polymer loading to strength of concrete were investigated. The polymerization has been done by using 3 % AZBN at 60 °C with thermal catalytic method. The density of impregnated concete varies between 2.217 and 2.244 g/cm3, the conversion ratio of monomer ranges from 59.1 to 64.7 % and the amount of polymer loading is 3.8-5.2 %. Uniaxial compressive strength, Schmidt impact hammer, flexural strength, indirect tensile strength, cohesion and internal friction constant were increased as 1.83, 1.48, 2.25, 1.71, 1.67 and 1.1 times, respectively, when compared with conventional unimpregnated concrete. Data obtained fromexperimental studies show that impregnation periods and mechanical parameters are logarithmically increased. Optimum impregnation period was determined as 12 hours. A general increment of strengthes is directly affected by the adhesion and bounding between concrete matrix and polymer molecules. In addition, it has been determined that water absorption of impregnated concrete was decreased as 79, 75 and 69 % for 1, 3 and 7 days, respectively, Second composite of polymer-concrete has been obtained by adding polyvinyl alcohol) with 0.2-1.0 % to cement. Physical-mechanical features which are declined in that light material were observed.