Kükürtlü betonun fiziksel ve mekanik özeliklerinin incelenmesi ve kullanım alanlarının arttırılması

Abstract

Bu çalışmada petrol rafinerilerinden yan ürün olarak elde edilen saf kükürt ile agrega ve çeşitli katkılar karıştırılarak oluşturulan kükürtlü betonun (KB) fiziksel ve mekanik özelliklerine etkileri ve normal Portland Çimentolu Beton (PÇB) ile karşılaştırılması yapılmıştır. Deneysel çalışmada farklı deney numune boyutları ve karışım oranları kullanılmıştır. Bu çalışmadaki kükürtlü karışımlarda hiç su kullanılmayarak, susuz beton üretimi yapılmıştır. Kükürtlü harç karışımları ısıtılarak ergitilmiş ve kalıplara boşaltılmıştır. Farklı oranlarda kaba ve ince agregalar ile 6 farklı seri oluşturularak optimum agrega tayini yapılmış ve optimum karışım oranı belirlenmiştir. Optimum agrega karışımı belirlendikten sonra 4 farklı beton serisi ile geleneksel ve kükürtlü beton arasındaki özelikler belirlenmiştir. Ayrıca disiklopentadien (DCPD) kimyasal katkı malzemesi kullanılarak optimum agrega oranın ile DCPD katkı maddesinin etkisi gözlemlenmiştir. Donatısız olarak üretilen geleneksel Portland çimentolu numunelerde ise 28. ve 90. gün dayanımları belirlenmiş ve karşılaştırmalar yapılmıştır. Portland çimentolu numuneler 0,5 su/çimento oranına sahiptir ve üretilen bütün numuneler optimum agrega oranın ile bulunan sabit bir agrega oranı ile üretilmiştir. Kükürtlü betonun ve Portland çimentosu betonunun bütün numunelerinde aynı agrega granülometrisi kullanılmıştır. Her bir seri için 3 farklı numune dökülen bu tez çalışmasında; basınç testi, çekme testi, eğilme testi, su emme kapasitesi testi, ultra ses geçiş hızı testi, birim ağırlık, elektriksel özdirenç testi ve optimum agrega deneyi belirlenmiştir. Bu tez çalışmasının sonunda, kükürtlü beton (susuz beton) yüksek basınç ve eğilme dayanımı, su kullanılmadan beton dökümüne imkân tanıması ve yüksek elastisite modülü ile geleneksel Portland çimentolu betonlardan daha iyi sonuçlar vermiştir. Kükürt ve katkı içeren numuneler geleneksel Portland çimento betonuna göre daha iyi basınç dayanımı, elektriksel direnç ve kılcallık katsayısı değerleri vermiştir. Tartışma bölümünde daha önceki çalışmalar ile bu tez çalışması arasındaki farklar değerlendirilmiştir. Matematiksel modeller ve eğilim çizgileri yardımıyla deney sonuçları arasındaki ilişikler yorumlanmıştır. Sonuçlar bölümünde çalışmadan alınan çıktılara, önerilere yer verilmiş ve değerlendirme yapılmıştır.

In this study, the effects of pure sulfur obtained as a by-product from petroleum refineries on the physical and mechanical properties of sulphureous concrete (KB), which is formed by mixing aggregate and various additives, and comparison with normal Portland Cement Concrete (PCB). Different test sample sizes and mixing ratios were used in the experimental study. Anhydrous concrete was produced without using any water in the sulfur mixtures in this study. By forming 6 different series with coarse and fine aggregates in different ratios, optimum aggregate determination was made and optimum mixing ratio was determined. After the optimum aggregate mixture was determined, the properties between 4 different concrete series and conventional and sulfur concrete were determined.In addition, the effect of optimum aggregate ratio and DCPD additive was observed by using dicyclopentadiene (DCPD) chemical additive. On the other hand, 28th and 90th day strengths were determined and comparisons were made for conventional Portland cement samples produced without reinforcement. Portland cement samples have a water/cement ratio of 0.5 and all samples produced were produced with a constant aggregate ratio found with the optimum aggregate ratio. In this thesis study, 3 different samples were poured for each series; pressure test, tensile test, bending test, water absorption capacity test, ultra sound transmission velocity test, unit weight, electrical resistivity test and optimum aggregate test were determined.At the end of this thesis, sulphureous concrete (anhydrous concrete) gave better results than conventional Portland cement concrete with its high compressive and flexural strength, allowing concrete pouring without the use of water, and a high modulus of elasticity. Samples containing sulfur and additives gave better compressive strength, electrical resistance and capillarity coefficient values compared to conventional Portland cement concrete. In the discussion section, the differences between previous studies and this thesis study are evaluated. The relationships between the experimental results were interpreted with the help of mathematical models and trend lines.