Nano boyutta modifiye edilmiş yüksek hacimde uçucu kül içeren çimento esaslı kompozitlerin beton onarım malzemesi olarak kullanılması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: KENAN TOKLU

Danışman: OSMAN ŞİMŞEK

Özet:

Alt yapı elemanlarının tekrarlı mekanik ve çevresel yükler altında hasar görmesine veya bozulmasına sık rastlanmaktadır. Bozulan bu yapıların tekrar onarılması, çevresel ve ekonomik açıdan ciddi sorunlar ortaya çıkarmaktadır. Son yıllarda yüksek performanslı lif donatılı çimento esaslı kompozitlerin (YPLDÇK), onarım ve güçlendirme işlerinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği gözlemlenmiştir. YPLDÇK' ların üretiminde mikro-mekanik tabanlı tasarım kriterleri nedeni ile yüksek hacimde uçucu kül kullanımı neredeyse bir gereksinim olmaya başlamıştır. Yüksek hacimli uçucu kül içeren YPLDÇK özellikle önemli beton yol vb. gibi betonarme altyapıların onarım işlerinde kullanılabilmesi için erken yaş yüksek dayanıma sahip olması ve aynı anda boyutsal kararlılığının yüksek olması gerekmektedir. Erken yaş yüksek dayanımlı, boyutsal uyumluluk ve yüksek bağ performansı gösteren nano boyutta modifiye edilmiş YPLDÇK karışımlarının geliştirilmesi bu tezin temel amacıdır. Bu amaç doğrultusunda, %0, %55 ve %65 uçucu kül ve %1.5 nano silika, % 1,0 nano alümin ilave edilerek ayrı ayrı hazırlanan karışımlarla YPLDÇK karışımları üretilmiştir. YPLDÇK karışımlarında kullanılacak kimyasal katkı maddesinin oranının belirlenmesinde mini yayılma testi yapılmış olup sertleşmiş numunelerin temel mekanik özellikleri ise eğilmede çekme, basınç dayanımı ve elastisite modülü deneyleri ile belirlenmiştir. Modifiye edilmiş YPLDÇK' nin onarım malzemesi olarak kullanılabilirliği açısından çok önemli bir özellik olan bağ performansı eğik kesme mukavemeti test yöntemiyle saptanmış olup boyutsal stabilite özelliklerinin araştırılması için kısıtlanmış rötre deneyi, dayanıklılık performansı için ise hızlı klor iyonu geçirimliliği deneyi yapılmıştır. Son olarak, deneyler sonrası hazırlanan numuneler üzerinde matris ve lif-matris ara yüz özellikleri mikroyapısal analiz (SEM) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Sonuç olarak, nano malzemelerin yüksek hacimde uçucu kül içeren karışımlara ikame edilmesiyle harç numunelerinin mekanik ve mikro-yapısında iyileşmelerin olduğu görülmüştür. Ayrıca, karışımlarda kullanılan nano malzemeler, numunelerdeki boşluk miktarlarını azaltarak numunelerin daha geçirimsiz olmasını sağlamışlardır.