Tam Metin - Gazi Üniversitesi Açık Arşiv
advertisement
POMZA VE ZEOLİT KATKILI YÜKSEK DAYANIMLI BETONLARIN ASİT VE TUZ ETKİLERİNE KARŞI DAYANIKLILIĞININ ARAŞTIRILMASI Kürşat YILDIZ DOKTORA TEZİ YAPI EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KASIM 2009 ANKARA Kürşat YILDIZ tarafından hazırlanan POMZA VE ZEOLİT KATKILI YÜKSEK DAYANIMLI BETONLARIN ASİT VE TUZ ETKİLERİNE KARŞI DAYANIKLILIĞININ ARAŞTIRILMASI adlı bu tezin Doktora tezi olarak uygun olduğunu onaylarım. Prof. Dr. Atila DORUM Tez Danışmanı, Yapı Eğitimi Anabilim Dalı Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Yapı Eğitimi Anabilim Dalında Doktora tezi olarak kabul edilmiştir. Prof. Dr. M. Yaşar KALTAKCI …………………. İnşaat Müh. Yapı Anabilim Dalı, Selçuk Üniv. Prof. Dr. Atila DORUM Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniv. Prof.Dr. Metin ARSLAN …………………. Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniv. Prof. Dr. H. Yılmaz ARUNTAŞ …………………. Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniv. Doç. Dr. İ. Özgür YAMAN İnşaat Mühendisliği Bölümü, O.D.T.Ü. Tarih: 06/11/2009 Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Doktora derecesini onamıştır. Prof. Dr. Nail ÜNSAL Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü ………………………………. TEZ BİLDİRİMİ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. Kürşat YILDIZ iv POMZA VE ZEOLİT KATKILI YÜKSEK DAYANIMLI BETONLARIN ASİT VE TUZ ETKİLERİNE KARŞI DAYANIKLILIĞININ ARAŞTIRILMASI (Doktora Tezi) Kürşat YILDIZ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (Kasım 2009) ÖZET Betonun hizmet ömrünü artıran yöntem ve malzemelerin araştırılması günümüzde oldukça önem kazanmıştır. Hizmet ömrünü olumsuz yönde etkileyen zararlı su ve kimyasallar dayanıklılığı etkileyen etkenlerin başında gelmektedir. Betonun kimyasal etkiler altındaki dayanıklılığı alanında yapılan çalışmalar çoğunlukla betonarme yapı elemanı olan çeliğin üzerinde dayanıklılığı üzerinde yapılan dayanıklılık yoğunlaşırken, çalışmaları beton tam dayanıklılığı olarak netliğe kavuşmamıştır. Bu çalışmada, pomza (P) ve zeolit (Z) gibi zengin yer altı kaynaklarına sahip olduğumuz minerallerin yüksek dayanımlı beton üretiminde değerlendirilmesi ve farklı çevresel etki şartlarında betonun dayanım ve dayanıklılığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla bağlayıcılar üzerinde kimyasal, fiziksel, mekanik, minerolojik, moleküler, elektrokinetik ve simultane termal analizler gerçekleştirilmiştir. 0P15Z (%0 pomza + %15 zeolit), 5P10Z, 10P5Z ve 15P0Z olmak üzere dört farklı türde beton üretilmiştir. Farklı oranlarda çimentoya ikame edilmek suretiyle üretilen betonlarda %1.3 oranında Glenium 51 süper akışkanlaştırıcı katkı (SAK) bağlayıcı ağırlığı cinsinden betona ilave edilmiştir. Üretilen her bir beton türü üzerinde v çökme ve birim ağırlık taze beton deneyleri yapılmış, daha sonra 10x20 cm’lik silindir kalıplara yerleştirilmiştir. 24 saat kalıpta tutulduktan sonra kalıptan çıkarılarak 23±2 °C kirece doygun suda 28 gün bekletilmiştir. Daha sonra sudan çıkarılan beton numuneleri 7500 Mg/L MgSO4, %5 H2SO4, %5 NaCI çözeltilerine ve 23±2 °C kirece doygun suya alınarak deney tasarımında belirlenen esaslar çerçevesinde 28, 56 ve 90 gün çevresel etkilere tabi tutulmuştur. Bu sürelerin sonunda her bir beton türü üzerinde birtakım dayanım ve dayanıklılık özellikleri araştırılmıştır. Sonuç olarak, pomza, zeolit ve her ikisinin birlikte kullanımıyla yüksek dayanımlı beton (YDB) üretilebileceği görülmüştür. Gerek dayanım gerekse dayanıklılık parametreleri üzerinde çevresel etkilerin bozucu etkileri farklı gerçekleşmiş, en fazla bozucu etkiyi H2SO4 çözeltisi yapmıştır. NaCI ve MgSO4 çözeltilerinin bozucu etkileri ise betonun ilerleyen yaşlarında ortaya çıkmıştır. Bozucu ortamlarda dahi çok yüksek dayanım istenilen durumlarda 0P15Z ve 5P10Z beton türlerinin, yüksek dayanım istenilen durumlarda ise 10P5Z ve 15P0Z beton türlerinin kullanılabileceği görülmüştür. Ayrıca pomza ve zeolit’tin yüksek dayanımlı beton üretiminde sıkça kullanılan uçucu kül, silis dumanı, yüksek fırın cürufu gibi puzolanlarada alternatif olabileceği tespit edilmiştir. Bilim Kodu :714.1.143 Anahtar Kelimeler :Yüksek dayanımlı beton (YDB), pomza, zeolit, dayanıklılık. Sayfa Adedi :139 Tez Yöneticisi :Prof. Dr. Atila DORUM vi INVESTIGATION OF THE DURABILITY OF PUMICE AND ZEOLITE ADDED HIGH STRENGTH CONCRETE AGAINST ACID AND SALT EFFECTS (PhD. Thesis) Kürşat YILDIZ GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY November 2009 ABSTRACT Presently, research on methods and materials that prolong the service life of concrete has gained significant importance. Harmful chemicals and water that adversely affect the service life of concrete can be counted as the primary factors which affect service life. Most of the researches on the strength of concrete against chemical effects of concrete under the effect of chemical substances have been concentrated on the effect of chemicals on the reinforcement, but not on the concrete it self of the concrete. This subject still has not been demystified. In this research utilization of minerals that are highly available in our country such as pumice (P) and zeolite (Z) in production of high performance concrete and effect of these minerals on strength and durability of concrete under different environmental factors were investigated. For this purpose chemical, physical, mechanical, mineralogical, molecular, electrokinetic’s, and simultaneous thermal analyses were performed on the binders. Four different types of concrete have been produced with the constituent combinations of: 0P15Z (0% pumice + vii 15% zeolite), 5P10Z, 10P5Z and 15P0Z. Glenium 51 super plasticizer was added to each produced concrete in 1,3% of total weight. Several fresh concrete tests have been performed on the produced concrete types and then fresh concrete was placed to 10x20 cm cylinder moulds. After keeping in the mould for 24 hours, the concrete samples have been taken out of the moulds and placed in lime saturated water bath for duration of 28 days under a temperature of 23±2°C. Next, the samples were put into 7500 mg/l MgSO4, 5%H2SO4, 5%NaCl solutions and 23±2°C lime saturated water bath and each sample had been subjected to environmental effects for 28, 56, and 90 days. After the end of these periods, on each of the concrete types particular characteristics of concrete strength and durability were investigated. In conclusion, results of analyses have shown that using binders like pumice, zeolite or both contributes high strength concrete could be produced. In all the mixture types high strength concrete classes have been obtained. The destructive effects of variable environmental conditions on the strength and durability parameters realized differently and the worst effect have come from H2SO4 solution. NaCl and MgSO4 solutions have shown their destructive effects on the concrete in later ages. It is anticipated that 0P15Z and 5P10Z concrete types could be used for very high strength concrete and 10P5Z and 15P0Z types could be used for high strength types. In addition, pumice and zeolite can be considered as an alternative to pozzolans such as fly ash, silica fume, ground granulated blast furnace slag, etc. Science Code Key Words Page Number Adviser : 714.1.143 :High strength concrete (HSC), pumice, zeolite, durability : 139 : Prof. Dr. Atila DORUM viii TEŞEKKÜR Çalışmalarım boyunca bilgi ve tecrübeleriyle beni yönlendiren ve bu süreçte daima sevgi ve hoşgörü sergileyen değerli hocam Prof.Dr. Atila DORUM’a, değerli katkıları ve yönlendirmelerinden ötürü Sayın bölüm başkanım Prof.Dr. Metin ARSLAN’a tez izleme komitesi üyesi Sayın Prof.Dr. Mevlüt Yaşar KALTAKCI’ya teşekkür ederim. Deneysel çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen değerli mesai arkadaşlarıma, sevgili öğrencilerime, bağlayıcılar üzerinde yapmış olduğum analizlere desteklerinden ötürü Sayın Dr. Yılmaz KOÇAK’a teşekkür ederim. Doktora çalışmam süresince maddi desteklerinden ötürü TÇMB kurumuna, ayrıca doktora çalışmalarım boyunca teşviklerini ve desteklerini esirgemeyen amcam sayın Prof. Dr. Cemil YILDIZ’a, hiçbir zaman manevi desteğini esirgemeyen anneme ve babama, kendilerine yeterince zaman ayıramadığım halde, gösterdikleri sabır, sevgi ve destekle beni diama güçlü kılan sevgili eşim Elif, birtanelerim Göktuğ ve Orhan Alptuğ’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. ix İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET………………………………………………………………………………...iv ABSTRACT…………………………………………………………………………vi TEŞEKKÜR………………………………………………………………………..viii İÇİNDEKİLER………………………………………………………………………ix ÇİZELGELERİN LİSTESİ…………………………………………………………xii ŞEKİLLERİN LİSTESİ…………………………………………………………....xiv SİMGELER VE KISALTMALAR………………………………………………...xvii 1. GİRİŞ.......................................................................................................... 1 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI ............................. 4 2.1. Yüksek Dayanımlı Beton..................................................................... 4 2.2. Yüksek Dayanımlı Betonların Bileşenleri ............................................ 5 2.2.1. Agrega...................................................................................... 5 2.2.2. Su / çimento oranı .................................................................... 6 2.2.3. Puzolan .................................................................................... 7 2.2.4. Süper akışkanlaştırıcı katkı (SAK) .......................................... 15 2.3. Yüksek Dayanımlı Betonların Dayanımı ve Dayanıklılığı .................. 17 2.3.1. Basınç dayanımı..................................................................... 17 2.3.2. Aşınma dayanımı.................................................................... 18 2.3.3. Kimyasal aşınma .................................................................... 19 2.3.4. Kılcal su emme geçirgenliği .................................................... 22 x Sayfa 2.4. Yüksek Dayanımlı Betonun Bozulma Direncine Etki Eden Faktörler ……………………………………………………………………………23 2.4.1. Puzolanların etkileri ................................................................ 23 2.4.2. Geçirimlilik, su-çimento oranı ve boşluk yapısının etkileri....... 25 2.4.3. Süper akışkanlaştırıcı katkıların etkileri .................................. 26 2.4.4. Kür şartlarının etkisi................................................................ 27 2.4.5. Zararlı su ve kimyasalların etkileri .......................................... 28 2.5. Pomza ve Zeolitin Çimento ve Beton Üretiminde Kullanımına İlişkin Daha Önce Yapılmış Çalışmalar....................................................... 30 2.6. Arayüzeylerde Moleküler, Zeta Potansiyel ve Simultane Termal Analiz…. ........................................................................................... 39 3. MATERYAL VE METOT........................................................................... 44 3.1. Materyal ............................................................................................ 44 3.1.1. Agrega.................................................................................... 44 3.1.2. Çimento .................................................................................. 45 3.1.3. Puzolanlar .............................................................................. 45 3.1.4. Süperakışkanlaştırıcı katkı (SAK) ........................................... 46 3.1.5. Karışım Suyu .......................................................................... 47 3.2. Metot................................................................................................. 47 3.2.1. YDB örneklerinin hazırlanması ............................................... 47 3.2.2. Taze beton deneyleri .............................................................. 49 xi Sayfa 3.2.3. Çevresel etkiler için oluşturulan kimyasal çözeltiler ................ 50 3.2.4. Bağlayıcılar üzerinde yapılan analizler ................................... 51 3.2.5. Sertleşmiş beton deneyleri ..................................................... 53 4. BULGULAR VE DEĞERLENDİRME ........................................................ 59 4.1. Bağlayıcılardan Elde Edilen Özellikler .............................................. 59 4.1.1. Kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikler .................................. 59 4.1.2. Mineralojik özellikler ............................................................... 61 4.1.3. Moleküler özellikler ................................................................. 63 4.1.4. Elektroknetik özellikler (Zeta potansiyeli)................................ 65 4.1.5. Simultane termal özelliler ....................................................... 66 4.2. Taze Beton Deneyleri ....................................................................... 68 4.3. Sertleşmiş Beton Deneyleri............................................................... 69 4.3.1. Basınç dayanımı..................................................................... 69 4.3.2. Statik elastisite modülü ve poisson oranı................................ 76 4.3.3. Ultrases geçiş hızı .................................................................. 82 4.3.4. Schmidt çekici ile yüzey sertliği .............................................. 85 4.3.5. Birim hacim kütlesi.................................................................. 89 4.3.6. Görünür boşluk oranı.............................................................. 92 4.3.7. Kapiler su emme miktarı......................................................... 96 xii Sayfa 4.3.8. Aşınma dayanımı.................................................................... 99 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER................................................................... 103 5.1. Sonuçlar.......................................................................................... 103 5.2. Öneriler ........................................................................................... 106 KAYNAKLAR ............................................................................................. 107 EKLER EK-1 EK-2 EK-3 EK-4 Deformasyon kontrollü beton basınç dayanımı deneyi Statik elastisite modülü ve poisson oranı tayini deneyi Aşınma dayanımı tayini deneyi Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda beton basınç dayanımı verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-5 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda statik elastisite modülü verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-6 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda poisson oranı verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-7 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda ultrases geçiş hızı verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-8 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda Shmidt çekici ileyüzey sertliği verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-9 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda birim hacim kütlesi verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-11 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda kapiler su emme deneyi verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-12 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda aşınma dayanımı deneyi verilerine ait Duncan testi sonuçları EK-13 Her bir parametre üzerinde ölçülen ortalama deney sonuçları EK-14. Her bir parametre üzerinde ölçülen ortalama deney sonuçları (devam) 123 124 125 135 ÖZGEÇMİŞ 136 126 127 128 129 130 131 132 133 134 xiii ÇİZELGELERİN LİSTESİ Çizelge Sayfa Çizelge 2.1. Bazı yönetmeliklere göre yüksek dayanımlı beton dayanım sınırları....................................................................................... 4 Çizelge 2.2. Türkiye pomza yataklarının rezerv miktarları ve katagorileri ... 11 Çizelge 2.3. Türkiye'de tespit edilmiş olan zeolit yatakları ve türler ............. 15 Çizelge 3.1. Kullanılan agrega üzerinde yapılan deneyler........................... 45 Çizelge 3.2. Bağlayıcıların kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri............. 46 Çizelge 3.3. Glenium 51 SAK’nın teknik özellikleri ...................................... 46 Çizelge 3.4. Puzolan türü ve oranlarına göre beton grupları ....................... 48 Çizelge 3.5. Her bir beton grubu için 1m3 karışıma giren malzeme miktarı . 48 Çizelge 4.1. Zeolit, pomza ve CEM I 42,5 R çimentosunun çeşitli sıcaklık aralıklarında % ağırlık kayıpları ............................................... 67 Çizelge 4.2. Taze beton parametrelerine ait veriler ..................................... 69 Çizelge 4.3. 28. gün beton basınç dayanımı verilerine ait açıklayıcı istatistikler................................................................................ 70 Çizelge 4.4. 28. gün beton basınç dayanımı verilerine ait varyans çözümleme tablosu.................................................................. 70 Çizelge 4.5. 28. gün beton basınç dayanımı verilerinin beton türüne bağlı değişimini veren Duncan testi sonuçları .................................. 70 Çizelge 4.6. İstatistik analizlerde kullanılan beton kodları............................ 72 Çizelge 4.7. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda beton basınç dayanımı verilerine ait varyans çözümleme tablosu ................ 73 Çizelge 4.8. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda statik elastisite modülü verilerine ait varyans çözümleme tablosu ................... 76 Çizelge 4.9. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda poisson oranı verilerine ait varyans çözümleme tablosu ................................ 79 Çizelge 4.10. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda ultrases geçiş hızı verilerine ait varyans çözümleme tablosu ....................... 83 xiv Çizelge Sayfa Çizelge 4.11. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda Shmidt çekici ile yüzey sertliği verilerine ait varyans çözümleme tablosu ........ 86 Çizelge 4.12. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda birim hacim kütlesi verilerine ait varyans çözümleme tablosu................... 90 Çizelge 4.13. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda görünür boşluk oranı verilerine ait varyans çözümleme tablosu..................... 93 Çizelge 4.14. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda kapiler su emme deneyi verilerine ait varyans çözümleme tablosu ....... 96 Çizelge 4.15. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda aşınma dayanımı deneyi verilerine ait varyans çözümleme tablosu. 100 xv ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil Sayfa Şekil 2.1. Kimyasal katkıların ayrıştırıcı etkisi ............................................. 16 Şekil 2.2. SAK’ların taze ve sertleşmiş beton özelliklerine etkileri ............... 17 Şekil 3.1. TS 802 standart eğrileri ve kullanılan agrega granülometri eğrisi. 44 Şekil 4.1. CEM I 42,5 R, pomza ve zeolite ait tane boyut dağılımları........... 60 Şekil 4.2. CEM I 42,5 R çimentosunun XRD analizi..................................... 61 Şekil 4.3. Zeolit’in XRD analizi ..................................................................... 62 Şekil 4.4. Pomza’nın XRD analizi................................................................. 62 Şekil 4.5. Bağlayıcıları FT-IR spektrum analizleri......................................... 64 Şekil 4.6. CEM I 42 R çimentosunun zeta potansiyeli.................................. 65 Şekil 4.7. Puzolanların zeta potansiyelleri.................................................... 65 Şekil 4.8. Zeolit, pomza ve CEM I 42,5 R çimentosunun DTA ve TG analizleri ....................................................................................... 68 Şekil 4.9. 28. gün ortalama basınç dayanımı verilerine ait grafik ................. 71 Şekil 4.10. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama beton basınç dayanımı verilerine ait grafik................................. 74 Şekil 4.11. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama statik elastisite modülü verilerine ait grafik ................................. 77 Şekil 4.12. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama beton basınç dayanımı verilerine ait grafik................................. 80 Şekil 4.13. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama ultrases geçiş hızı verilerine ait grafik ........................................ 84 Şekil 4.14. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama Shcmidt çekici ile yüzey sertliği verilerine ait grafik .................... 87 Şekil 4.15. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama birim hacim kütlesi verilerine ait grafik........................................ 91 xvi Şekil Sayfa Şekil 4.16. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama görünür boşluk oranı verilerine ait grafik .................................... 94 Şekil 4.17. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama kapiler su emme verilerine ait grafik........................................... 98 Şekil 4.18. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama aşınma dayanımı deneyi verilerine ait grafik ............................ 100 xvii SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur. Simgeler Açıklama ζ Zeta potansiyeli F F testi değeri p Anlamlılık düzeyi Kısaltmalar Açıklama 0P15Z %0 pomza + %15 zeolit 5P10Z %5 pomza + %10 zeolit 10P5Z %10 pomza + %5 zeolit 15P0Z %15 pomza + %0 zeolit DTA Fark esaslı termal analiz FT-IR Fourier transformlu kızılötesi spektroskopisi P Pomza S/B Su-bağlayıcı oranı S/Ç Su- çimento oranı SD Silis dumanı SAK Süperakışkanlaştırıcı katkı STA Simultane termal analiz TG Termal gravimetri XRF X ışını spektroskopisi XRD X ışını difraksiyonu YDB Yüksek dayanımlı beton Z Zeolit 1 1. GİRİŞ Günümüz Türkiye’sinde, hızlı ve dinamik işleyen inşaat sektörü, inşaat malzemesi üretimi ve tüketimi ekonomik açıdan düşünüldüğünde önemli derecede katma değer sağlamaktadır. Bu bağlamda düşünüldüğünde betonarme yapı tasarımının vazgeçilmez malzemesi beton çok daha efektif ve verimli kullanılmaktadır. Yüksek dayanımlı beton kullanımı şu anda Türkiye’de yaygın olmamakla birlikte üniversitelerde ve araştırma bazında konuyla ilgili birçok çalışma vardır ve devam etmektedir. Önümüzdeki yıllarda bu konunun daha çok ilerleyeceği ve yüksek dayanımlı beton kullanımının artacağı aşikârdır. Beton üretimi düşünülürken hemen dayanıklılık özelliği dikkate alınmayabilir. Dayanıklılık, beton sertleşip hizmete girdikten sonra hatta bazen uzun bir süre geçince kendini gösteren bir niteliktir. Oysa dayanıklılık mukavemet ve ekonomi gibi, iyi beton yapımında beton işçiliği ile ilgili hatırda tutulması, dikkate alınması gereken bir beton niteliğidir. Gerekli dayanıklılığa sahip olmayan beton iyi bir beton olamaz. Genel kaide, dayanıklı bir beton elde etmek için düşük s/ç oranı ile beton yapmak, iyi seçilmiş sağlam agrega kullanmak, betonu yerleştirirken iyi işçilik ve uygun inşaat yöntemleri ile kaliteli, yoğun beton elde etmek, dökülen betonu yeterince kür etmektir [1]. Günümüzde, betonun çok değişik ortamlarda kullanılması sonucu betondan beklenilen özellikler de artmıştır. Bu nedenle betonun kullanıldığı ortamda karşılaştığı fiziksel ve kimyasal etkiler göz önüne alındığında betonun dayanıklılık özelliği sonucu ortaya çıkan “hizmet ömrü” kavramı oldukça önem kazanmaktadır. Betonun çevrenin etkisinde ilk şeklini, özelliklerini ve performansını kaybetmeden devam ettirebilme yeteneği olarak tanımlanan hizmet ömrü, betonun teknik ve ekonomik tasarımı sonucu ortaya çıkmış bir kavramdır. Bu amacın gerçekleşmesi betonun üretim öncesi, üretim süreci ve üretim sonrasındaki kalite kontrol ve denetimleri ile sağlanabilir. Betona etki ederek tahribata yol açan fiziksel ve kimyasal etkenlerin betona tesiri, ya 2 betonun üretim süreçlerinde ortaya çıkan aksaklıklar sonucu başlangıçta ya da özellikle dış fiziksel etkenler ile sonradan meydana gelmektedir. Beton malzemesinin standardı, sistemin tasarım dayanımı ilkesinin en önemli girdisini oluşturmaktadır [2]. Yüksek dayanımlı betonun özelliği olan, yüksek mukavemet daha çok göz önüne alınmasına rağmen betonun giderek artan kullanım sahasından dolayı dayanıklılığının geliştirilmesi daha fazla önem kazandırmıştır. Şu ana kadar, sülfat, asit ve tuz etkilerine karşı yüksek dayanımlı betonu korumak için pek çok araştırma yapılmıştır. Bu çalışmalar, yapıyı kaplamak yada dış etkilerden koruma şeklinde olmuştur. Bu yaklaşımın yerine yüksek dayanımlı betonu maruz kalabileceği bozucu etkilere karşı dayanıklı hale getirmek daha önemlidir [3]. Yüksek dayanımlı betonlar gerek taze, gerekse sertleşmiş geleneksel betonlardan işlenebilirlik, dayanım, dayanıklılık gibi bir çok özelliği daha üstün olan betonlardır. Yüksek dayanımlı betonlar kaliteli agrega, kaliteli çimento, süper akışkanlaştırıcı katkı, düşük S/Ç oranı ve S/D, uçucu kül gibi puzolanik madde gerektiren yüksek işlenebilirliğe sahip özel bir betondur [4-6]. Betonu zararlı dış etkilerden korumak için yapılan yalıtım uygulamaları oldukça zor ve pahalı olmaktadır. Bu nedenle günümüzde bir çok araştırmacı beton malzemesine olumsuz yönde etki eden fiziksel ve kimyasal tesirlere karşı daha dayanıklı beton üretebilme arayışı içerisine girmişlerdir. Zararlı su ve hava yoluyla, kimyasal sebeplere dayalı betonun bozulması, fiziksel etkilerinde ortaya çıkmasıyla daha büyük boyutlara ulaşır [7]. Beton çeşitli atmosferik olaylara, zararlı kimyasal maddeler içeren su ve toprağa ve daha birçok kimyasal hasar tiplerine karşı yeterli dayanım sağlayabilir. Ancak bazı durumlarda kaliteli bir betonun bile ömrünü kısaltabilecek kimyasal ortamlar olabilir. Böyle durumlarda özel önlemler 3 alınmalı ve hasara sebep olan etkiler azaltılmalıdır. Beton kuru ve katı kimyasal maddelerden daha çok, çözelti halindeki zararlı kimyasal hasara açıktır. Bunlar belirli bir yoğunluğun üzerinde olduğu durumda hasar ortaya çıkar. Basınç altındaki betonda hasar daha belirgindir. Çünkü zararlı çözeltinin beton içerisinde ilerlemesi daha kolaydır [8,9]. Bugüne kadar yüksek dayanımlılı beton tasarımı konusunda yapılan ulusal ve uluslararası çalışmalarda, beton kalitesini artırmak amacıyla çoğunlukla S/D, yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi yapay puzolanların kullanımı yoluna gidilmiştir. Yüksek dayanımlı beton tasarımında doğal puzolanlardan pomza ve zeolit gibi yüksek puzolanik aktiviteye sahip ve yeraltı kaynakları bakımından zengin olduğumuz puzolan kullanımı yoluna gidilmemiştir. Bu bağlamda çalışmamızda puzolanik madde olarak çimentoya ikame yoluyla, literatürde belirtilen oranlarda, pomza ve zeolit kullanımı yoluna gidilmiştir. Bununla beraber beton yapısının bozulması konusunda yapılan çalışmalar, çoğunlukla betonarme yapı elamanı olan çeliğin bozulması üzerine yoğunlaşmıştır. Betonun bozulması üzerine yapılan çalışmalar henüz tam olarak netliğe kavuşmamıştır. Bu amaçla pomza ve zeolit minerallerinin yüksek dayanımlı beton üretiminde puzolan olarak değerlendirilmesiyle elde edilen yüksek dayanımlı betonların bir takım çevresel etkilere karşı dayanım ve dayanıklılığı araştırılmıştır. 4 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1. Yüksek Dayanımlı Beton Günümüzde birçok mühendislik yapısında kullanılan yüksek dayanımlı betonun üretiminde geleneksel betonlardan farklı olarak S/D ve mineral katkılar, s/ç oranını 0,25 civarına düşürmek için süperakışkanlaştırıcılar, yüksek dayanımlı en az CEM I 42,5 portland çimentoları ve kaliteli agrega kullanılmaktadır [10]. Bazı ülkelerin yüksek dayanımlı beton olarak kabul ettikleri dayanım sınırları Çizelge 2.1’de verilmiştir. Bu değerlerin üst sınırını aşan dayanıma sahip betonlar ise çok yüksek dayanımlı betonlar olarak adlandırılmıştır [10-12]. Çizelge 2.1. Bazı yönetmeliklere göre yüksek dayanımlı beton dayanım sınırları[10-12]. Yönetmelik En Küçük Basınç Dayanımı(MPa) En Büyük Basınç Dayanımı(MPa) TS 500 ACI 318–89 CEB-FIP DIN 1045 BS 8110 50 62-69 60 55 60 --80 80 115 110 Numune Tipi Ø = 150 mm, h=300 mm, silindir Ø = 150 mm, h=300 mm, silindir Ø =150 mm, h=300 mm, silindir a=150 mm küp a=150 mm küp Yüksek mukavemetli betonların elde edilme yöntemlerinin sunulduğu bir çalışmada, bu tür betonlarda kimyasal ve mineral katkıların önemine değinilmişir [13]. Yüksek dayanımlı betonlar diğer betondan farklı kılan dayanıklılık olgusu, yapı kalitesinin vazgeçilmez bir parçasıdır. Dayanıklılık tasarımı çevresel etkiler ile bunların betonun kimyasal ve fiziksel özelliklerine etkileri (örneğin nem ve ısı) ve betonda yol açtığı bozulma modelleriyle ilgili bilgiler gerektirir. 5 2.2. Yüksek Dayanımlı Betonların Bileşenleri 2.2.1. Agrega Günümüzde bayındırlık faaliyetlerinin hızla artması, kullanılacak agrega niteliğinin önemini de arttırmıştır. Ülkemizde oldukça geniş alanlarda yüzeylenen bazaltlar, dünyada alternatif agrega olarak yaygınca kullanılmaktadır. Bu konuda yapılan araştırmalar bazaltların daha dayanımlı olmaları nedeniyle, asfalt ve yüksek dayanımlı beton agregası, ile demiryolu balast malzemesi olarak kullanımının daha uygun olacağını ortaya koymuştur [14-15]. Agregalar, bilindiği üzere mineral kökenli, genellikle 100 mm'ye kadar çeşitli boyutlarda tanelerden oluşan, beton yapımında çimento ve su karışımından oluşan bağlayıcı madde yardımıyla bir araya getirilen, organik olmayan, çakıl, kırmataş gibi doğal kaynaklı olan malzemeler olarak tanımlanmaktadır. Agrega malzemesi, beton hacminin % 60-80’ini, ağırlığının ise yaklaşık % 80’ini oluşturduğu için betonun bileşimini tayin eden en büyük faktör olarak karşımıza çıkmaktadır. Betonun istenen mukavemet değerlerine sahip olması ise 1. derece deprem kuşağında bulunan bölgemizdeki yapı sağlamlığını doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle, uygun bir agreganın sahip olması gereken özellikler ve agreganın betonda sağladığı işlevleri incelemekte yarar vardır [16]. Agreganın betonla ilintili tarifi gereği betonun ¾’ünü oluşturmasına karşın kalitesinin çok daha önemli olduğunu açıklamaktadır. Agreganın sadece betonun dayanımını sınırlamakla yetinmeyip, istenmeyen özellikleri içermeleri halinde dayanım ve yapısal performansını olumsuz yönde etkilemesi kaçınılmazdır. Betonda dayanımsızlık yaratabilen minareler (kil minareleri, mikalar, feldspat minareleri, sülfat veya demiroksit minarelleri gibi) agrega olarak kullanılan kayaçların (mağmatik, metamorfik ve sedimanter) mineral 6 bileşimlerini ve bu minerallerin ayrışma dereceleri betonun taşıma gücü yönünden fiziksel ve mekanik özelliklerini doğrudan etkilediğini belirtmektedir [17]. Değişik tip agregalar üzerinde yapılan deneysel bir çalışmada Bazalt, granit ve kireçtaşı agrega kullanılmış ve üretilen betonlar üzerinde basınç dayanımı, elastisite modülü, çekme gerilimi ve eğilme deneyleri yapmışlardır. Bu deneylerde betonun iç bağındaki çözülmeler ve süreksizlik sınırları incelenmiştir. Beton iç bağındaki çözülmelerin nedenini agreganın temizliğine, sıkıştırılmasına, karışımına ve agrega türüne göre değiştiği, süreksizlik sınırının ise agregaya göre değişmediği iddia edilmektedir. Bununla birlikte, daha sert kayaçlardan elde edilen agregaların, mukavemet değerlerinin de yüksek çıktığı belirtilerek, bazalt, granit ve kireçtaşı içermeyen betonların, mukavemet değerlerinin düşük çıkacağını belirtmektedirler [18]. Farklı agrega tiplerinin betonun dayanım ve dayanıklılığı üzerine etkisi üzerine yapılan bir çalışmada; karışım oranları ve kullanılan malzemeleri aynı olan fakat kimyasal ve mineralojik yapıları farklı olan 10 farklı agrega grubuyla oluşturulan numunelerde en iyi beton özelliklerini %80 - 95 SiO2 (silisyum dioksit) ve en az %0,5 - 3,4 CaCO3 (kalsiyum karbonat) içeren agregaların verdiğini belirtmişlerdir [19]. Literatüre genel olarak bakıldığında siyah ve beyaz kireçtaşı, granit, bazalt, siyenit, kuvarsit gibi doğal taşların kaliteli beton agregası olarak kullanılabileceği görülmektedir. 2.2.2. Su / çimento oranı Beton basınç dayanımını belirleyen en önemli etken s/ç oranıdır. Bu oran aynı zamanda durabiliteyide etkiler. Alman normuna göre standart çimento harcının 28 günlük basınç dayanımı, en yüksek dayanımlı çimentonun kullanılması ve s/ç oranının 0,4 olması halinde basınç dayanımı 65 N/mm2’ye 7 ulaşırken, böylesine iyi tasarlanmış bir betonda s/ç oranının 1,0’e yükselmesi halinde basınç dayanımı 25 N/mm2’nin altına düşmektedir [20]. İngiliz Beton Birliği’ne göre, endüstriyel zeminlerin aşınma yüzeylerini oluşturan betonların s/ç oranı 0,55’i geçmemelidir. Amerikan Beton Enstitüsü’ne göre bu oran donma çözülme etkisine maruz betonlar için 0,5 ve buz çözücü tuz etkisindeki betonlar için 0,45’den küçük olması gerektiği belirtilmiştir [21]. ABD deki Stratejik Otoyol Araştırma Programına (SHRP, 1991) göre yüksek dayanımlı beton, dayanımı, dayanıklılıkğı ve S/B oranı bakımından aşağıdaki gibi tanımlanabilir; 9 Çok erken dayanımlı beton: 4 saatlik basınç dayanımı ≥ 17,5 MPa; çok yüksek erken dayanımlı beton: 24 saatlik basınç dayanımı≥ 35 MPa; çok yüksek dayanımlı beton: 28 günlük basınç dayanımı ≥ 70 MPa, 9 ii) durabilite çarpanı ≥ %80 ( donma-çözülmenin 300 tekrarından sonra), 9 iii) S/B oranı ≤ 0,35 [22]. 2.2.3. Puzolan Puzolanlar kimyasal olarak SiO2 ve az miktarda Al2O3’den oluşan maddelerdir. Suyla karıştırıldıklarında çamur haline gelir, kuruduktan sonra tekrar eski hallerine dönerler. Ancak bunlar kireçle karışırlarsa bağlayıcılık kazanır ve suda erimeyen bir kalsiyum silikat tuzuna dönüşürler. Eğer bir malzeme kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girebiliyorsa, o malzeme için puzolanik aktiviteye sahiptir denilir ve puzolan diye adlandırılır [23]. Çoğu betonlar ve harçlar asıl bileşen olarak normal portland çimentosu ihtiva ederler. Sağlam bir mikro-yapı oluşumu, s/ç oranına, karışım oranına ve kür şartlarına bağlıdır. Ancak, normal portland çimentolu karışımlar : (a) su ve 8 kimyasal hücumunun hızlı geçişine müsaade eden çimento hamuru ve ara yüzey geçiş bölgesi boşluğu, (b) hidratasyon esnasında yüksek seviyede kalsiyum hidroksit üretimi, gibi olumsuzluklara hassas olabilirler. Kalsiyum hidroksit az çözülebilen ve reaktif bir malzemedir. Beton karışımına puzolan ikamesi yoluyla kalsiyum hidroksit seviyesi düşürülmektedir. Çimento bileşiminin mikro-yapısında yapılan bu değişim, dayanıklılık ve hizmet ömrü özelliklerini olumlu yönde etkilemektedir [24-25]. Yapılan çalışmalar, CaO, MgO ve SO3 gibi bazı zararlı maddelerin hacim genleşmesini tetikleyen etkenler olduğunu ortaya koymaktadır. Bu zararlı maddelerin çimentoda belli sınırların altında tutulmaları gerekmektedir. CaO miktarı kütlece %3, MgO miktarı ise kütlece %4,5’ten fazla olmamalıdır. İşte bu noktada doğal puzolanlar, inceliklerine bağlı olarak CaO, MgO ve SO3 gibi zararlı maddelerle tepkimeye girmekte ve bunların çimento içerisindeki oranlarını düşürmektedir [26, 27]. Doğal puzolanlar ince öğütülme yetenekleri sayesinde çimento hamurundaki mikro boşluklara kolayca girmekte ve çimento hamurunun iskelet yapısını değiştirerek dayanıklılığını artırmaktadırlar. Buna ilaveten doğal puzolanlar, ince taneli olmaları sayesinde çimento harcı ve beton üzerinde kayganlaştırıcı bir etki de ortaya koymaktadırlar. Bu etki taze betonun kıvamını ve dolayısıyla işlenebilirliğini iyileştirmektedir. Ancak doğal puzolanlar, çimentonun toplam özgül yüzeyini artırdıkları için su ihtiyacını da artırabilmektedirler [28-31]. Pomza Pomza taşı, volkanik faaliyetler esnasında ani soğuma ve gazların bünyeyi aniden terk etmesi sonucu oluşan, oldukça gözenekli bir yapı içeren ve dünya endüstrisinde yeni olmamakla beraber, ülkemiz endüstrisine son yıllarda girmeye başlayan ve değeri yeni anlaşılan volkanik kökenli bir 9 kayaçtır. Asidik pomza, beyaz veya kirli beyaz renkte iken, bazik pomza ise yabancı kaynaklarda scoria olarak geçen, Türkçe’de ise bazaltik pomza olarak bilinen kahverengi veya siyahımsı renkteki pomza türüdür. Asidik pomzanın yoğunluğu 0,5-1,0 g/cm3 arasında iken, bazaltik pomzanınki 1,02,0 g/cm3 arasında değişmektedir. Ülkemiz dünyanın en zengin pomza yataklarının bulunduğu ülkeler arasında (3 milyar m3 rezerve sahip yer almakta olup) kullanım alanları olarak 15-20 yıl öncesine kadar sadece briket elemanı olarak değerlendirilmekteyken, günümüzde çeşitli sanayi sektörlerinde hammadde olarak kullanılmaktadır [32-34]. Hafif ağırlıklı agregaların hava boşlukları sayesinde bu malzemeyle üretilmiş betonun daha yüksek dayanım, daha iyi yarma dayanımı kapasitesine, düşük ısıl genleşme katsayısına, üstün nitelikli ısı ve ses yalıtımı özelliklerine sahip olduğu yapılan çalışmalarla belirlenmiştir [35-36]. Taşıyıcı hafif betonun tüm agregası pomza olacağı gibi, sadece kaba agregası pomza, ince agregası doğal kum da olabilir. Bu şekilde çalışmalar yapılmış, kaba agregası pomza olarak hazırlanan karışımların dayanımlarının taşıyıcı hafif beton sınıfına girdiği belirlenmiştir [37]. Son yıllarda çimento üretiminde kullanılan yakıt fiyatlarındaki yükselmeler çimento maliyetini olumsuz yönde etkilemiş olup, üretici firmaların puzolanlara yönelmelerine neden olmuştur. Pomza, birim ağırlığının düşük olması nedeniyle hafif beton üretiminde kullanılmakla beraber doğal puzolan olma özelliğiyle de çimentoda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır [38]. Doğal puzolanların portland çimentosu ile belirli oranlarda yer değiştirerek, betonun dayanımına yaptığı katkıyı inceleyen çalışmalar yapılmış ve puzolanik aktivitenin ilerleyen kür yaşlarında ortaya çıktığı, fakat çimentonun azalmasından kaynaklanan görülmüştür [39,40]. bir dayanım düşmesinin de olabileceği 10 Pomza volkanik orijinli bir doğal puzolandır. Puzolanik özelliğine rağmen çimento endüstrisinde yeterince kullanılmamaktadır. Beton üretiminde hafif agrega olarak kullanımına yönelik birçok çalışma bulunmasına rağmen, çimento üretiminde mineral katkı olarak kullanımına yönelik yapılan çalışma sayısı oldukça kısıtlıdır. Yaptığımız literatür taraması sonucunda, pomzanın çimento içerisinde puzolan olarak kullanılmasına yönelik sınırlı sayıda çalışmaya rastlanmıştır. Pomza tozunun %15’e kadar çimento ile ikame edilerek portland volkanik pomza çimentosu üretilebileceği ileri sürülmüştür [40]. Volkanik kül ve volkanik pomza tozunun katkılı çimento üretimi için uygunluğunun araştırıldığı bu çalışmada kullandığı portland çimentosunu %0%50 arasında değişen oranlarda volkanik kül ve volkanik pomza tozu ile ikame etmiştir. Araştırma taze ve sertleşmiş beton üzerinde yapılan testleri kapsamaktadır. Volkanik kül ve volkanik pomza tozu ikameli karışımlar üzerinde yapılan standart deneyler, uçucu küllü çimentolara kıyasla daha cesaret verici sonuçlar sağlamış ve %20 ikameye kadar daha yüksek priz süresi ve daha düşük hidretasyon ısısı sağlayan katkılı portland volkanik küllü çimento ve katkılı portland volkanik pomza çimentosu üretiminde iyi bir potansiyel göstermiştir [41]. M.T.A. Genel Müdürlüğü’nce ülke çapında yapılan pomza ile ilgili jeolojik etüt çalışmalarından elde edilen verilere göre, ülkemizde varlığı bilinen pomza yatakları ve bunların rezerv durumları Çizelge 2.2’de verilmiştir. 11 Çizelge 2.2.. Türkiye pomza yataklarının rezerv miktarları ve katagorileri [42] Yeri Nevşehir-Avanos-Ürgüp Derinkuyu Kayseri-Gömeç Kayseri-Develi Kayseri-Talas-Tomarza Kayseri-Talas-Tomarza Bitlis-Tatvan Bitlis-Ahlat Van-Erciş-Kocapınar Van-Mollakasım Ağrı-Patnos Ağrı-Doğubeyazıt Kars-Iğdır-Kavaktepe Kars-Digor Kars-Sarıkamış Ankara-Güdül-Tekköy Isparta-Gölcük Erzincan Rezerv Miktarı (m3) 404 412 834 48 660 500 13 250 000 58 500 000 241 000 000 284 000 000 1 100 000 000 210 000 000 154 625 000 5 950 000 27 812 000 26 875 000 40 156 250 11 718 750 1 875 000 8 070 000 30 983 250 9 989 450 Rezerv Kategorisi A+B C A+B A+B A B A+B A+B A+B A+B A+B A+B B B B A+B A+B --- Zeolit Yirminci yüzyıl teknolojisinin giderek artan hammadde gereksiniminin en çok yansıdığı alan endüstriyel hammaddeler olmuştur. Bunlar içinde ise yoğun araştırmaların yapıldığı ve en çok zincirleme buluşların birbirini izlediği hammaddelerden biri zeolitlerdir. Zeolitler kristal yapıları ve kimyasal özellikleri nedeni ile günümüz endüstrisinin yeri tutulmaz hammaddeleridir [42]. Zeoliti 1756'da İsveç'li mineralog Cronstedt keşfetmiş ve doğal zeoliti sınıflandırmıştır. Keşfettiği zeolit ısıtıldığında çok çabuk su kaybeden yapısından dolayı Latince "zeo" ve kaya parçalarının ısıtılmasına da "lithos" denilmesinden dolayı malzemeye zeolit adını vermiştir [43]. Ancak endüstriyel kullanımı bu kadar önemli olan zeolit minerallerinin doğada volkanik kayaçların boşluklarında, müzelerde saklanabilecek kadar az miktarda bulunduğunun bilinmesi, araştırıcıları yapay zeolit üretme olanaklarını araştırmaya itmiştir. 1948'de Union Carbide Corporation'un başlattığı araştırmalar olumlu sonuçlanmış ve yapay zeolitler üretilmeye 12 başlamıştır. Fakat yapay üretimlerinin pahalı oluşu, büyük miktarlarda üretim yapılabilecek doğal zeolit yataklarının aranmasını hızlandırmıştır. Zeolit minerallerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerinden başlıcaları iyon değiştirme, adsorpsiyon ve dehidratasyon özellikleri ile silis içeriği olarak sıralanabilir. Her zeolit minerali için farklılıklar gösteren bu özellikler, iskelet yapısı ile kanal veya boşluk sistemlerinin katyonik bileşiminin bir fonksiyonudur. Doğal zeolitlerin tüm ticari uygulamalarında, bu fiziksel ve kimyasal özelliklerin bir veya birkaçından yararlanılmaktadır. Endüstriyel ve tarımsal teknolojide bu özelliklerden en çok kullanılanları katyon değiştirme, adsorpsiyon, dehidratasyon ve buna bağlı ısıl kararlılıktır [44]. 9 İyon değiştirme Zeolitlerde tetraederlerden oluşmuş iskelete zayıf bağlarla bağlanmış olan katyonlar, zeolitin içinde bulunduğu çözeltideki katyonlarla kolaylıkla yer değiştirebilirler. Bu nedenle zeolitler etkin iyon değiştirici olarak bilinirler. Zeolitlerin iyon değiştirme kapasiteleri 3-4 miliekivalen/g’a çıkabilir. İyon değiştirme kapasitesi iskelet yapısındaki Si yerine gelen Al miktarının bir fonksiyonudur. Diğer bir deyişle, Al miktarı arttıkça, daha fazla yük eksikliği ortaya çıkacak, sonuçta da yapıdaki alkali ve toprak alkali elementlerin miktarı yükselecektir. Bu iyon değiştirme kapasitesi katyon türlerinin cins, boyut, değerlilik ve yapıdaki görevlerine; sıcaklığa; çözeltideki katyon türlerinin yoğunlaşmasına ve zeolit minerallerinin cinsine bağlıdır [44]. 9 Adsorplama Zeolitlerin en önemli özelliklerinden biri bal peteğine benzeyen mikro gözenekli bir yapıya sahip olmalarıdır. Mikro pencerelerle birleşerek bir boşluk ve kanal sistemi oluşturan bu mikro gözenekler, normal oda sıcaklığında su molekülleri ile doludur. Zeolitik su olarak adlandırılan bu su 13 molekülleri zeolitler ısıtıldığında yapıdan uzaklaşır. Bu olay, zeolitlerin büyük bir kısmında kristal yapıda değişikliğe neden olmaz. Genellikle 350-400 °C'de ısıtılarak buharlaştırılan suyun kristal yapıda bıraktığı boşluklar, bu boşluklara sığabilecek büyüklükteki gaz ve sıvı molekülleri ile doldurulabilir. Ancak zeolitlerin, homojen bir mikro pencere ve kanal giriş çapına sahip olmaları nedeniyle, bir gaz veya sıvı karışımından sadece bu pencerelerden geçebilecek büyüklükteki moleküller adsorplanır, daha büyük olanlar zeolit yapısının dışında kalır. Bu özelliklerden dolayı zeolitlere "moleküler elek" adı verilir. Zeolitlerde adsorpsiyon olayı bir yüze tutunmadan çok mikro gözeneklerin doldurulmasıdır. Adsorpsiyon olayını denetleyen mikro gözeneklerin alanı, bir kaç yüz m2/g mertebesindedir. Zeolitler kuru ağırlıklarının %30’una kadar gaz veya sıvı molekülünü adsorplayabilirler [44]. 9 Dehidratasyon Zeolitler ısıtıldıklarında, yapılarındaki zeolitik suyu verebilmekte (dehidratasyon) ve soğutulduklarında bu suyu tekrar alabilmektedirler (rehidratasyon). Zeolitler, 100°C'nin üzerinde gerçekleşen dehidratasyon sırasındaki davranışlarına göre iki gruba ayrılırlar. a) Kristal yapılarında belirgin değişiklik göstermeyen, buna karşın sıcaklığa bağlı olarak devamlı bir ağırlık kaybına sahip olanlar. (Doğal zeolitlerden şabazit, mordenit; erionit ve klinoptilolit'in 700-800°C'ye kadar kristal yapılarında önemli bir değişiklik gözlenmez. Bu mineraller bu sıcaklıklara kadar zeolitik, yani dehidratasyon / rehidratasyon özelliklerini koruyabilirler). b) Kristal yapı değişimi ile birlikte sıcaklığa karşı sürekli ağırlık kaybı gösterirler. (Natrolit grubu mineraller, 300°C'nin altında dehidrate edildiklerinde tekrar su moleküllerini adsorbe edebilirler. Daha yüksek sıcaklıklarda yapısal değişiklik nedeniyle bu minerallerin zeolitik karakterleri kaybolur). Bu nedenlerle, zeolit minerallerinin dehidratasyon özelliklerinden 14 yararlanılan teknolojik uygulamalarda, bu minerallerin ısıl kararlılıklarının bilinmesi gerekir [45]. Dünya zeolit rezervlerini belirlenmiş rakamlarla vermek mümkün değildir. Rezervler 1950’lerden sonra belirlenmeye başlanmıştır. 1989 yılında 250.000 ton olan dünya doğal zeolit üretimi 1991 yılında 1.000.000 tona ulaşmıştır. Dünya üretiminin yaklaşık % 60'ı Küba tarafından gerçekleştirilmektedir. Diğer önemli üreticiler Japonya, ABD, G. Afrika, Macaristan, Bulgaristan ve İtalya'dır. Dünyada 1756 yılından bu yana bilinen zeolitlerin ülkemizdeki varlığı 1971 yılında belirlenmiştir. Ülkemizdeki zeolit oluşumları klinoptilolit, heulandit ve analsim minerallerinden oluşmaktadır. Diğer zeolit minerallerine daha az rastlanılmıştır. Çizelge 2.3’de Türkiye'de belirlenmiş zeolit yatakları ve mineral türleri verilmiştir [44]. Dünyada doğal zeolitlerin kullanımı ve üretimi artarken Türkiye'deki zeolit yataklarının büyüklüğü, kalitesi, işletilebilirliği ve kullanım alanları ile ilgili bilgilerin azlığı zeolit kaynaklarının değerlendirilmesini engellemektedir. Balıkesir Bigadiç yöresindeki sahada 50 milyar ton civarında toplam rezerv tespit edilmiştir. Bigadiç yöresinden boratlı seviyeler üzerindeki zeolitli üst tüf biriminden üretilen zeolit yurtdışına ihraç edilmektedir [46]. Türkiye her ne kadar özellikle Batı Anadolu Bölgesi'nde zengin zeolit yataklarına sahip ise de zeolitin endüstriyel kullanımı henüz tam olarak geliştirilememiştir. Son yıllarda Türkiye'de zeolit kullanımı daha çok atık suların sertliğinin giderilmesi ve zirai amaçlar üzerine yoğunlaşmıştır [44]. 15 Çizelge 2.3. Türkiye'de tespit edilmiş olan zeolit yatakları ve türleri [44] Zeolit Yatakları Bahçecik, Gölpazarı, Göynük Polatlı, Mülk, Oğlakçı, Ayaş Nallıhan, Çayırhan, Beypazarı, Mihalıççık Kalecik Çandır Şabanözü Hasayaz, Yozgat Balıkesir - Bigadiç Emet - Yukarı Yoncaağaç, Kütahya Kütahya - Şaphane Geniz, Hisarcık, Kütahya Gördes,Manisa İzmir-Urla Kapadokya yöresi (Tuzköy-Karain) Türleri Analsim Analsim Analsim Analsim Klinoptilolit Klinoptilolit Klinoptilolit Klinoptilolit Klinoptilolit Klinoptilolit Klinoptilolit, Şabazit 2.2.4. Süper akışkanlaştırıcı katkı (SAK) Betonarme bir yapıda betonun görevi basınç yüklerini karşılamak ve içindeki çelik donatıları korumaktır. Betonun basınç dayanımı s/ç oranına göre değişir. Örneğin betonun m³’üne 10 lt fazla su ilave edilmesi basınç dayanımının yaklaşık %10 azalmasına yol açar. Glenium olağanüstü su azaltması ile elde ettiği düşük s/ç oranı ve mükemmel işlenebilme ile yüksek basınç dayanımına sahip yüksek dayanımlı beton elde edilmesini mümkün kılar [47]. Kimyasal katkı maddeleri, çimento ile elektriksel, fiziksel yada fizikokimyasal bir etkileşime girip çimento hidratasyon hızını ve oranını değiştirirler. Kimyasal katkılar, çimento hamuru ile kimyasal tepkimeye girmemekte fakat dolaylı yoldan çimento hamurunun hidratasyonunda hızlandırıcı veya yavaşlatıcı etki gösterebilmektedir. Bu etkiler araştırmacılar tarafından farklı mekanizmalarla (çökelme, iyon yoğunlaşması değişimi, ayrıştırma ve kümeleştirme, yüzey alanını kaplayarak hidratasyonu engelleme vs.) açıklanmaktadır [48]. Topaklaşmaya meyilli çimento tanecikleri kimyasal katkının ayrıştırıcı etkisiyle (bu etki elektrostatik itki olarak adlandırılır) dağılır ve su ile temas eden yüzeyleri artar. Böylece hidratasyon kolaylaşır. Kimyasal katkıların ayrıştırıcı etkisi Şekil 2.1’de verilen mikrofotoğraflarda açıkça görülmektedir [49]. 16 Şekil 2.1. Kimyasal katkıların ayrıştırıcı etkisi [49] Akışkanlaştırıcı kimyasallar, beton üretiminde genelde sabit işlenebilirlikte su azaltma amacıyla kullanılmaktadırlar. Bazı durumlarda ise örneğin yüksek işlenebilirliğe sahip kendiliğinden yerleşen beton uygulamaları gibi sadece işlenebilirliği artırmak amacıylada kullanılabilirler. Beton içerisinde akışkanlaştırıcı katkının taze ve sertleşmiş beton özelliklerine etkisi şematik olarak Şekil 2.2’de tanımlanmıştır. Uygun kimyasal katkının uygun miktarlarda kullanımıyla olumsuz hava koşullarına karşı önlem alınabilir. Bu optimum değerlerin tespitinde, her katkının kullanılacağı malzemeden, özellikle çimento ile uyumluluğu ve hava sıcaklığıyla etkinliğinin nasıl değiştiği laboratuar deneyleri ile tespit edilmelidir [50]. 17 Dayanım Artırma Amaçlı (+Çimento) • DÜŞÜK S/Ç ORANI • YÜKSEK DAYANIM • YÜKSEK DAYANIKLILIK • YÜKSEK RÖTRE VE HİDRATASYON ISISI • İŞLENEBİLİRLİK AYNI • DÜŞÜK S/Ç ORANI • YÜKSEK DAYANIM • YÜKSEK DAYANIKLILIK • İŞLENEBİLİRLİK AYNI Dayanım Artırma Amaçlı (-Su) İşlenebilirliği artırma amaçlı (+ Çimento,+ su) KONTROL BETONU Çimento Tasarrufu Amaçlı (-Çimento, -Su) • DAYANIM DAYANIKLILIK & İŞLENEBİLİRLİK AYNI • DÜŞÜK RÖTRE VE HİDRATASYON ISISI İşlenebilirliği artırma amaçlı (Karışım oranlarında değişiklik yok) • DAYANIM& DAYANIKLILIK AYNI • İŞLENEBİLİRLİKTE ARTIŞ • AYNI DAYANIMDA VE İŞLENEBİLİRLİKTE ARTIŞ • YÜKSEK RÖTRE VE HİDRATASYON ISISI KATKISIZ KATKILI Şekil 2.2. SAK’ların taze ve sertleşmiş beton özelliklerine etkileri [50] 2.3. Yüksek Dayanımlı Betonların Dayanımı ve Dayanıklılığı 2.3.1. Basınç dayanımı Herhangi bir kompozit sistemin yapısal davranışının belirlenebilmesi için ihtiyaç duyulan en temel veri, bu kompozit sistemi oluşturan yapı elemanlarının sahip olduğu malzeme özellikleridir. Diğer bir deyişle, kompozit 18 bir sistemin genel dayanımı ve stabilitesi, bileşenleri olan malzemelerin sahip oldukları dayanımlar (basınç ve çekme) ile malzeme parametrelerinin (elastisite modülü, Poisson oranı, v.b.) değerleri ile doğrudan ilişkilidir. Buna ek olarak, sistemi oluşturan malzemelerin birbirleri arasındaki etkileşim ve aderans da kompozit sistemin davranışı açısından belirleyici olmaktadır. Ayrıca, malzeme davranışı ortama, zamana, sıcaklığa, yükleme durumuna ve maruz kaldığı kimyasal etkilere göre büyük değişimler göstermektedir [51]. Beton üretiminin bitmesi ile birlikte betonun bakım ve kontrolüne başlanmış olmalıdır. Beton, üretiminden sonraki günlerde titiz bir bakıma ihtiyaç duymaktadır. Basınç mukavemeti üzerine etkiyen faktörlerden biri de beton yapıldıktan sonraki bakım şeklidir. Beton numuneleri değişik şekilde kür edilirlerse değişik mukavemetler verirler. Beton kalitesini etkileyen unsurlar çimento, granülometri, sıkıştırma, kür ve beton üretim şekli olarak sıralanmaktadır. Bu faktörlerin herhangibirisinin ihmali betonda dayanım düşüşüne neden olacaktır [52]. 2.3.2. Aşınma dayanımı Aşınma direnci, aşınmaya maruz kalabilecek bütün yüzeyler için önemli görülmektedir. Aşınma direnci s/ç oranına, yüzey işlemleri ve betonun kürüne bağlıdır. Ayrıca çimento hamuru direnci, agrega fiziksel ve karışım özellikleri de betonun aşınma direncinin oluşmasında önemli rol oynamaktadır. Çoğu durumda beton yüzeyleri yıpranmaya maruzdur. Yıpranma, kayma, kazıma veya vurmadan kaynaklanan sürtünmelerle gerçekleşebilir. Su yapılarında bulunan beton elemanlarda su tarafından taşınan aşındırıcı maddelerin hareketi genellikle erozyona neden olur. Akan suyun neden olduğu beton hasarının diğer bir sekli ise oyulma olarak bilinmektedir. Beton kabuğunun homojen bir yapıda olması gerekmektedir. Aksi takdirde, farklı seviyelerde aşınma ve oyulma meydana gelecektir [8,53]. 19 Oyulma hasarına karsı en iyi direnç, yüksek basınç mukavemetli betonun kullanımı ile sağlanabilir. Agrega maksimum boyutunun 20 mm’yi geçmemesi gerekmektedir. Çünkü oyulma daha geniş partikülleri çıkarma eğilimi gösterir. Erozyonda olduğu gibi agrega sertliği önemli bir faktör oluşturmaz. Fakat agrega ile harç arasındaki yapışma özelliği hayati önem taşımaktadır. Uygun beton kullanımı, oyulmadan kaynaklanabilecek hasarı azaltabilirken sonsuz olarak oyulmaya dayanabilecek bir beton elde edilemez. Bu nedenle oyulma hasarı problemlerinin çözümü, öncelikle oyulmayı oluşturan faktörlerin azaltılmasına bağlıdır. Bu girinti-çıkıntılar, ekler ve doğrultu değişimi gibi düzensizlikleri bulunmayan ve pürüzsüz, iyi tesviye edilmiş beton yüzeyleri ile sağlanabilir. Yüzey aşınması ihtimali olan yerlerde hafif agrega oldukça kullanışsızdır. Çok az miktarda kusmuş beton daha güçlü bir yüzey tabakasına sahiptir ve böylece aşınma için daha dirençlidir [8,54]. 2.3.3. Kimyasal aşınma Zararlı kimyasal etki, betonu kimyasal yolla etkileyerek dayanım ile ilgili özelliklerde kalite düşmesine ve hizmet ömrünün azalması sonucunu doğuran her türlü etkidir. Beton çeşitli atmosferik olaylara, zararlı kimyasal maddeler içeren su ve toprağa ve daha birçok kimyasal hasar tiplerine karşı yeterli dayanım sağlayabilir. Ancak bazı durumlarda kaliteli bir betonun bile ömrünü kısaltabilecek kimyasal ortamlar olabilir. Böyle durumlarda özel önlemler alınmalı ve hasara sebep olan etkiler azaltılmalıdır. Beton kuru ve katı kimyasal maddelerden daha çok, çözelti halindeki zararlı kimyasal hasara açıktır. Bunların belirli bir yoğulaşmanın üzerinde olduğu durumda hasar ortaya çıkar. Basınç altındaki betonda hasar daha belirgindir. Çünkü zararlı çözeltinin beton içerisinde ilerlemesi daha kolaydır [9,55]. Betonun bileşenleri birbirleriyle ve betonun temas halinde olduğu kimyasal maddelerle, özellikle sulu ortamda, çeşitli etkileşmelere girerler. Bunun sonucu olarak beton yapı elemanı işlevini yerine getirebilmesi için gerekli 20 olan özelliklerini zamanla yitirebilmektedir. Betonun bozulmasına neden olan etkileşmeler yer değiştirme, çözünerek yapıdan uzaklaşma ve şişen ürünler verme tepkimelerini zamanla değişen oranlarda içerirler. Bu üç ana tepkime grubu içyapının bozulması ile mukavemetin azalmasına, boşluk oranının artmasına, büyük yerel şekil değiştirmeler sonucu kabarma, çatlama ve kapak atmalara veya kısaca betonun korozyonuna yol açarlar [56]. Sülfat, çimentonun bazı bileşenleri ile reaksiyona girerek betonun zamanla bozulmasına neden olur. Bu saldırı sülfat iyonlarının, sertleşmiş betondaki alüminli ve kalsiyumlu bileşenlerle kimyasal reaksiyona girmesi, etrenjit ve alçı taşı oluşturması ile gerçekleşir. Reaksiyon ürünleri betonda genleşme yaratarak çatlaklara ve dağılmaya yol açar, agrega çimento aderansının etkilenmesiyle betonun mukavemeti düşer. Magnezyum sülfat ile beton boşluklarında doygun çözelti halinde bulunan kalsiyum hidroksit ile birleşmesi sonucu, beton içerisinde %15 oranında hacim genleşmesine sebep olan kalsiyum sülfatın oluşmasına sebep olur. Reaksiyon aşağıdaki gibi özetlenebilir. Ca(OH)2 + MgSO4 CaSO4 + Mg(OH)2 (2.1) Sülfatın beton üzerindeki asıl zararlı etkisi, kalsiyum sülfat ile klinker bileşiklerinden trikalsiyum alüminat (C3A) arasında meydana gelen reaksiyondur. Reaksiyon aşağıdaki gibi özetlenebilir. 3CaOAl2O3.12H2O + 3CaSO4 + 16H2O 3CaOAl2O3.3CaSO4.31H2O (2.2) Bu reaksiyon sonucunda 31 mol kristal suyu içeren trikalsiyum sülfoaliminat (Candlot tozu) hiç mukavemeti olmayan ve beton içerisinde % 227 oranında hacim genleşmesi meydana getirir. Sülfat saldırısına uğramış betonun karakteristik görünümü, özellikle köşe ve kenarlardan başlayarak tüm kütleye 21 yayılan beyaz lekeler, çatlaklar ve dökülmelerdir. Böylece betonun kolayca ufalanabildiği ve yumuşadığı görülür [56]. Denizlerde köprü, iskele, rıhtım, fener gibi birçok beton veya betonarme yapılar yapılmaktadır. Bu yapılar deniz suyunda mevcut ve beton için genellikle zararlı olan bir takım tuzların etkisi altındadır. Bu yapıları meydana getiren betonlarda kimyasal mukavemeti bakımından gerekli önlemlerin alınmaması halinde yapı çok kısa bir zamanda hasara uğrayarak işlevini yerine getiremez hale gelir. Beton yapı temellerinin sahil alanlarında, tuzlu yeraltı suyu seviyesinin altına yapılması, kılcal su emme ve buharlaşma nedeniyle toprak altındaki betonda kristalleşmelere sebep olur. Bunlarda çimento hamurunda kimyasal hasara ve çeliğin korozyonuna sebep olur [57]. Klorürler sülfatlar kadar tehlikeli olmamakla beraber muhtelif türlerin bazı hallerde beton ve betonarme yapılar üzerinde zararlı etkileri olduğu bilinmektedir. Kalsiyum klorür, sodyum klorür (NaCI), potasyum klorür (KCI), magnezyum klorür (MgCI2) betonda zarar meydana getiren belli başlı klorürlerdir. Na+ ve K+ iyonları çimentodaki silis jelinin yüzeyi tarafından tutulur. Jel bileşiminde alkali oranının zamanla artmasıyla bu jel hidrate halinde çözeltiye karışır ve ayrışmaya başlar. Magnezyum klorür (MgCI2) ise aşağıdaki reaksiyonu göstererek kalsiyum klorür (CaCI2) oluşmasına sebep olur. Kalsiyum klorürün oranının beton içerisinde artmasıyla kalsiyum kloroalüminat oluşmasına sebep olur ki buda beton için son derece sakıncalıdır [58]. MgCI2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCI2 (2.3) Kalsiyum klorür az miktarda su içinde eriyik halinde bulunduğu takdirde prizi çabuklaştırmak suretiyle mukavemet artışını hızlandırır. Buna karşılık CaCI2 yoğunlaşmasının yüksek olduğu sular çimentolar için belirli derecede zararlıdır. Sodyum klorür (NaCI) ve potasyum klorür (KCI) genellikle çimento 22 üzerinde zararlı etki yapmaz. Ancak bu tür klorürüler iyon değiştirme yolu ile zararlı etkiler gösterebilir. Na ve K iyonları çimentodaki silis jelinin yüzeyi tarafından tutulur. Alkali maddelerin yoğunlaşmasının zamanla artmasıyla bu jel hidrate halde çözeltiye karışarak ayrışmanın başlamasına neden olabilir [59]. MgCl2, bu maddenin su içinde yoğunlaşmasının %5-15 civarında olması durumunda, betonları sürekli olarak tahrip eder. MgCl2, ayrıca HCl asidini meydana getirmek suretiyle, zararlı etkisini ortaya koyar. Bundan başka MgCl2’nin Ca(OH)2 ile yaptığı reaksiyon sonunda meydana gelen CaCl2 yukarıda açıklanan zararlı etkileri yapar. Diğer klorürlerden olan baryum klorür çözeltilerinin çimentolar üzerinde zararlı etkileri görülmemiştir. Buna karşılık amonyum klorür ve demir klorür çimentoların ayrışımına neden olabilir [8,60]. 2.3.4. Kılcal su emme geçirgenliği Yapıların hizmet ömrü boyunca suyun zararlı etkilerinden korunabilmesi için, yapı üzerindeki her nokta, su etkisine karşı direnç gösterecek detaylar ve malzemeler ile üretilmeye çalışılmaktadır. Zeminin de yapı kadar etkili olduğu, özellikle suyun uzun süreli kullanımında ve zemin suları ile olan sürekli temaslarında korozyon vb. etkilerin ön plana çıkarak yapıyı kullanılmaz duruma getirmektedir. Yapı üzerinde oluşturduğu tahribatlar göz önünde bulundurulduğu zaman, bu etkileşimindeki en büyük rolü basınçlı yeraltı suyunun oynadığı görülmektedir [61]. Betonun niteliğindeki yetersizlik, kılcal boşluk ve betonun işlenebilirliği için konulan gereğinden fazla suya bağlanmaktadır. Bu iki olumsuz faktörün aşağı çekilmesiyle betonun niteliğinde önemli artışlar sağlanabilmektedir. Kılcal boşlukları küçültmek ve fazla suyu sonradan almak veya çimento 23 tanelerini homojen bir şekilde dağıtan bir takım akışkanlaştırıcılarla s/ç oranını düşürmek beton niteliğini arttırıcı önlemler olarak görülmektedir [62]. 2.4. Yüksek Dayanımlı Betonun Bozulma Direncine Etki Eden Faktörler 2.4.1. Puzolanların etkileri Günümüzde, oldukça yaygınlaşan yüksek dayanımlı beton üretiminde puzolanik malzemeler sıklıkla kullanılmaktadır. Beton üretiminde kullanılan puzolanların çoğu endüstriyel atık malzemeler veya yan ürünlerdir. Elde edilen bu ürünler 1950’lerden beri betonun dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Metakaolinin çimento harcında puzolan amaçlı olarak kullanımı ise 1960’lı yıllara dayanır; 1990’lı yıllardan itibaren ise sağladığı yüksek dayanım ve dayanıklılık özellikleri nedeniyle beton üretiminde kullanımı yaygınlaşmıştır [63]. SD ise, silisyum metalinin veya ferrosilisyum alaşımlarının üretimi sırasında kullanılan elektrik ark fırınlarında, yüksek saflıktaki kuvarsitin indirgenmesi sonucu elde edilmektedir. Fırınların düşük sıcaklıktaki üst bölümlerinde SiO gazı hava ile temas ederek hızla okside olur ve amorf SiO2 olarak yoğunlaşarak SD’yi oluşturur. Oluşan SD taneciklerinin boyutu bu yoğunlaşma olayına ve alaşımdaki silisyum içeriğine bağlı olarak değişir. Alaşımdaki safsızlıkların az olması durumunda SD’nin en büyük tane boyutu bir mikronun altındadır [64]. Ancak üretilen alaşım özellikleri ve ilave safsızlıklar nedeniyle SD’de daha iri taneler de bulunabilmektedir. Literatürde SD kullanımının çimento harcı ve betonun mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediğini gösteren pek çok araştırma bulunmaktadır [64-65]. Ancak SD fiziksel ve kimyasal özellikleri gereği çimento harcı ve betonun su ihtiyacını arttırmaktadır. SD’nın verimli kullanılması amacıyla, karışım suyu ihtiyacını önemli derecede arttırmayacak en uygun kullanım oranı belirlenmelidir. 24 Öte yandan uygun özellikte ve miktarda SD kullanımı geçirimliliği azaltır, dolayısıyla dışarıdan gelebilecek zararlı kimyasal maddelerin girişini engeller, [66-67]. Puzolan, tek başına bağlayıcılık özeliği olmayan ancak ince öğütülüp normal sıcaklıktaki nemli ortamda kalsiyum hidroksitle kimyasal reaksiyona girerek bağlayıcılık özeliği gösteren malzeme olarak tanımlanır [68]. Puzolanlara örnek olarak uçucu kül, öğütülmüş yüksek fırın cürufu, tras, SD gösterilebilir. Bu puzolanların kullanımı yalnızca ekonomik değil, teknik olarak da büyük yararlar sağlar ve birçok beton özelliğini etkiler. Puzolanik malzemelerin betonda iki önemli etkisi vardır: I) puzolanik etki, II) boşlukları doldurucu etki (filler). Bazı araştırmacılara göre filler etkisi puzolanik etkiden daha önemlidir [69]. Puzolanik ürünler köken, yapı, kimyasal ve mineralojik bileşenleri bakımından oldukça farklıdırlar; sulu ortamlarda bağlayıcı özelliğe sahip kararlı yeni hidratasyon ürünleri oluşturmak için kireçle birleşme eğilimine sahiptirler [70]. Yüksek dayanımlı betonda kimyasal ve mineral karışımların kullanımı, betonun boşluk yapısının düşmesine neden olabilir. SAK’lar betonun karışım suyunu %25’lere varan oranlarda azaltırken SD, uçucu kül vb mineral karışımlar, betonun porozitesindeki düşmenin yanında, harç yapısı ve agrega ara yüzeyindeki boşlukların azalmasını sağlarlar [71]. Portland çimentosu ile birlikte kullanıldıklarında, mineral katkı maddelerinin beton bünyesindeki iri boşlukları küçültebilme ve betonun geçirgenliğini azaltabilme kabiliyetleri en önemli özellikleridir. Puzolanların geçirgenliğini indirgemekte çok etkili olduklarıifade edilmektedir [72]. beton 25 2.4.2. Geçirimlilik, su-çimento oranı ve boşluk yapısının etkileri Silis duman ile üretilen 105 MPa’lık çok yüksek dayanımlı bir betonda çimento hamuru matrisi bütünüyle homojen ve amorf görünüşlüdür. Çimento taneleri arasında üniform dağılmış SD tanecikleri hidratasyon ürünlerinin oluşum odaklarıdır. Normal betonlarda sürekli ağ yapısına sahip olan kapiler boşluklar SD katkılı betonlarda azalmış ve süreksiz olmuştur. Hem filler hem de puzolan rolü üstlenen SD tanecikleri çimento hamuru-agrega aderans bölgesini yoğun bir yapıya kavuşmuştur[73]. Betonun mikro yapısal özellikleri doğrudan dayanıklılığını ve durabilitesini etkilemektedir. Betonun dayanımı haricinde geçirimsizlik, betonun potansiyel durabilitesinin en iyi göstergesidir. Çünkü beton geçirgen ise içine zararlı maddeler nüfuz edebilir. Zararlı maddeler, betonarme demirinin korozyonunu meydana getiren sülfat, karbonatlaşma ve klorürün nüfuzuna neden olmaktadır. Uygun çimento tipi ve içeriği, düşük S/Ç oranı, taze betonun uygun sıkıştırılması ve bakımı, betonun geçirimsizliğine katkısı olan faktörler arasında yer almaktadır [74]. Değişik kür durumlarında SD katkılı betonların mukavemet ve permeabilite özelliklerini incelemişler ve buhar kürü ile birlikte su içersinde kür edilen numunelerde permeabilitenin azaldığını, havada kür edilen numunelerde ise arttığını bildirmişlerdir. Permeabilitedeki değişikliğin SD miktarıyla güçlü bir bağlantısı olduğunu bildiren araştırmacılar, %30 SD kullanılan ve havada kürlenen numunelerin permeabilitesinde önemli önemli bir artış olduğunu vurgulamıştır [75]. Mineral katkıların yüksek dayanımlı betonlar üzerindeki etkilerini inceleyen araştırmacılar normal portland çimentosuna SD ve uçucu kül ilavesi ile ürettikleri betonlara ait boşlukluluk, basınç mukavemeti ve geçirgenlik parametrelerini ölçerek yaptıkları değerlendirmede, uzun dönemde %10 SD 26 ve %30 uçucu külün basınç mukavemeti gelişimine katkılarının az olduğunu fakat geçirgenlik özelliklerine oldukça önemli bir oranda katkıda bulunduklarını ifade etmişlerdir [71-76]. Değişik S/Ç oranlarında toplam 32 farklı karışım ile hazırladıkları betonlarda optimum SD miktarının bütün S/Ç oranlarında farklı olduğunu, mineral katkılı betonların basınç mukavemeti tahminlerinde geleneksel betonlarda kullanılan kanunların doğrudan uygulanamayacağını, bunların modifiye edilmesinin gerektiğini belirtmişlerdir [77]. Betonun 28 günlük dayanımını artırmayı amaçlayan çalışmalarda SD’nin genellikle çimentonun %5-%20'si oranlarında betona katıldığı ve gerekli işlenebilmeyi sağlamak için %10'dan yukarı miktarların süperakışkanlaştırıcı katkılarla birlikte kullanıldığı görülmektedir. Yüksek dayanımlı betonlarda SD çimentonun ağırlıkça yaklaşık %15’i yerine katılmaktadır. Bu betonlarda çimento dozajını 400-500 kg/m3 sınırının üstüne çıkarmak veya S/B oranını 0,30'un altına indirmek gibi zorlamalar fazla yarar sağlamamaktadır [64-76]. Karbonatlaşma, CO2 gazının betona nüfuz etmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu nüfuz, betonun geçirgenlik ve gözeneklilik özellikleriyle bağlantılıdır. Bu nedenle, betonun hem gözenekliliği hem de geçirgenliği karbonatlaşma mekanizmasında önemli rol oynamaktadır. S/B oranını 0,250,40 arasında değiştirdikleri betonların 3,5 yıl sonundaki karbonatlaşma derinliğini ölçmüşler ve 0,25 S/B oranına sahip betonlarda herhangi bir karbonatlaşma görememişlerdir [77]. 2.4.3. Süper akışkanlaştırıcı katkıların etkileri Akışkanlaştırıcı kimyasal katkılar aynı işlenebilirlikte daha az miktarda karışım suyu kullanılarak beton üretimine olanak sağlar. Böylece S/Ç oranı azaltılarak dayanım ve dayanıklılık açısından daha üstün özelliklere sahip 27 beton elde edilir. Akışkanlaştırıcı katkılar kimyasal yapılarına göre farklı su kesme performansı gösterirler. Deneysel olarak kesilecek su miktarı katkı dozajı s/ç oranı, ortam sıcaklığı ve kullanılacak agrega gradasyonunun bir fonksiyonudur [78-79]. Üç farklı kimyasal kökene sahip akışkanlaştırıcı katkının su kesme performansları ile mukavemet ilişkileri harç yayılma ve basınç dayanımı deneyleri ile incelenmiş ve elde edilen bulgular genel olarak su kesme oranı ile basınç dayanımı arasındaki ilişkiyi ortaya koymuş ancak kimyasal katkı türüne göre bu ilişki değişkenlik göstermiştir [79]. Süperakışkanlaştırıcı katkılar, yüksek akıcılık sağlanması ve S/B oranının düşürülmesini sağlamak amacı ile kullanılır. Uzun polimer zincirlerine sahip olan yeni kuşak süperakışkanlaştırıcılar, ince taneciklerin yüzeyinde birikerek (adsorbe olarak), elektriksel itki ve sterik etki yolu ile çimento tanelerinin dağıtılmasını sağlar [80-81]. 2.4.4. Kür şartlarının etkisi Çimentonun hidratasyonunu maksimize etmek için bu etkenleri kontrol altına almak gerekmektedir. Dolayısıyla betona uygulanacak kürün önemi kendiliğinden ortaya çıkmaktadır. %5 ve %10 SD içeren harçlarda dayanımların kür şartlarından çok etkilendiği gözlenmiştir. Hava kürünün, basınç dayanımlarında %40’a varan azalmalara neden olduğunu rapor etmişlerdir. Yeterli hidratasyon oranına ulaşmadan önce kesilen kür rejiminin SD içeren yüksek dayanımlı betonun basınç dayanımını, normal dayanımlı betona göre daha fazla etkilediği görülmüştür. Bu sonuç iyi bir kür rejiminin YDB için çok daha fazla önemli olduğunu göstermektedir [82-83]. Beton’da kür etkisini görmek amacıyla yapılan araştırmalar, betonun kimyasal etkilere ve bozulmalara karşı yüksek dirence sahip olması için, 28 betonun üretildiği aşamadan başlayarak zararlı etkilere karşı betonun direncinin arttırılması ve uygun şekilde bakım edilmesinin gerekliliğini ortaya koymuştur. Yüksek kalitede beton üreten fabrikalar, üretikleri betonu, en uygun kür koşullarında muhafaza etmekle, normal koşullarda yerine dökülen betondan kimyasal etkilere daha dirençli malzemeler elde ettiklerini görmüşlerdir [8]. 2.4.5. Zararlı su ve kimyasalların etkileri Zararlı kimyasal etki, beton veya donatılı betondan yapı elemanın betonunu kimyasal yönden etkileyecek, bu elemanın başta dayanım olmak üzere diğer özelliklerini olumsuz yönde etkileyerek kalitesini düşüren ve hizmet süresini azaltan kimyasal etkilerdir. Beton hizmet süresince, zararlı sulara maruz kalabilir. Birçok ülkede en sık rastlanan zararlı iyon, herhangi bir katyon ile bileşik oluşturabilen sülfattır. Çeşitli sularla gelen asitler ve kimyasal yan ürünler, betona etki edebilir. Bazı yerlerde beton deniz suyu veya acı- tuzlu sularla temas halindedir. Bu sulardaki klorürler, beton içine sızdıklarında, betonun ve beton içerisindeki çelik donatının korozyonuna sebep olurlar [884]. Betonun bileşenleri birbirleriyle ve betonun temas halinde olduğu kimyasal maddelerle, özellikle sulu ortamda, çeşitli etkileşmelere girerler. Bunun sonucu olarak beton yapı elemanı, işlevini yerine getirebilmesi için gerekli olan özelliklerini zamanla yitirebilmektedir. Betonun bozulmasına neden olan etkileşmeler 1. yer değiştirme, 2. çözünerek yapıdan uzaklaşma ve 3. şişen ürünler verme tepkimeleri şeklindedir ve bunlar zaman içinde değişen oranlarda ortaya çıkarlar. Bu üç ana tepkime grubu iç yapının bozulması ile mukavemetin azalmasına, boşluk oranının artmasına, büyük yerel şekil değiştirmeler sonucu kabarma, çatlama ve kapak atmalara veya kısaca betonun korozyonuna yol açarlar [8-85]. 29 Sudaki, zemindeki ve deniz suyundaki sülfat iyonları beton yapılarda bozulmaya yol açabilir. Sülfat saldırısının zararlı etkisi, sülfat iyonlarının sertleşmiş betondaki alüminli (C3A) ve kalsiyumlu (Ca(OH)2) bileşenlerle kimyasal reaksiyona girerek, hacmi çok artan etrenjit ve alçı oluşturmasından kaynaklanmaktadır. Reaksiyon ürünleri, sertleşmiş betonda genleşme yaratarak agrega-çimento hamuru aderansının olumsuz yönde etkilenmesine, çatlak oluşumuna ve geçirimliliğin artmasına yol açar. İleri derecedeki etkilenmelerde ise betonun tamamen dağılması söz konusudur [57-86]. SD ve silissi uçucu kül katkılarını içeren harç ve betonların sülfat dirençleri ASTM C 452 ve C 1012 metodlarına ilâveten, numuneleri % 10'luk sodyum ve % 8,4'lük magnezyum sülfat çözeltileri içinde bekleterek yapılan bir araştırmada, çimento yerine % 16 oranında katılan SD ile sodyum sülfata karşı en iyi direnç elde edilmiştir. Katkı maddeleri ve özellikle SD magnezyum sülfata karşı direnci olumsuz etkilemişlerdir [87]. Bir araştırmada doğal olarak tahrip edici etkiye sahip ortamlar sülfürik, hidroklorik, nitrik, asetik ve fosforik asitlerle birlikte sodyum ve magnezyum sülfatlı karışımlarla benzerlik oluşturarak SD, metakaolin ve düşük kalsiyumlu uçucu küllerle hazırlanan harçların davranışı incelenmiş ve %1’lik hidroklorik, sülfürik ve nitrik asit çözeltilerinde SD, metakaolin ve uçucu külün bu kimyasallara karşı direnci arttırdığı fakat, %5’lik sülfirik, asetik ve fosforik asit çözeltilerine karşı daha düşük bir direnç gösterdikleri bildirmiştir. Genel olarak düşük kalsiyumlu uçucu külün SD ve metakaolinden daha düşük bir direnç gösterdiğini belirtmişlerdir [88]. Düşük S/B oranına sahip betonların katkısız, lateksli ve çimentonun %15’i kadar SD içeren türlerinin çeşitli asitlere karşı dirençlerini araştırdığını ve SD katkılı betonların asit çözeltilerine karşı diğer iki betondan daha iyi direnç gösterdiğini belirtilmiştir [64-76]. 30 Sertleşmiş çimento hamuru, şiddetli derecede asitli sulardan etkilenir. Bu asit saldırısı sonucunda, sertleşmiş çimento hamuru yüzeyinde, kimyasal bir ürün tabakası (kalsiyum tuzları) gelişir. Bu tabakanın özelliklerinin yapının porozitesine, hacim yoğunluğuna, saldırgan asitin tipine, pH yoğunlaşmasına, asit çözeltisinin değerine, çimento ve diğer faktörlerin kompozisyonuna bağlı olduğu belirtilmiştir [7-89]. 2.5. Pomza ve Zeolitin Çimento ve Beton Üretiminde Kullanımına İlişkin Daha Önce Yapılmış Çalışmalar Nevşehir pomzasının jeolojik, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri belirlenerek yapı malzemesi olarak hafif betonda kullanılabilirliği araştırılmıştır. Beton örneklerinin test sonuçlarından pomzanın yapılar için uygun malzeme olduğu belirlenmiştir [90]. Pomza kullanarak ACI standardına göre orta mukavemetli hafif beton üretebilmek için bir deneysel çalışma yürütmüşlerdir. Yaptıkları çalışmada A16 ve C16 gradasyon eğrileri (TS 706) arasına düsen gradasyon eğrilerini kullandıklarında ve süper akışkanlaştırıcı ile hava sürükleyici katkılar ilave ettiklerinde taze iken işlenebilirliği yüksek, sertleştiğinde ise minimum basınç dayanımı 6,56 N/mm2 ve yoğunluğu 1300 kg/m3 olan hafif beton bloklar elde etmişlerdir [91]. Elazığ yöresi pomzası ile hidratasyon reaksiyonu yapabilmesi için çimento inceliğinde öğütülüp, ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20 oranlarında çimento ile yer değiştirilerek yeni karışımlar oluşturulmuştur. SD’nin basınç dayanımına yaptığı katkıyı gözleyebilmek için kontrol betonu hariç tüm serilere, %10 SD ilave edilerek ikinci bir seri daha hazırlanmıştır. Pomzanın basınç dayanımına etkisinin kür yaşlarına bağlı olarak değişimini tespit etmek için numunelerin 3, 7, 28 ve 90 günlük basınç dayanımı değerleri kaydedilmiştir. Ayrıca 28 günlük beton numuneler porozite ve ultrasonik test deneylerine tabi 31 tutulmuştur. Çalışma sonucunda, pomzanın %20 oranına kadar çimento ile ağırlıkça yer değiştirmesi ile çimento miktarındaki azalmadan dolayı numunelerin basınç dayanımlarının kontrol betonuna göre daha düşük çıktığı görülmüştür. Fakat kür yaşı arttıkça dayanımdaki bu düşüş azalmıştır. Bu durum ileri yaşlarda pomzanın puzolanik aktivite göstermesinden kaynaklanmaktadır. Pomza ilavesiyle özellikle erken yaşlarda meydana gelen bu düşme, betonun erken yaşlardaki dayanımına olumlu yönde etki eden SD’nin kullanılmasıyla engellenmiştir [92]. Hafif beton yapı elamanı üretmek için Karaman-Madenşehiri pomza taşı agregasi ile Soma B termik santrali uçucu külü kullanılmıştır. Karışıma giren çimento miktarı ağırlıkça (%) olarak 0, 10, 20, 30 ve 40 oranlarında azaltılarak çimento yerine uçucu kül ilave edilmiştir. Bu uçucu kül oranlarıyla %50 iri, %50 ince agrega ile birinci karışım ve yalnız ince agrega kullanarak ikinci karışım ile hafif beton üretilmiştir. Deney sonuçlarına göre karışımlardan en uygun olanı %10 uçucu küllü hafif beton karışımı olmuştur. %10 uçucu küllü beton karışımlarına ait 28 günlük sonuçlar; HBK2 basınç dayanımı 123 kN/m2, eğilme dayanımı 29.37 kN/m2 ve birim ağırlığı 16.8 kN/m3 olarak bulunmuştur. HBJ2 ise basınç dayanımı 77 kN/m2 eğilme dayanımı 35.50 kN/m2 ve birim ağırlığı 16.85 kN/m3 olarak tespit edilmiştir. [93]. Çimento inceliğinde öğütülen bazik karakterli pomza agregasının ve SD’nin betonun basınç dayanımı üzerinde yaptığı etki yapay sinir ağları (YSA) ile modellenmiştir. Çimento, pomza, SD ve kür yaşı parametrelerinden oluşan ve farklı alternatiflerle oluşturulmuş eğitim seti kullanılmıştır. Bu amaçla ilk olarak Elazığ yöresinden temin edilen bazik karakterli pomza agregası çimento inceliğinde öğütülmüştür. Bu öğütülen pomza, %5, %10, %15 ve %20 oranlarında çimento ile yer değiştirerek karışımlara ilave edilmiştir. Ayrıca, pomza ile birlikte SD’nin da etkisini gözlemek amacıyla bu serilere ek olarak %10 SD katkılı seriler de hazırlanmıştır. Kür yaşının etkisi ise 3, 7, 28 32 ve 90 günlük seriler hazırlanarak incelenmiştir. Ağ yapısı olarak, geri yayılımlı yapay sinir ağı tercih edilmiştir. Veriler normalize edilerek ağa sunulmuştur. Modelleme MATLAB paket programının ANN toolbox’ı ile yapılmıştır. Ağdan elde edilen çıkışlar ile deneysel çalışma sonucu bulunan basınç dayanımı değerleri karşılaştırılmış ve YSA’nın %98 oranında başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür [94]. Farklı çimento dozajlarının, slamplarının ve pomza agrega oranlarının betonun basınç dayanımına ve yoğunluğuna etkileri üzerine yaptıkları deneysel çalışmada a) normal agrega yerine hacim olarak %25, %50, %75 ve %100 oranlarında pomza agregası ikame etmişler, b) dozajı 200, 250, 350 ,400 ve 500 kg/m3’te, c) slampı ise 3±1, 5±1 ve 7±1cm’de sabit tutmuşlardır. Test sonuçlarının analizi pomza agregası artışının betonun yoğunluğunu %41,5’e kadar azalttığını göstermiştir. Karışımdaki çimento dozajının artırılması ile betonun yoğunluğu %3,2’ye kadar, basınç mukavemeti ise 200 kg/m3’lük dozaja göre %265’e kadar azalmıştır [95]. Pomzanın taşıyıcı olmayan hafif beton üretiminde, hafif agrega olarak kullanımını ve pomza kullanılarak üretilmiş hafif betonların belirli bir sıcaklık etkisine maruz kaldıktan sonraki dayanım değerlerindeki değişimleri incelemektedir. Türkiye’de, değişik türde pomza yataklanmaları mevcuttur. Bu çalışma için, bu türlerden Kayseri ili Talas ilçesi’nden, Nevşehir ili Göre Beldesi’nden çıkarılan pomzalar ve İzmir ili Menderes ilçesi’nden çıkarılan perlitik pomzalar seçilmiştir. Çalışmada kullanılan türlerin, hafif agrega özellikleri incelendikten sonra, belirlenen 26 karışıma ait 3 farklı çimento oranında, 78 ayrı hafif beton dökümü yapılmış ve elde edilen hafif beton numunelerinin kuru birim hacim ağırlık, su emme, dayanım, sıcaklık etkisinde dayanım gibi bazı teknik özellikleri belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan Nevşehir-Göre, Kayseri-Talas pomzası ve İzmir-Menderes perlitik pomzasından üretilen hafif beton numuneleri üzerinde yapılan deneysel çalışmaların sonucunda, çimento oranının hafif beton numunelerinin 33 dayanımına ve birim hacim ağırlığına etkisi, sıcaklığın hafif beton numunelerinin dayanımına ve kuru birim hacim ağırlığına etkisi, hafif beton numunelerinde kullanılan pomza türlerinin sıcaklık etkisindeki karakteristiği ve pomza türlerinin birbirleri ile kıyaslanması hususunda irdelemeler yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, pomza türleri ve bu türlerden üretilen hafif betonların sıcaklık etkisinde bazı özellikleri ile ilgili çıkarımlar elde edilmeye çalışılmıştır [96]. Bazaltik pomza agregası ile yapılan ve mineral katkı malzemeleri içeren yüksek-mukavemetli hafif beton üretmek için yaptıkları laboratuar çalışmasında, bağlayıcı olarak Portland çimentosu kullanarak hafif bazaltik pomza agregası ile kontrol hafif beton karışımı hazırlamışlardır. Kontrol hafif beton karışımı çimentonun %20’si uçucu külle yer değiştirilerek ve çimentonun %10’u SD ile yer değiştirilerek ayrı ayrı modifiye edilmiştir. Ayrıca hafif beton karışımı çimentonun %20’si uçucu külle, %10’u da SD ile ikame edilerek tekrar modifiye edilmiştir. Kontrol amacıyla ikide normal ağırlıklı beton dökülmüştür. Laboratuar test sonuçları mineral katkılar ve bazaltik pomza birlikte kullanılarak yapısal hafif beton üretilebileceğini göstermiştir [97]. Hafif pomza taşı betonunun yapısal kullanımı açısından bazı özelliklerini araştırmışlardır. Pomzanın gerçekten yaygın olan yapay hafif agregaların bir alternatifi olarak düşünülüp düşünülemeyeceğini göstermek için, deneysel çalışmalar yapmışlardır. Yapısal hafif pomza betonu, genleştirilmiş hafif kil betonu ve normal ağırlıklı betonlar kullanılarak üç farklı tür donatılı duvar paneli yapılmıştır. Test sonuçlarının analizi, en azından bu tip yapısal betonlar için pomzanın beton üretiminde agrega olarak kullanılmasının bir olumsuz etkisi olmadığını göstermiştir [98]. Yapılan bu deneysel çalışmada, Manisa-Gördes yöresinden elde edilen doğal zeolitin ve Soma Termik Santral atığı olan taban külünün çimento 34 üretiminde puzolanik malzeme olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. ManisaGördes doğal zeolitinin % 10, % 20, % 30, doğal zeolit katkılı (ZKÇ) ve doğal zeolit+taban külü katkılı (ZTKKÇ) çimentoların Fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri yönünden birbirleriyle ve kontrol çimentoları olan CEM I 32.5 ve CEM I 42.5 ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar ZKÇ ve ZTKKÇ’ların ilgili Türk Standartları TS 10156, TS 26 ve TS 640’a uygun olduğunu ve dolayısıyla ile doğal zeolit ve taban külünün çimento üretiminde katkı malzemesi olarak kullanılabileceğini göstermektedir [99]. Doğal zeolit (Klinoptilolit) kullanılarak üretilecek hafif betonların fiziksel, mekanik ve termal özellikleri belirlenerek, tarımsal yapılarda kullanılabilirliğinin saptanması amaçlanmıştır. Bu amaçla 300 dozlu olarak üretilecek hafif betonun hazırlanmasında agrega karışımına %25, %50, %75 ve %100 oranında doğal zeolit ilave edilmiştir. Üretilen beton örneklerinde 28. gündeki basınç dayanımı, birim ağırlığı, su emme oranı, dona dayanıklılığı ve ısı iletkenlik katsayıları belirlenmiştir. Araştırma sonucunda üretilen hafif betonların basınç dayanımlarının farklı karışım oranlarına bağlı olarak 136235 kg/cm2 arasında, birim ağırlıkların 1500-1900 kg/cm3 arasında değiştiği belirlenmiştir. Üretilen tüm hafif betonlar dona dayanıklı çıkarken, su emme oranlarının %8 in altında kaldığı görülmüştür. Ayrıca üretilen hafif betonları ısı iletkenlik katsayılarının 0,5-0,8 kcal/m 0Ch arasında değiştiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, doğal zeolit, hafif beton üretiminde dayanım, dayanıklılık ve ısı yalıtımı açısından tarımsal yapılarda kullanılabilecek potansiyel bir malzemedir [100]. Farklı malzemelerden üretilen hafif betonlar ile zeolit kullanılarak üretilen hafif beton karşılaştırıldığında; zeolitli betonların basıç dayanımı ve birim ağırlık açısından daha iyi sonuçlar verdiği görülmektedir. Özellikle zeolit miktarının %50 nin altında tutulması durumunda elde edilen basınç dayanımının normal agregalı betonların dayanım değerlerine çok yaklaştığı diğer bir ifade ile yapısal hafif beton (170 kg/cm2<) (Kosmatka ve Panarese 1992) olarak 35 kullanılabilecek düzeye ulaştığı söylenebilir. Zeolit miktarının %50 den fazla olduğu durumlarda ise üretilen betonun orta dayanımlı (70-170 kg/cm2) hafif beton sınıfı içerisine girmektedir (Kosmatka ve Panarese 1992). Üretilen hafif betonların tamamı Topçu (2006)’ya göre 3.sınıf veya en yüksek dayanımlı hafif betonlar içerisinde yer almıştır. Ünal ve Uygunoğlu (2007) de belirtilen sınıflandırmaya göre ise, zeolit ile üretilen betonlardan zeolit miktarı %50 ve üstünde olması durumunda hafif taşıyıcı yalıtım beton (101-203 kg/cm2), %50’ den az olması durumunda hafif taşıyıcı beton sınıfı içerisinde yer almıştır [101,102,103]. Zeolitik, perlitik ve bunlara alternatif diğer yakın çevre puzolanlarıyla TS 24 'e uygun olarak katkılı çimentolar hazırlanmıştır. Katkı oranları Balıkesir SET Çimento Fabrikası işletme koşullarına uygun %24, %26,%28 olarak belirlenmiştir. Zeolitik tüflerin puzolanik aktiviteleri yüksektir. Kolay öğütülürler. 28. gün sonunda basınç mukavemetleri yüksektir. Buna karşılık, perlitik tüflerde puzolanik aktivite yüksek olmakla beraber, zor öğütülebilmekte ve 28. gün sonunda basınç mukavemetleri standartları aşmakta fakat zeolitik tüflere göre çok daha düşüktür. Zeolitik tüfler kaliteli bir puzolandır. Perlitik tüfler ise kullanılabilir bir puzolan olmakla beraber, zeolitik tüflerle uygun bir harmanlamayla kullanılmalıdır. Ayrıca doğal puzolanların 7 günlük mukavemetleri hiç etkilemediği fikrinin de tartışılabileceği görülmüştür. Zeolitik ve perlitik tüf katkılı çimentolar ve portland çimentosunun dayanıklılık özelliklerini belirlemek için %24, %28, %32 katkılı çimentolar ve aynı klinkerden portland çimentosu (şahit çimento) üretilmiştir. Bu çimentolarla hazırlanan harçlar 28 gün normal şartlarda su içinde, 28. gün (0. başlangıç yaşı) den sonra 12 hafta su ve sülfat çözeltisinde kür edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre katkılar, portland çimentosuna göre sülfatlı ortamda harcın dayanıklılığını arttırmıştır. Özellikle zeolit katkılı harçlarda bu özellikler daha belirgindir. Fakat çimentoya katılacak katkı miktarı çok önemlidir. X-Ray Difraktometre incelemelerinde şahit harçda etringit oluşumuna rastlanırken, 36 katkılı harçlarda rastlanmamıştır. Bu da katkılı çimentoların sülfatlı ortama dayanıklı olduğunu birkez daha ortaya koymuştur [104]. Hem çevre konuları için hem de çimento üretiminin daha düşük maliyetli olması için hidrolik çimentolara puzolan katılması uygundur. Yapılan bu deneysel çalışmada, Manisa-Gördes yöresinden elde edilen doğal zeolitin çimentoda katkı uygunluğu araştırılmıştır. Manisa-Gördes doğal zeolitinin %0, % 15 ve %30 doğal zeolit katkılı ve doğal zeolit + süperplastikleştirici katkılı çimentoları fiziksel ve kimyasal özellikleri yönünden birbirleriyle ve kontrol çimentosu olan CEM I 42,5 ile karşılaştırılmıştır. Hazırlanan zeolitli hamur numuneleri üzerinde X-ray difraksiyon ve SEM fotoğraf araştırması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar %15 doğal zeolit katkılı numunelerin çimentoda uygun olduğu görülmüştür [105]. Alkali silika reaksiyonu, betonda kullanılan çimentodan veya dış kaynaklardan gelen alkali hidroksitlerle, beton içindeki agregaların içerdiği reaktif bileşenler arasında, nem varlığında meydana gelen ve zamanla betonun genleşmesi sonucu betona zarar veren bir kimyasal reaksiyondur. Aktif silis içeren reaktif karakterli agregalar opal, kalsedon, kristobalit gibi mineraller içermektedir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, mineral katkı olarak kullanılacak malzemeler ve bu malzemenin en uygun kullanım oranları belirlenmiştir. Alkali silika reaksiyonunun (ASR) zararlı etkilerini azaltmak amacıyla mineral katkı olarak çimento yerine pomza, perlit ve zeolit farklı oranlarda kullanılarak, ASTM C1260 hızlandırılmış harç çubuğu metodu ile çimento-agrega-mineral katkı bileşiminin reaktivitesi belirlenmiştir. Harç örnekleri üzerinde yapılan deneyler sonucunda perlitin, genleşmeleri azaltmada pomza ve zeolit kadar etkili olmadığı görülmüştür. Bu nedenle çalışmanın sonraki aşamasında, reaksiyonun zararlı etkilerini azaltan ve belli bir orandan sonra harç örneklerinin genleşme değerlerini, standarttaki genleşme limitinin altına düşürebilen pomza ve zeolit kullanılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ASR’nin zararlı etkilerini azaltmak için mineral 37 katkı olarak kullanılan pomza ve zeolitin betonun durabilitesine etkisi, yapılan deneylerle incelenmiştir [106]. Doğal zeolit tozunun inceliği arttıkça ortamın pH’ı azalmaktadır. Kullanılan zeolit tozunun miktarı arttıkça alkali iyon yoğunlaşmaları azalmakta, bu sayede alkali silikat jelinin oluşumunu önlemektedir. Alkali iyon yoğunlaşmasının azalma nedenleri; iyon değişimi, absorblanma ve puzolanik reaksiyondur. İyon değişimine ek olarak doğal zeolit tozunun gözenekli olması da alkalinitenin azalmasında etkili olduğu belirtilmiştir [107]. İlave bağlayıcı malzemelerin katkılı çimentolardaki veya betondaki miktarları arttıkça, bu malzemelerin kullanımıyla sağlanan yararların büyüklüğü de artmaktadır. Ancak ilave bağlayıcı malzemelerin bağlayıcı sistemlerdeki miktarı, özellikle doğal puzolanlar için, su ihtiyacındaki artış ve dayanım kazanma hızındaki azalma gibi faktörler tarafından kısıtlanmaktadır. Bundan dolayı katkılı çimentolarda veya betonda kullanılan doğal puzolan miktarını, dayanım kaybı olmaksızın mümkün olduğu kadar artırmak amacıyla araştırmalar gerekmektedir. Bu amaç yaygın olarak kullanılan doğal puzolanlardan daha reaktif doğal malzemeleri içeren bağlayıcı sistemler üzerinde çalışılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmanın amacı, Türkiye’deki iki farklı rezervden temin edilmiş doğal zeolitlerin (klinoptilolit) puzolanik aktivitelerini ve bu zeolitlerden düşük (%15 ikame), orta (%35 ikame) ve yüksek (%55 ikame) düzeyde içeren bağlayıcı ve sistemlerin özelliklerinin araştırılmasıdır. Çalışma, doğal zeolitlerin karakterizasyonunu, puzolanik aktivitelerinin diğer yaygın kullanılan mineral katkılar ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesini ve düşük, orta ve yüksek düzeyde zeolit içeren çimento hamuru, harç ve beton karışımlarının özelliklerini kapsamaktadır. Doğal zeolitlerin Ca(OH)2 ile olan reaktivitelerinin, uçucu küllün ve zeolitik olmayan puzolanın reaktivitelerinden daha yüksek, SD’nin reaktivitesinden ise bir miktar düşük olduğu tespit edilmiştir. Doğal zeolit içeren katkılı çimentolar şu önemli özellikleri ile karakterize edilmişlerdir: portland çimentosundan daha 38 hızlı priz, sertleşmiş hamurlarda düşük Ca(OH)2 miktarı ve düşük miktarda 50 mm’den büyük gözenekler, portland çimentosu hamuruyla karşılaştırıldığında göreceli olarak yoğun mikro yapı, naftalin bazlı akışkanlaştırıcıya kıyasla melamin-bazlı akışkanlaştırıcı ile daha iyi uyumluluk ve çok iyi basınç dayanımı performansı. Portland çimentosunun belirli miktarlarda doğal zeolite ile ikamesi yoluyla hazırlanan beton karışımları şu özellikleri ile karakterize edilmişlerdir; sadece 180 kg/m3 portland çimentosu ve 220 kg/m3 zeolit dozajı ile (%55 ikame) 7. günde ~25MPa, 28.günde 45-50 MPa basınç dayanımı, normal portland çimentosu betonu ile karşılaştırılabilir ölçüde elastik modül değeri, düşük ve yüksek ikame oranları için sırasıyla “düşük” ve “çok düşük” klor iyon geçirgenliği olduğu belirlenmiştir [108]. Zeolitik mineral katkılı yüksek dayanımlı ve akışkan betonlarda, % 10 oranında çimento yerine zeolit katılıp ve karışımın (S/Ç = 0.31- 0.35) tutularak, süper akışkanlaştırıcı katılırsa beton dayanımı 80 MPa ve çökmesi 18 cm olmaktadır. Bu dayanım, normal portland çimentolarının basınç mukavemetinin %10’dan % 15’e kadar çıkartmaktadır. Aynı zamanda kanama, ayrışma da olmamaktadır [109]. Otoklav ile hava sürüklenmiş betonlarda zeolitin etkisi incelenmiştir. Söz konusu çalışmada, hava sürüklenmiş betonlarda (AAC) zeolitin etkisi araştırılmıştır. AAC betonlarda quartzit yerine zeolit kullanılmıştır. Zeolitli hava sürüklenmiş beton (ZAAC) numunelerinin yoğunluğu 270–500 kg/m3 olarak hazırlanmıştır. Numuneler, XRD, X-ray florosan ve termal analizlere maruz bırakılmıştır. Yoğunluk, basınç testi ve termal iletkenlik gibi parametreler araştırılmıştır. Bu sonuçlara göre, AAC betonlara tobermorit, quartz ve anhidrit karıştırılmıştır. Fakat ZAAC beton numuneleri tobermorit ve quartz yanında klinoptilolit (zeolit) ve reakte olmayan anhidrit (alçı) katılmamıştır. ZAAC betonun 700–1000 oC de ısıtıldığındaki davranışlarında wollastonit, gehlenit ve ortoclase’in yeni faz formları XRD’de elde edilmiştir. AAC betonlarda quartz yerine zeolit kullanıldığında otoklav ürünlerin termal 39 iletkenliğinde gözle görülür bir düşüş olmuş, basınç dayanımında ise 1,22– 3,34 N/mm2 oranında iyileşme gözlenmiştir [110]. 2.6. Arayüzeylerde Moleküler, Zeta Potansiyel ve Simultane Termal Analiz Moleküler Bağ Karakterizasyonu Moloeküler bağ karakterizasyonunu belirlemek için infrared (titreşim) spektroskopisi (IR) kullanılmaktadır. İnfrared spektroskopisi, maddenin infrared ışınlarını absorplaması üzerine kurulmuş olan bir spektroskopi dalıdır. Bu hızlı, ekonomik ve tahrip edici olmayan bir fiziksel yöntemdir. IR tekniği hem kristal kafes tanımlamalarının fiziksel parametrelerinin kaynağı hem de numuneler arası saf deneysel nitel ilişkilerin açığa çıkarılması bakımından çok yönlüdür Katı yüzeyindeki gaz ve sıvı adsorbsiyonunun incelenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır [111- 113]. Bir madde monokromatik infrared ışın bandı ile aydınlatıldığında, moleküllerin titreşim hareketleri nedeniyle, infrared ışınlar az veya çok adsorbe edilirler. Deneylerde dalga boyu ile adsorpsiyon arasında çizilen grafik maddenin bir karakteristiğidir ve onun tanımlanmasında kullanılabilir. İnfrared ışınlarının dalga boyları 1000-300000 nm arasında olmasına rağmen infrared spektroskopisinde, genellikle dalga boylan 2500-25000 nm arasında olan ışınlardan yararlanılır. Bu aralığa yakın infrared ve infrared bölgesi denir. İnfrared spektroskopisinde ışınlar dalga boyları ile değil, daha çok dalga − sayılarıyla verilir. Dalga sayısı ν = − boylan aralığı ν = 1 ⋅ 10 −7 = 2500 1 λ (cm-1) dir. Buna göre yukardaki dalga − 4000 cm-1 ve ν = 1 ⋅ 10 −7 = 25000 400 cm-1 dir. Dalga sayıları 400 cm-1 den daha küçük ışınların enerjileri rotasyon (dönme) enerjileri seviyesinde olduklarından, havadaki moleküller tarafından bile kolaylıkla adsorbe edilirler [111- 113]. 40 Moleküler analizler FT-IR (Fourier transformlu kızılötesi spektroskopisi) tekniği kullanılarak tanecik yüzeylerindeki molekül gruplarını tanımlamak için kullanılabilir. Bu amaçla yapılan çimento, katkılı çimento ve puzolanlarla ilgili çalışmalarda infrared spektrumu başlıca 4 geniş band bölgesinde değerlendirilmektedir. Bunlar Si-Al, S, C ve OH titreşim ve deformasyon bağlarındaki titreşim sayılarından oluşmaktadır [114]. Bu dalga boyundaki titreşim sayıları aralarındaki farklar bölgesel olarak değerlendirilmektedir. FT-IR analizlerindeki birinci bölge 400-1100 cm-1 bölgesidir. Bu titreşim dalgaları Si (Si-O ve Si-O-Si) ve Al (Al-O, Al-O-Al) bağlarına karşılık gelmektedir. Çimentonun bileşenlerinden kalsiyum silikatlar 930, 1000-1010 cm-1 dalga sayılarında, kalsiyum ve karbon titreşimleri ise 2920-2930 ve 2850-2855 cm-1 dalga sayıları aralığında daha yoğundur. Bu kalsiyum silikat titreşimleri bütün çimentolarda görülmektedir. Fakat referans çimentoların titreşim bandları 1000-1010 cm-1 dalga sayısı arasında daha yoğundur [114115]. İkinci bölge ise S (kükürt) bölgesidir. S titreşim dalgaları üç bölgede (11001300, 1620-1685 ve 3100-3600 cm-1) S-O bağı olarak görülmektedir [111,114,116]. Bu bağlar çimento içeriğindeki alçı taşından kaynaklanmaktadır. 700-1500 cm-1 titreşim dalgaları üçüncü bölgeyi göstermektedir. Bu bölgede C (C-O) titreşim bağları vardır. Ancak ikinci bağlar 2500-3000 cm-1 dalga sayısı aralığında bulunmaktadır. Bu, çimentonun karbonasyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır [112,116,117]. Su moleküllerini gösteren bölge ise dördüncü bölgedir. Bu bölgedeki titreşim ve deformasyon bağları (O-H) 3400-3450, 1620-1650 cm-1 dalga sayılarında bulunmaktadır. Bu bölgede katkısız çimento harçlarında daha düşük dalga sayılarında (3409-3414 cm-1) görülür. Bu susuz bileşiklerin varlığını 41 göstermektedir. Bunun aksine CEM I harçlarında daha yüksek dalga sayılarında (3441-3446 cm-1) oluşmakta ve daha az oranda susuz bileşikleri göstermektedir. Hidrate edilmiş çimentolarda portlandit ve tobermorite sırasıyla 3650 ve 3630 cm-1 dalga sayılarında görülmektedir [115,116,117]. Bu bölgelerde oluşan dalga sayıları yardımıyla minerallerdeki moleküler bağ karakterizasyonu belirlenebilmektedir. Zeta potansiyel Elektrokinetik özellikler, elektriksel çift tabakanın çözelti kısmında; mineral tarafındaki sabit tabaka ile diğer hareketli dağılmış iyonlar tabakasını ayıran kayma yüzeyi üzerindeki potansiyel büyüklüğüne bağlıdır. Yüklü mineral tanecikleri ile etrafındaki sulu çözeltinin birbirlerine göre hareketlerinde, çözelti-tane arasındaki kayma yüzeyindeki ölçülebilen potansiyele “Elektrokinetik Potansiyel” veya “Zeta Potansiyel” denir [118-123]. Bazı yazarlar kayma yüzeyini Stern tabakasıyla üst üste olarak göstermelerine karşın gerçekte Şekil2.9’da görüldüğü gibi kayma (kesme) yüzeyi, sabit yüzeye göre Stern düzleminden daha uzakta oluşmaktadır. Bu nedenle zeta potansiyeli ( ζ ), Stern potansiyelinden mutlak değerce biraz daha düşüktür. Çift tabaka teorisi incelenirken genellikle ψ δ ile ζ eşit kabul edilebilmektedir. Yapılan deneysel çalışmalarda bu kabullenmenin getirdiği hata oldukça düşük kalmaktadır. Ancak ψ δ ve ζ potansiyel değerleri çok yüksek olduklarında, iki büyüklük arasında belirgin bir fark oluşabilmektedir [118-124]. Zeta potansiyel, elektriksel çift tabakanın kontrol altında tutulabildiği ve deneysel olarak ölçülebilen bir büyüklüktür. Özellikle kolloidal sistemlerde, flokülasyon, koagülasyon ve stabilite, flotasyonda reaktiflerin adsorbsiyonu, hava kabarcıklarının mineral tanelerine yapışması olaylarının açıklanması ve 42 zeta potansiyeline göre korelasyonları her zaman yapılmaktadır [118-125]. Zeta potansiyel aşağıdaki yöntemlerden birisi ile kontrol altında tutulabilir [126]. 9 Farklı iyonların yoğunlaşmalarının ve değerliklerinin etkisi zeta potansiyel, elektrolit yoğunlaşması (elektriksel çift tabaka kalınlığının azalmasından) ve eklenen katyonların değerliliği arttıkça, düşer. 9 Potansiyel belirleyen iyonlar zeta potansiyel doğrudan yüzey elektrik yüküne ve bu da potansiyel belirleyen iyonların miktarına bağlı olduğundan, bu iyonların ilavesiyle zeta potansiyelin hem işareti hem de yükü kolaylıkla değiştirilebilir. 9 Aynı değerlikli iyonların atomik çapı aynı değerliliğe sahip iyonlarda atomik yarıçap arttıkça zeta potansiyel düşer. 9 Hidrojen iyonu, yüksek değerlikli iyonlar ve kompleks organik katyonlar kuvvetli olarak zeta potansiyeli azaltır ve hatta çok düşük yoğunlaşmalarda bile işaretini değiştirir. 9 Yüzey aktif maddelerin zeta potansiyele etkisi çok belirgindir. Simultane Termal Analiz Simultane termal analiz (STA), sisteminde iki veya daha fazla termal analiz tekniğinin aynı anda tek bir numune üzerine uygulanmasıyla gerçekleştirilmektedir. Bu teknikler, fark esaslı termal analizler (DTA) ile termal gravimetri (TG) yada fark taramalı kalorimetri (DSC) ve termal gravimetri (TG) şeklinde yapılabilir. DTA, uzun zamandan beri kil mineralleri, karbonatlar, sülfatlar ve zeolitler gibi minerallerin tanımlanmasında kullanılmaktadır. Ayrıca bu yöntemle çimentoyu oluşturan ana bileşiklerin, hidratasyonda ısının etkisiyle birlikte meydana gelen dönüşümleri de izlenebilmektedir. DTA’de reaktif numune ile reaktif olmayan referans madde arasındaki ısı farkı (oC) zamanın fonksiyonu 43 olarak belirlenmekte ve tepkimelerin sıcaklıkları, termodinamiği ve kinetiği hakkında önemli bilgiler vermektedir. TG ise, sıcaklığın fonksiyonu olarak gaz ayrılması veya adsorbsiyonu nedeniyle yoğun fazların oluşumu veya ağırlık kaybının belirlenmesini sağlamaktadır [111-112]. DSC sıcaklığın fonksiyonu olarak termal tepkimelerle bir numuneden çıkan veya numune içinden geçen ısı akışı arasındaki farkı ölçmektedir. DSC olarak tanımlanan bu yöntem kalorimetri olarak isimlendirilen analizin farklı bir grubudur. Kalorimetri bir maddenin spesifik ısı veya termal kapasitesini ölçer ve DTA ile yakın bir ilişkisi vardır. DSC, her ikisi de kontrollü şekilde ısıtılan numune ve referans madde arasındaki sıfır sıcaklık farkını tespit etmek için gereken enerji miktarını ölçmektedir [111-112]. DSC ve DTA eğrileri birbirine benzemektedir. Isıtma işlemi sırasında numunede endo ve ekzotermik tepkimeler oluşur. Endotermik reaksiyonda numune enerji almakta, ekzotermik reaksiyonda ise numune enerji vermektedir [111-112]. STA ile ilgili yapılan daha önceki termal analiz testleri CEM I 42,5R çimentosu, mineral katkılı ve kimyasal katkılı çimento harcında meydana gelen temel reaksiyonların, genel olarak aşağıdaki sıcaklık aralıklarında meydana geldiklerini göstermektedir [127-128]. 0-100 °C: Gözeneklerdeki kimyasal ve fiziksel suyun dehidratasyonu (endotermik), 100-450 °C: Kalsiyum silikat hidrat (C-S-H), kalsiyum alümina silikat hidrat (CASH, etrenjit), alüminat, alüminasilikat ve diğer hidratların dehidratasyonu (endotermik), 450-580 °C: CH (Ca(OH)2)’ın dehidroksilasyonu (endotermik), 750-825 °C: CaCO3’ın dekarbonasyonu (ekzotermik). 44 3. MATERYAL VE METOT 3.1. Materyal 3.1.1. Agrega Çalışmada Ege yöresine ait 0/2 ve 2/4 bazalt kırma kum, 4/8 ve 8/16 bazalt kırma taş agregası kullanılmıştır. Agregaların tamamı Aydınlar madencilik(İzmir) firmasından temin edilmiştir. Çalışmada bütün beton türlerinde tek tip granülometri kullanımı yoluna gidilmiştir. Agrega tane dağılımı, en büyük tane büyüklüğüne (Dmax =16 mm) bağlı olarak TS 802’de belirtildiği gibi gösterilen ideal bölgeye gelecek şekilde seçilmiş ve granülometri eğrisi standart eğrilerle birlikte Şekil 3.1’de verilmiştir. Kullanılan agrega türü üzerinde birtakım deneyler, ilgili standartlar dahili’nde yapılmış ve Çizelge 3.1’de verilmiştir. 100 Elekten geçen % (yığışımlı) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 Elek göz açıklığı (mm) Kullanılan C16 B16 A16 U16 Şekil 3.1. TS 802 standart eğrileri ve kullanılan agrega granülometri eğrisi 45 Çizelge 3.1. Kullanılan agrega üzerinde yapılan deneyler Deney Türü Organik kökenli madde tayini Birim Gevşek, g/cm3 Ağırlık Sıkışık, g/cm3 Özgül ağırlık ve su emme oranı İlgili Standart TS EN 1744-1 TS 3529 Kuru özgül ağırlık Doygun Kuru Yüzey Özgül Ağırlık Su Emme oranı (%) Doğal nem (%) Deney Raporu Renksizden açık sarıya doğru, organik madde zararsız. 1,48 TS EN1097-6 1,66 0/2 2,55 Agrega Sınıfı 2/4 4/8 2,52 2,50 8/16 2,47 2,59 2,56 2,53 2,51 1,47 1,55 1,61 1,65 1,25 1,32 1,41 1,63 3.1.2. Çimento Araştırmada, Ankara Set Çimento fabrikasında TS EN 197-1’e [129] uygun olarak üretilen, CEM I 42,5 R kullanılmıştır. Çimentoya ait kimyasal, fiziksel ve mekanik analizler Çizelge 3.2’de verilmiştir. 3.1.3. Puzolanlar Çalışmada pomza ve zeolit olmak üzere İki tür doğal puzolan kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan pomza Nevşehir yöresine ait olup üçler madencilik firmasından, zeolit ise Balıkesir-Bigadiç yöresine ait olup Türk zeolit madencilik firmasından elde edilmiştir. Her iki puzolanda topaklaşma seviyesine kadar Ankara Set çimento fabrikasında bilyalı değirmende öğütülmüştür. Pomza ve zeolite ait kimyasal, fiziksel ve mekanik analizler Çizelge 3.2’de verilmiştir. 46 Çizelge 3.2. Bağlayıcıların kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri Özellik Fiziksel ve mekanik özellikler Blaine İnceliği m2/kg Özgül Ağırlık kg/m3 Priz (dk) Başlangıç Bitiş Basınç Dayanımı 7 gün (MPa) 28 gün Kimyasal bileşenler SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Kızdırma Kaybı Bogue Kompozisyonu C3S C2S C3A C4AF CEM I 42,5 R Pomza Zeolit 314 3,11 145 230 38,80 45,78 474,9 2,39 --------- 290,5 2,23 --------- (%) 20,31 5,64 3,27 64,02 1,64 2,86 0,87 0,80 2,17 (%) 71,93 13,14 1,07 0,76 0,73 0,02 4,10 4,42 4,11 (%) 77,54 13,25 0,936 2,156 0,945 0,06 0,05 3,39 12,77 55,55 16,50 9,41 1,48 - - 3.1.4. Süperakışkanlaştırıcı katkı (SAK) Süper akışkanlaştırıcı katkı olarak polikarboksilik eter esaslı, yüksek oranda su azaltan, betonda kıvam kaybı önlemesi istenen, yüksek dayanım ve dayanıklılığa gereksinim duyulan, TS EN 934-2 ve ASTM C 494-92 Tip F “Akışkanlaştırıcı beton katkısı” standardına uygun, Degussa yapı kimyasalları sanayi A.Ş. firmasına ait Glenium 51 türü yeni nesil süper akışkanlaştırıcı beton katkı malzemesi kullanılmıştır [130,131]. Glenium 51 tipi SAK’nın +20 0 C’de %50 bağıl nem koşullarında elde edilen teknik özellikleri ilgili firmadan alınmış ve Çizelge 3.3’de verilmiştir. Çizelge 3.3. Glenium 51 SAK’nın teknik özellikleri Malzemenin yapısı Renk Yoğunluk Klor içeriği % (EN 480-10) Alkali içeriği % (EN 480-12) Polikarboksilik eter esaslı Amber 1,082-1,142 kg/litre < 0,1 <3 47 3.1.5. Karışım Suyu Araştırmada karışım suyu olarak, Ankara Büyükşehir Belediyesi içme suyu şebekesinden temin edilen su kullanılmıştır. Kullanılan karma suyu TS EN 1008’e uygundur [132]. 3.2. Metot 3.2.1. YDB örneklerinin hazırlanması Beton karışım hesabı, istenilen kıvam, işlenebilme, dayanım, dayanıklılık, hacim sabitliği ve diğer aranan özelliklere sahip, en ekonomik betonu elde edebilmek amacıyla gerekli agrega, çimento, su, hava ve gerektiğinde katkı maddesi miktarını tespit edebilmek için yapılan hesaptır [7]. Beton karışımında yer alacak malzeme miktarlarının hesaplanmasına dair değişik ülkelerin standartları tarafından önerilmiş olan değişik yöntemler bulunmaktadır. Türk Standartları Enstitüsü tarafından önerilen yöntem TS 802 nolu standardında belirtilmektedir [133]. TS 802’deki yöntem Amerikan Beton Enstitüsünün ACI 211.1 nolu standardında belirtilen yöntemle bazı küçük ayrıntılar dışında tamamen benzerdir [134]. Bu iki literatür ve yüksek dayanımlı beton kriterlerini içeren literatür, göz önünde bulundurularak karışıma girecek malzeme miktarları belirlenmiştir. Betona kütlece ikame edilmek suretiyle kullanılan puzolanların, türü ve oranına göre dört grup beton tipi üretilmiştir (Çizelge 3.4). Her bir beton grubu için 120 adet (10 x 20) cm ebadında silindir numune üretilmiş ve 1m3 karışıma giren malzeme miktarları Çizelge 3.5’de verilmiştir. Çizelge 3.4. Puzolan türü ve oranlarına göre beton grupları Grup No Kütlece ikame oranı (%) Puzolan türü Beton kodu 0 15 5 10 10 5 15 0 Pomza Zeolit Pomza Zeolit Pomza Zeolit Pomza Zeolit 0P15Z I. Grup II. Grup III. Grup IV. Grup 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çizelge 3.5. Her bir beton grubu için 1m3 karışıma giren malzeme miktarı Malzeme Adı Tip Özgül Ağırlık. Ağırlık 15P0Z (kg) Hacim 15P0Z 3 (m ) Agrega oranı 15P0Z (%) Ağırlık 10P5Z (kg) Hacim 10P5Z 3 (m ) Agrega oranı 10P5Z (%) Ağırlık 5P10Z (kg) Hacim 5P10Z 3 (m ) Agrega oranı 5P10Z (%) Ağırlık 0P15Z (kg) Hacim 0P15Z 3 (m ) Agrega oranı 0P15Z (%) Kırma Kum 0-2 2,55 543,737 0,213 40,549 555,99 0,218 40,549 568,314 0,223 40,549 580,695 0,228 40,549 Kırma Kum 2-4 2,52 201,503 0,080 15,027 206,04 0,082 15,027 210,611 0,084 15,027 215,199 0,085 15,027 Kırma Taş 4-8 2,50 266,538 0,107 19,877 272,54 0,109 19,877 278,585 0,111 19,877 284,655 0,114 19,877 Kırma Taş 8-16 2,47 329,174 0,133 24,548 336,59 0,136 24,548 344,053 0,139 24,548 351,548 0,142 24,548 1340,95 584,05 103,06 0,00 8,93 206,13 0,533 0,1896 0,0431 0,0000 0,0080 0,2061 0,02 1 1371,1 567,04 66,71 33,35 8,67 200,1 0,545 0,184 0,028 0,015 0,008 0,200 0,02 1 1401,56 550,02 32,35 64,70 8,41 194,12 0,557 0,1785 0,0135 0,0290 0,0075 0,1941 0,02 1 1432,09 533,01 0,00 94,06 8,15 188,12 0,569 0,1730 0,0000 0,0421 0,0073 0,1881 0,02 1 Çimento Puzolan Puzolan SAK (%1,3) Su Hava miktarı Toplam agrega CEM I 42.5 3,08 Pomza 2,39 Zeolit 2,23 Glm. 51 1,112 İçme suyu 1 Toplam malzeme 2243,14 100 Teorik Birim Ağırlık 2,243 2247,0 100 Teorik Birim Ağırlık 2,247 2251,1 100 Teorik Birim Ağırlık 2,251 2255,4 100 Teorik Birim Ağırlık 2,255 48 49 Her bir beton grubu için karışım oranları Çizelge 3.6’da belirtildiği gibi tespit edildikten sonra, Elektrik motorlu 150 litre kapasiteli betoniyere agregalar sırasıyla (8-16, 4-8, 2-4 ve 0-2) konulmuştur. Daha sonra Çizelge 3.5’de belirtilen puzolan türü ve oranına bağlı kalınarak toplam bağlayıcı (çimento) miktarına ikame edilmek suretiyle pomza ve/veya zeolit ilave edilmiş ve yaklaşık 1dk süreyle betoniyerde karıştırılmıştır. Daha sonra gerekli olan su ve toplam bağlayıcı oranının %1,3’ü oranında SAK miktarı 1g hassasiyetli tartılarak karışıma ilave edilmiştir. Ayrıca agregaların az nemli durumdan doygun kuru yüzey durumuna gelmesi için ilave edilmesi gereken≈920 g su karışıma ilave edildikten sonra betoniyerde üç dakika daha karıştırılarak beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen betonun ayrışmasına izin vermeyecek şekilde alınarak (10x20) cm’lik sert silindir sert plastik kalıplara yerleştirilmiştir. Kalıpta 24 saat bekleyen betonlar 23±2 oC kirece doygun suda 28 gün bekletilmiştir. Daha sonra sudan çıkarılan beton numuneleri 7500 Mg/L MgSO4, %5 H2SO4, %5 NaCI çözeltilerine ve 23±2 0C kirece doygun suya alınarak deney tasarımında belirlenen esaslar çerçevesinde 28, 56 ve 90 gün bekletilmiştir. Daha sonra bütün numuneler 56, 90 ve 120 gün yaşlarında tahribatlı ve tahribatsız testere tabi tutulmuştur. 3.2.2. Taze beton deneyleri Beton randımanlı dökülebilecek, homojen bir kütle teşkilini ve işlenebilirliğini sağlayacak en düşük kıvamda olmalıdır. Özellikle de yüksek dayanımlı betonlarda, işlenebilirliği sağlayacak en düşük kıvamda olmalıdır. Kıvam tespiti Taze betonun kıvam deneyi, betonun işlenebilirliğini hem laboratuar hem de şantiyede tespit etmeye yarayan pratik bir deneydir. Bu nedenle dört tip 50 beton türü üzerinde beton karışımlarının kıvamı çökme deneyi ile belirlenmiştir. Ölçüleri belirli (h = 305 mm, taban çapı = 203 mm, üst çapı = 102 mm) tepesi kesik koni şeklindeki metal bir kalıp içine üç çeşit tabaka halinde ve her tabakası 25 kez özel bir çubukla (60 cm uzunlukta, 16 mm çapında) şişlenerek standart olarak doldurulan taze betonun, ilk yüksekliği ile kap kaldırıldıktan sonraki yüksekliği arasındaki farkın ölçülmesi esas alınmıştır. Taze betonda kıvam tespiti TS EN 12350-2’e göre üretilen her karışım grubu için ayrı ayrı tespit edilmiştir [135]. Taze birim ağırlık Taze betonunun birim ağırlığı, bir birim hacim içerinde yer alan taze betonun ağırlığıdır. Betonun birim ağırlığı, genellikle kg/m³ veya ton/m³ olarak ifade edilmektedir. Taze betonun birim ağırlığının belirlenmesinde hacmi ve ağırlığı belli olan bir kap kullanılmıştır. Taze beton bu kaba yerleştirilmiştir. Daha sonra 25 defa şişlenerek sıkıştırılmıştır. Tartılarak dolu ağırlığı bulunmuştur. Dolu ağırlığından kabın kendi darası çıkartılıp kabın kendi hacmine bölünerek taze birim ağılık tespit edilmektedir. Taze betonda birim ağırlık tespiti TS 2941’e göre üretilen her karışım grubu için ayrı ayrı tespit edilmiştir. 3.2.3. Çevresel etkiler için oluşturulan kimyasal çözeltiler Magnezum sülfat (MgSO4) çözeltisi Literatür ışığında yapılan incelemelere göre yer altı suyu, deniz suyu ve yüzeysel sularda mevcut olduğu belirtilen Mg+2 iyon yoğunluğu göz önünde bulundurularak 7500 mg/L MgSO4 çözeltisi hazırlanmıştır. Hazırlanan çözeltinin pH’ı 9,51olup pH deney süresince sabit tutulmaya çalışılmıştır. 51 Sülfirik asit (H2SO4) çözeltisi Doğada en bilinen şekliyle, betona bozucu etki yaptığı bilinen asit yağmurları, özellikle endüstri bölgelerinde kükürtdioksit gazlarını atmosfere veren ( çinko, bakır vb) üretim tesisleri, bunun yanı sıra termik santraller ve baca gazları, yağışlı havalarda asit yağmuru şeklinde bozucu ortam oluştururlar. Bu şekliyle artış gösteren asit yoğunlaşmaları betonarme yapının temeline, yer ile temas eden kısımlarına ve atmosterle temas eden yapı yüzeylerine etki edeceği düşünülerek topraktaki asit yoğunlaşmasına yaklaşık bir değer %5 H2SO4 (sülfirik asit) içeren çözelti laboratuar şartlarında hazırlanmıştır. Hazırlanan çözeltinin pH’ı 2,17 olup pH deney süresince sabit tutulmaya çalışılmıştır. Sodyum klörür (NaCI) çözeltisi Çevresel etkiler su yapıları açısından düşünüldüğünde deniz suyunun %3-5 arasında değişen tuzluluk değeri göz önüne alınarak %5 lik NaCI çözelti hazırlanmıştır. Hazırlanan çözeltinin pH’ı 12,62 olup pH deney süresince sabit tutulmaya çalışılmıştır. Kirece doygun su Ayrıca deney programında kıyas numuneleri 23±2 oC kirece doygun suda bekletilmiştir. Hazırlanan çözeltinin pH’ı 12,95 olup pH deney süresince sabit tutulmaya çalışılmıştır. 3.2.4. Bağlayıcılar üzerinde yapılan analizler Kimyasal, fiziksel ve mekanik analizler Çimento ve puzolanların kimyasal analizleri ARL marka 8680 S model X-Ray spektrometresi (XRF) ile yapılmıştır [136]. Fiziksel analizler TS EN 196-6’ya 52 göre yapılmıştır. Yüzey alanları, Blaine değerleri olarak Toni Tecknic marka 6565 model Blaine cihazı ile özgül ağırlıkları ise Quantachrome marka MVP3 model cihaz ile belirlenmiştir [137]. Mekanik analizler ise TS EN 196-1’de belirtilen esaslar çerçevesinde belirlenmiştir [138]. Mineralojik ve moleküler analizler Mineralojik özellikler Rikagu marka miniflex model XRD cihazı ile Cu Kα (λ=1.54 A°) ışıması kullanılarak belirlenmiştir. CEM I ve puzolan örneklerinin kafes ve moleküler yapısının belirlenmesi için Fourier transformlu kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) analizleri yapılmıştır. Bu test Bruker marka Vertex 70 model cihaz kullanılarak 400-4000 cm-1 dalga sayısı aralığında 1 cm-1 aralığında ölçülmüştür. Simultane termal analizler Numunelerin simultane termal analizleri (DTA-TG), 20 °C/dk ısıtma hızı ile 1000 °C maksimum sıcaklığa çıkılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde azot gazı ve yaklaşık 50 mg’lık örnekler kullanılmıştır. STA’ler Perkin Elmer marka S II model cihaz kullanılarak D.P.Ü. Seramik Mühendisliği laboratuarında belirlenmiştir. Elektrokinetik analizler ζ potansiyel, elektroforez yöntemine göre çalışan Zeta-Meter System 3.0 + marka cihaz kullanılarak yapılmıştır. Bütün hammaddelerden 0,5 g numuneler, ayrı ayrı beherler içindeki 50 ml saf su içine konulmuş ve 10 dk karıştırılarak H2SO4 ve NaOH ile pH’ları ayarlanmıştır. Daha sonra iri tanelerin çökelmesi için 5 dk dinlendirildikten sonra ζ potansiyelleri ölçülmüştür. Çalışılan her pH değerinde yeteri kadar (min. 10) tanenin hareket hızlarına göre cihazın mikro işlemcisi tarafından hesaplanarak ζ potansiyel değerlerine dönüştürülmüş ve cihaz tarafından ortalama ζ potansiyel değerleri belirlenmiştir. 53 3.2.5. Sertleşmiş beton deneyleri Basınç dayanımı tayini 56, 90 ve 120 gün yaşlarında yukarıda belirtilen çevresel etki şartlarında bekletilen numuneler Numunelerinde üzerinde Basınç TS Dayanımı EN Tayini” 12390-3 “Sertleşmiş standardına uygun Beton olarak gerçekleştirilmiştir [139]. Deneylerde 3000kN yükleme kapasiteli dijital kumanda üniteli ve yükleme hızı ayarlanabilen tek eksenli beton basınç test cihazı kullanılmıştır (EK-1). Deney Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yapı Eğitimi Bölümü beton laboratuarında gerçekleştirilmiş ve kırılan beton numunelerin basınç dayanımlarının hesaplanmasında Eş. 3.1 kullanılmıştır. fc = F Ac (3.1) Formülde; fc= Basınç dayanımı, MPa F= Kırılma anında ulaşılan en büyük yük, N Ac= Numunenin en kesit alanı, mm2 olarak ifade etmektedir. Statik elastisite modülü ve poisson oranı tayini Numuneler üzerinde beton basınç dayanımı tayin edilirken beton numunelerinin yük altındaki boyuna ve enine deformasyonlarını belirlemek için komparatör düzeneği takılarak data loger ile 1 sn aralıklarla yük, boyuna deformasyon ve enine deformasyon değerleri eş zamanlı olarak kaydedilmiştir (EK-2). Bu verilerden faydalanarak TS 3502 “Betonda Statik Elastisite modülü ve Poisson Oranı Tayini” standardında belirtilen esaslara uygun olarak gerçekleştirilmiştir [140]. Statik elastisite modülünün hesaplanmasında Sekant yöntemi kullanılmıştır. Gerilme-birim deformasyon (σ - ε ) grafiği üzerinde bir ucu 0 noktasında olan diğer ucu ise betonun 54 maksimum gerilme değerinin %50’sine karşılık gelen gerilme değerinde olan doğrunun oluşturduğu eğim elastisite modülünün hesaplanmasında kullanılmıştır Elastisite modülünün hesaplanmasında Eş 3.2 kullanılmıştır. E= σ ε (3.2) Formülde; E= Elastisite modülü, MPa σ = Gerilme, MPa ε = Birim deformasyonu ifade etmektedir. Poisson oranının hesaplanmasında ise Es.3.3 kullanılmıştır. μ= εy εe (3.3) Formülde; μ = Poisson oranı, ε y = Eksenel yük nedeniyle oluşan yanal birim deformasyonu, ε e = Eksenel yük nedeniyle oluşan eksenel birim deformasyonu ifade etmektedir. Ultrases geçiş hızı tayini Deney her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında beton presinde kırılacak numuneler üzerinde, ASTM C-597-83 “Standard Test Method for pulse Velocity Through Concrete” standardında belirtilen esaslara uygun olarak yapılmıştır [141]. Numuneler verici ve alıcı uçların arasına yerleştirilmiş ve ultrases geçiş 55 süresi mikro saniye cinsinden ölçülmüştür. Beton örneklerinden ultrases geçiş hızı (V) hesaplanmasında Eş. 3.4 kullanılmıştır. V = L t (3.4) Formülde; V= Ultrases geçiş hızı, (km/sn) L= Numune boyu, (km) t= Numune boyunca ultrases geçiş süresini, (sn) ifade etmektedir. Schmidt çekici ile yüzey sertliği tayini Deney her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında beton presinde kırılacak numuneler üzerinde, Schmidt yüzey sertligi okumaları yapılmıştır. Bütün beton türlerinde her bir zaman aralığı için 25 adet olmak üzere toplam 2000 adet yüzey sertliği okuması gerçekleştirilmiştir. Schmidt yüzey sertligi deneyi, 56, 90 ve 120 gün yaşlarında çevresel etki işleminden sonra ASTM C805-97 “Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete” standardında belirtilen esaslara uygun olarak düşey pozisyonda uygulanmıştır [142]. Birim hacim kütlesi tayini Beton yoğunluğunun tayini deneyi, her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında, TS EN 12390-7 “Sertleşmiş betonun yoğunluğunun tayini” standardında belirtilen esaslara uygun olarak gerçekleştirilmiştir [143]. Betonların yoğunluk değerlerinin hesaplanmasında Eş. 3.5 kullanılmıştır. D= m V (3.5) 56 Formülde; D= Numunenin yogunlugu, g/cm3, m= Numunenin, deney esnasındaki durumuna baglı kütlesi, g, V= Numunenin özel metotla tayin edilen hacmi, cm3 ifade etmektedir. Görünür boşluk oranı tayini Görünür boşluk oranı tayini deneyi her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında, TS 3624 “Sertleşmiş betonda özgül ağılık su emme ve boşluk oranı tayin metodu” standardında belirtilen esaslara uygun olarak gerçekleştirilmiştir [144]. Boşluk oranının hesaplanmasında Eş. 3.6 kullanılmıştır. B0 = C−A .100 C−D (3.6) Formülde; B0= Görünür boşluk oranı, % C= Kaynatmadan sonraki doygun kuru yüzey ağırlığı, g A= Etüv kurusu ağırlığı, g D= Kaynatmadan sonraki sudaki ağırlığı, g ifade etmektedir. Kapiler su emme miktarı tayini Kapiler su emme deneyi her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında sabit ağılığa gelinceye kadar 105 C0 ±5’ hava sirkülasyonlu etüvde bir gün bekletilmiş daha sonra numuneler 5 mm suya batacak şekilde bekletilmiştir. 30, 60, 90, 120, 150,180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 390 ve 420 dk lık sürelerde, numunelerin yüzeylerindeki serbest su bir bezle alınarak 0,01 g hassasiyetle tartılarak kütle artışları 57 belirlenmiştir. Numunelerin başlangıçdaki ağırlıklarına göre, ağırlık farkları hesaplanarak kapiler katsayılarının su emme hesaplanmasında değerleri Eş. hesaplanmıştır. Kapilarite kullanılmıştır. Deneyin 3.7 gerçekleştirilmesinde TS 4045, “Yapı Malzemelerinde Kapiler Su Emme Tayini” standardında belirtilen esaslara uyulmuştur [127]. K= Q2 A 2 .t (3.7) K= Kapilarite katsayısı, cm2/sn Q= Kılcallık yoluyla emilen su miktarı, cm3 A= Suyla temas eden alan, cm2 t = Kılcal su emmenin tamamlandığı zamanı, sn ifade etmektedir. Aşınma dayanımı tayini deneyi Aşınma dayanımı deneyi her bir çevresel etki altında bulunan, dört tip beton türü üzerinde 56, 90 ve 120 gün yaşlarında, ASTM C 944-99 “Standard test Methot for abrasion resistance of concrete or mortar surface by the rotating – cutter method” standardında belirtilen esaslara uygun olarak gerçekleştirilmiştir [146]. Numuneler 197 N’luk kuvvet oluşacak şekilde ağırlık altında 200 devir/dakika hızında dönen aşındırıcılara 6 dakika boyunca maruz bırakılmıştır (EK-3). Deney sonunda numunelerdeki kütlece ağırlık kayıpları ölçülerek sonuçlar “% ağırlık kaybı” olarak hesaplanmıştır. Ağırlık kayıplarının hesaplanmasında Eş. 3.8 kullanılmıştır. %A = m1 − m2 .100 m2 Formülde; %A= Ağırlık kaybı (3.8) 58 m1 = Aşındırma öncesi numune ağırlığı, g m2 = Aşındırma sonrası numune ağırlığı, g ifade etmektedir. 59 4. BULGULAR VE DEĞERLENDİRME 4.1. Bağlayıcılardan Elde Edilen Özellikler Yüksek dayanımlı beton tasarımında kullanılan bağlayıcılar üzerinde kimyasal, fiziksel, mekanik, minerolojik, moleküler, termal ve elektroknetik analizler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar ilgili bölüm başlıkları altında değerlendirilmiştir. 4.1.1. Kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikler CEM I 42,5 R çimentosu kimyasal olarak yüksek oranda CaO ve SiO2 düşük oranda Al2O3, Fe2O3 ve SO3 bileşiklerinden oluşmaktadır. Pomza’da ana bileşen SiO2’dir ve ağırlıkça SiO2/Al2O3 oranı (S/A) 5,47 dir. Zeolitin ana bileşen yine SiO2dir ve S/A oranı 5,85 dir. Zeolitte K2O’nun Na2O den daha yüksek olması K+ iyonlarınca zengin olduğunu göstermektedir. Pomzada ise hem K2O’nun hem de Na2O’nun yüksek olması K+ ve Na+ iyonlarınca zengin olduğunu göstermektedir. Blaine değerlerine göre en ince malzemenin pomza daha sonra ise CEM I 42,5 R ve zeolit olarak sıralandığı görülmektedir. Ayrıca minumum %70 olması istenilen S+A+F toplamı pomza’da yaklaşık %86, zeolit’te ise yaklaşık %91 olarak tespit edilmiş ve kimyasal açıdan puzolanik özelliklerinin olumlu olduğu görülmüştür [147]. Fiziksel analizlerde tane boyut dağılımı, Blaine değerleri (özgül yüzey alanları) ve özgül ağırlıkları belirlenmiştir. Puzolan örneklerinden olan pomza ve zeolitin tane büyüklüğü, özgül yüzey alanı ve özgül ağırlıkları farklı değerler almaktadır. CEM I 42,5 R, pomza ve zeolit mineralinin tane boyut dağılımları Şekil 4.1’de, verilmiştir. Tane boyut analiz değerlerine bakıldığında, en ince malzemenin pomza olduğu, daha sonra ise CEM I 42,5 R ve zeolit olarak 60 sıralandığı görülmektedir. Pomza, CEM I 42,5 R ve zeolit %50 elek altı oranlarına göre sırasıyla 12, 20 ve 30 μm tane boyutlarına sahiptirler. Buna göre en küçük boyutlu hammadde pomzadır. Daha sonra sırası ile CEM I 42,5 R ve zeolit gelmektedir. Tane boyu dağılımlarına göre, %20 elek altı oranına göre ise sırasıyla 4, 10 ve 7 μm tane boyutlarına sahiptirler. Bu durumda %20 elek altı oranında göre zeolitin CEM I 42,5 R çimentosundan daha ince tane boyutuna sahip olduğu görülmektedir (Şekil 4.1). Blaine değerlerine göre en küçük boyutlu hammaddenin yine pomza olduğu görülürken daha sonra CEM I 42,5 R ve zeolit şeklinde sıralandığı görülmektedir (Çizelge 4.1). Ayrıca düşük özgül ağırlığa sahip olan pomza ile elde edilen betonların yoğunluğu, zeolit katkılı betonlara nazaran azalmaktadır. Sonuç olarak daha küçük taneciklere sahip olan pomzanın CEM I 42,5 R çimentosuna katılması ile oluşan katkılı betonlar en küçük tanecikli fiziksel yapıya sahip olarak elde edilmiştir. CEM I 42,5 R Pomza Zeolit 100 Elek altı kalan (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 10 100 1000 Tane boyutları (mikrometre) Şekil 4.1.CEM I 42,5 R, pomza ve zeolite ait tane boyut dağılımları 61 4.1.2. Mineralojik özellikler CEM I 42,5 R çimento, pomza ve zeolitin mineralojik analizi, Rikagu marka miniflex model XRD (X-Işınları difraksiyonu) cihazı ile Cu Kα (λ=1.54 A°) ışıması kullanılarak 1o /dk çekim hızı ile Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Seramik Mühendisliği Bölümü laboratuarında tespit edilmiştir. Bağlayıcılara ait XRD analizleri sırasıyla Şekil 4.2, Şekil 4.3 ve Şekil 4.4’de 10 20 30 40 C3S, C2S C2S CH, Cc Cc C3S C2S C3S, C2S C3S, CH C3S, C2S C3S, Cc 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 C3S Yoğunluk verilmiştir. 50 60 2 Theta (derece) Şekil 4.2. CEM I 42,5 R çimentosunun XRD analizi Şekil 4.2. incelendiğinde CEM I 42,5 R çimentosunun, [C3S-Alite (3CaOSiO3), C2S-Belit (2CaOSiO3), Cc-Kalsit (CaCO3) ve CH-Portlandit (Ca(OH)2)]’lerden oluştuğu görülmüştür. 62 C 700 600 Q C 400 C 300 C Q C C C 100 Q Q C 200 Q Yoğunluk 500 0 10 20 30 40 50 60 70 2 Theta (derece) Şekil 4.3. Zeolit’in XRD analizi Şekil 4.3. incelendiğinde zeolitin, Q: Kuvars [SiO2], C: Clinoptilolite [KNa2Ca2(Si29Al7)O72.24H2O]’ lerden oluştuğu görülmüştür. Zeolitin genel minerolojik yapısının düzenli (kristal) olduğu görülmektedir. A 800 700 500 400 Q Yoğunluk 600 300 AMORF 200 Q 100 0 10 20 30 40 50 60 70 2 Theta (derece) Şekil 4.4. Pomza’nın XRD analizi Şekil 4.4. incelendiğinde [(Na,Ca)Al(Si,Al)3O8] lerden pomzanın oluştuğu Q: Kuvars [SiO2], A: görülmüştür. 17-38o bölgesinde SiO2’den (SiO2.nH2O) oluşan amorf yapı gözlenmektedir. Albite 63 4.1.3. Moleküler özellikler Bağlayıcıların tanecik yüzeylerindeki molekül gruplarını tanımlamak için Fourier transformlu kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) tekniği kullanılmıştır. Bu amaçla yapılan çimento, katkılı çimento ve puzolanlarla ilgili çalışmalarda infrared spektrumu başlıca 4 geniş band bölgesinde değerlendirilmiştir. Bunlar Si-Al, S, C ve OH titreşim ve deformasyon bağlarındaki titreşim sayılarından oluşmaktadır. Bu dalga boyundaki titreşim sayıları aralarındaki farklar bölgesel olarak değerlendirilmiştir [148]. Yapılan analizlerden elde edilen FT-IR sonuçlarından moleküllerin yüzey yapıları belirlenmiş ve Şekil 4.5’de şematik olarak gösterilmiştir. FT-IR spektroskopisinde katı kafeslerini oluşturan atomların titreşimleri 4001600 cm-1 de, moleküler titreşimler ise 1600-4000 cm-1 bölgesinde görülmektedir. Çimentonun FT-IR analizi sonucunda 462, 524, 662, 924, 1151, 1426, 1622, 3400 ve 3616 cm-1 dalga sayılarında titreşimler görülmektedir. Si-O ile birlikte bulunan Al-O bağları 462 ve 521 cm-1 simetrik titreşimler yapmaktadır[149]. Kafes yapılarındaki Si-O bağları 924 cm-1 dalga sayısında simetrik titreşimler şeklindedir [150]. CEM I 42,5 R çimentosunda alçıyı gösteren Kükürt-Oksijen bağları (S-O) 662,1151 ve 1622 cm-1 de görülmektedir [149]. 1426 cm-1 de ise CO3-2 görülmektedir [149]. Yapısındaki su iyonları ve molekülleri 3400 ve 3616 cm-1 dalga sayılarında bulunmaktadır. Zeolitin FT-IR analizi sonucunda 442, 521, 597, 796, 1002, 1627, 3442 ve 3628 cm-1 dalga sayılarında titreşimler görülmektedir. Si-O-Si ve Si-O-Al bağları 442 ve 1002 cm-1 dalga sayılarında titreşimler yapmaktadır [151]. SiO ile birlikte bulunan Al-O bağları ise 521 cm-1 titreşim yapmaktadır[149]. Yapılarda Al-O-Al bağları 597 cm-1dalga sayısında titreşim şeklindedir. 796 cm-1 dalga sayısında Si-O-Si bağı simetrik titreşimler şeklindedir [152]. 64 Zeolitik su (H-OH) 1627 cm-1 ve Hidrojen köprüleri ile bağlı su (OH) ise 3442 ve 3628 [134] cm-1 dalga sayılarında titreşimler tespit edilmiştir[153]. Şekil 4.5. Bağlayıcıları FT-IR spektrum analizleri Pomzanın FT-IR analizi sonucunda 435, 542, 781, 996, 1368 ve 1740 cm-1 dalga sayılarında titreşimler görülmektedir. Si-O ile birlikte bulunan Al-O bağları 435 ve 542 cm-1 görülmektedir [149]. 781 cm-1 dalga sayısında su moleküllerinin deformasyonu görülmektedir [154]. O-Si-O bağları 996 cm-1 dalga sayısında titreşim yapmaktadır [149]. C-H bağları 1368 cm-1 [136] ve C=0 bağları ise 1740 cm-1 dalga sayılarında tespit edilmiştir [155]. 65 4.1.4. Elektroknetik özellikler (Zeta potansiyeli) CEM I 42,5 R çimentosuna yapılan ζ potansiyel ölçümleri Şekil 4.6’da, zeolit ve pomza’ya yapılan ζ potansiyel ölçümleri ise Şekil 4.7’de verilmiştir. 0 Z.P. (mV) -10 -20 PÇ R2 = 0,95 -30 -40 -50 -60 10 11 12 pH Şekil 4.6. CEM I 42 R çimentosunun zeta potansiyeli Z.P. (mV) 0 -10 Zeolit R2 = 0,94 -20 Pomza R2 = 0,88 -30 6 7 8 9 pH 10 11 12 Şekil 4.7. Puzolanların zeta potansiyelleri Yapılan araştırmalara göre, çimentonun yüzey yükü genellikle negatif [156158], ancak yapısına göre pozitif [159-161] de olabilmektedir. Çalışmadaki CEM I’sunun negatif yüklü olmasının nedeni jips’ten (CaSO4) gelen SO42iyonları ile kendi yapısında bulunan CO32-, OH- ve Si-O bağlarıdır (Şekil 4.5). 66 Bu nedenle Ca2+, H+, OH- ve SO42- CEM I için potansiyel belirleyen iyonlardır. Puzolanik malzemelerin ζ potansiyelleri incelendiğinde bütün pH değerlerinde negatif yüzey yüküne sahip olduğu görülmektedir. Zeolitin yüzey yükü pH 6 civarında -4,96 mV’dan, pH 12 civarında -27,9 mV’a mutlak değer olarak artmıştır. Pomzanın yüzey yükü ise pH’ı 6 ile 12 arasında -19,6ile -29,7 mV arasında değişmektedir. Zeolit ve pomzanın Si-O-H bağları ve bunların 3400-3600 cm-1 bölgelerindeki yansımaları ζ potansiyel değerlerinin negatifliğini artırmaktadır (Şekil 4.5). Tanelerin birbirlerine olan etkileşimleri, DLVO teorisine [162,163] göre yüzey yüklerine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. -25 ile +25 mV arasında yüzey yüklerine sahip taneler, birbirlerine yaklaştıklarında elektriksel çift tabaka kuvveti ve Van der Waals kuvvetleri nedeni ile birbirlerini çekerler [159,162,164] yani koagüle olurlar. Bunun tersinde ise disperse (dağılırlar) olurlar. Fakat ortamda farklı yüzey yüküne sahip taneler girdiğinde yukarıda belirtilen olaylara ilave olarak devreye zıt yük veya aynı yük olayı da girer. Yani elektrostatik olarak zıt yüklü taneler birbirlerini çekerken aynı yüklü taneler birbirlerini iterler. Burada da ortam pH’sı 12 civarında CEM I 42,5 R ayrı ayrı aynı ortamda bulunan zeolit ve pomzanın birbirlerini itmesi gerekmektedir. Fakat burada puzolanların yüzey yükleri de -25 ile +25 mV civarında olduğundan devreye elektriksel çift tabaka kuvvetleri ve çok küçük etkiye sahip Van der Waals kuvvetleri de girmektedir [159,162,165]. Bu nedenle puzolanların CEM I ile uyumlu olduğu genel olarak söylenebilir. 4.1.5. Simultane termal özelliler Çimento ve puzolanların simultane termal analizler (STA), 20 °C/dk ısıtma hızı ile 1000 °C maksimum sıcaklığa çıkılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde azot gazı ve yaklaşık 50 mg’lık numune örnekleri kullanılmıştır. STA’lar Perkin Emler marka S II model cihaz kullanılarak D.P.Ü. Müh. Fak. Seramik Mühendisliği laboratuarında belirlenmiştir. Zeolit, pomza ve CEM I 67 42,5 R çimetosunun fark esaslı termal analiz (DTA) ve termal gravimetri (TG) eğrileri Şekil 4.8’de verilmiştir. Şekil 4.8’deki TG eğrilerinin verilerinden çeşitli sıcaklık aralıklarındaki ağırlık kayıpları hesaplanmış ve Çizelge 4.1’de verilmiştir. Çizelge 4.1. Zeolit, pomza ve CEM I 42,5 R çimentosunun çeşitli sıcaklık aralıklarında % ağırlık kayıpları Hammaddeler 25-200°C 200-400°C 400-700°C 700°C üzeri Zeolit Pomza CEM I 6,63 0,45 0,34 3,47 2,01 0,22 1,75 1,29 0,78 0,92 0,06 1,15 25-1000°C Toplam 12,77 3,81 2,49 DTA eğrilerinden CEM I 42,5 R çimentosunda 119, 411 ve 755 °C’de, zeolitte 125 ve 750 °C’de, pomzada ise sadece 275 °C’de belirgin endotermik pikler görülmektedir. TG eğrilerinden çeşitli sıcaklıklardaki ağırlık kayıplarına bakıldığında gözenekler ve yapıdasındaki fiziksel ve kimyasal suyun dehidratasyonunun en fazla zeolitte, daha sonra pomzada ve CEM I 42,5 R çimentosunda olduğu belirlenmiştir. Karbonat fazlarının (CaCO3) dekarbonasyonunu gösteren belirgin piklere çimentoda (755 °C) ve zeolitte (750 °C) rastlanırken, pomzada belirgin bir pike rastlanmamıştır. Toplamda en fazla ağırlık kaybının sırasıyla zeolit (% 12,77), pomza (% 3,81) ve CEM I 42,5 R çimentosunda (% 2,49) meydana geldiği hesaplanmıştır. 68 TG CEM I 42,5 R 119 OC 411 OC 755 OC Zeolit Ağırlık (%) TG DTA DTA 750 OC C3S 125 OC TG Pomza DTA 275 OC 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Sıcaklık (0C) Şekil 4.8. Zeolit, pomza ve CEM I 42,5 R çimentosunun DTA ve TG analizleri 4.2. Taze Beton Deneyleri Yüksek dayanımlı beton üretiminin en önemli girdilerinden olan düşük s/ç oranı ve puzolanik katkı maddesinin bir arada kullanılabilmesi ancak SAK kullanımıyla mümkün olabilmektedir. Çalışmada ele alınan taze beton parametreleri ve bu parametrelerden elde edilen veriler her bir beton türü için Çizelge 4.3’de verilmiştir. 69 Çizelge 4.2. Taze beton parametrelerine ait veriler ÖZELLİK S/Ç oranı SAK (toplam bağlayıcı miktarı %) Çökme (cm) Teorik Birim Ağırlık (kg/m3) Ölçülen Birim Ağırlık (kg/m3) 15P0Z 0,3 1,3 2 2243 2295 Beton Türü Kodu 10P5Z 5P10Z 0,3 0,3 1,3 1,3 7 11 2247 2251 2357 2356 0P15Z 0,3 1,3 17 2255 2293 Puzolanların ikame oranları dikkate alındığında, beton içerisinde pomzanın ikame oranı düşmesine karşın zeolit ikame oranının artışına bağlı olarak betonun çökme degerinde artış başka bir deyişle işlenebilme kolaylaştığı gözlenmiştir. Buda pomzanın blaine inceliğinin çimento ve zeolite göre daha yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. İşlenebilme özelliğindeki bu artış aynı zamanda pomzanın özgül ağırlığının zeolit’den yüksek olmasının yanı sıra her iki puzolanında özgül ağırlığının çimentodan düşük olmasıyla da açıklanabilir (Çizelge 4.2). Bunun yanı sıra zeolitin bünyesinde bulunan yapısal ve kristal su miktarının pomzaya göre çok daha fazla olması işlenebilme özelliğini arttırmaktadır (Çizelge 4.1). Karışım içerisinde pomza ikame oranının düşürülmesine karşın zeolit ikame oranının artırılması, teorik ve ölçülen birim ağırlıklarında 15P0Z ve 0P15Z beton türlerinin birim ağırlıkları birbirlerine yakın değerler sergilerken,10P5Z ve 5P10Z beton türleri diğer beton türlerine nazaran ≈%2,65 oranında artış gözlenmiş ve bu iki beton türünün birim ağırlık değerlerinde birbirine çok yakın değerler sergilemiştir. Bütün beton türlerinde kalıplara yerleştirme esnasında betonun kohezyonu mükemmel olmuş ve herhangi bir ayrışma gözlenmemiştir. 4.3. Sertleşmiş Beton Deneyleri 4.3.1. Basınç dayanımı Basınç dayanımı deneyi, dört farklı beton türü üzerinde, 28. güne kadar 23±2 o C kirece doygun suda bekletilen numuneler üzerinde ve daha sonra ortam faktörünün dört düzeyi (H2SO4, MgSO4, NaCI, H2O), beton yaşı faktörünün 70 üç düzeyi (56, 90 ve 120 gün)’lerde gerçekleştirilmiştir. 28. güne kadar 23±2 o C kirece doygun suda bekletilen numuneler üzerinde gerçekleştirilen beton basınç dayanımı verilerine ait açıklayıcı istatistikler Çizelge 4.3’de verilmektedir. Çizelge 4.3. 28. gün beton basınç dayanımı verilerine ait açıklayıcı istatistikler Beton türü 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z N 5 5 5 5 Ortalama (MPa) 79,456 75,280 64,672 58,202 Std. hata 1,2798 1,6289 1,7470 ,9063 Minimum 75,56 70,06 60,05 55,41 Maksimum 83,45 80,13 69,42 60,26 Çevresel etkiye maruz kalmamış beton türleri arasında, basınç dayanımı açısından istatistik olarak önemli bir fark olduğu görülmüştür (p<0,05) (Çizelge 4.4). Bu farkın hangi gruplar arasında olduğunun belirlenmesinde çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (Çizelge 4.5). Ayrıca ortalama beton basınç dayanımı değerlerine ait grafik Şekil 4.9’da verilmiştir. Çizelge 4.4. 28. gün beton basınç dayanımı verilerine ait varyans çözümleme tablosu Varyans Kaynağı Gruplar arası Grup içi Genel Serbestlik Derecesi 3 16 19 Kareler Toplamı 1417,233 163,300 1580,533 Kareler Ortalaması 472,411 10,206 F 46,287 Anlamlılık Düzeyi (p) 0,000 Çizelge 4.5. 28. gün beton basınç dayanımı verilerinin beton türüne bağlı değişimini veren Duncan testi sonuçları Beton türü N 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 5 5 5 5 Farklı olan gruplar 1 2 3 79,46 75,28 ~ ~ ~ ~ ~ 58,20 ~ ~ 64,67 ~ 71 85 Max. 79,20 MPa Basınç Dayanımı (MPa) 80 75,28 MPa 75 70 %16,40 65 64,67 MPa 60 55 %5,54 %11,11 Min. 58,20 MPa 15P0Z 10P5Z 5P10Z 0P15Z Beton türü Şekil 4.9. 28. gün ortalama basınç dayanımı verilerine ait grafik Beton türleri arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre beton basınç dayanımı bakımından; 9 Çevresel etkiye maruz kalmamış beton türü faktörünün her düzeyinde istatistik olarak fark olduğu, 9 OP15Z ve 5P10Z beton türünün istatistiki anlamda birbirinden farklı olmadığı ancak 10P5Z ve15P0Z beton türlerinin birbirinden ve (OP15Z, 5P10Z) beton türlerinden farklı olduğu, 9 28. günde 15P0Z beton türünün 58,20 MPa ortalama ile en düşük beton basınç dayanımına sahip olduğu, 9 28. günde 0P15Z 79,20 beton türünün MPa ortalama ile en yüksek basınç dayanımına sahip olduğu, 9 28. günde beton içerisinde pomza ikame oranının azalmasına karşın zeolit ikame oranının artması ortalama beton basınç dayanımında sırasıyla %11,11, %16,40 ve %5,54 artış sağladığı görülmüştür. İstatistiki analizlerin daha anlaşılabilir olması için beton türüne bağlı kalınarak beton yaşı ve çevresel etki değişkenleri göz önünde bulundurularak kodlanmıştır. Referans ortamı diğer çevresel etkilerden ayırt edebilmek için 72 gri tonlama yapılmıştır. Kodlamalara ait açıklayıcı bilgiler Çizelge 4.6’da verilmiştir. Şekil 4.10. İstatistik analizlerde kullanılan beton kodları Beton türü 0P15Z (A) 5P10Z (B) 10P5Z (C) 15P0Z (D) Çevresel etki H2O (Referans) NaCI MgSO4 H2SO4 H2O (Referans) NaCI MgSO4 H2SO4 H2O (Referans) NaCI MgSO4 H2SO4 H2O (Referans) NaCI MgSO4 H2SO4 Beton yaşı/ Beton Kodu 56 90 120 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 Bütün sertleşmiş beton deneyleri çevresel etki faktörünün dört düzeyi (H2SO4, MgSO4, NaCI, H2O), beton yaşı faktörünün üç düzeyi (56, 90 ve 120 gün) ve beton türü faktörünün dört düzeyinde (0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, 15P0Z) gerçekleştirilmiş ve sekiz farklı deney verilerine varyans çözümlemesi yapılmıştır. Ayrıca varyans çözümlemesi sonucunda oluşan grupların arasındaki farklılığı belirlemek için Duncan testi kullanılmıştır. Beton basınç dayanımı verilerine ait varyans çözümlemesine göre her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.7). Bu farklılığın hangi gruplar arasında olduğu çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılarak belirlenmiştir (EK 4). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama beton basınç dayanımı değerlerine ait grafik Şekil 4.10’da verilmiştir. 73 Çizelge 4.6. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda beton basınç dayanımı verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması F Anlamlılık Düzeyi (p) Gruplar arası 11 2380,470 216,406 10,564 0,000 Grup içi 48 983,260 20,485 3363,730 3,645 0,001 6,585 0,000 8,514 0,000 Genel 59 Gruplar arası 11 1699,950 154,541 Grup içi 48 2034,996 42,396 Genel 59 3734,946 Gruplar arası 11 1309,818 119,074 10P5Z (C) Grup içi 48 868,012 18,084 Genel 59 2177,830 15P0Z (D) Gruplar arası 11 1635,898 148,718 Grup içi 48 838,444 17,468 Genel 59 2474,342 Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre beton basınç dayanımı bakımından: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A12, A11, A7), (A11, A7, A4, A3), (A4, A3, A8, A10), (A8, A10, A11, A5, A9) ve (A1, A5, A9, A6, A2) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-4), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B12, B11, B2, B4, B1, B8, B10), (B11, B2, B4, B1, B8, B10, B3), (B2, B4, B1, B8, B10, B3, B6, B7) ve (B8, B10, B3, B6, B7, B5 ,B9) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-4), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C11, C3, C1, C7, C2), (C3, C1, C7, C2, C12, C4, C6, C8), (C2, C12, C4, C6, C8), ve (C4, C6, C8, C5, C10, C9) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-4), 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D7, D11, D1, D3, D12, D8, D2), (D12, D8, D2, D5), (D2, D5, D4), (D5, D4, D9, D10) ve (D4, D9, D10, D6) 74 kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu görülmüştür. (EK-4), 90 85 80 75 70 Ref. Ortam: H2O Çev. etki: NaCI 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 Gün: 56 60 120 65 90 Ortalama beton basınç dayanımı (MPa) 95 Çev. etki: MgSO4 Çev. etki: H2SO4 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Şekil 4.11. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama beton basınç dayanımı verilerine ait grafik 9 Ayrıca referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında, maksimum ortalama basınç dayanımı değerleri beton türlerine göre sırasıyla 0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, ve 15P0Z’de olduğu, ancak 90 ve 120 gün yaşlarında ise sırasıyla 5P10Z, 0P15Z, 10P5Z, ve 15P0Z’de olduğu, (Şekil 4.10), 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama basınç dayanımı bakımından sırasıyla %0,20, %0,54 artış olduğu, 5P10Z betonunda %13,76, %0,11 artış olduğu, 10P5Z betonunda %15,26, %0,65 artış olduğu ve 15P0Z betonunda %10,12, %5,08 artış olduğu (Şekil 4.10), 75 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama basınç dayanımı bakımından sırasıyla %5,25, %3,93 artış %4,79 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %1,75, %5,58 ve %9,46 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %2,41 artış %5,82, %0,34 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda % 5,68, %9,28, %1,54 artış olduğu (Şekil 4.10), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama basınç dayanımı bakımından sırasıyla %9,49, %12,9, %14,66 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %4,33 artış %3,76, %17,40 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %0,18, %11,83, %18,80 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %1,09 artış %12,23, %16,47 düşüş olduğu (Şekil 4.10), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama basınç dayanımı bakımından sırasıyla %10,27, %5,90, %19,85 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %1,05, %10,11, %19,46 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %7,94, %4,05, %9,17 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %12,28 artış %7,39, %12,26 düşüş olduğu (Şekil 4.10), görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da 56 günlük beton basınç dayanımı, 28 günlük beton basınç dayanımıyla benzerlik göstediği, buna karşın 90 ve 120 günlük betonlarda gerek puzolanik reaksiyonların kendini göstermesi gerekse mikro yapıdaki iyileşmeler sonucu 5P10Z betonunu 0P15Z betonundan daha yüksek basınç dayanımı sergilemiştir. NaCI çevresel etkisindeki betonlardan, referans ortama (H2O) göre 15P0Z betonu basınç dayanımı bakımından sürekli bir artış göstermiştir. Bu durum pomza’nın zeolite nazaran daha ince oluşuna bağlı olarak beton içerisinde filler etkisi yaparak Na+ ve CIiyonlarının geçişini engellemiştir. MgSO4 çevresel etkisindeki betonlardan, referans ortama (H2O) göre 56 gün yaşına kadar 5P10Z ve 15P0Z beton türlerinde beton içerisine sülfat iyonlarının geçişi zorlaşmış basınç 76 dayanımında azda olsa artış gözlenmiştir. 90 ve 120 gün yaşlarında ise değişik oranlarda basınç dayanımı düşmüştür. Bu durum sülfat iyonlarının C3A ve Ca(OH) ile reaksiyon gösterip trikalsiyum sülfo alimünat (3CaOAl2O3.3CaSO4.31H2O) ve kalsiyum sülfat (CaSO4) gibi genleşen ürünler oluşturmasından meydana gelebilir. H2SO4 çevresel etkisindeki betonlardan, referans ortama (H2O) göre 56 gün yaşında filler etkisinden ötürü 15P0Z betonu dayanım kazanmaya devam etmiştir. Bunu dışındaki tüm beton türlerinin dayanımı düşmüştür. Özellikle ilerleyen yaşlarda yüzeysel kabarmalar gözlenmiştir. 4.3.2. Statik elastisite modülü ve poisson oranı Statik elastisite modülü verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olmağı görülmüştür (Çizelge 4.8). Gruplar arsında farkın olmadığını daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-5). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama statik elastisite modülü verilerine ait grafik Şekil 4.11’de verilmektedir. Çizelge 4.7. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda statik elastisite modülü verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası 11 44424688,0 4038608,00 Grup içi 48 192208080,4 4004335,00 Genel 59 236632768,4 5P10Z (B) 10P5Z (C) 15P0Z (D) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması Gruplar arası 11 32625465,8 2965951,43 Grup içi 48 387937585,6 8082033,03 Genel 59 420563051,4 Gruplar arası 11 27571311,2 2506482,84 Grup içi 48 171840208,4 3580004,34 Genel 59 199411519,6 Gruplar arası 11 32241683,8 2931062,16 Grup içi 48 184453311,6 3842777,32 Genel 59 216694995,4 F Anlamlılık Düzeyi (p) 1,009 0,453 0,367 0,963 0,700 0,732 0,763 0,674 77 36500 Ortalama elastisite modülü (MPa) 36000 35500 35000 34500 34000 33500 33000 32500 Ref. Ortam: H2O Çev. etki: NaCI 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 31500 90 32000 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: MgSO4 Çev. etki: H2SO4 Şekil 4.12. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama statik elastisite modülü verilerine ait grafik Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen varyans ve Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre statik elastisite modülü bakımından: 9 Her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olmağı, 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşının her düzeyinde elastisite modölü değerlerinin beton basınç dayanımına paralel olarak artma ve azalma eğilimi serğilediği ve bu ilişki düzeyin pearson korelasyon katsayısına göre sırasıyla 0,840 0,874 0,857 0,835’le yüksek derecede ilişkili olduğu, 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında maksimum ortalama elastisite modülü değerleri beton türlerine göre sırasıyla 0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, ve 15P0Z’de olduğu ancak 90 ve 120 gün yaşlarında ise sırasıyla 5P10Z, 0P15Z, 10P5Z, ve 15P0Z’de olduğu, (Şekil 4.11), 78 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama elastisite modülü bakımından sırasıyla %0,003 düşüş %0,406 artış olduğu, 5P10Z betonunda %1,532, %0,962 artış olduğu , 10P5Z betonunda %3,005, %0,582 artış olduğu ve 15P0Z betonunda %2,180, %1,252 artış olduğu (Şekil 4.11), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama elastisite modülü bakımından sırasıyla %0,66, %0,04 ve %3,25 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %2,34, %1,47 ve %3,99 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %0,59,%1,68 ve %0,95 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda % 1,75, %2,03, %0,68 artış olduğu (Şekil 4.11), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama elastisite modülü bakımından sırasıyla %3,32, %4,32, %5,51 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,69, %0,05, %5,51 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %2,75, %0,05, %5,58 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %0,69, %3,97, %4,70 düşüş olduğu (Şekil 4.11), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama elastisite modülü bakımından sırasıyla %3,36, %1,60, %9,10 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %4,18, %3,03, %5,88 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %1,58, artış %0,309, %2,80 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %3,510 artış, %2,89 ve %5,09 düşüş olduğu (Şekil 4.11), görülmüştür. Poisson oranı verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.9). Gruplar arsında farkın olmadığını daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-6). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında 79 beton türlerinin ortalama Poisson oranı verilerine ait grafik Şekil 4.12’de verilmektedir. Çizelge 4.8. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda poisson oranı verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası 11 0,113 0,010 Grup içi 48 0,008 0,000 0,121 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması Genel 59 Gruplar arası 11 0,044 0,004 Grup içi 48 0,017 0,000 0,061 Genel 59 Gruplar arası 11 0,075 0,007 10P5Z (C) Grup içi 48 0,008 0,000 Genel 59 0,083 15P0Z (D) Gruplar arası 11 0,120 0,011 Grup içi 48 0,008 0,000 Genel 59 0,128 F Anlamlılık Düzeyi (p) 61,666 0,000 11,104 0,000 38,473 0,000 66,035 0,000 Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre poisson oranı bakımından: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A12, A13), (A9, A5, A10, A2), (A5, A10, A2, A7, A8, A11), (A4, A1) ve (A6) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-6), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B7, B6, B1, B2, B5), (B2, B5, B10, B8, B9, B11, B3) ve (B10, B8, B9, B11, B3, B12, B4) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-6), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C1, C2), (C12, C8, C2), (C8, C2, C7, C11, C9, C5), (C7, C11, C9, C5, C4), (C10, C6) ve (C6, C3)kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-6), 80 0,32 0,30 0,28 Ortalama poisson oranı 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 Ref. Ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 0,08 90 0,10 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: H2SO4 Şekil 4.13. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama beton basınç dayanımı verilerine ait grafik 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D9, D12), (D4, D6, D1, D2, D11), (D6, D1, D2, D11, D3), (D1, D2, D11, D3, D5), (D2, D11, D3, D5, D7) (D11, D3, D5, D7, D10) (D3, D5, D7, D10, D8) ve kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-6), 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında, maksimum ortalama poisson oranı değerleri beton türlerine göre sırasıyla 0P15Z, 15P0Z, 5P10Z ve 10P5Z, 90 gün yaşında 15P0Z, 10P5Z, 5P10Z ve 0P15Z, 120 gün yaşında ise sırasıyla 5P10Z, 10P5Z 0P15Z, ve 15P0Z’de olduğu, görülmüştür (Şekil 4.12), 9 Ayrıca referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama poisson oranı bakımından sırasıyla %24,25, %7,389 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %13,11 artış, %10,62 artış 81 olduğu, 10P5Z betonunda %47,36 artış, %0,89 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda %11,36 artış, %51,83 düşüş olduğu (Şekil 4.12), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama poisson oranı bakımından sırasıyla %20,89 düşüş, %48,76 ve %8,5 artış olduğu, 5P10Z betonunda %10,38 artış, %14,49 ve %1,31 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %30,26, %20,98 ve %10,36 artış olduğu ve 15P0Z betonunda % 2,72 artış, %13,87 düşüş ve %116,10 artış olduğu (Şekil 4.12), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama poisson oranı bakımından sırasıyla %40,29 düşüş %8,86 ve %22,34 artış olduğu, 5P10Z betonunda %30,05 artış, %15,45 düşüş ve %1,74 artış olduğu, 10P5Z betonunda %83,55 artış ve %7,58, %1,80 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %6,81, %3,67, %94,91 artış olduğu (Şekil 4.12), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama poisson oranı bakımından sırasıyla %3,73 düşüş, %10,34 artış ve %27,13 artış olduğu, 5P10Z betonunda %40,44, %10,14, %10,92 artış olduğu, 10P5Z betonunda %49,34 artış, %12,50 düşüş ve %22,97 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %5,91 düşüş, %4,49, %6,78 artış olduğu (Şekil 4.12), 9 Çevresel etkiler dikkate alındığında, referans çevresel etkide maksimum poisson oranı değeri 56 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum poisson oranı değerinin ise 120 gün yaşında 15P0Z betonunda olduğu, NaCI çevresel etkisinde maksimum poisson oranı değerinin 90 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum poison oranı değerinin ise 90 gün yaşında 5P10Z betonunda olduğu, MgSO4 çevresel etkisinde maksimum poisson oranı değerinin 56 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum poison oranı değerinin ise 56 gün yaşında 5P10Z betonunda olduğu, H2SO4 çevresel etkisinde maksimum poisson oranı değerinin 90 gün yaşında 15P0Z betonunda, minimum poison oranı değerinin ise 120 gün yaşında aynı beton türünde olduğu (Şekil 4.12), 82 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşının her düzeyinde poisson oranı değerlerinin elastisite modülü ile ilişkisinin pozitif yönde sırasıyla (0,453 – zayıf), (0,367 – zayıf), (0,270 – zayıf) ve (0,187 – çok zayıf) olduğu, 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşının her düzeyinde poisson oranı değerlerinin basınç dayanımı ile ilişkisinin pozitif ve negatif yönde sırasıyla (0,509 – orta), (0,140 – çok zayıf), (0,297 – zayıf) ve (-0,027 – çok zayıf) olduğu, görülmüştür. Katkı türüne, ikame oranına ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değişmediği görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da statik elastisite modülü basınç dayanımıyla paralel davranış sergileği görülmüştür. NaCI ve MgSO4 çevresel etkilerinde genel olarak statik elastisite modülü düşmüştür. Bu durum CI- ve SO4- iyonlarının klinker bileşenleriyle oluşturduğu reaksiyon ürünlerinin betonu gevrek bir yapıya sokmasından kaynaklanabilir. H2SO4 çevresel etkisinde pomza katkılı beton türlerinden 10P5Z ve 15P0Z statik elastisite modülünü azda olsa yükseltmiş, fakat diğer beton türlerinin özellikle ilerleyen yaşlarda statik elastisite modülü değerleri düşmüştür. Bu durum beton yüzeyinde oluşan kalsiyum tuzlarının dökülmesi sonucu numune boyutlarında meydana gelen küçülmeden kaynaklanabilir. Poisson oranının katkı türüne, ikame oranına ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği görülmüştür. 4.3.3. Ultrases geçiş hızı Ultrases geçiş hızı deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.10). Gruplar arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-7). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama ultrases geçiş hızı deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.13’de verilmektedir. 83 Çizelge 4.9. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda ultrases geçiş hızı verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması 0P15Z (A) Gruplar arası Grup içi Genel Gruplar arası Grup içi Genel Gruplar arası Grup içi Genel Gruplar arası Grup içi Genel 11 48 59 11 48 59 11 48 59 11 48 59 0,511 0,188 0,699 1,195 0,254 1,450 0,336 0,113 0,449 0,307 0,173 0,481 0,046 0,004 5P10Z (B) 10P5Z (C) 15P0Z (D) F Anlamlılık Düzeyi (p) 11,882 0,000 0,109 0,005 20,498 0,031 0,002 12,977 0,028 0,004 0,000 0,000 7,729 0,000 Beton türü, yaşı ve çevresel etkina göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre ultrases geçiş hızı bakımından: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A12, A11), (A11, A8, A7, A3, A5, A4, A2, A10), (A8, A7, A3, A5, A4, A2, A10, A6), (A4, A2, A10, A6, A1) ve (A2, A10, A6, A1, A9) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-7), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B4, B2, B1, B3, B6, B11), (B11, B12, B8, B7) ve (B12, B8, B7, B10, B5, B9) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-7), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C12, C7, C11, C8, C10), (C11, C8, C10, C1, C3, C6), (C10, C1, C3, C6, C2, C4, C5) ve (C2, C4, C5, C9), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-7), 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D7, D11, D12, D8), (D12, D8, D5) ve (D12, D8, D9, D6, D2, D1, D4), ve kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-7), 84 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında maksimum ortalama ultrases geçiş hızı değerleri beton türlerine göre sırasıyla 0P15Z, 15P0Z, 10P5Z ve 5P10Z, 90 gün yaşında 5P10Z, 10P5Z, 15P0Z, ve 0P15Z, 120 gün yaşında ise sırasıyla 10P5Z, 0P15Z, 5P10Z, ve 15P0Z’de olduğu, (EK-7), 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ultrases geçiş hızı bakımından sırasıyla %1,41 düşüş, %1,64 artış olduğu, 5P10Z betonunda %7,21 artış, %0,41 artış olduğu, 10P5Z betonunda %1,24 artış, %1,43 artış olduğu ve 15P0Z betonunda %1,62 düşüş, %0,82 artış olduğu (Şekil 4.13), 5,10 Ultrases geçiş hızı (km/sn) 5,00 4,90 4,80 4,70 4,60 Ref. ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 4,40 90 4,50 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: H2SO4 Şekil 4.14. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama ultrases geçiş hızı verilerine ait grafik 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ultrases geçiş hızı bakımından sırasıyla %2,22 düşüş, %0,41 artış ve %2,02 düşüş olduğu, 5P10Z 85 betonunda %0,66, %5,91 ve %1,01 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %0,62 artış, %1,22 ve %3,21 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda % 0,20 düşüş, %1,23 ve %0,20 artış olduğu (Şekil 4.13), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ultrases geçiş hızı bakımından sırasıyla %3,23, %0,42, %4,44 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,66 artış, %1,83 ve %5,07 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %0,00 değişme olmazken, %3,46, %4,62 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda %1,01, %2,87, %3,26 düşüş olduğu (Şekil 4.13), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ultrases geçiş hızı bakımından sırasıyla %2,63, %1,04 ve %7,26 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %1,09, %2,44, %2,84 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %1,03 artış, %2,85 ve %5,02 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda değişme olmazken, %0,82, %1,83 düşüş olduğu tespit edilmiştir (Şekil 4.13). Referans ortam (H2O)’da 5P10Z beton türü ultrases değerine sahipken 90 gün yaşında 0P15Z, 120 gün yaşında ise 15P0Z en iyi ultrases değerine sahip oludu görülmüştür. Bu durum puzolanik reaksiyonların ilerleyen yaşlarda ortaya çıkmasından kaynaklanabilir. NaCI, H2SO4 ve MgSO4 çevresel etkileri altında her ne kadar ultrases değerlerinin iyileştiği görülsede, çevresel etkilerden kaynaklanan reaksiyon ürünlerinin beton boşluklarını doldurmasından kaynaklanabilir. MgSO4 ve H2SO4 çevresel etkileri altında 10P5Z ve 15P0Z beton türleri optimum ultrases verilerine sahip olduğu görülmüştür. 4.3.4. Schmidt çekici ile yüzey sertliği Shmidt çekici ile yüzey sertliği deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.11). Gruplar 86 arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-8). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama Shmidt çekici yüzey ile sertliği deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.14’de verilmektedir. Çizelge 4.10. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda Shmidt çekici ile yüzey sertliği verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası Grup içi 29928,545 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması F Anlamlılık Düzeyi (p) 11 10118,102 919,827 1488 19810,442 13,322 69,044 0,000 208,096 Genel 1499 Gruplar arası 11 31577,449 2870,677 Grup içi 1488 20513,128 13,795 Genel 1499 52090,576 Gruplar arası 11 43266,506 3933,319 10P5Z (C) Grup içi 1488 24505,001 16,479 Genel 1499 67771,507 15P0Z (D) Gruplar arası 11 91224,340 8293,122 Grup içi 1488 30060,519 20,216 Genel 1499 121284,859 0,000 238,680 0,000 410,235 0,000 Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre Shmidt çekici ile yüzey sertliği bakımından: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A4), (A8,A2), (A2,A3), (A3,A9,A1), (A9,A1,A12,A10), (A5,A7), ve (A6,A11) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-8), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B3), (B1), (B2) (B8,B11), (B11,B4), (B4,B9,B12), (B10,B5) ve (B6,B7) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-8), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C1), (C2), (C3), (C4), (C8,C9), (C10,C11,C12), (C6,C5) ve (C7), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde 87 birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-8), 45 40 Schmidt yüzey sertliği 35 30 25 20 Ref. Ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 10 90 15 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etkiH2SO4 Şekil 4.15. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama Shcmidt çekici ile yüzey sertliği verilerine ait grafik 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D4,D2), (D1), (D3), (D9), (D9), (D8), (D12,D5), (D11) ve (D10,D6,D7)), ve kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu görülmüştür (EK-8), 9 Ayrıca referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında, maksimum ortalama Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerleri beton türlerine göre sırasıyla 0P15Z, 5P10Z, 15P0Z, ve 10P5Z 90 gün yaşında 0P15Z, 10P5Z, 5P10Z, ve 15P0Z, 120 gün yaşında ise sırasıyla 0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, ve 15P0Z’de olduğu, (Şekil 4.14), 88 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama Shmidt çekici ile yüzey sertliği bakımından sırasıyla %8,62 artış, %8,92 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %40,34 artış, %5,39 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %74,53 artış, %9,01 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda %59,84 artış, %9,85 düşüş olduğu (Şekil 4.14), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama Shmidt çekici ile yüzey sertliği bakımından sırasıyla %4,23 düşüş, %2,58 ve %2,40 artış olduğu, 5P10Z betonunda %5,34, %4,22 ve %3,63 artış olduğu, 10P5Z betonunda %8,30 artış, %1,75 düşüş ve %3,81 artış olduğu, 15P0Z betonunda % 20,76 düşüş, %9,77 ve %21,05 artış olduğu (Şekil 4.14), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama Shmidt çekici ile yüzey sertliği bakımından sırasıyla %2,28 düşüş, %0,06, %14,03 artış olduğu, 5P10Z betonunda %6,89 düşüş, %4,56 artış ve %3,72 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %36,75, %3,55 ve %5,69 artış olduğu, 15P0Z betonunda %25,90, %10,17, %14,59 artış olduğu (Şekil 4.14), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama Shmidt çekici ile yüzey sertliği bakımından sırasıyla %10,89, %14,20 düşüş ve %1,52 artış olduğu, 5P10Z betonunda %30,87 artış, %1,42 düşüş ve %0,25 artış olduğu, 10P5Z betonunda %50,18 artış, %9,39 düşüş ve %5,95 artış olduğu, 15P0Z betonunda %23,40 düşüş, %6,15 düşüş, %8,51 artış olduğu (Şekil 4.14), 9 Çevresel etkiler dikkate alındığında, referans çevresel etki ortamında maksimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değeri 90 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin ise 56 gün yaşında 15P0Z betonunda olduğu, NaCI çevresel etkisinde maksimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin 90 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin ise 56 gün 89 yaşında 15P0Z betonunda olduğu, MgSO4 çevresel etkisinde maksimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin 120 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin ise 56 gün yaşında 5P10Z betonunda olduğu, H2SO4 çevresel etkisinde maksimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin 120 gün yaşında 0P15Z betonunda, minimum Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin ise 56 gün yaşında 15P0Z betonunda olduğu, (Şekil 4.14), 9 Referans çevresel etki ve diğer çevresel etkiler genel olarak göz önüne alındığında Shmidt çekici ile yüzey sertliği değerinin 90 gün yaşında birbirine yakın değerlerde gruplaştığı, ve bu gruplaşmanın özellikle MgSO4 ve H2SO4 çevresel etkisinde daha da belirginleştiği görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da pomza ikame oranın yüksek olduğu beton türlerinde yüzey sertliği düşüktür. H2SO4 MgSO4 çevresel etkileri altında 90 gün yaşında düşen yüzey sertliği verileri 120 gün yaşında tekrar artması ise beton kabuğunun dökülerek agregaların yüzeye çıkmasının bir sonucudur. 4.3.5. Birim hacim kütlesi Birim hacim kütlesi deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, 0P15Z beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olmadığı, buna karşın 5P10Z, 10P5Z ve 15P0Z beton türlerinin kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.12). Gruplar arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-9). Ayrıca farklı çevresel etki koşullarında, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama birim hacim kütlesi deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.15’de verilmektedir. 90 Çizelge 4.11. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda birim hacim kütlesi verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası 11 0,005 0,000 Grup içi 48 0,048 0,001 0,053 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması Genel 59 Gruplar arası 11 0,006 0,001 Grup içi 48 0,008 0,000 0,014 Genel 59 Gruplar arası 11 0,003 0,000 10P5Z (C) Grup içi 48 0,002 0,000 Genel 59 0,005 15P0Z (D) Gruplar arası 11 0,005 0,000 Grup içi 48 0,009 0,000 Genel 59 0,014 F Anlamlılık Düzeyi (p) 0,484 0,904 3,474 0,001 7,650 0,000 2,120 0,037 Buna göre: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A4, A10, A7, A12, A3, A11, A8, A9, A1, A5, A6, A2), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı (EK-9), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B12, B5, B1, B8, B2, B6, B9), (B5, B1, B8, B2, B6, B9, B7, B4, B1, B10, B3), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-9), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C6, C3, C10, C5, C9), (C3, C10, C5, C9, C7, C1, C2, C11), (C9, C7, C1, C2, C11, C4, C8) ve (C7, C1, C2, C11, C4, C8, C12), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu görülmektedir (EK-9). Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre birim hacim kütlesi bakımından; 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D7, D5, D6, D1, D9, D3, D12, D11, D4, D2, D8), (D5, D6, D1, D9, D3, D12, D11, D4, D2, D8, D10), kodlu 91 beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-9), 2,39 2,38 Ortalama yoğunluk (gr/cm3) 2,37 2,36 2,35 2,34 2,33 2,32 2,31 Ref. ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 2,29 90 2,30 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: H 2SO4 Şekil 4.16. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama birim hacim kütlesi verilerine ait grafik 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, beton yaşı faktörünün her düzeyinde maksimum ortalama birim hacim kütlesi değerleri beton türlerine göre sırasıyla 15P0Z, 10P5Z, 5P10Z,0P15Z, olduğu (Şekil 4.15), 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama birim hacim kütlesi bakımından sırasıyla %0,02 artış, %0,08 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,02 düşüş, %0,42 artış olduğu, 10P5Z betonunda %0,36 düşüş, %0,15 artış olduğu ve 15P0Z betonunda %0,08 düşüş, %0,18 artış olduğu (Şekil 4.15), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama birim hacim kütlesi bakımından 92 sırasıyla %0,15, %0,12 artış ve %0,74 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,33, %0,38 ve %0,52 artış olduğu, 10P5Z betonunda %0,00 değişim olmazken, %0,30 düşüş ve %0,21 düşüş olduğu, 15P0Z betonunda % 0,61, %0,06 ve %0,91 artış olduğu (Şekil 4.15), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama birim hacim kütlesi bakımından sırasıyla %0,25, %0,58, ve %0,10 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,94, %0,64 ve %0,42 artış olduğu, 10P5Z betonunda %0,48 düşüş, %0,30, %0,24 artış olduğu, 15P0Z betonunda %0,14, %0,36 ve %0,24 artış olduğu (Şekil 4.15), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama birim hacim kütlesi bakımından sırasıyla %1,27, %0,17 ve %0,20 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %0,65, %0,35 artış ve %0,99 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %0,18, %0,55 ve %0,59 artış olduğu, 15P0Z betonunda %0,34, % 0,72 ve %0,07 artış olduğu (Şekil 4.15) görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da zeolite nazaran yoğunluğu daha yüksek olan pomza ile üretilen ikame oranının artışına bağlı olarak beton yaşının her seviyesinde yoğunluk artmıştır. Bütün çevresel etkiler genel olarak göz önüne alındığında yoğunluktaki değişimler çok küçük değerlerde gerçekleşmiştir. Bu da bütün beton türlerinin homojen ve yoğun bir yapıda olduğunun bir göstergesi olmakla beraber, geçirimliliğin düştüğünün de bir işaretidir. 4.3.6. Görünür boşluk oranı Görünür boşluk oranı deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.13). Gruplar arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan 93 testi kullanılmıştır (EK-10). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama görünür boşluk oranı deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.16’da verilmektedir. Çizelge 4.12. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda görünür boşluk oranı verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası Grup içi 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması 11 11,825 1,075 48 17,296 0,360 Genel 59 29,121 Gruplar arası 11 13,799 1,254 Grup içi 48 7,803 0,163 21,602 F Anlamlılık Düzeyi (p) 2,983 0,004 7,717 0,000 Genel 59 Gruplar arası 11 70,961 6,451 10P5Z (C) Grup içi 48 28,326 0,590 10,932 0,000 Genel 59 99,286 15P0Z (D) Gruplar arası 11 106,408 9,673 12,365 0,000 Grup içi 48 37,551 0,782 Genel 59 143,959 Buna göre: 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A3, A2, A4, A12, A11, A1, A9, A8), (A4, A12, A11, A1, A9, A8, A10), (A11, A1, A9, A8, A10, A7, A6), (A1, A9, A8, A10, A7, A6, A5) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı (EK-10), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B8, B10, B9, B4, B3, B2, B1, B12), (B10, B9, B4, B3, B2, B1, B12, B7), (B9, B4, B3, B2, B1, B12, B7, B6), (B5, B11) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-10), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C8, C7, C9), (C7, C9, C10, C4, C12, C3), (C9, C10, C4, C12, C3, C1), (C10, C4, C12, C3, C1, C2), (C3, C1, C2, C11), (C11, C5), (C5, C6), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu görülmektedir (EK-10). 94 6,0 5,5 Ortalama görünür boşluk (%) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 Ref. ortam: H2O Çev. etkiNaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 0,5 90 1,0 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: H2SO4 Şekil 4.17. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama görünür boşluk oranı verilerine ait grafik Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre birim hacim kütlesi bakımından; 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D8, D9), (D9, D4, D10, D1, D3), (D4, D10, D1, D3, D12, D11), (D12, D11, D2), (D2, D5), (D5, D6, D7) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-10), 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında maksimum ortalama görünür boşluk oranı değerleri beton türlerine göre sırasıyla 10P5Z, 5P10Z,15P0Z, 0P15Z, 90 gün yaşında 15P0Z, 10P5Z, 5P10Z, 0P15Z, 120 gün yaşında 0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, 15P0Z, olduğu (Şekil 4.16), 95 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama görünür boşluk oranı bakımından sırasıyla %22,27 artış, %15,15 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %32,62 artış, %32,22 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %45,36 artış, %56,83 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda %84,19 artış, %62,46 düşüş olduğu (Şekil 4.16), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama görünür boşluk oranı bakımından sırasıyla %25,91, %2,38 düşüş ve %5,52 artış olduğu, 5P10Z betonunda %2,33, %16,92 ve %0,87 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %7,39, %21,66 düşüş ve %31,77 artış olduğu, 15P0Z betonunda % 50,49, %14,23 ve %39,00 artış olduğu (Şekil 4.16), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama görünür boşluk oranı bakımından sırasıyla %26,25, %4,06 ve %16,06 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %6,74, %18,84 düşüş %56,96 artış olduğu, 10P5Z betonunda %6,06, %60,67 düşüş, %105,44 artış olduğu, 15P0Z betonunda %1,02, %14,36 ve %91,33 artış olduğu (Şekil 4.16), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama görünür boşluk oranı bakımından sırasıyla %22,16, %11,69 ve %20,96 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %9,82, %36,50 düşüş ve %13,09 artış olduğu, 10P5Z betonunda %14,88, %76,51 düşüş %37,06 artış olduğu, 15P0Z betonunda %4,18, % 79,50 düşüş ve %89,45 artış olduğu (Şekil 4.16) görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da 56 ve 90 gün yaşlarında 0P15Z beton türü en düşük boşluk yüzdesi sergilerken, betonun ilerleyen yaşlarında pomza ikamesi fazla olan beton türleri 10P5Z ve 15P0Z en düşük boşluk yüzdesine sahip olmuştur. Bu durum zeolit ikame oranını yüksek beton türlerinde zeolitin puzolanik özelliğinin pomzaya nazaran yüksek oluşunun yanı sıra, 96 pomzanın boşlukları daha iyi doldurma özelliği ile açıklanabilir. NaCI, H2SO4 ve MgSO4 çevresel etkileri altında ise özellikle ilerleyen yaşlarda boşluk oranının düşmesi bozucu ortamların oluşturduğu reaksiyon ürünlerinin boşlukları doldurma etkisinden kaynaklanabilir. Olumlu gibi görünen bu durum ileride bozucu etki yapacağı kaçınılmazdır. 4.3.7. Kapiler su emme miktarı Kapiler su emme deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, 0P15Z beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olmadığı, buna karşın 5P10Z, 10P5Z ve 15P0Z beton türlerinin kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.14). Gruplar arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-11). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama kapiler su emme deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.17’de verilmektedir. Çizelge 4.13. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda kapiler su emme deneyi verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı 0P15Z (A) Gruplar arası Grup içi 5P10Z (B) Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması 11 130,680 11,880 48 375,509 7,823 Genel 59 506,188 Gruplar arası 11 439,995 40,000 Grup içi 48 43,894 ,914 Genel 59 483,889 Gruplar arası 11 37,252 3,387 10P5Z (C) Grup içi 48 6,004 ,125 Genel 59 43,256 15P0Z (D) Gruplar arası 11 144,024 13,093 Grup içi 48 101,019 2,105 Genel 59 245,043 F Anlamlılık Düzeyi (p) 1,519 ,156 43,741 ,000 27,073 ,000 6,221 ,000 97 Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre kapiler su emme bakımından; 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A2, A3, A1, A11, A10, A9, A6, A12, A5, A8, A4, A7) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı (EK-11), 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B10, B9, B6, B11, B1, B8, B12), (B2, B3, B4), (B3, B4, B7) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-11), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C7, C8, C9, C1, C3, C2), (C8, C9, C1, C3, C2, C10), (C1, C3, C2, C10, C5), (C2, C10, C5, C4, C11), (C11, C12), (C12, C6) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-11), 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D9, D8, D10, D12, D11, D5, D1, D7), (D10, D12, D11, D5, D1, D7, D3, D4), (D10, D12, D11, D5, D1, D7, D3, D4, D6), (D5, D1, D7, D3, D4, D6), kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-11), 9 Referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında maksimum ortalama kapiler su emme değerleri beton türlerine göre sırasıyla 15P0Z, 5P10Z, 0P15Z, 10P5Z, 90 gün yaşında 0P15Z,15P0Z, 5P10Z,10P5Z, 120 gün yaşında 0P15Z, 5P10Z, 10P5Z, 15P0Z, olduğu (EK-11), 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama kapiler su emme bakımından sırasıyla %217,02 artış, %20,98 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %19,33 ve %46,65 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %95,27 artış, %61,92 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda %14,62 ve %91,71 düşüş olduğu (Şekil 4.17), 98 10,0 Ortalama kapilerite katsayısı ((cm2/sn)x10-6) 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Ref. Ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 -1,0 90 0,0 Çev. etki:H2SO4 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Şekil 4.18. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama kapiler su emme verilerine ait grafik 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama kapiler su emme bakımından sırasıyla %51,20, %16,21 düşüş ve %23,24 artış olduğu, 5P10Z betonunda %220,09 artış, %35,10 ve %11,79 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %47,08, %115,51ve %132,92 artış olduğu, 15P0Z betonunda % 73,90, %62,12 ve %334,35 artış olduğu (Şekil 4.17), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama kapiler su emme bakımından sırasıyla %18,15 düşüş %52,64 artış ve %50,35 düşüş olduğu, 5P10Z betonunda %247,18, %455,14 ve %58,47 artış olduğu, 10P5Z betonunda %3,12 arış, %77,26 düşüş, %232,58 artış olduğu, 15P0Z betonunda %18,66, %24,04 ve %837,26 artış olduğu (Şekil 4.17), 99 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama kapiler su emme bakımından sırasıyla %321,24, %1,07 ve %7,66 artış olduğu, 5P10Z betonunda %264,60, %65,65 ve %239,44 artış olduğu, 10P5Z betonunda %127,38, %63,65, %376,46 artış olduğu, 15P0Z betonunda %25,61, % 89,94 ve %717,69 artış olduğu (Şekil 4.17) görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da beton bünyesindeki kılcal kanallar yoluyla emilen su miktarı inceliği pomza ve CEM I 42,5 R çimentosundan daha yüksek olan zeolit yoğunluklu betonlarda artarken en ince malzeme olan pomza yoğunluklu betonlarda kılcal yolla emilen su miktarı düşük değerlere ulaşmıştır. H2SO4 çevresel etkileri altında bütün beton türlerinde beton kabuğunun bozulmasından dolayı suyun kılcal kanallara ulaşması kolaylaşmış ve kapiler su emmesi artmıştır. 4.3.8. Aşınma dayanımı Aşınma dayanımı deneyi verilerine ait varyans çözümlemesine göre, her beton türü kendi arasında farklı çevresel etki ve farklı beton yaşlarında istatistik olarak farklı olduğu görülmüştür (Çizelge 4.15). Gruplar arasındaki farkı daha net görebilmek için çoklu karşılaştırma yöntemlerinden Duncan testi kullanılmıştır (EK-12). Ayrıca farklı çevresel etkilerde, farklı beton yaşlarında beton türlerinin ortalama görünür boşluk oranı deneyi verilerine ait grafik Şekil 4.18’de verilmektedir. Beton türü, yaşı ve çevresel etkiye göre kodlanmış betonlar arasında gerçekleştirilen Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre aşınma dayanımı bakımından; 9 0P15Z beton türünde istatistik olarak (A2, A1, A3, A4, A8, A5, A7), (A3, A4, A8, A5, A7, A9), (A4, A8, A5, A7, A9), A10) kodlu beton gruplarının 100 kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-12), Çizelge 4.14. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda aşınma dayanımı deneyi verilerine ait varyans çözümleme tablosu Beton türü Varyans Kaynağı Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması 0P15Z (A) Gruplar arası 11 0,144 0,013 Grup içi 48 0,038 0,001 Genel 59 0,183 Gruplar arası 11 0,357 0,032 Grup içi 48 0,521 0,011 5P10Z (B) Genel 59 0,878 Gruplar arası 11 0,294 0,027 10P5Z (C) Grup içi 48 0,404 0,008 Genel 59 0,698 15P0Z (D) Gruplar arası 11 0,415 0,038 Grup içi 48 0,030 0,001 Genel 59 0,445 F Anlamlılık Düzeyi (p) 16,589 0,000 2,993 0,004 3,171 0,003 60,737 0,000 0,35 Ortalama ağırlık kaybı (%) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 Ref. ortam: H2O Çev. etki: NaCI Çev. etki: MgSO4 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 90 Gün: 56 120 Gün: 56 0,00 90 0,05 0P15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z Çev. etki: H2SO4 Şekil 4.19. Beton türü-çevresel etki-beton yaşı ilişkisine ait ortalama aşınma dayanımı deneyi verilerine ait grafik 101 9 5P10Z beton türünde istatistik olarak (B9, B8, B10, B6, B7, B2, B3, B5, B11, B1, B4), (B6, B7, B2, B3, B5, B11, B1, B4, B12) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-12), 9 10P5Z beton türünde istatistik olarak (C2, C1, C3, C7, C8, C9, C10, C12, C6, C4, C11), (C3, C7, C8, C9, C10, C12, C6, C4, C11, C5) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu (EK-12), 9 15P0Z beton türünde istatistik olarak (D7, D2, D10, D8, D1, D4, D3, D9), (D12, D6), (D6, D11, D5) kodlu beton gruplarının kendi içerisinde birbirinden farklı olmadığı, ancak her bir beton grubunun birbirinden farklı olduğu görülmüştür (EK-12). 9 Ayrıca referans çevresel etki olarak alınan su ortamında, 56 gün yaşında maksimum ortalama ortalama ağırlık kaybı değerleri beton türlerine göre sırasıyla 5P10Z, 15P0Z, 10P5Z, 0P15Z, 90 gün yaşında 15P0Z, 10P5Z, 5P10Z, 0P15Z, 120 gün yaşında 10P5Z, 0P15Z, 15P0Z, 5P10Z, olduğu (Şekil 4.18), 9 Referans çevresel etki ortamında, beton yaşı faktörüne bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ortalama ağırlık kaybı bakımından sırasıyla %112,77 ve %14,61 artış olduğu, 5P10Z betonunda %47,69 ve %67,51 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %312,81 artış, %54,43 düşüş olduğu ve 15P0Z betonunda %277,19 ve %69,17 düşüş olduğu (Şekil 4.18), 9 NaCI çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ortalama ağırlık kaybı bakımından sırasıyla %7,41düşüş %86,33 ve %16,75 artış olduğu, 5P10Z betonunda %55,96, %28,60 düşüş %68,21 artış olduğu, 10P5Z betonunda %22,73, %22,47düşüş %21,16 artış olduğu, 15P0Z betonunda % 38,89, %13,03 ve %35,79 düşüş olduğu (Şekil 4.18), 9 MgSO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ortalama ağırlık kaybı bakımından sırasıyla %27,08, %3,93 ve %63,37 artış olduğu, 5P10Z 102 betonunda %54,32, %26,91 ve %263,46 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %69,00, %68,59 düşüş, %90,80 artış olduğu, 15P0Z betonunda %0,65 artış %75,03 düşüş ve %195,12 artış olduğu (Şekil 4.18), 9 H2SO4 çevresel etkisinde, beton yaşı faktörüne ve referans çevresel etkiye bağlı olarak 0P15Z betonunda ortalama ortalama ağırlık kaybı bakımından sırasıyla %50,41 artış %1,63 düşüş ve %84,10 artış olduğu, 5P10Z betonunda %7,57 artış %59,56 düşüş ve %673,53 düşüş olduğu, 10P5Z betonunda %225,89 artış %59,44 düşüş ve %58,05 artış olduğu, 15P0Z betonunda %0,44 artış %75,03 düşüş ve %128,01 artış olduğu (Şekil 4.18) görülmüştür. Referans ortam (H2O)’da pomza ikame oranının artışına bağlı olarak aşınma artmıştır. Aşınma dayanımı yüzey sertliği ile doğrudan ilişkilidir. Dolayısıyla pomza ile üretilen beton türlerinde yüzey sertliği düşük olduğundan aşınma fazla gerçekleşmiştir. NaCI ve MgSO4 çevresel etkileri genel olarak incelendiğinde gerek çevresel etkilerin kimyasal reaksiyon ürünleri gerekse puzolanik reaksiyonların ürünleri 90 gün yaşına kadar aşınma dayanımı üzerinde olumlu bir etki yapmıştır. Fakat bu olumlu gibi görünen bu etki 120 gün yaşında sona ermiştir. H2SO4 çevresel etkileri altında ise 56 gün yaşında beton kabuğu yüzeyinde meydana gelen bozulma bütün beton türlerinde aşınmayı artırmıştır. 90 gün yaşında ise yüzeyde belirginleşen agregalar aşınma dayanımını düşürmüştür. 120 gün yaşında ise asit etkisiyle deforme olan agrega ve çimento pastası aşınma değerlerini yükseltmiştir. İstatistik değerlendirmelere tabi tutulmamış her bir parametre üzerinde ölçülen ortalama deney sonuçları EK-13 ve EK-14’de ayrıca verilmiştir. 103 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 5.1. Sonuçlar Bağlayıcılar üzerinde yapılan analizlere göre; 9 Pomza ve zeolit puzolanik özellikler açısında olumlu olduğu, 9 Pomza’nın en yüksek özgül yüzey alanına sahip olduğu, 9 CEM I 42,5 R ve zeolitin kristal, pomza’nın amorf yapıya sahip olduğu, 9 CEM I 42,5 R, pomza ve zeolitin yüzey yükleri açısından uygun olduğu, 9 CEM I 42,5 R ve pomza elektroknetik açıdan daha uyumlu olduğu görülmüştür. Taze beton deney sonuçlarına göre; 9 Zeolit ikame oranının artışına bağlı olarak çökmenin arttığı, 9 Zeolit ikame oranının artması işlenebilirliği olumlu yönde etkilediği, 9 15P0Z ve 0P15Z beton türlerinin birim ağırlıklarının yakın olduğu, 9 Bütün beton türlerinde kohezyonun mükemmel olduğu, herhangi bir ayrışmanın gözlenmediği görülmüştür. Sertleşmiş beton deneyleri sonuçlarına göre; Çevresel etkiye maruz kalmamış betonlarda basınç dayanımı değerlerinin: 9 Katkı türüne, ikame oranına ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği, 9 28 gün yaşında 15P0Z betonunun en düşük, 0P15Z betonunun en yüksek sahip olduğu, 9 Zeolit ikame oranının artışına bağlı olarak sırasıyla %11,11, %16,40 ve %5,54 artış olduğu görülmüştür. Çevresel etkiye maruz kalmış betonların basınç dayanımı değerleri referans ortama kıyasla: 9 Referans ortam (H2O)’da 56 günlük beton basınç dayanımı, 28 günlük beton basınç dayanımıyla benzerlik gösterdiği, 9 90 ve 120 günlük betonlarda 5P10Z betonunu 0P15Z betonundan daha yüksek basınç dayanımı sergilediği, 9 NaCI çevresel etkisindeki betonlardan, 15P0Z betonu basınç dayanımı bakımından sürekli bir artış gösterdiği, 104 9 MgSO4 çevresel etkisindeki betonlardan, 56 gün yaşına kadar 5P10Z ve 15P0Z beton türlerinde basınç dayanımında azda olsa artış gözlendiği, 9 H2SO4 çevresel etkisindeki betonlardan, 56 gün yaşında 15P0Z betonu dayanım kazanmaya devam ettiği, bunun dışındaki tüm beton türlerinin dayanımı düştüğü ve özellikle ilerleyen yaşlarda yüzeysel kabarmalar gözlendiği görülmüştür. Statik elastisite modülü ve poisson oranı değerlerinin; 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değişmediği, 9 Referans ortamda statik elastisite modülü basınç dayanımıyla paralel davranış sergilediği, 9 NaCI ve MgSO4 çevresel etkilerinde genel olarak statik elastisite modülü düştüğü, 9 H2SO4 çevresel etkisinde pomza katkılı beton türlerinden 10P5Z ve 15P0Z statik elastisite modülünü azda olsa yükseltmiş, fakat diğer beton türlerinin özellikle ilerleyen yaşlarda statik elastisite modülü değerleri düştüğü, 9 Poisson oranının beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Ultrases geçiş hızı değerlerinin; 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği, 9 Referans ortamda 5P10Z beton türü en iyi ultrases değerine sahipken 90 gün yaşında 0P15Z, 120 gün yaşında ise 15P0Z en iyi ultrases değerine sahip oldudu, 9 NaCI, H2SO4 ve MgSO4 çevresel etkileri altında her ne kadar ultrases değerlerinin iyileştiği görülsede, bunun çevresel etkilerden kaynaklandığı, 9 MgSO4 ve H2SO4 çevresel etkileri altında 10P5Z ve 15P0Z beton türleri optimum ultrases verilerine sahip olduğu görülmüştür. Yüzey setliği değerlerinin; 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği, 9 Referans ortamda pomza ikame oranın yüksek olduğu beton türlerinde yüzey sertliği düştüğü, 105 9 H2SO4 MgSO4 çevresel etkileri altında 90 gün yaşında düşen yüzey sertliği verileri 120 gün yaşında tekrar artığı görülmüştür. Birim hacim kütlesi değerlerinin; 9 0P15Z beton türünün farklı çevresel etki ve yaşlarda farklı grup oluşturmadığı, 9 Referans ortamda zeolite nazaran yoğunluğu daha yüksek olan pomza ile üretilen ikame oranının artışına bağlı olarak beton yaşının her seviyesinde yoğunluk artığı, 9 Bütün çevresel etkiler genel olarak göz önüne alındığında yoğunluktaki değişimler çok küçük değerlerde gerçekleştiği görülmüştür. Görünür boşluk oranı değerlerinin; 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği, 9 Referans ortamda 56 ve 90 gün yaşlarında 0P15Z beton türü en düşük boşluk yüzdesi sergilediği, 9 Betonun ilerleyen yaşlarında pomza ikamesi fazla olan beton türleri 10P5Z ve 15P0Z en düşük boşluk yüzdesine sahip olduğu, 9 NaCI, H2SO4 ve MgSO4 çevresel etkileri altında ise özellikle ilerleyen yaşlarda boşluk oranının düştüğü görülmüştür. Kapiler su emme değerlerinin; 9 0P15Z beton türünün farklı çevresel etki ve yaşlarda farklı olmadığı, 9 Referans ortamda beton bünyesindeki kılcal kanallar yoluyla emilen su miktarı inceliği pomza ve CEM I 42,5 R çimentosundan daha yüksek olan zeolit yoğunluklu betonlarda artarken en ince malzeme olan pomza yoğunluklu betonlarda kılcal yolla emilen su miktarı düşük değerlere ulaştığı, 9 H2SO4 çevresel etkileri altında bütün beton türlerinde kapiler su emme değerlerinin arttığı görülmüştür. Aşınma dayanımı değerlerinin; 9 Beton türü, çevresel etki ve beton yaşı faktörüne bağlı olarak değiştiği, 9 Referans ortamda pomza ikame oranının artışına bağlı olarak arttığı, 106 9 NaCI ve MgSO4 çevresel etkileri genel olarak incelendiğinde 90 gün yaşına kadar aşınma dayanımının arttığı, 9 H2SO4 çevresel etkileri altında ise 56 gün yaşında beton aşınmayı artırdığı, 90 gün yaşında aşınma dayanımını düşürdüğü ve 120 gün yaşında ise aşınma değerlerini yükselttiği görülmüştür. Bu bağlamda bozucu ortamlarda dahi çok yüksek dayanım istenilen durumlarda 0P15Z ve 5P10Z beton türleri kullanılabileceği gibi, yüksek dayanım istenilen yerlerde de 10P0Z ve 15P0Z beton türlerinin kullanılabileceği görülmüştür. Ülkemiz pomza rezervi yaklaşık 3 miyar m3, zeolit rezervi sadece Balıkesir Bigadiç yöresinde 50 milyar ton olduğu göz önünde bulundurulursa, pomza ve zeolitin beton sektöründe kullanılabilirliğinin ortaya konulmasının isabetli olacağı, uçucu kül, yüksek fırın cürüfu, SD vb. puzolanlara da alternatif olacağı tespit edilmiştir. 5.2. Öneriler Bu çalışmada elde edilen sonuçlar ve çalışma sürecinde karşılaşılan problemler dikkate alınarak, bu alanda çalışma yapacak araştımacılar için birtakım öneriler yapılabilir. Pomza ve zeolit (SD, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu) gibi puzolanlarla beraber ilgili literatür ışığında bir arada kullanılmasıyla yüksek dayanımlı beton üretilebilirliğinin araştırılması faydalı olacaktır. Farklı tip ve gronülometriye sahip agregalar kullanılarak yüksek dayanımlı beton üretimi gerçekleştirilip birbiriyle kıyaslanabileceği gibi süper akışkanlaştırıcı katkı tipi ve kullanım oranlarıda farklı seçilip birbirleriyle kıyası çalışılabilir. Çevresel etki şartlarını temsilen oluşturulan çözelti tipleri ve uygulama şekilleri değiştirilerek dayanım ve dayanıklılık testleri yapılabilir. Bunun yanı sıra donma çözülme ve yangın dayanıklılıklarının araştırılması faydalı olacaktır. 107 KAYNAKLAR 1. Hilsdorf, H. K., “Introduction and problem statement”, Performans Criteria For Concrete Durability 2nd ed., Hilsdorf, H., Kropp, J., Rilem E & FN spon, London, 5-13 (1995). 2. Ugurlu, A., “Zararlı kimyasal etkilere dayanıklı beton yapım kuralları”, DSİ Teknik Bülteni, Ankara, 86: 13-15 (1997). 3. Sommer H., “Present problems of durability of high performance concrete”, Durability of High Performance Concrete 3nd ed., Rilem 3C cordinating committee, Vienna, 14-15 (1994). 4. Taşdemir M. A., Bayramov, F.,”Yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışı”, İtü Dergisi / Mühendislik, 1 (2): 125-144 (2002). 5. E,G. Nawy, P.E., ”General performance characteristics”, nd Fundamentals of High Performance Concrete 2 ed., John Wiley & Sons, Inc., Canada, 2-10 (2001). 6. Koca, C., “Yüksek performanslı beton üretiminde mikrosilis, cüruf, klinker karışımı çimento kullanımı”, IV. Ulusal beton kongresi, İstanbul, 381-394 (1996). 7. Türkmen, İ., “Korozif etkiler altında yüksek fırın cürufu ve silis dumanı katkılı yüksek dayanımlı betonların mekanik özellikleri ve dayanıklılığı”, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 1-6 (2002). 8. Subaşı, S., “Farklı yüzey astarları ile kaplanmış drenaj özelliği bulunan kalıpların betonun bazı fiziksel özellikleri üzerine etkileri”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 20-21 (2005). 9. Akkaya, Y., “Zararlı bir ortamda betonun uğradığı hasarın hasar mekaniği ile incelenmesi”, Y.Lisans tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul 30-45 (1994). 10. Durmuş, A., Dahil, H., Arslan, E, M., “ Yüksek başarımlı beton – donatı aderansının karşılaştırmalı olarak incelenmesi” Türkiye Mühendislik haberleri dergisi, Ankara, 441: 45-46 (2006). 11. Pul, S. “Doğu Karadeniz Agregalarıyla Yüksek Performanslı Beton Üretimi ve Özelliklerinin Diğer Betonlarla Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi”, Doktora Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon., 16-25 (1999). 108 12. E,G. Nawy., “A fundamental approach”, Reinforced concrete, 4th ed. Prentice hall, Upper Saddle River, N.J. 89-120 (2000). 13. De Larrard, F. ve Malier, Y. “Çok Yüksek Mukavemetli Betonların Mühendislik Özellikleri”, 2. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, 76-113 (1991). 14. Tasong, WS., Lynsdale, CJ., Cripps, JC., “Aggregate – cement paste interface II: Infuluence of aggregate physical properties” Cement and concrete research, 28 (10): 1453-1465 (1998). 15. Özturan, T., Çeçen, C., “Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of concretes with different strengths”, Cement and concrete research, 27 (2): 165-170 (1997). 16. Akpınar, Ş,A., Konak, G., Pamukçu, C.,” Değişik Kökenli Agregaların Beton Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi” 5 Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, 374-382 (2004). 17. Neville A.M., “Properties of aggregate”, Properties of Concrete, Forth and Final Edit., John Wiley, G. Sons, Canada, 56-80 (1996). 18. Giaccio, G., et al., “High-Strength Concretes Incorporating Different Coarse Aggregates”, ACI Materials Journal, 89: 242-247 (1992). 19. Özkahraman, H. T., and Işık, E. C., ‘‘The Effect of Chemical and Mineralogical Composition of Aggregates on Tensile Adhesion Strenght of Tiles’’, Constraction and Building Meterials, 9 (4): 251255 (2005). 20. Garber, G. “Design and Construction of Concrete Floors”, John Wiley & Sons, New York, 154-159 (1991). 21. The concrete society, “Concrete industrial ground floors”, A guide to desing and construction, 3nd ed.Technical report 34, Berkshire,139 (2003). 22. SHRP-C/FR, “High Performance Concretes, a State of the Art Report”, Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington, 91-103 (1991). 23. Mindess, S., Young, J. F., “Concrete, Prentice-Hal”l, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 194 (1981). 24. Mehta, P.K., Monteiro J.M., “Effect of aggregate, cement and mineral admixtures on the microstructure of the transition zone”, in: S. 109 Mindess, P.S. Shah (Eds.), Bonding in Cementitious Composites, Materials Research Society, Pittsbugh, 65-75 (1987). 25. Ourard, L., Darimont, A., Schouterden, Ferauche, M., Willem F. X., Degeimbre, R., “Durability of mortars modified with metakaolin”, Cement and Concrete Research, 33: 1473-1479 (2003). 26. Çavdar, A., Yetgin, Ş., “Tane inceliğinin traslı çimento özelliklerine etkisi”, Türkiye İnşaat Mühendisliği 17. Teknik Kongresi, İstanbul, 451-454 (2004). 27. Canpolat, F., Yılmaz, K., Köse, M., Sümer, M., Yurdusev, M., “Use of Zeolite, Coal bottom ash and fly ash as replacement materials in cement prodiction”, Cement and concrete research, 2324:1-5 (2003). 28. Pan, S., D. Tseng, C., Lee, Lee, C. C., “Influence of the fineness of sewage sludge ash on the mortar properties”, Cement and concrete research, 33, 1749-1754 (2003). 29. Shannag, M., “High Strenght Concrete containing natural pozzolan and silica fume”, Cement and concrete comp, 22, 399-406 (2000). 30. Sabir, B., Wild,S., Bai, J., “Metacaolin and calcined clays as pozzolan for concrete: a review”, Cement and concrete comp, 23: 441-454 (2001). 31. Vu, D., Stroeven, P., Bui, V., “Strenght and durability aspects of calsined caolin – blended portland cement mortar and concrete”, Cement and concrete comp, 23: 471-478 (2001). 32. Davraz, M., Gündüz, L., “Isparta Yöresi Pomza Taşının Hafif Yapı elemanı Olarak Değerlendirilmesi Üzerine Bir Analiz”, I. Isparta Pomza Sempozyumu, Isparta, 61-67 (1997). 33. Tolgay, A.,Yaşar, E.,Erdoğan,Y., “Nevşehir Pomzasının Agrega olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması”, 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, 345-354 (2004). 34. Yaşar, E., Erdoğan, E., “Asidik(Nevşehir) ve Bazik(Osmaniye) Pomzaların Yapı Sektöründe Değerlendirilmesi”, Türkiye 19. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Fuarı, İzmir, 409-418 (2005). 35. Topçu, İ.B., “Semi-Lightweight Concretes Produced by Volcanic Slags”, Cement and Concrete Research, 27: 15-21 (1997). 110 36. Al-Khaiat, H., Haque, M.N., “Effect of ınitial curing on early strength and physical properties of Lightweight Concrete”, Cement and Concrete Research, 28: 859-866 (1998). 37. Yazıcıoğlu, S., Bozkurt, N., “Pomza Taşı ile Elde Edilen Taşıyıcı Hafif Betonun Mekanik Özelliklerinin Araştırılması”, Türkiye Pomza Sempozyumu ve Sergisi, Isparta, 153-157 (2005). 38. Ersoy, A., Atıcı,U., Yünsel, T.Y., “Pomzanın Çimento Sanayinde Katkı Maddesi Olarak Kullanımı”, Türkiye Pomza Sempozyumu ve Sergisi Isparta, 105-111 (2005). 39. Mehta, P.K., “Studies On Blended Portland Cements Containing Santorin Earth”, Cement and Concrete Research, 4: 507-518 (1981). 40. Khandaker,M., Hossain, M.A., “Properties of volcanic pumice based cement and lightweight concrete”, Cement and Concrete Research, 34: 283-291 (2003). 41. Hossain, M. A., “Blended cement using volcanic ash and pumice”, Cement and Conrete Research, 33 (10): 1601-1605 (2003). 42. Sarıiz, K., Nuhoğlu, İ., "Endüstriyel Hammadde Yatakları ve Madenciliği", Anadolu Üniversitesi Yayınları, Yayın No:636, Eskişehir, 26-42 (1992). 43. Erdem, E., Donat R. ve Çetişli, H., “Zeolit Katkılı Çimentoların Hidratasyon ve Mekanik Özellikleri”, Çimento ve Beton Dünyası, 17: 22-28, Ankara, (1999). 44. Çetinel, G., “Dünyada ve Türkiye'de Zeolit”, M.T.A., Fizibilite Etütleri Dairesi, 37-55, Ankara, (1993). 45. Şahin, R., Demirboğa, R., Uysal, H., Gül, R., “The Effects of Different Cement Dosages, Slumps and Pumice Aggregate Ratios on the Compressive Strength and Densities of Concrete”, Cement and Concrete Research, 33 (8): 1245-1249 (2003). 46. Mumpton, F.A., “World Wide Deposits and Utulisation of Natural Zeolites”, Industrial Zeolites, 2-11 (1973). 47. Yılmaz., D. A., “Yeni Kuşak Hiper Akışkankanlaştırıcı Beton Katkıları” Türkiye Mühendislik Haberleri, 426:125-129 (2003). 48. Ramachandran, V. S., Malhotra, M.,” Concrete Admixtures Handbook part 7; Superplasticizers”, Noyes Publications, 462-463 (1984). 111 49. Mehta, P.K., Monteiro, P. J. M., “ Concrete Microstructure Properties and Meterials”, Chapter 8: Admixtures”, İndian Conrete Institute, Chennai, 256-271 (1997). 50. Yamada, K., Yanigisawa, T., Hanehara, S., “ Influence Of Temperature On The Dispersibility Of Policarboxylate Type Süperplasticizer For Highly Concrete” First International Symposium On Self – Compacting Concrete, Rilem Publication S.A.R.L., 437-448 (1999). 51. Yazıcı, Ş., Göktepe, A. B., Altun, S., Karaman, V., “An Evaluation on Ts-10465 And Ts En 12504/1 For The Determination of Compressive Strength of Hardened Concrete” Deü Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 8 (1): 119-128 (2006). 52. Binicik, H., Kaplan, H., Görür, E. B., “Türkiye’de Yaşanan Son Depremlerde Malzeme Kalitesi ve Kötü İşçiliğin Neden Olduğu Hasarlar” Deprem sempozyumu, Kocaeli, 703-706 (2005). 53. Arslan M., “Betonarme elemanların dayanıklılığı üzerine araştırmalar”, T.C. Başbakanlık DPT, Proje Kodu: 96K120750, Ankara, 1-29 (1997). 54. Mindess, S., Joung, J.F., Darwin, D., “Concrete”, Second Edition Prentice Hall, London, 499-504 (2002). 55. Ugurlu, A., “Zararlı kimyasal etkilere dayanıklı beton yapım kuralları” DSİ Teknik Bülteni, Ankara, 86: 13-15 (1997). 56. Skalny, J., Marchand, J., Odler, I., “Sulfate attack on concrete”, Spon Press, London, 31-43 (2002). 57. Baradan, B., Yazıcı, H. ve Ün, H., “Betonarme yapılarda kalıcılık (Durabilite)”, D.E.Ü. Müh. Fak. Yayınları, I.Basım, İzmir, 298: 67-73, 152-153, 158-170, 176-198 (2002). 58. Neville, A. M., “Properties of concrete”, Fourth and Final Edition, Pearson Prentice Hall, England, 303-306, 391-394, 504-505, 581585, 605-609, 610-624 (2003). 59. Malhotra, V.M., “Significance of test and properties of concrete and concrete making materials”, Editors: Klieger P. and Lamond, J.F., ASTM Publication, USA, ASTM-STP 169C: 326-327 (1994). 60. Nawy, E.G., “Fundamentals of High-Performance Concrete, Second Edition, John Wiley&Sons, Inc., New York, 204-245 (2001). 112 61. Şimşek, Zl., Akıncıtürk, N., “Betonarme Yapı Elemanları Üzerindeki Basınçlı Yeraltı Su Geçirimliliğine Puzzolan Katkı Maddelerinin Etkisi” Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 11(2): 15-19 (2006). 62. Akyüz, S., “Boşluk oranı ve geometrisinin betonun basınç dayanımına etkisi ve yüksek dayanımlı betonda boşluk yapısı”, 2.Ulusal Beton Kongresi (Yüksek Dayanımlı Beton), İstanbul, 142-149 (1991). 63. Barness,P., Bensted,J., “Structure and Performance of Cements. Chapter 15: Metakaolin as a pozzolanic addition to concrete”, T.R. Jones. Florance, KY, USA: Routledge, 372, (2001). 64. Yeğinobalı,A., “Silis dumanı ve çimento ile betonda kullanımı”, TÇMB ARGE Yayınları, Ankara 3 (64): 15-21 (2003). 65. Rao,G.A., “Investigations on the performance of silica fumeincorporated cement pastes and mortars”, Cement and Concrete Research, 33: 1765–1770 (2003). 66. Mazloom,M., Ramezanianpour,A.A., Brooks,J.J., “Effect of silica fume on mechanical properties of high-strength concrete”, Cement and Concrete Composites, 26: 347–357 (2004). 67. Tosun,K., “Uçucu Kül ve Silika Tozunun Alkali Silika Reaksiyonuna Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 122-130 (2001). 68. ASTM C 618-85, “Standard Specifications for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as Mineral Admixture in Portland Cement Concrete”, ASTM, Philadelphia, 1-10 (1985). 69. Goldman, A. ve Bentur, A., The influence of microfiller on enhancement of concrete strength, Cement and Concrete Research, 23: 962-972 (1993). 70. Turriziani, R., “Aspects of Chemistry of Pozzolanas”, The Chemistry of Cements, Taylor, H. F. W. (Edit.), Academic Press, London, 27-83 (1964). 71. Hassan, K. E., Cabrera J. G., and Maliehe R. S., “The effect of mineral admixtures on the properties of high performance concrete”. Cement and concrete composites, 22: 267-271(2000). 113 72. Cabrera, J. G., “The Use of Pulverized Fuel Ash to Produce Durable Concrete Improvement of Concrete Durability”, Thomas Telford Limited, 29-57 (1985). 73. Malıer, Y., Yüksek Performanslı Beton, 2. Ulusal Beton Kongresi Yüksek Dayanımlı Beton Bildiriler Kitabı, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası, İstanbul, 15-22 (1991). 74. Hooton, R. D., “Influence of Silica Fume Replacement of Cement on Physical Properties and Resistance to Sulfate Attack, Freezing and Thawing and Alkali-Silica reactivity”. ACI Material Journal, 92 (2): 143-151, (1993). 75. Toutanji, A. H., Bayasi, Z., “Effect of Curing Procedures on Properties of Silica Fume Concrete”. Cement and Concrete Research, 29 (4): 497-501 (1999). 76. Özcan, F., “Silis Dumanı İçeren Harç Ve Betonların Özellikleri Ve Hızlandırılmış Kür İle Dayanım Tahmini” Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 15-25 (2005). 77. Bhanja, S., Sengupta, B., “Modified Water-Cement Ratio Law for Silica Fume Concretes”, Cement and Concrete Research, 33(3): 447-450, (2003). 78. Ferraris C.F., “Measurement of the Rheological Properties of High Performance Concrete”, State of the Art Report, Journal of the National Institute of Standards and Technology, 104: 461-478 (1999). 79. Felekoğlu B., Baradan B., “Akışkanlaştırıcı Katkıların Harçta Su Kesme Performansı–Mukavemet İlişkisine Etkileri” İmo Teknik Dergi, 254: 3869 -3872 (2006). 80. Uchikawa, H., Harehara, S., ve Sawaki D., “The role of steric repulsive force in the dispersion of cement particles in cement paste prepared with organic admixture”, Cement and Concrete Research, 27 (1): 3750 (1997). 81. Yoshioka, K., Sakai, E., Damian, M., Kitaharu, A., “Role of steric hindrance in the performance of superplasticizers for concrete”, 5th American Ceramic Society Journal, 80 (10): 2667- 2771. (1997). 82. Meloleepszy, J., Deja, J., “The Effect of Variable Curing Conditions on the Properties of Mortars with Silica Fume”, ACI SP-132, 2: 1075-1087 (1992). 114 83. Aitcin, P.C.; Laplante, P., Bedard, C., “Development and Experimental Use of a 90 Mpa Field Concrete”, High Strength Concrete ACI SP-87, Detroit, 51-70 (1985). 84. Neville, A., “Su ve beton: bir sevgi nefret ilişkisi. Teknik not, Çimento ve beton dünyası, TÇMB, 6 (29): 35-43 (2001). 85. Skalny, J. and Marchand, J., Odler, I., “Sulfate attack on cancerete”, Spon Press, London, 31-43 (2002). 86. ASTM C 1012-95a: “Standard Test Method for Length Change of Hydroulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution”, USA, 1-10 (2004). 87. Yeğinobalı, A., Dilek, F. T., “Silis Dumanı Katılmış Çimento Harçlarının Sülfat Direnci”. Tübitak Proje No: İNTAG-608. Sonuç Raporu, Ankara,15-55 (1994). 88. Roy, D. M., Arjunan, P., Silsbee M. R., “Effect of Silica Fume, Metekaolin and Low-Calcium Fly Ash on Chemical Resistance of Concrete”, Cement and Concrete Research, 31(12): 1809-1813 (2001). 89. Pavlik, V., “Corrossion of hardend cement paste by acetic and nitric acids part III. Infuluence of water cement ratio”, Cement and concrete research, 26 (3): 475-490 (1996). 90. Tolğay, A., Yaşar, E., Erdoğan, Y., “Nevşehir Pomzasınm Agrega Olarak Betonda Kullanılabilirliğinin Araştırılması” 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, (2004) 91. Sarı, D., Paşamehmetoğlu, A. G., “The effects of gradation and admixture on the pumice ligtweight aggregate concrete, Cement and Conrete Research, 35 (5): 936-942 (2005). 92. Yazıcıoğlu, S., Demirel, B.,” Puzolanik Katkı Maddesi Olarak Kullanılan Elazığ Yöresi Pomzasının İlerleyen Kür Yaşlarında Betonun Basınç Dayanımına Etkisi” Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi, 18 (3): 367-374 (2006). 93. Şimşek, O., Aruntaş H.Y.., Eroltekın V., “Uçucu Külün Hafif Beton Yapı Elemanı Üretiminde Kullanımı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi” Teknoloji, 2 (3-4): 15-23 (1999). 94. Ekici, B. B., Demirel, B., “Determination Of The Effects Of Grounded Pumice On Compressive Strenght Of Concrete With Artificial Neural 115 Networks” E-Journal Of New World Sciences Academy, 3 (1):169175 (2008). 95. Uysal, H., Demirboga, R., Sahin, R., ve Gül, R., “The Effects of Different Cement Dosages, Slumps and Pumice Aggregate Ratios on the Thermal Conductivity and Densities of Concrete”, Cement and Concrete Research, 34 (5): 845-848 (2004). 96. Ceylan, H., Saraç, M. S., “Farklı Pomza Agrega Türlerinden Elde Edilen Hafif Betonun Sıcaklık Etkisindeki Bazı Özellikleri Üzerine Bir Araştırma” Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10 (3): 413-421(2006). 97. Kılıç, A., Atıs, C. D., Yaşar, E. And Özcan, F., “High-Strength Lightweight Concrete Made with Scoria Aggregate Containing Mineral Admixtures”, Cement and Concrete Research, 33 (10): 1595-1599 (2004). 98. Cavalari, L., Miraglia, N. and Papia, M., “Pumice concrete for structural wall panels”, Engineering Structures, 25 (1): 115-125 (2003). 99. Yılmaz, K., Canpolat, F., Arman, H., “Taban Külü Ve Doğal Zeolitin Puzolanik Çimentoda Katkı Olarak Kullanımı” Beton 2004 Kongresi, İstanbul, 10-12 (2004). 100. Şişman, C. B., Kocaman, İ., Gezer, E., “Doğal Zeolitten Üretilecek Hafif Betonun Tarımsal Yapılarda Kullanılabilirliği Üzerine Bir Araştırma” Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 5 (2): 20-25 (2008). 101. Kosmatka S.H. and W.C.Panarese,. Desing and Control of Concrete Mixture. Portland Cement Association Publication, Illinois, USA. 358 (1992). 102. Topçu İ.B., “Beton”, İnşaat Müh. Odası Eskişehir Odası Yayınları, Uğur Ofset A.Ş. Eskişehir, 183-185 (2006). 103. Ünal O., Uygunoğlu,T., “Diyatomitin Hafif Beton Kullanılması”. İMO Teknik Dergisi, 1: 4025-4034 (2007). Üretiminde 104. Okucu, A., “Bigadiç Ve Turnatepe (Balıkesir) Yörelerindeki Zeolitik Ve Perlitik Tüflerin Puzolanik Özellikleri” Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 30-60 (1998). 105. Yıldırım, F. S., “Puzolanik zeolitin çimentoda katkı uygunluğunun araştırılması” Y. Lisans tezi, Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay, 45-75 (2007). 116 106. Gürkan, A., “Pomza ve zeolitin alkali silika reaksiyonu üzerine etkisi”, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, , İzmir 100-115 (2006). 107. Naiqian, F., Hongwei, J. ve Enyi, C. “Study on the suppresion effect of natural zeolite on expansion of concrete due to alkali-aggregate reaction”,Magazine of Concrete Research, 50 (1): 17-24 (1998). 108. Uzal B., “Properties And Hydration Of Cementitious Systems Containing Low, Moderate And High Amounts Of Natural Zeolites”, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 40-45 (2007). 109. Feng, N.Q., Li, Z., G., Zang, X. W., “High–strength and Flowing Concrete with a Zeolite Mineral Admixture”, Cement and Aggregates, ASTM, 12: 61–69 (1990). 110. Albayrak, M., Yörükoğlu, A., Karahan, S., Atlıhan,S., Aruntaş, H. Y., and Girgin, İ., “Influence of zeolite additive on properties of autoclaved aerated concrete” Building and Environment, 42 (9): 3161-3165 (2007). 111. Koçak, Y., “ Çimento-Puzolan Etkileşiminde Moleküler ve Elektroknetik Davranışların Araştırılması” Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 35-60 (2008). 112. Karakaya, M. Ç., “Kil minerallerinin özellikleri ve tanımlama yöntemleri”, Bizim Büro Basımevi, Ankara, 541- 595 (2006). 113. Gündüz, T., “İnstrümental analiz” Bilge Yayıncılık, Ankara, 122-123 (1990). 114. Puertas, F., Fernandez-Jimenez, A., Blanco-Varela, M.T., “Pore solution in alkali-activated slag cement pastes. relation to the composition and structure of calcium silicate hydrate”, Cement And Concrete Research, 34 (1): 139-148 (2004). 115. Puertas, F., Fernandez-Jimenez, A., “Mineralogical and microstructural characterisation of alkali-activated fly ash/slag pastes”, Cement & Concrete Composites, 25: 287–292 (2003). 116. Gomes, C.E.M., Ferreira, O.P., “Analyses of microstructural proporties of va/veova copolymer modified cement pastes”, Polimeros: Ciencia E Tecnologia, 15 (3): 193-198 (2005). 117 117. Varast, M.J., De Buergo, M.A., Fort, R., “Natural cement as the precursor of portland cement: methodology for its identification”, Cement And Concrete Research, 35: 2055-2065 (2005). 118. Shaw, D. J., “Introduction to colloid and surface chemistry”, Buttenvorths, Second Edition, 231 (1970). 119. Fuerstnau, M. C., Miller, J. D., Kuhn, M.C., “Chemistry of flotation, society of mining engineers”, AIME, New York, 177 (1984). 120. Leja, J., “Surface chemistry of froth flotation”, Plenum Press, New York, 758 (1983). 121. Uçar, A., “Kolloid ve yüzey kimyası”, Ders Notu, Kütahya, 138-155 (2004). 122. Mackenzie, J.M.W., “Zeta potential studies on mineral processing measurement techniques and applications”, Min. Sci. Engrs., 25-43 (1971). 123. Atak, S., “Kalsit ve şelitin flotasyon özellikleri”, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 79 (1979). 124. Atalay, M. Ü., “Surface properties of chromite and concentration of chromite gravity tailing”, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 129 (1986). 125. Fuerstnau, D. N., Chander, S., “Thermodynamics of flotation, advences in mineral processing”, Arbiter Symposium, New Orleans, Louisiana, 121-136 (1985). 126. Adamson, A.W., “Physical chemistry of surface”, Interscience Publishers, U.S.A., 247 (1967). 127. Saikia, N.J., Bharali, D.J., Sengupta, P., Bordoloi, D., Goswamee,R.L., Saikia, P.C., . Borthakur, P.C, “Characterization, beneficiation and utilization of a kaolinite clay from Assam, India”, Applied Clay Science, 24: 93– 103 (2003). 128. Skripkıunas, G., Sasnauskas, V. Dauksys, M., Palubinskaite, D., “Peculiarities of hydration of cement paste with addition of hydrosodalite”, Materials Science, 25 (3): 627-635 (2007). 129. TS EN197-1, “Çimento-Bölüm 1: Genel Çimentolar-bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri”, Türk standartları Enstitüsü, Ankara, 5-10 (2002). 118 130. TS EN 934-2, “Kimyasal Katkılar- Beton, Harç ve Şerbet İçin- Bölüm 2: Beton Katkıları- Tarifler ve Özellikler, Uygunluk, İşaretleme ve Etiketleme” Türk standartları Enstitüsü, Ankara, 5-12 (2002). 131. ASTM C 494-92, ‘‘Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete’’, Annual Book Of ASTM Standarts, Vol: 04.02, Concrete and Aggregates, American Society for Testing and Materials, Phildelphia, 251-259 (1994). 132. TS EN 1008 “Beton-karma suyu-numune alma, deneyler ve beton endüstrisindeki işlemlerden geri kazanılan su dahil, suyun, beton karma suyu olarak uygunluğunun tayini kuralları” Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2-11 (2003). 133. TS 802 “Beton karışım tasarımı hesap esasları ” Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-15 (2009). 134. ACI 211.1, “Standard practice for selecting proportions for normal, Heavyweight, and mass concrete, ACI Manual of Concrete practice, Part 1, 1-38 (1994). 135. TS EN 12350-2 “Beton- Taze Beton Deneyleri- Bölüm 2: Çökme (Slamp) Deneyi “ Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-9 (2002). 136. TS EN 196-2 “Çimento Deney Metotları- Bölüm 2: Çimentonun Kimyasal Analizi” Türk Standartları Enstitüsü,Ankara,1-7 (2002). 137. TS EN 196-6 “Çimento Deney Metotları-Bölüm 6 :İncelik Tayini” Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2-9 (2000). 138. TS EN 196-1 “Çimento Deney Metotları- Bölüm 1: Dayanım” Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 3-11(2009). 139. TS EN 12390-3, “Beton-Sertlesmis Beton Deneyleri-Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2-10 (2002). 140. TS 3502 “Betonda Statik Elastisite Modülü ve Poisson Oranı Tayini” Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-10 (1981). 141. ASTM C597-97, “Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete”, American Society For Testing And Materials, USA, 1-11 (1997). 119 142. ASTM C805-97, “Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete”, American Society For Testing And Materials, USA, 2-11 (1997). 143. TS EN 12390-7, “Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Sertleşmiş Betonun Yoğunluğunun Tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-10 (2002). 144. TS 3624, “Sertlesmis Betonda Özgül Agırlık,Su Emme ve Bosluk Oranı Tayin Metodu”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2-11 (1981). 145. TS 4045, “Yapı Malzemelerinde Kapiler Su Emme Tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-10 (1984). 146. ASTM C944-99, “Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating-Cutter Method”, American Society For Testing And Materials, USA, 1-10 (1999). 147. ASTM C 618, “Standart Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete”, Annual Book of ASTM Standards, Pennsylvania 1-10 (2002). 148. Varast, M.J., De Buergo, M.A., Fort, R., “Natural cement as the precursor of portland cement: methodology for its identification”, Cement And Concrete Research, 35: 2055-2065, (2005). 149. Gomes, C.E.M., Ferreira, O.P., and Fernandes, M.R., “Influence of vinyl acetate-versatic vinylester copolymer on the microstructural characteristics of cement pastes”, Material Research, , 8 (1): 51–56 (2005). 150. Govin, A., Peschard, A., and Guyonnet, R., “Modification of cement hydration at early ages by natural and heated wood” Cement Concrete Composites, 28 (1): 12-20 (2006). 151. Perraki Th. and Orfanoudaki A. Mineralogical study of zeolites from Pentalofos area, Thrace, Greece. Applied Clay Science, 25 (1-2): 916 (2004). 152. Karakaya, Ç.M., “Kil minerallerinin özellikleri ve tanımlama yöntemleri”, Bizim Büro Yayınevi, Ankara, 542-591 (2006). 120 153. Blanco Varela, M.T., Martınez Ramırez, S., Ereña, I., Gener, M., and Carmona, P., “Characterization and pozzolanicity of zeolitic rocks from two Cuban deposits”, Applied Clay Science, 33 (2): 149-159 (2006). 154. Bardakçı, B., “Monitoring of monochlorophenols adsorbed on metal (Cu and Zn) supported pumice by Infrared Spectroscopy”, Springer Science, 148: 353-357 (2009). 155. Akbal, Ö.F., Akdemir, N., Onar N.A., “FT-IR spectroscopic detection of pesticide after sorption onto modified pumice”, Talanta, 53: 131–135 (2000). 156. Viallis-Terrisse, H., Nonat, A., Petit, J.C., “Zeta-Potential study of calcium silicate hydrates ınteracting with alkaline cations” Journal of Colloid and Interface Science, 244 (11): 58-65 (2001). 157. Neubauer, C.M., Yang, M. Jennings, H.M., “Interparticle potential and sedimentation behavior of cement suspensions: effects of admixtures” Advanced Cement Based Materials, 8 (1): 17-27 (1998). 158. Yoshioka, K., Tazawa, E., Kawai, K., Enohata, T., “Adsorption characteristics of superplasticizers on cement component minerals” Cement and Concrete Research, 32 (10): 1507-1513 (2002). 159. Nachbaur, L., Nkinamubanzi, P.C., Nonat, A., and Mutin J.C., “Electrokinetic Properties which Control the Coagulation of Silicate Cement Suspensions during Early Age Hydration” Journal of Colloid Interface Science, 202 (2): 261-268 (1998). 160. Zhang, T., Shang, S., Yin, F., Aishah, A., Salmiah, A., Ooi, T.L., “Adsorptive behavior of surfactants on surface of portland cement” Cement and Concrete Research, 31 (7): 1009-1015 (2001). 161. Termkhajornkit, P., Nawa, T., “The fluidity of fly ash–cement paste containing naphthalene sulfonate superplasticizer” Cement and Concrete Research, 34 (6): 1017-1024 (2004). 162. Gabrovsek, R., Vukb, T., Kaucica, V., “Evaluation of the hydration of portland cement containing various carbonatesby means of thermal analysis”, Acta Chim., 53: 159–165 (2006). 163. Skripkıunas, G., Sasnauskas, V. Dauksys, M., Palubinskaite, D., “Peculiarities of hydration of cement paste with addition of hydrosodalite”, Materials Science, 25 (3): 627-635 (2007). 121 164. Drazan, J., Zelic, J., “The effect of fly ash on cement hydratıon in aqueous suspensions”, Ceramics− Silikaty, 50 (2): 98-105 (2006). 165. Pan, Z., Cheng, L., Lu, Y., Yang, N., “Hydration products of alkaliactivated slag–red mud cementitious material”, Cement and Concrete Research, 32: 357–362 ( 2002). 122 EKLER 123 EK-1. Deformasyon kontrollü beton basınç dayanımı deneyi 124 EK-2. Statik elastisite modülü ve poisson oranı tayini deneyi 125 EK-3. Aşınma dayanımı tayini deneyi 126 EK-4. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda beton basınç dayanımı verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A12 A11 A7 A4 A3 A8 A10 A1 A5 A9 A6 A2 B12 B11 B2 B4 B1 B8 B10 B3 B6 B7 B5 B9 C11 C3 C1 C7 C2 C12 C4 C6 C8 C5 C10 C9 D7 D11 D1 D3 D12 D8 D2 D5 D4 D9 D10 D6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Farklı olan gruplar 1 2 3 4 5 6 68,30 72,7000 73,8000 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 71,9000 73,7600 77,0200 77,5800 78,4200 80,1600 80,8400 ~ ~ ~ ~ ~ 64,7000 68,5800 68,7000 69,8000 70,3600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 63,6800 63,6800 65,8600 66,5600 66,9200 67,1800 69,6000 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 72,7000 73,8000 75,9000 76,5400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 73,7600 77,0200 77,5800 78,4200 80,1600 80,8400 81,7600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 73,8000 75,9000 76,5400 79,7600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 77,0200 77,5800 78,4200 80,1600 80,8400 81,7600 84,2000 85,8200 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 70,3600 72,4000 74,1400 74,5600 75,9800 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 69,6000 72,5400 73,9600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 75,9000 76,5400 79,7600 81,1400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 80,1600 80,8400 81,7600 84,2000 85,8200 89,1800 89,3200 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 74,1400 74,5600 75,9800 79,2000 79,4400 79,7200 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 72,5400 73,9600 76,2200 77,3800 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 79,7600 81,1400 84,5800 84,7400 85,2200 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 73,9600 76,2200 77,3800 79,2800 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 84,5800 84,7400 85,2200 88,0800 89,0200 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 68,5800 68,7000 69,8000 70,3600 72,4000 74,1400 74,5600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 66,9200 67,1800 69,6000 72,5400 ~ ~ ~ ~ 127 EK-5 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda statik elastisite modülü verilerine ait Duncan testi sonuçları N Beton kodu Farklı olan gruplar 1 Beton kodu Farklı olan gruplar 1 Beton kodu Farklı olan gruplar 1 Beton kodu Farklı olan gruplar 1 5 A12 32302,80 B12 33730,80 C11 32497,60 D11 5 A11 33578,80 B11 33839,60 C7 32802,00 D7 32497,60 32802,00 5 A9 33733,00 B2 34145,20 C3 32907,80 D3 32907,80 5 A7 33863,80 B10 34409,60 C2 33029,80 D2 33029,80 5 A4 34216,00 B8 34421,60 C1 33228,40 D1 33228,40 33459,20 5 A3 34219,80 B3 34722,40 C12 33459,20 D12 5 A10 34383,40 B1 34964,20 C6 33650,60 D6 33650,60 5 A8 34826,80 B6 34975,40 C4 33754,60 D4 33754,60 5 A5 34985,40 B7 35479,40 C8 34120,60 D8 34120,60 5 A2 35161,00 B5 35500,00 C5 34226,80 D5 34226,80 5 A6 35381,00 B9 35842,00 C9 34426,40 D9 34426,40 5 A1 35397,00 B4 36087,00 C10 34756,00 D10 34756,00 128 EK-6 Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda poisson oranı verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A12 A3 A9 A5 A10 A2 A7 A8 A11 A4 A1 A6 B7 B6 B1 B2 B5 B10 B8 B9 B11 B3 B12 B4 C1 C12 C8 C2 C7 C11 C9 C5 C4 C10 C6 C3 D9 D12 D4 D6 D1 D2 D11 D3 D5 D7 D10 D8 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 0,13680 0,15980 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,17520 0,17720 0,18240 0,20200 0,20740 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,15180 0,17120 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,11800 0,12620 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 ~ ~ 0,18840 0,20320 0,20440 0,21240 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,20200 0,20740 0,22560 0,22760 0,22920 0,23320 0,23780 ~ ~ ~ 0,17120 0,19580 0,19800 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,20680 0,21060 0,22000 0,22600 0,23020 ~ ~ ~ ~ ~ Farklı olan gruplar 4 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,25800 ~ 0,26780 ~ ~ 0,30160 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,19580 ~ ~ 0,19800 ~ ~ 0,20760 0,20760 ~ 0,21800 0,21800 0,21800 0,22240 0,22240 0,22240 0,22420 0,22420 0,22420 ~ 0,22700 0,22700 ~ ~ 0,24500 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,21060 ~ ~ 0,22000 0,22000 ~ 0,22600 0,22600 0,22600 0,23020 0,23020 0,23020 0,23560 0,23560 0,23560 ~ 0,24460 0,24460 ~ ~ 0,25360 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3 ~ ~ ~ 0,20320 0,20440 0,21240 0,22100 0,22380 0,22980 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,22560 0,22760 0,22920 0,23320 0,23780 0,25360 0,25680 ~ 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,24500 0,27080 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,23020 0,23560 0,24460 0,25360 0,25460 ~ 7 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,27080 0,27880 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0,23560 0,24460 0,25360 0,25460 0,25900 129 EK-7. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda ultrases geçiş hızı verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A12 A11 A8 A7 A3 A5 A4 A2 A10 A6 A1 A9 B4 B2 B1 B3 B6 B11 B12 B8 B7 B10 B5 B9 C12 C7 C11 C8 C10 C1 C3 C6 C2 C4 C5 C9 D7 D11 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 4,6040 4,7380 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,5280 4,5480 4,5780 4,6140 4,6160 4,6820 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,7240 4,7360 4,7520 4,7700 4,8160 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,7260 4,7540 2 ~ 4,7380 4,7480 4,7780 4,7900 4,7980 4,8160 4,8340 4,8600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,6820 4,7880 4,7920 4,8200 ~ ~ ~ ~ ~ 4,7520 4,7700 4,8160 4,8440 4,8460 4,8560 ~ ~ ~ ~ ~ 4,7540 Farklı olan gruplar 3 ~ ~ 4,7480 4,7780 4,7900 4,7980 4,8160 4,8340 4,8600 4,8780 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,7880 4,7920 4,8200 4,8760 4,9160 4,9360 ~ ~ ~ ~ 4,8160 4,8440 4,8460 4,8560 4,8800 4,8980 4,9120 ~ ~ ~ 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,8160 4,8340 4,8600 4,8780 4,9500 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,8800 4,8980 4,9120 4,9800 ~ ~ 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,8340 4,8600 4,8780 4,9500 4,9580 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ D12 5 4,8200 4,8200 4,8200 ~ ~ D8 D5 D10 D3 D9 D6 D2 D1 D4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4,8260 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,8260 4,8720 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,8260 4,8720 4,8980 4,9000 4,9100 4,9260 4,9400 4,9460 4,9460 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 130 EK-8. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda Shmidt çekici ile yüzey sertliği verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A4 A8 A2 A3 A9 A1 A12 A10 A5 A7 A6 A11 B3 B1 B2 B8 B11 B4 B9 B12 B10 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 C8 C9 C10 C11 C12 C6 C5 C7 D4 D2 D1 D3 D9 D8 D12 D5 D11 D10 D6 D7 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 1 32,64 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 25,06 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 21,68 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 17,11 17,70 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 ~ 34,23 35,09 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 26,92 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 23,48 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 22,34 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3 ~ ~ 35,09 35,79 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 28,37 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 29,65 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 28,13 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Farklı olan gruplar 4 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 35,79 ~ 36,24 36,24 36,63 36,63 ~ 36,79 ~ 37,11 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 33,74 ~ 34,41 34,41 ~ 35,23 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 32,56 ~ ~ 34,29 ~ 34,43 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 32,19 ~ ~ 33,51 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 39,76 39,81 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 35,23 35,74 35,83 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 35,74 36,39 36,48 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 34,83 35,68 ~ ~ ~ ~ 7 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 40,82 41,33 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 37,04 37,80 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 37,56 37,84 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 36,89 ~ ~ ~ 8 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 39,38 39,52 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 39,17 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 38,97 39,19 39,31 131 EK-9. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda birim hacim kütlesi verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A4 A10 A7 A12 A3 A11 A8 A9 A1 A5 A6 A2 B12 B5 B1 B8 B2 B6 B9 B7 B4 B11 B10 B3 C6 C3 C10 C5 C9 C7 C1 C2 C11 C4 C8 C12 D7 D5 D6 D1 D9 D3 D12 D11 D4 D2 D8 D10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 2,302 2,313980 2,319520 2,326480 2,326640 2,328760 2,329180 2,331240 2,332620 2,333260 2,336120 2,336260 2,320500 2,333960 2,334520 2,342320 2,342340 2,343000 2,343940 ~ ~ ~ ~ ~ 2,334000 2,338300 2,339760 2,341240 2,344840 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,3465600 2,3551800 2,3567800 2,3571000 2,3595000 2,3604400 2,3613000 2,3653000 2,3653600 2,3715000 2,3721400 Farklı olan gruplar 2 3 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,333960 ~ 2,334520 ~ 2,342320 ~ 2,342340 ~ 2,343000 ~ 2,343940 ~ 2,349000 ~ 2,349720 ~ 2,353860 ~ 2,356220 ~ 2,356640 ~ ~ 2,338300 ~ 2,339760 ~ 2,341240 ~ 2,344840 2,344840 2,348480 2,348480 2,349800 2,349800 2,349800 2,349800 2,350480 2,350480 ~ 2,354220 ~ 2,354300 ~ ~ ~ ~ 2,3551800 ~ 2,3567800 ~ 2,3571000 ~ 2,3595000 ~ 2,3604400 ~ 2,3613000 ~ 2,3653000 ~ 2,3653600 ~ 2,3715000 ~ 2,3721400 ~ 2,3811000 ~ 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,348480 2,349800 2,349800 2,350480 2,354220 2,354300 2,358920 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 132 EK-10. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda görünür boşluk oranı verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu A3 A2 A4 A12 A11 A1 A9 A8 A10 A7 A6 A5 B8 B10 B9 B4 B3 B2 B1 B12 B7 B6 B5 B11 C8 C7 C9 C10 C4 C12 C3 C1 C2 C11 C5 C6 D8 D9 D4 D10 D1 D3 D12 D11 D2 D5 D6 D7 N 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 1,8778 1,8863 1,9819 2,0877 2,1935 2,5460 2,6414 2,7492 ~ ~ ~ ~ 2,3980 2,5370 2,5592 2,5676 2,6553 2,7810 2,8472 2,8942 ~ ~ ~ ~ ,9856 1,6500 1,8111 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,9669 1,7701 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 ~ ~ 1,9819 2,0877 2,1935 2,5460 2,6414 2,7492 2,7872 ~ ~ ~ ~ 2,5370 2,5592 2,5676 2,6553 2,7810 2,8472 2,8942 3,0648 ~ ~ ~ ~ 1,6500 1,8111 2,3864 2,4569 2,4823 2,7114 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 1,7701 2,4530 2,4605 2,5605 2,5866 ~ ~ ~ ~ ~ ~ Farklı olan gruplar 4 ~ ~ ~ ~ ~ 2,5460 2,6410 2,7492 2,7872 2,9865 3,0389 3,1130 ~ ~ ~ ~ 2,5592 ~ 2,5676 ~ 2,6553 ~ 2,7810 ~ 2,8472 ~ 2,8942 ~ 3,0648 ~ 3,1370 ~ ~ 3,7761 ~ 4,0122 ~ ~ ~ ~ 1,8111 ~ 2,3864 2,3864 2,4569 2,4569 2,4823 2,4823 2,7114 2,7114 2,8862 2,8862 ~ 3,0995 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,4534 ~ 2,4605 ~ 2,5605 ~ 2,5866 ~ 3,3535 3,3535 3,3860 3,3869 ~ 3,8534 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3 ~ ~ ~ ~ 2,1935 2,5460 2,6414 2,7492 2,7872 2,9865 3,0389 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,7114 2,8862 3,0995 3,7207 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3,8534 4,7163 ~ ~ 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3,7207 4,1956 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,7163 5,3870 5,3934 7 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4,1956 5,1044 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 133 EK-11. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda kapiler su emme deneyi verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu A2 A3 A1 A11 A10 A9 A6 A12 A5 A8 A4 A7 B10 B9 B6 B11 B5 B1 B8 B12 B2 B3 B4 B7 C7 C8 C9 C1 C3 C2 C10 C5 C4 C11 C12 C6 D9 D8 D10 D12 D11 D5 D1 D7 D3 D4 D6 D2 N 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 ,55340 ,92816 1,13406 1,41044 2,18040 2,84072 3,01246 3,05834 3,59534 3,63394 4,77722 5,48796 ,72586 ,82290 1,00098 1,30412 1,54258 1,91222 2,55540 2,79326 ~ ~ ~ ~ ,31256 ,49974 ,52358 ,70416 ,72614 1,03568 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,21898 ,26582 ,95110 1,79050 2,13116 2,64298 3,09558 3,27842 ~ ~ ~ ~ 2 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 6,12096 6,63894 6,97208 ~ ,49974 ,52358 ,70416 ,72614 1,03568 1,21958 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,95110 1,79050 2,13116 2,64298 3,09558 3,27842 3,67348 3,88860 ~ ~ Farklı olan gruplar 3 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 6,63894 ~ 6,97208 ~ 8,56346 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,70416 ~ ,72614 ~ 1,03568 1,03568 1,21958 1,21958 1,37502 1,37502 ~ 1,60110 ~ 1,74136 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 1,79050 ~ 2,13116 ~ 2,64298 2,64298 3,09558 3,09558 3,27842 3,27842 3,67348 3,67348 3,88860 3,88860 4,28492 4,28492 ~ 5,38340 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 1,74136 2,49456 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 6 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2,49456 2,96338 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 134 EK-12. Beton türlerinin farklı çevresel etki ve yaşlarda aşınma dayanımı deneyi verilerine ait Duncan testi sonuçları Beton kodu N A2 A1 A3 A4 A8 A5 A7 A9 A10 A6 A11 A12 B9 B8 B10 B6 B7 B2 B3 B5 B11 B1 B4 B12 C2 C1 C3 C7 C8 C9 C10 C12 C6 C4 C11 C5 D7 D2 D10 D8 D1 D4 D3 D9 D12 D6 D11 D5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 ,03940 ,04260 ,05412 ,06404 ,08912 ,09060 ,09416 ~ ~ ~ ~ ~ ,03744 ,04660 ,06298 ,08230 ,08424 ,09704 ,10064 ,11524 ,13610 ,22034 ,23704 ,04978 ,06442 ,07202 ,08350 ,10784 ,12118 ,14682 ,19152 ,20616 ,20994 ,23122 ,03466 ,04326 ,05288 ,06670 ,07082 ,07112 ,07128 ,08236 ~ ~ ~ ~ 2 ~ ~ ,05412 ,06404 ,08912 ,09060 ,09416 ,10382 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,08230 ,08424 ,09704 ,10064 ,11524 ,13610 ,22034 ,23704 ,28964 ~ ~ ,07202 ,08350 ,10784 ,12118 ,14682 ,19152 ,20616 ,20994 ,23122 ,26592 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,18778 ,23234 ~ ~ Farklı olan gruplar 3 ~ ~ ~ ,06404 ,08912 ,09060 ,09416 ,10382 ,12122 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,23234 ,24304 ,26714 4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,12122 ,16882 ,16962 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 5 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,16882 ,16962 ,19118 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 135 EK-13. Her bir parametre üzerinde ölçülen ortalama deney sonuçları Çevresel etki H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 Çevresel etki H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 Çevresel etki H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 Beton yaşı 56 90 120 Deney türü / Beton türü Beton Basınç Dayanımı (MPa) 5P10Z 10P5Z 15P0Z OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 84,60 89,00 76,50 75,90 84,70 88,10 73,80 79,70 85,20 81,10 72,70 68,30 78,38 77,01 81,78 77,56 89,17 84,19 85,82 80,15 89,27 80,82 73,74 71,90 68,69 70,35 68,56 74,15 79,18 74,56 69,80 75,96 79,70 79,42 64,71 72,38 65,86 69,61 66,58 73,95 72,53 79,27 63,66 67,17 76,22 77,40 63,66 66,88 35396,98 35160,99 34219,75 34215,95 35395,62 35380,97 33863,55 34826,72 35539,51 34383,48 33578,91 32302,66 34964,31 34145,08 34722,38 36087,09 35500,18 34975,30 35479,45 34421,84 35841,88 34409,52 33839,69 33730,88 33228,00 33029,57 32907,66 33754,65 34226,70 33650,60 32802,02 34120,81 34426,18 34755,92 32497,57 33459,18 32917,92 33494,88 32690,10 34073,63 33635,54 34318,53 32298,24 32661,40 34056,72 34288,56 32454,15 32320,68 Deney türü / Beton türü Beton yaşı 56 90 120 Poisson oranı 90 120 Ultrases geçiş hızı (km/sn) OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 0,27 0,21 0,16 0,26 0,20 0,30 0,22 0,22 0,19 0,20 0,23 0,14 0,18 0,20 0,24 0,26 0,21 0,18 0,18 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 0,15 0,20 0,28 0,23 0,22 0,27 0,21 0,20 0,22 0,25 0,22 0,17 0,22 0,23 0,24 0,21 0,24 0,21 0,25 0,26 0,12 0,25 0,23 0,13 4,95 4,84 4,79 4,82 4,80 4,88 4,78 4,75 4,96 4,86 4,74 4,60 4,58 4,55 4,61 4,53 4,91 4,62 4,82 4,79 4,93 4,88 4,68 4,79 4,85 4,88 4,85 4,90 4,91 4,85 4,74 4,77 4,98 4,82 4,75 4,73 4,95 4,94 4,90 4,95 4,87 4,93 4,73 4,83 4,91 4,90 4,75 4,82 Deney türü / Beton türü Beton yaşı 56 Statik elastisite modülü (MPa) OP15Z 3 Schmidt yüzey sertliği Birim hacim kütlesi (g/cm ) OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 36,63 35,09 35,79 32,64 39,79 40,82 39,82 34,14 36,24 37,11 41,33 36,79 26,92 28,37 25,06 35,23 37,78 39,38 39,51 33,46 35,74 37,04 34,41 35,83 21,68 23,48 29,65 32,56 37,84 37,18 39,18 34,28 34,43 35,74 36,39 36,48 22,34 17,70 28,13 17,11 35,71 39,20 39,34 33,51 32,19 38,97 36,89 34,93 2,33 2,34 2,33 2,30 2,33 2,34 2,32 2,33 2,33 2,31 2,33 2,33 2,33 2,34 2,36 2,35 2,33 2,34 2,35 2,34 2,34 2,36 2,35 2,32 2,35 2,35 2,34 2,35 2,34 2,33 2,35 2,35 2,34 2,34 2,35 2,36 2,36 2,37 2,36 2,37 2,36 2,36 2,35 2,37 2,36 2,38 2,37 2,36 136 EK-14. Her bir parametre üzerinde ölçülen ortalama deney sonuçları (devam) Çevresel etki H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 Çevresel etki H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 H2O NaCI MgSO4 H2SO4 Deney türü / Beton türü Beton yaşı 56 90 120 90 120 -6 Kapilerite katsayısı ((cm /sn)x10 ) OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 2,55 1,89 1,88 1,98 3,11 3,04 2,99 2,75 2,64 2,79 2,19 2,09 2,85 2,78 2,66 2,57 3,78 3,14 3,06 2,40 2,56 2,54 4,01 2,89 2,89 3,10 2,71 2,46 4,20 5,10 1,65 0,99 1,81 2,39 3,72 2,48 2,56 3,85 2,59 2,45 4,72 5,39 5,39 0,97 1,77 2,46 3,39 3,35 1,13 0,55 0,93 4,78 3,60 3,01 5,49 3,63 2,84 2,18 1,41 3,06 1,91 6,12 6,64 6,97 1,54 1,00 8,56 2,56 0,82 0,73 1,30 2,79 0,70 1,04 0,73 1,60 1,38 2,96 0,31 0,50 0,52 1,22 1,74 2,49 3,10 5,38 3,67 3,89 2,64 4,28 3,28 0,27 0,22 0,95 2,13 1,79 Deney türü / Beton türü Beton yaşı 56 2 Görünür boşluk (%) Aşınma dayanımı (%) OP15Z 5P10Z 10P5Z 15P0Z 0,04 0,04 0,05 0,06 0,09 0,17 0,09 0,09 0,10 0,12 0,17 0,19 0,22 0,10 0,10 0,24 0,12 0,08 0,08 0,05 0,04 0,06 0,14 0,29 0,06 0,05 0,07 0,21 0,27 0,21 0,08 0,11 0,12 0,15 0,23 0,19 0,07 0,04 0,07 0,07 0,27 0,23 0,03 0,07 0,08 0,05 0,24 0,19 137 ÖZGEÇMİŞ Kişisel Bilgiler Soyadı, Adı :YILDIZ, Kürşat Uyruğu :T.C. Doğum tarihi ve yeri :18.03.1978 Sarıkamış / KARS Medeni hali : Evli Telefon : 0 505 319 20 20 Faks : 0 312 212 00 59 e-mail :[email protected] Eğitim Derece Eğitim Birimi Mezuniyet Yüksek lisans Gazi Üniversitesi / Yapı Eğitimi 2003 Lisans Gazi Üniversitesi / Yapı Eğitimi 2000 Lise Ş.K.Ö. End. Mes. Lis / Elektronik 1995 Yıl Yer Görev 2001-devam ediyor Gazi Üniversitesi / Ankara Arş. Gör. İş Deneyimi Yabancı Dil İngilizce Yayınlar 1. Gökdemir, A., Yıldız, K., “Farklı pva tutkalı ile yapılan birleştirmelerde basınç altında çekme deneyi üzerine bir çalışma”, Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1/5, 51-61, (2001). 138 2. Özgan, E., Yıldız, K., “Asfalt Betonunda Bitüm Yüzdesinin Stabiliteye Etkisi Üzerine Bir Araştırma” Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5, 229-246, (2003). 3. Özgan, E., Ulusu, H., Yıldız, K., “Trafik Kaza Verilerinin Analizi Ve Kaza Tahmin Modeli” SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8-1, 160-168, ( 2004). 4. Yıldız, K., “The performance of sılıca fume admıxtured concrete under the effect of ammonıum sulfate”, e-Journal of New World Sciences Academy, 3:2 (2007). 5. Yıldız, K., Gökdemir, A., “The effect of ferrochrome waste and polypropılen fıber admıxture on the strength of adobe” e-Journal of New World Sciences Academy, 2:4 (2007). 6. Gökdemir, A., Yıldız, K., “Microcem 525 çimento enjeksiyonunun düşük poroziteli zeminlerin basınç dayanımına etkisi” e-Journal of New World Sciences Academy,2:2, 135-145, (2007). 7. Gökdemir, A., Yıldız, K., “Farklı Katkılı Çimento Enjeksiyonunun Düsük Poroziteli Granule Zeminlerde Basınç Dayanımına Etkisi” Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, (1) 23-37 (2008). 8. Yıldız, K., Gökdemir, A., “Asfalt Betonu Aşınma Tabakasının Bitüm Yüzdesi Tayini İçin Tahmin Modeli” Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi, 20 (1), 127-134, (2008). 9. Yıldız, K., Çavuş, M., “ Kapı Köşe Birleşimlerinde Çekme Dayanımı Ile Kereste Türü Arasındaki Ilişkinin Analizi”, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, (2) 63-70, (2008). 10. Yıldız, K., “A research on the productıon of sılıca fume adobe” e-Journal of New World Sciences Academy,4:1, 23-29, (2009). 11. Yıldız, K., “Asfalt betonu binder tabakasınında bitüm yüzdesinin istatistiksel metotla belirlenmesi”, e-Journal of New World Sciences Academy,4:1, 13- 25, (2009). 12. Yıldız, K., Özgan, E., “Farklı Ortamlara Maruz Kalan Bazı Ahşap Esaslı Levhaların Mühendislik Özelliklerinin İncelenmesi” Teknik-Online Dergi, 8-1, 8-29, (2009). 13. Özgan, E., Yıldız, K., “Krom Mağnezit Tuğla Tozunun Portland Çimentosunun Priz Başlama ve Bitiş Sürelerine Etkisinin Bulanık Mantıkla 139 Tahmini” G. Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24-2,257-264, (2009). 14. Dorum, A., Yıldız, K., “ Pomza ve Zeolitin Yüksek Dayanımlı betonlarda kullanılabilirliği” Teknik Dergi, (2009). Hakemlerde. 15. Çullu, M., Subaşı, S., Yıldız, K., “Uçucu Kül İçerisindeki CaO Ve MgO’in Çimento Genleşmesine ve Mekanik Özelliklerine Etkisi” Kocaeli Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Ulusal Teknik Eğitim, Mühendislik ve Eğitim Bilimleri Genç Araştırmacılar Sempozyumu, 642-646, (2007). 16. Yıldız, K., Subaşı, S., Çullu, M., “Suda Bekletme Sürelerinin Seramik Duvar Karolarının Yapışma Mukavemetine Etkisi” Kocaeli Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Ulusal Teknik Eğitim, Mühendislik ve Eğitim Bilimleri Genç Araştırmacılar Sempozyumu, 629-632, (2007). 17. Özgan, E., Gökdemir, A., Subaşı, S., Yıldız, K., “Düşük Poroziteli Zeminlerde Mıcrocem 900H Çimento Enjeksiyonu Uygulaması” International Earthouake Symposıum, Kocaeli, (2007). 18. Özgan, E., Emiroğlu, M., Beycioğlu, A., Yıldız, K., “Asfalt Betonunda Rijitlik Modülünün Belirlenmesi İçin Bir Yaklaşım” 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, 13-15 Mayıs (2009). 19. Can, Ö., Durmuş,G., Subaşı, S., Yıldız, K., Arslan, M., “ Lif Katkılı Betonların Aşınma Direnci Üzerindeki Etkileri” 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, 13-15 Mayıs (2009).
