YÜKSEK SICAKLIĞIN NANO VE MİKRO PARTİKÜLLÜ REAKTİF PUDRA BETONLARIN MEKANİK VE MİKROYAPI ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YAKUP MURAT ÇEBİ
Danışman: Arif Emre Sağsöz
Özet:Amaç: Nüfus artışına bağlı olarak artan ihtiyaçlar ve gelişen teknolojiye bağlı olarak ülkemizde ve tüm dünyada yüksek dayanımlı betonlara ve özel betonlara ihtiyaç giderek artmaktadır. Gökdelenler, nükleer reaktörler, askeri amaçlı yapılar, özel sığınaklar, yeraltı ve deniz yapıları gibi birçok yapıda istenilen yüksek dayanımlar için reaktif pudra betonları en çok tercih edilen beton türü olmuştur. Yapılan bu çalışmada çelik lif ve/veya başka malzemeler kullanılmadan silis dumanı katkılı reaktif pudra betonlarının yangın etkisinde davranışı belirlenerek, yüksek sıcaklık etkisinde kalacak özel alanlarda kullanılabilecek 200 MPa üzeri basınç dayanımı veren betonların üretilmesi hedeflenmiştir. Yöntem: Bu çalışmada; birinci aşamada silis dumanı (çimentonun %20-%25-%30 oranlarında) katkılı beton numuneleri farklı basınç (10 ve 15 Atm), sıcaklık (160oC ve 175oC) ve sürelerde (4 ve 8 saat) otoklav ile kür edildikten sonra dört farklı sıcaklıkta (200oC, 400oC, 600oC ve 800oC) yangın-yüksek sıcaklık etkisine maruz bırakılmışlardır. İkinci aşamada ise %23 silis dumanı kullanılan numunelere çimento yerine %5-%10 ve %15 oranlarında mikro silika ile %2-%4 ve %6 oranlarında nano silika ve nano alümina ayrı ayrı kullanılarak beton numuneleri yine dört farklı şekilde otoklav ile kür edildikten sonra dört farklı sıcaklıkta (200oC, 400oC, 600˚C ve 800oC) yangın-yüksek sıcaklığa etkisine maruz bırakılmışlardır. Üretilen beton numunelerin basınç dayanımları belirlenmiş ve numunelere ait SEM görüntüleri elde edilerek beton mikroyapısının değişimi araştırılmıştır. Bulgular: Silis dumanı katkısının yüksek sıcaklık etkisine maruz bırakılmaktan bağımsız olarak, tüm numunelerin basınç dayanımlarını arttırdığı elde edilmiştir. Sadece silis dumanı katkılı reaktif pıudra betonlarından en yüksek basınç dayanımı %25 silis dumanı katkılı (175oC ve 15 Atm basınçta 4 saat otoklavlanarak kür edilen) 400oC sıcaklığına maruz bırakılan numunede 231 MPa olarak elde edilmiştir. Bunun yanında, nano malzeme katkılı beton numunelerinin basınç dayanımları 200 MPa ve üzerinde elde edilmiştir. En yüksek basınç dayanımı %2 nano silis katkılı numunelerin 160oC ve 10 Atm basınçta 4 saat otoklavlanmasında 263.52 MPa olarak elde edilmiştir. Yüksek sıcaklığa maruz kalmış mikro ve nano malzeme katkılı beton numunelerinin basınç dayanımları ise 200oC ve 400oC sıcaklık etkilerinde 150 MPa üzerinde elde edilmiştir. 600oC ve 800oC etkisinde ise %6 nano alümina katkılı numune haricinde tüm numuneler parçalanmıştır. Sonuç: Silis dumanı, mikro silika ve nano silika katkısı beton içindeki boşluk oranını azalttığı ve çimentonun hidratasyonuna ve puzolanik reaksiyonlara olumlu katkı sağlaması sebebiyle 150 MPa (sadece silis dumanı katkısında)-200 MPa ve üzerinde dayanım gerektiren uygulamalar için reaktif pudra betonu üretiminde rahatlıkla kullanılabilir. Kür süre, sıcaklık ve basıncın özellikle nano silika katkılı numunelerde belirgin etkisinin olmaması sebebiyle 4 saatlik kür sürelerinde daha yüksek dayanımlı betonlar üretilebilir. Farklı katkıların kullanıldığı (çelik lif, vb.) ve daha uzun kür sürelerine (12 saat 24 saat gibi) ihtiyaç duyulan reaktif pudra betonlarına kıyasla daha ekonomik olması sebebiyle, bu çalışmada kullanılan %2 nano silika ile %5 mikro silika katkısı ve 4 saat kür süresinin yüksek dayanım gerektiren ve yüksek sıcaklığa maruz kalınan birçok uygulamalarda kullanılması tavsiye edilmektedir. Ayrıca, bu çalışmada kullanılan RPB'lerin kullanıldığı alanlarda yangın meydana gelmesi durumunda, söndürme ve soğutma çalışmalarında su yerine farklı malzemelerin kullanılmasıın daha olumlu sonuçlar vereceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Reaktif pudara betonu, yüksek sıcaklık, basınç dayanımı, nano silika, nano alümina