Geri Dön

Yüksek performanslı hafif beton karışımlarının geliştirilmesi ve karışımların özelliklerinin araştırılması

Developing high performance lightweight concrete mixtures and inverstigation of its properties

PDF İndir

  1. Tez No: 935347
  2. Yazar: RASİM CEM SAKA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALİT YAZICI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 342

Özet

Betonarme yapılarda donatı korozyonu, özellikle agresif çevre koşullarına maruz kalan deniz yapıları başta olmak üzere korozyon riski taşıyan tüm yapılarda ciddi bir sorun oluşturmaktadır. Klor iyonlarının varlığı, ıslanma-kuruma döngüleri ve diğer çevresel etkiler korozyonu hızlandırarak donatı kesit kayıplarına, beton çatlamalarına ve yapısal dayanıklılığın azalmasına neden olmaktadır. Bu durum, yapı güvenliğini tehlikeye atmakla kalmayıp aynı zamanda yüksek bakım ve onarım maliyetlerini de beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, donatı korozyonunun nedenlerinin anlaşılması ve dayanıklılığı artırıcı önlemlerin geliştirilmesi, yalnızca deniz yapılarının değil, tüm korozyon riski taşıyan yapıların güvenliği ve uzun hizmet ömrü açısından büyük önem taşımaktadır. TÜBİTAK 1001 Projesi (121R042) kapsamında yapılan çalışmaların bir kısmını içeren bu çalışmada, yapısal hafif betonlarda donatı korozyonunun etkilerini incelemek amacıyla tamamen pomza agregası kullanılarak LC30 yapısal hafif beton ve LC60 yüksek performanslı yapısal hafif beton üretilmiştir. Çimento ağırlığının yüzde 40'ı oranında uçucu kül (UK) ile ikame edilmiş, 5,5 kg/m³ polipropilen makro lif (PPF) eklenmiş ve 12 kg/m³ korozyon inhibitörü de eklenerek toplamda 8 farklı karışım tasarımı oluşturulmuştur. Üretilen betonlar üzerinde fiziksel özellik deneylerinden birim hacim ağırlık, toplam ve kılcal su emme, elektriksel direnç, permeabilite, ultrases geçiş hızı ve hızlı klor iyonu geçirimliliği, mekanik deneylerden eğilme dayanımı, basınç dayanımı, elastisite modülü testleri gerçekleştirilmiş ve SEM-EDS analizleri yapılmıştır. Her karışım için yapılarda deprem sonrası oluşacak çatlaklı durumların etkisini belirlenmesi amacıyla ayrıca yapay çatlaklı, elastik sınır altı yüklemeli çatlaklı ve elastik sınır üzeri-akma sınırı altı yüklemeli çatlaklı 2 cm pas payında Ø16 nervürlü inşaat çeliği içeren numuneler üretilmiştir. Üretilen bu numuneler laboratuvar kür sürecini tamamladıktan sonra Bursa Gemlik'te bulunan Rodaport Limanındaki gerçek deniz ortamında 100 ve 250 çevrim ıslanma-kuruma işlemine tabi tutulmuştur. Her çevrim sonunda örneklerin mekanik ve fiziksel özellikleri ile klorür işleme derinliği ve karbonatlaşma derinlikleri bulunmuş, elektrokimyasal yöntemlerle beton içerisindeki donatının açık devre potansiyel değerleri ve korozyon akım yoğunlukları ölçülmüştür. Sonuç olarak, agrega olarak sadece hafif pomza agregası kullanılarak birim hacim ağırlığı 2000 kg/m³'ün altında yapısal hafif betonlar üretilebileceği, LC60 yüksek performanslı hafif betonun ise tüm mekanik ve fiziksel testlerde LC30 hafif betona kıyasla üstün performans sergilediği tespit edilmiştir. Beton kalitesi arttıkça geçirimlilik azalmakta, buna bağlı olarak durabilite performansı artmaktadır. UK ikamesi ve inhibitör ilavesi ile betonların korozyon performansları iyileştirilmiştir. Bu çalışmada, farklı beton türlerinin gerçek deniz ortamında çeşitli katkılar kullanılarak korozyon dayanıklılıklarının artırılması, donatı korozyonu riski taşıyan yapılarda katkı maddelerinin etkilerinin belirlenmesiyle beton sektöründe yeni uygulama alanlarının oluşturulması ve hafif betonun durabilite özelliklerinin geliştirilerek sektördeki kullanım potansiyelinin artırılması hedeflenmiştir. Ayrıca, yüksek dayanıklılığa sahip yapısal hafif beton karışımlarının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bununla birlikte, deprem sonrası oluşan çatlakların etkileri yapay olarak oluşturulmuş ve yükleme ile oluşturulmuş çatlak tiplerinin etkileri karşılaştırılmıştır. Çalışma, deprem sonrası yapılarda oluşabilecek çatlak durumlarının yapılar üzerindeki etkilerini inceleyerek yapısal hafif betonların korozyon dayanıklılığını artırmaya katkı sağlamayı amaçlamaktadır. Bu doğrultuda elde edilen veriler, yapısal hafif betonların kullanımının artmasına katkı sunacaktır.

Özet (Çeviri)

Reinforcement corrosion in reinforced concrete structures, especially those exposed to aggressive environmental conditions such as marine structures, is a serious concern for all structures at risk of corrosion. The presence of chloride ions, wetting-drying cycles, and other environmental effects accelerate corrosion, leading to reinforcement cross-section losses, concrete cracking, and a reduction in structural durability. This not only endangers structural safety but also results in high maintenance and repair costs. Therefore, understanding the causes of reinforcement corrosion and developing measures to enhance durability are crucial for ensuring the safety and longevity of not only marine structures but all structures at risk of corrosion. In this study, which includes a portion of the research conducted under the TÜBİTAK 1001 Project (121R042), LC30 structural lightweight concrete and LC60 high-performance structural lightweight concrete were produced entirely using pumice aggregate to investigate the effects of reinforcement corrosion in reinforced concrete elements at risk of corrosion. Fly ash (FA) replaced 40 percent of the cement by weight, 5,5 kg/m³ polypropylene macro fiber (PPF) was added, and 12 kg/m³ corrosion inhibitor was incorporated, resulting in eight different mix designs. The physical properties of the concretes, including unit weight, total and capillary water absorption, electrical resistance, permeability, ultrasonic pulse velocity, and rapid chloride ion permeability, as well as mechanical properties such as flexural strength, compressive strength, and modulus of elasticity, were tested. Additionally, SEM-EDS analyses were conducted. For each mix, specimens with a 2 cm concrete cover containing Ø16 ribbed reinforcing steel were produced to simulate the effects of post-earthquake cracking in structures. These specimens included artificially cracked samples, elastically loaded samples with sub-yield limit cracking, and samples with cracks induced by loads below the yield point but above the elastic limit. After completing the laboratory curing process, these specimens were exposed to 100 and 250 wetting-drying cycles in the real marine environment at Rodaport Port, located in Gemlik, Bursa. At the end of each cycle, in addition to mechanical and physical properties of the specimens, chloride penetration depth and carbonation depth were measured, and electrochemical methods were used to determine the open circuit potential values and corrosion current densities of the reinforcement within the concrete. The results revealed that structural lightweight concretes with unit weights below 2000 kg/m³ could be produced using only lightweight pumice aggregate, and LC60 high-performance lightweight concrete exhibited superior performance in all mechanical and physical tests compared to LC30 lightweight concrete. As concrete quality improved, permeability decreased, leading to enhanced durability performance. Fly ash replacement and the addition of inhibitors enhanced the corrosion performance of the concretes. This study aims to enhance the corrosion resistance of different concrete types exposed to real marine environments using various additives, to determine the effects of additives on structures at risk of reinforcement corrosion, to create new application areas in the concrete industry, and to increase the potential use of lightweight concrete by improving its durability characteristics. Moreover, the study aimes to develop lightweight concrete mixtures with high durability. Additionally, the effects of cracks formed after the earthquake were artificially created and the effects of crack types formed by loading were compared. The study aims to contribute increasing the corrosion resistance of structural lightweight concretes by examining the effects of crack conditions that may occur in structures after the earthquake. The data obtained in this direction will contribute to the increase in the use of structural lightweight concretes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    959511

    Hibrit hafif geopolimer betonların mühendislik özelliklerinin araştırılması

    The investigation of engineering properties of hybrid lightweigth geopolymer concrete

    İLAY KOCASÜLEYMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İnşaat MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELÇUK MEMİŞ

  2. Tez No

    337970

    High early strength ductile cementitious composites with characteristics of low early age shrinkage

    Düşük erken yaş rötre özelliğine sahip erken yüksek dayanımlı sünek çimento bağlayıcılı kompozitler

    YUNUS EMRE ŞİMŞEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

  3. Tez No

    610391

    Thermal and mechanical performance of cementitious PCM composites

    Çimentolu FDM kompozitlerinin ısıl ve mekanik performansları

    ERMAN YİĞİT TUNCEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ

  4. Tez No

    886726

    Effects of corn cob ash and rice husk ash usage in mortar productions

    Harç üretiminde mısır koçanı ve pirinç kabuğu külleri kullanımının etkileri

    MOHAMAD SRORMALAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR EKİNCİOĞLU

  5. Tez No

    677312

    The effect of vehicle velocity on viscoelastic response of flexible pavements

    Esnek üstyapılarda taşıt hızının üstyapının viscoelastikdavranışı üzerindeki etkisinin incelenmesi

    UBEJD ARIFI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH HİLMİ LAV

Geri Dön