T.C.

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

MİKROKALSİT VE METAKAOLİNİN BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Celal GEBEŞ

Danışman Dr. Öğr. Üyesi Melda ALKAN ÇAKIROĞLU

YÜKSEK LİSANS TEZİ YAPI EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

ISPARTA - 2018

© 2018 [Celal GEBEŞ]

i

İÇİNDEKİLER Sayfa

İÇİNDEKİLER ......................................................................................................................... i ÖZET ......................................................................................................................................... iii ABSTRACT .............................................................................................................................. iv TEŞEKKÜR .............................................................................................................................. v ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................................. vi ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................................ viii SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .......................................................................... ix 1. GİRİŞ..................................................................................................................................... 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ ........................................................................................................ 5 3. MATERYAL VE YÖNTEM .............................................................................................. 16

3.1. Materyal .................................................................................................................... 16 3.1.1. Çimento ............................................................................................................ 16 3.1.2. Agrega ............................................................................................................... 18 3.1.3. Metakaolin ....................................................................................................... 18 3.1.4. Kimyasal katkı ............................................................................................... 19 3.1.5. Beton karışım suyu ...................................................................................... 20 3.1.6. Kalsit .................................................................................................................. 21

3.2. Yöntem ....................................................................................................................... 22 3.2.1. Agrega deneyleri ........................................................................................... 22

3.2.1.1. Elek analizi ............................................................................................. 22 3.2.1.2. Özgül ağırlık tayini .............................................................................. 24 3.2.1.3. Sıkışık birim ağırlık tayini ................................................................ 25 3.2.1.4. Gevşek birim ağırlık tayini ............................................................... 26 3.2.1.5. Yüzey nemi oranı tayini .................................................................... 26 3.2.1.6. İri agregalarda yassılık indeksi ...................................................... 26 3.2.1.7. Metilen mavisi deneyi ........................................................................ 27

3.2.2. Beton karışım oranları ve deney numunelerinin hazırlanması . 30 3.2.3. Taze beton deneyleri ................................................................................... 35

3.2.3.1. Slump deneyi......................................................................................... 35 3.2.3.2. Yayılma tablası deneyi ...................................................................... 36 3.2.3.3. Hava muhtevası deneyi ..................................................................... 37 3.2.3.4. Birim ağırlık tayini .............................................................................. 38 3.2.3.5. Taze beton sıcaklığı ............................................................................ 39

3.2.4. Sertleşmiş beton deneyleri ....................................................................... 40 3.2.4.1. Basınç dayanımı deneyi .................................................................... 40 3.2.4.2. Ultrases geçiş hızı deneyi ................................................................. 40 3.2.4.3. Eğilme deneyi ....................................................................................... 41 3.2.4.4. Schmidt çekici deneyi ........................................................................ 43 3.2.4.5. Aşınma deneyi ...................................................................................... 44 3.2.4.6. Kapilarite deneyi ................................................................................. 45 3.2.4.7. Özgül ağırlık, su emme ve boşluk oranı deneyi ....................... 47

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ............................................................................................. 48 4.1. Slump Deneyi........................................................................................................... 48 4.2. Yayılma Tablası Deneyi ....................................................................................... 49 4.3. Hava Muhtevası Deneyi ....................................................................................... 50 4.4. Birim Ağırlık Deneyi ............................................................................................. 51

ii

4.5. Basınç Dayanımı Deneyi...................................................................................... 52 4.6. Ultrases Geçiş Hızı Deneyi .................................................................................. 54 4.7. Aşınma Deneyi ........................................................................................................ 58 4.8. Kapiler Su Emme Deneyi .................................................................................... 60 4.9. Schmidt Çekici Deneyi ......................................................................................... 62 4.10. Sertleşmiş Betonda Özgül Ağırlık, Su Emme ve Boşluk Oranı

Deneyi ..................................................................................................................... 63 4.11. Eğilme Deneyi ....................................................................................................... 66

5. TARTIŞMA VE SONUÇLAR ........................................................................................... 68 KAYNAKLAR .......................................................................................................................... 72 EKLER....................................................................................................................................... 76

EK A. Raporlar ve Çizelgeler ...................................................................................... 77 EK B. İzin Belgeleri ........................................................................................................ 90

ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................................... 92

iii

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

MİKROKALSİT VE METAKAOLİNİN BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Celal GEBEŞ

Süleyman Demirel Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalı

Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Melda ALKAN ÇAKIROĞLU

Bu çalışmada, metakaolin (MK) ve kalsitin (K) taze ve sertleşmiş beton özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. Karışımlarda bağlayıcı miktarı 300 kg/m³, su/bağlayıcı oranı ise 0,57 olarak belirlenmiştir. Normal Portland Çimentosu ile üretilen kontrol betonuna çimento yerine % 10 ve %20 oranlarında MK, % 10 ve % 20 oranlarında K ayrıca MK içeren karışımlara sırasıyla %5 ve %10 oranlarında K ikame edilerek ikili karışımlar oluşturulmuştur. Üretilen betonlar 22°C sıcaklıkta ve standart kür şartlarında deneye tabi tutularak basınç dayanımları, ultrasonik hız değerleri, aşınma dayanımları, kapiler su emme ve boşluk oranları ölçülmüştür. MK ikamesi ile hazırlanan betonlarda ilk günlerde şahit betona göre basınç dayanımında azalmalar görülürken, K ikameli betonlarda ilk günlerde basınç dayanımlarında artışlar gözlenmiştir. İkili karışımlarda ise ilk günlerde MK ile düşen basınç dayanımlarının kalsit ikamesiyle yükseldiği tespit edilmiştir. Ultrasonik hız, kapiler su emme ve boşluk oranı değerlerinin basınç dayanımları ile uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Taze ve sertleşmiş beton özellikleri, metakaolin, kalsit, basınç dayanımı, ultrasonik hız, kapiler su emme, boşluk oranı. 2018, 92 sayfa

iv

ABSTRACT

M.Sc. Thesis

INVESTIGATION ON THE EFFECT OF MICROCALCYTE AND METACAOLINE ON THE CONCRETE CHARACTERISTICS

Celal GEBEŞ

Süleyman Demirel University

Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Construction Education

Supervisor: Asst. Prof. Dr. Melda ALKAN ÇAKIROĞLU

In this study, the effects of metakaolin (MK) and calcite (C) on the fresh and hardened concrete properties were investigated. In mixtures, binder content and water/binder ratio were determined as 300 kg/m3 and 0,57 respectively. Binary mixtures are formed by adding 10% and 20% MK, 10% and 20% C also the mixture which has MK is added 5% and 10% C in order to control concrete manufactured by conventional Portland Cement. The manufactured concretes were tested for compressive strengh, the ultrasonic pulse velocity and the capillary water sorption for curing in warm water at 22°C and also for standard curing conditions. For the early ages it was obserwed some decreases in compressive strength of concretes made with MK replacement when compered to the reference concrete, however increases in compresive strength of concretes made with C replacement were seen. For the binary mixtures it was determined that compressive strength which decreased with MK replacement increased with C replacement. It is shown that ultrasonic pulse velocity, capillary water sorption and porosity values are in agreement with compressive strength values. Keywords: On the fresh and hardened concrete properties, metakaolin, calcite, compressive strength, ultrasonic pulse velocity, capillary water sorption, porosity values. 2018, 92 pages

v

TEŞEKKÜR Çalışmalarım boyunca bilgi ve tecrübeleriyle bana her konuda yardımcı olan çok değerli tez hocam sayın Dr. Öğr. Üyesi Melda ALKAN ÇAKIROĞLU’na, Tüm eğitim-öğretim hayatım boyunca beni maddi manevi destekleyen annem, babam ve kardeşlerime, Hayat arkadaşım eşime, Tezimin başından sonuna kadar tüm safhalarında büyük desteğini gördüğüm değerli dostum Ufuk ÇOŞKUN’a, Deneysel çalışmalarım süresince ellerinden gelen tüm çabayı göstererek bana yardımcı olan çok değerli S.D.Ü. İnşaat Mühendisliği Yapı Malzemesi Laboratuarı ve Beton Laboratuarı çalışanlarına, Yoğun çalışma ortamlarında bana zaman ayırarak deneysel çalışmamın değerlendirilip yorumlanmasında yardımlarını benden esirgemeyen kıymetli arkadaşım Seramik Yük. Müh. M.Sinan Ay’a, Tezimin her aşamasında beni yalnız bırakmayan Kartaş Hazır Beton’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Celal GEBEŞ

ISPARTA, 2018

vi

ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa

Şekil 3.1. Metakaolin ........................................................................................................... 18 Şekil 3.2. Yapı Chem kimyasal katkı ............................................................................. 19 Şekil 3.3. Geri dönüşüm su havuzları ........................................................................... 21 Şekil 3.4. Kalsit ...................................................................................................................... 22 Şekil 3.5. Deneylerde kullanılan etüv ........................................................................... 23 Şekil 3.6. Elek analizi deneyi ........................................................................................... 24 Şekil 3.7. Metilen mavisi deneyi ..................................................................................... 29 Şekil 3.8. Taze betonun hazırlanması .......................................................................... 32 Şekil 3.9. Taze betonun kalıplara yerleştirilmesi .................................................... 33 Şekil 3.10. Isparta Uluborlu rüzgar enerji türbinleri ............................................. 34 Şekil 3.11. Slump deneyi ................................................................................................... 35 Şekil 3.12. Yayılma tablası deneyi ................................................................................. 36 Şekil 3.13. Hava muhtevası deneyi ............................................................................... 38 Şekil 3.14. Birim ağırlık deneyi ...................................................................................... 39 Şekil 3.15. Beton sıcaklıkları ........................................................................................... 39 Şekil 3.16. Basınç dayanımı test cihazı ........................................................................ 40 Şekil 3.17. Numunelerin ultrases geçiş hızlarının belirlenmesi ........................ 41 Şekil 3.18. Numunelere eğilme deneyi uygulanması ............................................. 43 Şekil 3.19. Betonda aşınma deneyi ............................................................................... 45 Şekil 3.20. Aşınma deneyi yapılan numuneler ......................................................... 45 Şekil 3.21. Kapilarite deneyi ............................................................................................ 46 Şekil 4.1. Slump değerlerinin grafiksel gösterimi ................................................... 48 Şekil 4.2. Yayılma değerlerinin grafiksel gösterimi ............................................... 49 Şekil 4.3. Slump ve yayılma değerlerinin karşılaştırılması ................................. 50 Şekil 4.4. Numunelerin hava muhtevası ..................................................................... 50 Şekil 4.5. Numunelerin kuru birim ağırlıklarının grafiksel gösterimi ...................... 51 Şekil 4.6. Numunelerin yaş birim ağırlıklarının grafiksel gösterimi ................ 52 Şekil 4.7. Beton basınç dayanımları (%10 ikameli karışımlara ait) ................. 54 Şekil 4.8. Beton basınç dayanımları (%20 ikameli karışımlara ait) ................. 54 Şekil 4.9. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (gün bazında) ............ 56 Şekil 4.10. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (korelasyon

bazında) ............................................................................................................ 56 Şekil 4.11. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (%10 ikameli

karışımlar) ....................................................................................................... 57 Şekil 4.12. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (%20 ikameli

karışımlar) ....................................................................................................... 57 Şekil 4.13. 28 günlük numunelerin basınç dayanımları ile aşınma oranları

arasındaki ilişki .............................................................................................. 58 Şekil 4.14. 90 günlük numunelerin basınç dayanımları ile aşınma oranları

arasındaki ilişki .............................................................................................. 59 Şekil 4.15. Basınç dayanımı – aşınma oranı ilişkisi (%10 ikameli

karışımlar) ....................................................................................................... 60 Şekil 4.16. Basınç dayanımı – aşınma oranı ilişkisi (%20 ikameli

karışımlar) ...................................................................................................... 60

vii

Şekil 4.17. 90 günlük numunelerin su emme değerleri(%10 ikameli karışımlar) ........................................................................................................ 61 Şekil 4.18. 90 günlük numunelerin su emme değerleri(%20 ikameli karışımlar) ........................................................................................................ 62 Şekil 4.19. 90 günlük basınç dayanımlarının karşılaştırılması .......................... 63 Şekil 4.20. Karışımların zamana bağlı ağırlıkça su emme oranları .................. 64 Şekil 4.21. Karışımların zamana bağlı doygun kuru yüzey özgül ağırlıkları........................................................................................................... 65 Şekil 4.22. Karışımların zamana bağlı boşluk oranlarındaki değişim ............. 65 Şekil 4.23. Karışımların zamana bağlı eğilme mukavemetlerindeki değişim............................................................................................................... 66

viii

ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa

Çizelge 3.1. CEM I 42,5 R çimentosunun klinker analizi ....................................... 16 Çizelge 3.2. CEM I 42,5 R çimentosunun kimyasal özellikleri ........................... 17 Çizelge 3.3. CEM I 42,5 R çimentosunun fiziksel ve mekanik özellikleri ....... 17 Çizelge 3.4. Metakaolinin kimyasal özellikleri ......................................................... 19 Çizelge 3.5. Kimyasal katkı analiz değerleri .............................................................. 20 Çizelge 3.6. Karışım suyu analiz değerleri ................................................................. 20 Çizelge 3.7. Kalsit katkısı kimyasal analiz sonucu (%).......................................... 21 Çizelge 3.8. Agregalarda su emme ve özgül ağırlık tayini .................................... 25 Çizelge 3.9. Yassılık indeksi deney formu .................................................................. 27 Çizelge 3.10. Metilen mavisi deney sonucu ............................................................... 29 Çizelge 3.11. 1m3 Betonu oluşturan malzeme miktarları (kg) ........................... 31 Çizelge 3.12. 47 dm3 Betonu oluşturan malzeme miktarları (kg) .................... 31 Çizelge 4.1. Numunelerin yaş ve kuru birim ağırlıkları(gr) ................................ 51 Çizelge 4.2. Basınç dayanımı deney sonuçları (MPa) ............................................ 53 Çizelge 4.3. Karışımlara ait ultrases geçiş hızları değerleri (km/sn) .............. 55 Çizelge 4.4. Ultrases geçiş hızlarının pratik değerlendirilmesi .......................... 55 Çizelge 4.5. Karışımlara ait aşınma oranları ............................................................ 58 Çizelge 4.6. Karışımlara ait kapilarite deney sonuçları (90 günlük) ............... 61 Çizelge 4.7. Karışımlara ait test çekici sonuçları (90 günlük) ............................ 62 Çizelge 4.8. Karışımlara ait maksimum uzama değerleri ..................................... 67 Çizelge 4.9. Karışımlara ait maksimum kuvvet değerleri .................................... 67 Çizelge A.1. Yapı Chem kimyasal katkı analiz raporu ........................................... 77 Çizelge A.2. Mikrokalsit kimyasal analiz raporu ...................................................... 78 Çizelge A.3. Agrega (0-4 mm) elek analizi sonuçları .............................................. 80 Çizelge A.4. Agrega (5.6-11.2 mm) elek analizi sonuçları .................................... 83 Çizelge A.5. Agrega (11.2-22.4 mm) elek analizi sonuçları ................................. 86 Çizelge A.6. Elek analizi karışım sonuçları ................................................................. 89 Çizelge A.7. Karışım granülometrisi ............................................................................. 89 Çizelge B.1. Feb laboratuarı analiz raporu izin belgesi ......................................... 90 Çizelge B.2. Yapı Chem firması kimyasal katkı analiz raporu izin belgesi ..... 91

ix

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ Ac Numunenin basınç yükü uygulanan kesit alanı Ar-Ge Araştırma-Geliştirme ASR Alkali silika reaksiyonu ASTM Amerikan test ve malzemeler derneği BMK Standart Belçika mafsallı kiriş deneyi b Deney numunesinin genişliği B0 Görünür boşluk oranı d Agreganın özgül ağırlığı d Deney numunesinin kalınlığı D Sıkışık-gevşek birim ağırlık DYK Doygun yüzey kuru Ec Betonun elastisite modülü ESA Elektrokinetik ses genliği F Kırılma yükü fc Basınç dayanımı ffs Eğilme dayanımı fsts Yarmada çekme dayanımı K Kalsit KYB Kendiliğinden yerleşen beton L Deney numunesinin mesnetler arasındaki mesafesi Li Uygulanan düşey yük noktaları arası mesafe M1 Ağırlıkça su emme oranı Mı Deney numunesi kısmının kütlesi MB (0-2 mm) aralığının beher kilogramı için kullanılan boya miktarı MK Metakaolin Mkt Agreganın yığışımlı ağırlık yüzdesi n Agreganın yüzey nemi oranı ÖP Öğütülmüş pomza ÖYFC Öğütülmüş yüksek fırın cürufu P Maksimum yük R2 Regrasyon katsayısı SD Silis dumanı Sd Doygun kuru yüzey özgül ağırlık SEM Sertleşmiş hamurun taramalı elektron mikroskobu TSE Türk Standartları Enstitüsü UK Uçucu kül Upv Ultrases geçiş hızı V Ölçü kabının iç hacmi Vı İlave edilen boya çözeltisinin hacmi W Kuru numune ağırlığı W1 Doygun yüzey kuru numune ağırlığı, Ölçü kabı boş ağırlığı, Numunenin

deney başlangıcındaki ağırlığı W2 Cam+su+kap ağırlığı, Sıkışık-gevşek agrega ile dolu ölçü kabı ağırlığı W3 Cam+su+kap+malzeme ağırlığı Wk Agreganın etüv kurusu yığışımlı ağırlığı XRD X ışını kırınım yöntemi YFC Yüksek fırın cürufu

x

e Betonun eğilme dayanımı Wk Toplama kabının yığışımlı ağırlığı µs Mikro saniye

1

1.GİRİŞ

Beton günümüzde en yaygın şekilde kullanılan yapı malzemesidir. Yapay bir

malzeme olan betonun olumlu özelliklerini sürdürebilmesi için kalıcı olması

gerekmektedir (Tevrizci, 2010).

Gerçek bir beton, mukavemeti yüksek, dış etkilere karşı dayanıklı, boşluksuz ve

geçirgenliği olmayan bir yapı malzemesi olmalı aynı zamanda servis ömrü

boyunca kendisinden beklenen davranışı gösterebilmelidir. Betonun servis

ömrü ise durabilitesi ile orantılı olmaktadır (Akın, 2009).

Ancak beton kullanım ömrü boyunca pek çok nedenle bozulmaya uğrar. Beton

veya betonarme elemanların zamanla bozulmalarına çeşitli iç veya dış etkenler

neden olur. Bu etkenler fiziksel, kimyasal, biyolojik veya mekanik kökenli

olabilirler. Dış etkiler arasında; sülfat etkisi, donma-çözülme, aşınma,

karbonatlaşma, bazı asit ve tuz etkileri sayılabilir. Hasarın şiddeti bu dış

etkilerin derecesi ve betonun kalitesine bağlı olarak değişmektedir. Ancak çok

şiddetli etkiler altında korunmadığı takdirde, çok kaliteli beton elemanlar da

harap olabilirler. İç etkiler arasında; alkali-agrega reaksiyonları, gecikmiş

etrenjit oluşumu, klor geçirimliliği ve kapiler su emme özelliği gibi etkiler

sayılabilir (Tevrizci, 2010).

İnşaat mühendisliğinin vazgeçilmez yapı malzemesi olan betonun davranışını

ortaya koyabilmek ve özelliklerini iyileştirebilmek için yapılan çalışmalar tüm

hızıyla sürmektedir. Son yıllarda beton üretimi ve kullanım alanlarında birçok

yeni gelişmeler ortaya çıkmıştır. Bunlar arasında yüksek dayanımlı betonun

üretilmesi ve kullanılması en önemli gelişmelerden birisidir. Bu sayede beton

basınç mukavemeti 100 MPa’lı geçen değerlere ulaşmıştır.

Beton üretiminde önemli kriterlerden birisi de ekonomik şekilde yüksek

dayanımlı beton elde etmektir. Bu şekilde beton üretimi için de puzolanik

malzemelere ihtiyaç vardır. Ülkemizde puzolanik malzemeler, mineral katkı

malzemesi olarak bilinirler ve beton üretiminde genellikle ikincil bağlayıcı

2

madde olarak, portland çimentosunun ağırlık yüzdesi oranında, çimentonun bir

kısmı yerine veya ilave olarak bazen de çimentoya önceden karıştırılarak katkılı

çimento olarak kullanılmaktadırlar (Kaymak, 2010).

Puzolanik malzemelerin kullanılması, uzun dönem durabilitesi iyi olan yüksek

performanslı betonların elde edilmesinde etkili bir yöntemdir. Bu malzemeler,

bir miktar çimentonun yerine kullanıldıkları için çimento tüketimini azaltmakta,

aynı zamanda da betonun taze ve sertleşmiş özelliklerini de iyileştirmektedirler

(Bölük, 2011).

Puzolanik malzemeler, kalsiyum hidroksitle (Ca(OH)2) sulu ortamda birleştiği

takdirde, hidrolik bağlayıcılık özelliği göstermektedirler. Puzolanlar ince

tanelerden oluşması nedeniyle, taze beton kıvamını ve işlenebilirliğini

azaltmakta, su ihtiyacını artırmaktadırlar. Bu nedenle, yüksek dayanımlı beton

üretimi için mineral katkı malzemesi kullanıldığında, ayrıca su azaltıcı katkı

maddesinin de kullanılması gerekmektedir.

Beton üretiminde kullanılan puzolanların çoğu endüstriyel atık malzemeler

veya yan ürünlerdir. Metakaolin (MK) bu amaç için üretilen puzolanik bir

malzemedir. Saflaştırılmış kaolin kilinin kalsine edilmesiyle üretilen MK, beyaz

renkli, amorf yapılı bir alumina silikattır. Kaolin kilinin dehidrolize olarak

suyunu kaybettiği sıcaklık 5000C–8000C aralığındadır. Bu sıcaklıkta kaolin, bağlı

suyunun %14’ünü kaybeder ve metakaoline dönüşür. Dönüşüm sonucunda,

alumina ve silika tabakaları kristal yapılarındaki düzeni kaybederek amorf ve

kimyasal olarak reaktif bir yapı kazanırlar. Kaolin kili aşırı miktarda sıcaklığa

maruz kalırsa (9000C üstünde) mullit fazı oluşur ve reaktif özelliğini kaybeder.

Başarılı bir ısıl işlem uygulanması halinde yüksek oranda puzolanik özelliğe

sahip amorf fazlı metakaolin elde edilir (Kaymak, 2010).

MK diğer puzolanlarda olduğu gibi kalsiyum hidroksitle reaksiyona girerek

çimentoya ilave bağlayıcı özellik kazandırır. Literatürde MK’nın çimento yerine

uygun oranlarda kullanıldığında, mekanik özellikleri olumlu etkilediği, kılcal su

emmeyi ve permeabiliteyi azalttığı, durabiliteyi arttırdığı, çiçeklenmeyi kontrol

3

etmede etkili olduğu ve özellikle alkali silika reaksiyonu oluşumunu azalttığı

rapor edilmiştir. Öte yandan MK kullanımı ile betonda kuruma rötresi ve

sünmenin azaldığı rapor edilmiştir (Tevrizci, 2010).

Kalsit (kireçtaşı), Türkiye’de son zamanlarda yaygın biçimde kullanılmaya

başlanan yeni bir çimento katkı malzemesidir. Bu malzemenin çimento

özelliklerine etkilerinin ayrıntılı olarak anlaşılması, verimli ve doğru kullanımı

açısından oldukça önemlidir. Çimento üretiminde kalsit kullanımının, hem

teknik hem de ekonomik açıdan birçok yarara sahip olduğu bilinmektedir.

Kalsitin klinkere ilavesi, uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve diğer doğal

puzolanların katılması gibi geleneksel yöntemlere göre çok daha yenidir.

Kalsit, kimyasal yapısı %95-97 oranında CaCO3 (kalsiyum karbonat) içeren bir

mineraldir ve karbonatlı kayaçların (kireç taşları, mermer, tebeşir) ana

mineralidir. Türkiye’deki rezervlerde, CaCO3 oranı yüksek, silis ve demir

safsızlıkları çok düşük orandadır.

Mikro kalsitin beton karışımında kullanılması durumunda homojen olarak

dağılması sağlanmalıdır. Kireçtaşı tozu elektrostatik olarak negatif, kum ve iri

agrega pozitif yüklü olduğundan agrega yüzeyine yapışır. Bu yapışmayı

engellemek için, malzemelerin karıştırma sırasına ve yöntemine özen

göstermek gerekir.

Mikro yapı incelemesi ile yapılan çalışmalarda, önce çimento ve taş tozunun

karıştırılıp, sonra agreganın ilave edildiği durumda en iyi performans elde

edilmiştir. Kalsitin betonun dayanım kazanma hızına etkisi C-S-H oluşumuna

uygun çekirdek oluşturarak hidratasyon reaksiyonlarını hızlandırması ve C3A’sı

yüksek çimentolarla reaksiyona girip bağlayıcı özelliği olan karboalüminat

oluşturması ile açıklanmaktadır (Akkaya ve Kesler, 2012).

Kalsitin ince agrega ikamesi olarak kullanımının beton sürdürülebilirliğine

etkisi ile ilgili yapılan çalışmalarda, kalsit ilaveli betonlarda ilk günlerdeki

dayanımın, normal portland çimentolu betona göre daha yüksek olduğu

4

görülmüştür. Bu etkinin ince kalker taneciklerinin dolgu etkisi yapmasından ve

kalkerli çimentonun yüksek inceliğinden kaynaklandığı vurgulanmıştır. Fakat

ileri yaşlarda bu etkinin tersine döndüğü ve kalker içeren çimentoların normal

çimentolara kıyasla daha düşük dayanım gösterdiği tespit edilmiştir. Bu da

kalsitin puzolanik bir malzeme olmadığını göstermektedir (Durmuş ve Bekem,

2015).

5

2.KAYNAK ÖZETLERİ

Hamalı (2007), metakaolin ve silis dumanı içeren harçların ve betonların

özellikleri üzerine yapmış olduğu tez çalışmasında iki aşamalı yol izlemiştir.

Çalışmanın ilk aşamasını beton özellikleri üzerine, ikinci aşamasını ise harç

özellikleri üzerine gerçekleştirmiştir. Hamalı, ilk olarak su/bağlayıcı oranı 0.35

olan 3 adet beton karışım reçetesi hazırlamıştır. Daha sonra su/bağlayıcı oranı

0.45 olan 3 adet beton karışım reçetesi hazırlamıştır. Karışımlardan ilki şahit

numune reçetesi, diğerleri çimento yerine ağırlıkça %8 ve %16 oranlarında

metakaolin ikame edilmek suretiyle ile hazırlanmış beton karışım reçeteleridir.

Hamalı, çalışmasının ikinci aşamasında su/bağlayıcı oranı 0.35 olan 5 adet harç

karışım reçetesi hazırlamıştır. Daha sonra yine su/bağlayıcı oranı 0.45 olan 5

adet harç karışım reçetesi hazırlamıştır. Bu karışımlardan ilki şahit numune

reçetesi, diğerleri ise çimento yerine ağırlıkça %8 ve %16 metakaolin ile

çimento yerine ağırlıkça %8 ve %16 oranlarında silis dumanı ikame edilmek

suretiyle hazırlanmış harç karışım reçeteleridir.

Hazırlanan karışımlar üzerine bazı mekanik testler ile klor geçirimlilik testleri

uygulamış, basınç mukavemeti ve elektriksel özdirenç değerlerindeki

gelişimlerini harç numuneler üzerinden takip etmiştir. %16 metakaolin içeren

betonların, standartlara göre ihmal edilebilir derecedeki klor geçirimlilik

limitine çok yakın olduğunu görmüştür. Metakaolin miktarının arttırılması ile

klor geçirimliliği değerlerinde büyük düşüşler tespit etmiştir. Sonuç olarak,

su/bağlayıcı oranının 0,45 olduğu betonlar için metakaolin miktarının %8 ve

%16 olması durumunda klor geçirimliliği değerlerinin sırası ile metakaolinsiz

beton numunesinin %28 ve %6’sı civarlarında olduğunu ve benzer sonuçları

düşük su/bağlayıcı oranı için de elde edildiğini belirtmiştir. Ayrıca portland

çimentosunun metakaolin ile yer değiştirilmesinin betonun basınç

mukavemetini arttırdığı ve bu artışı miktarının yüksek su/bağlayıcı oranında

%15 civarında olduğunu tespit etmiştir. Silis dumanı ve metakaolin kullanılarak

üretilen harç karışımlarının 2 günlük basınç mukavemeti değerlerinin sadece

portland çimentosu kullanılarak üretilen harçlar ile kıyaslandığında biraz düşük

6

olduğu ancak 28 günlük basınç mukavemetleri incelendiği zaman ise metakaolin

ve silis dumanı içeren harç karışımlarının basınç mukavemetlerinin daha

yüksek olduğu görülmüştür. Portland çimentosunun metakaolin veya silis

dumanı ile yer değiştirilmesi elektriksel özdirenç değerlerini belirgin bir

biçimde arttırmıştır. Bu da betonun permeabilitesinin daha da düşürüldüğünün

bir göstergesi olarak kabul edilmiştir. Hamalı çalışmasında, elektriksel özdirenç

deney sonuçlarının klor geçirimliliği deney sonuçları ile büyük bir uyum

içerisinde olduğunu ifade etmiştir.

Akın (2009), kalsit esaslı betonların geçirimlilik ve durabilite özellikleri üzerine

bir çalışma gerçekleştirmiştir. Çalışmasında, mikro silika ve uçucu kül yerine 5

mikron ve 20 mikron tane boyutlarına sahip kalsit kullanarak beton numuneler

üretmiştir. Numunelerin mekanik özelliklerini ve durabilite davranışlarını

incelemiş elde ettiği sonuçları önceki çalışmalar ile karşılaştırmıştır. Kalsit

ilavesinin, beton numunelerin mekanik özelliklerini önemli ölçüde

etkilemediğini gözlemlemiş hatta betonda kalsitin kullanımı ile yapılan mekanik

deneylerde erken yaş dayanımının yüksek çıkmasına rağmen, geçirimlilik ve

durabilite deneylerinin olumsuz çıkması sebebiyle ileri yaş beton dayanımının

da olumsuz yönde etkilenebileceği kanısına ulaşmıştır.

Akın, durabilite deney sonuçlarını incelediğinde ise, kalsit ilavesinin özellikle

klor difüzyon geçirimlilik katsayısını yaklaşık on beş katı kadar arttırdığını

tespit etmiştir. Uçucu kül ve silis dumanından oluşan beton karışımında, uçucu

kül ve mikro silika muadili olarak kalsit kullanılması durumunda, klor difüzyon

katsayısının yaklaşık 10 katına çıktığı sonucuna varmıştır. Akın yaptığı her iki

deneyde de, dolgu malzemesi olarak kalsitin kullanılması durumunda, klor

geçirimlilik katsayısının yüksek oranda arttığını tespit etmiştir.

Kılcal su emme deneyleri sonucunda, uçucu küle muadil olarak 20 mikron kalsit

kullanılması durumunda, kılcal su emme deneyinde kapiler su yüksekliğinin 8

gün sonunda 3 kat arttığı gözlemlenmiştir. Uçucu kül ve silis dumanı içeren

beton karışımında uçucu kül ve silis dumanına muadil olarak 20 mikron ve 5

7

mikron kalsit kullanılması durumunda, kılcal su emme deneyinde kapiler su

yüksekliğinin 8 gün sonunda 6,5 kat arttığı gözlemlemiştir.

Numunelerin başlangıç yüzey absorpsiyon ölçümleri de gerçekleştirilmiş, uçucu

kül ile oluşturulan beton karışımında uçucu kül yerine 20 mikron kalsit

kullanılması durumunda absorpsiyon değerinin %20 arttırdığını tespit etmiştir.

Aynı şekilde uçucu kül ve silis dumanından oluşan beton karışımında uçucu kül

ve silis dumanına muadil olarak 20 mikron ve 5 mikron kalsit kullanılması

durumunda ise yüzey absorpsiyon değerinin yaklaşık 3 katına çıktığı

gözlemlemiştir.

Bunlardan hareketle Akın, kalsitin betona ilavesinin mekanik özellikleri

değiştirmediği ancak durabilite davranışlarını olumsuz etkilediğini, dolayısıyla,

dolgu malzemesi olarak kalsit içeren betonların, barajlar gibi yoğun kütle beton

uygulamalarında kullanılmasının uygun olacağını ancak donatılı betonlarda

uygulanmasının klor geçirimliliği yüksek olduğu için uygun olmadığı kanısına

ulaşmıştır.

Kesler (2009), kalsit katkısının betonun mekanik özelliklerine etkisini

incelemek için dört faklı çalışma gerçekleştirmiştir. İlk karışımında sadece 20

mikron kalsit, ikinci karışımında sadece uçucu kül kullanan Kesler, üçüncü

karışımında 20 mikron kalsit ile 5 mikron kalsiti birlikte, son çalışmasında ise

uçucu kül ile silis dumanını birlikte kullanmayı tercih etmiştir. Kesler birinci ve

ikinci çalışmasında su/bağlayıcı oranını 0.40, üçüncü ve dördüncü çalışmasında

ise su/bağlayıcı oranını 0.38 olarak belirlemiş ve tüm karışımlarda aynı tip

katkıyı kullanmıştır. Kesler karışımların dayanım gelişimini, kırılma enerjisini,

net eğilme dayanımını, priz süresi tayinini, yarı adyabatik sıcaklık, halka testi ve

çökme kaybı değerlerini tespit etmiştir. Kesler yapmış olduğu çalışmalar ile

kalsit katkılı betonlarda diğer betonlara göre daha erken priz başlangıcı ve sonu

olduğunu görmüştür. Ayrıca Kesler kalsit içeren betonların erken yaşlarda daha

yüksek basınç mukavemet değerlerine sahip olduğunu tespit etmiştir.

8

Çalışmalarında dayanım gelişiminde 7. günde tüm betonlarda yakın basınç

mukavemet değerleri elde eden Kesler, dayanımlar arasındaki gelişim farkının

ise 7. gün ile 28. gün arasında daha belirgin hale geldiğini ve en yüksek basınç

dayanımını uçucu külle silis dumanını birlikte kullandığı betonun verdiğini

tespit etmiştir.

Ayrıca tüm numunelerin 3. günden sonra eğilme dayanımlarında artış, kırılma

enerjilerinde azalış görülmüştür. 28. gün sonunda en yüksek net eğilme

dayanımına uçucu kül ve silis dumanını birlikte içeren numuneler ulaşmıştır.

Tüm numunelerde basınç dayanımının artmasıyla eğilme dayanımında artışlar,

kırılma enerjisinde azalışlar görülmüştür. Yalnızca 20 mikron kalsit içeren ve

uçucu kül içeren betonlarda 1. günden 3. güne geçişte basınç dayanımının

artmasıyla kırılma enerjisinde artışlar görülmüştür.

Tüm betonlarda basınç ve yarma dayanımının artışıyla elastisite modülünde de

artışlar gözlemlenmiştir. Silis dumanı ve uçucu külü birlikte içeren beton 28.

güne kadar en düşük elastisite modülü değerine sahipken 7. günden 28. Güne

geçişte çok hızlı bir dayanım artışıyla birlikte en yüksek elastisite modülü

değerine sahip olmuştur.

Kesler yapmış olduğu çalışmada ayrıca yarı adyabatik deneyler sonucunda

uçucu kül ve kalsitin betonda benzer etkiye sahip olduğu tespitinde

bulunmuştur. Ancak silis dumanıyla karşılaştırıldığında 14. güne kadar kalsitli

betondaki yığışımlı enerjinin daha yüksek olduğu kanısına varmıştır.

Kaymak (2010), tarafından gerçekleştirilen kalsit ikamesi ile kendiliğinden

yerleşen betonların araştırıldığı çalışmada, bağlayıcı miktarı 500 kg/m3,

su/bağlayıcı oranı ise 0,4 olarak belirlenen 19 farklı karışımın tamamı

kendiliğinden yerleşen beton deney yöntemlerinden olan çökme-yayılma

tablası, V hunisi akış süresi ve L kutusu geçme kabiliyeti kriterlerini sağlamıştır.

Çalışmalarda normal kıvamda hazırlanan çimento hamuruna MK ilavesi normal

kıvam için gerekli su ihtiyacını arttırırken K ilavesi azalmaya neden olmuştur.

MK ilavesi ile birlikte priz başlangıç sürelerinde çimentoya göre bir azalma ve

9

priz sonu değerlerinde ise herhangi bir değişiklik olmazken, K ikamesiyle

birlikte hem priz başlangıcı hem de priz sonu değerlerinde azalmalar

görülmüştür.

Kaymak, şahit beton karışımında çimento yerine %10, %15 ve %20 oranlarında

metakaolin; %10, %15, %20 oranlarında kalsit ve metakaolin içeren karışımlara

da sırasıyla %10, %15, %20, %25 oranlarında kalsit ikame ederek ikili

karışımlar oluşturmuş, metakaolin ikamesi ile hazırlanan betonlarda ilk

günlerde şahit betona göre basınç dayanımında azalmalar, kalsit ikameli

betonlarda ise ilk günlerde basınç dayanımlarında artışlar gözlemlemiştir. İkili

karışımlarda ise ilk günlerde metakaolin ile düşen basınç dayanımlarının kalsit

ikamesiyle yükseldiğini tespit etmiştir. Ultrasonik hız ölçüm sonuçları da basınç

dayanımlarında olduğu gibi zamana bağlı olarak artma eğilimi göstermiş ancak

ultrasonik hız ölçümlerinde görülen artış oranı basınç dayanımlarında görülen

artış oranları kadar olmamıştır.

Çalışmada, 28, 90 ve 180 günlük tüm numunelerin aşınma oranlarının basınç

dayanımlarının tersine azaldığını ve aşınma kayıpları ile basınç dayanımları

arasında doğrusal bir ilişkinin var olmadığı belirtilmiştir.

Nebioğulları (2010), metakaolin, yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi mineral

katkıların betonun hidratasyon sıcaklığına etkisi üzerine bir çalışma

gerçekleştirmiş ve 144 saat boyunca her 15 dakikada bir sıcaklık değişimi

ölçmek suretiyle 37 adet farklı beton karışımı hazırlamıştır. Bu karışımlardan

birincisi şahit numune karışımı, 24 tanesi ikili karışım, 12 tanesi de değişik

oranlarda çimento yerine ikame edilen uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve

metakaolinden meydana gelen karışımlardır.

Araştırma sonucunda metakaolin (MK) katkısının betonun hidratasyon

sıcaklığını arttırdığı ve en yüksek sıcaklık değerine ise %10 MK karışımında

ulaşıldığı tespit edilmiştir. Tüm yer değiştirme miktarlarında, MK katkılı

betonların ulaştıkları maksimum hidratasyon sıcaklıklarının şahit betonun

ulaştığı maksimum hidratasyon sıcaklığından daha yüksek değerlere ulaştığı

10

görülmüştür. Ayrıca MK ikamesinin maksimumum hidratasyon sıcaklığına

ulaşma süresini uzattığı da görülmüştür.

Tüm yer değiştirme miktarlarında, yüksek fırın cürufu (YFC) katkılı betonların

ulaştıkları maksimum hidratasyon sıcaklıklarının şahit betonun ulaştığı

maksimum hidratasyon sıcaklığından daha düşük değerlere ulaştığı ve YFC

ikame miktarı arttıkça şahit betona kıyasla hidratasyon sıcaklığının düştüğü

tespit edilmiştir.

Tüm yer değiştirme miktarlarında, UK katkılı betonların ulaştıkları maksimum

hidratasyon sıcaklıklarının şahit betonun ulaştığı maksimum hidratasyon

sıcaklığından daha düşük değerlerde olduğu görülmüştür. Uçucu kül (UK) ikame

miktarı arttıkça şahit betona kıyasla hidratasyon sıcaklığının düştüğü ve

hidratasyon sıcaklıklarının, YFC katkılı beton numunelerin hidratasyon

sıcaklıklarından daha düşük değerlere ulaştığı gözlemlenmiştir. UK ikame

miktarı ile maksimum hidratasyon sıcaklığına ulaşma süresi arasında sistematik

bir ilişkinin olmadığı görülmüştür.

Beycioğlu (2013), kiriş numunelerinde çelik, cam lifli ve bazalt lifli donatıların

eğilmede aderans davranışlarını karşılaştırmalı olarak incelemek için Belçika

mafsallı kiriş deneyi yöntemini kullanmıştır. Kiriş numunelerde kendiliğinden

yerleşen beton (KYB) kullanmıştır.

Deneysel çalışmanın ilk aşamasında; 1 tanesi kontrol betonu, 6 tanesi farklı

oranlarda yüksek fırın cürufu ve uçucu külden oluşan karışım betonu, 12 tanesi

ise mineral katkı ile birlikte kalsitten oluşan karışım betonları olmak üzere

toplam 19 tane karışım betonu hazırlanmıştır. Çalışmada, kalsit agreganın

yerine vizkosite düzenleyici toz katkı olarak kullanılmıştır. Çalışma kapsamında

üretilen tüm KYB serilerine taze beton deneylerinin yanı sıra 7, 28 ve 90 günlük

kür uygulamasından sonra sertleşmiş beton deneyleri de gerçekleştirilmiştir.

Beycioğlu, ikinci aşamada ise; 19 farklı KYB karışımı arasından seçtiği 3 farklı

beton türü ile her biri çelik, cam lifli ve bazalt lifli donatılar içeren 54 adet

11

Belçika Mafsallı Kiriş (BMK) numunesi üretmiştir. Üretilen kirişler üzerinde 28

ve 90 günlük kür süreleri sonunda eğilmede aderans deneyleri

gerçekleştirmiştir.

Çalışmada, agreganın yerine kalsit ve çimentonun yerine mineral katkı

kullanılmasının betonların reolojik özelliklerini olumlu etkilediğini, mineral

katkıların yüksek hacimde ikamesinde ise normal betonlara kıyasla yeterli

düzeyde mekanik performans gösterebilen betonlar üretilebileceği sonucuna

varmıştır. Ayrıca mineral katkıların kür süresine bağlı olarak betonun mekanik

özelliklerinin geliştiği gözlenmiştir. Eğilmede aderans deneylerinde ise gerek

çekme dayanımı gerekse aderans performansları bakımından en kötü sonuçları

cam lifli donatının gösterdiği görülmüştür. Bazalt lifli donatı ise istenen düzeyde

çekme dayanımı ve nervürlü çelik donatıya benzer şekilde iyi bir aderans

dayanımı göstermiştir. Beycioğlu, bazalt ve cam lifli donatıların aderans

davranışlarında ise nervür oluşturma yönteminin önemli bir etken olduğu

sonucuna ulaşmıştır.

Güldür (2013), tarafından gerçekleştirilen çalışmada ise mikrokalsit ve uçucu

külün beton özelliklerine etkilerini araştırmak için toplam 7 adet karışım

betonu hazırlanmıştır. Karışımlarda, su/bağlayıcı oranı ve bağlayıcı miktarı

sabit tutulmuştur. İlk karışımı şahit beton, diğer dört karışımda ise mikro kalsit

ve uçucu kül çimento ağırlığının %10’unu ve %20’ sini teşkil etmek suretiyle

ayrı ayrı ikame edilmişlerdir. Daha sonra uçucu kül ve mikro kalsit ile çimento

ağırlığının %5 ve %10’unu oluşturacak şekilde ikili karışımlar hazırlanmıştır.

Tüm karışımlara ait numunelerde donma çözülme sonucu mukavemet kaybının

oluştuğu görülmüştür. En fazla mukavemet kaybı çimento yerine ağırlıkça %10

kalsit kullanılan karışımda meydana gelmiştir. En az kayıp ise; çimento yerine

ağırlıkça %20 uçucu kül kullanılan karışımına ait beton numunesinde

gözlenmiştir.

Güldür tez çalışmasında mikro kalsitin, taze beton özellikleri üzerinde belirgin

bir etkisinin olmadığını söylemektedir. Bunun yanı sıra mikro kalsit katkılı

12

betonların erken yaşlardaki basınç dayanımlarının, şahit ve uçucu kül katkılı

betonlara oranla daha yüksek çıktığını ancak ilerleyen yaşlarda mikro kalsit

katkılı betonların basınç dayanımının, aşınma ve geçirgenlik dirençlerinin daha

düşük olduğunu ifade etmektedir.

Beton yaşına bağlı olarak numunelerin ultrases geçiş hızlarının arttığını,

numunelerin ultrases geçiş hızlarının 1. günde dahi yüksek çıktığını ifade eden

Güldür, bunun sebebinin kullanılan çimentonun ince mineral katkı

içermesinden kaynaklandığını düşünmektedir. Ayrıca çalışmada numunelerin

aşınma mukavemetleri ile basınç mukavemetleri arasında benzerlik kuran

Güldür, 90 günlük aşınma direncinin 28 günlük aşınma direncine göre daha

fazla olduğunu belirtmektedir.

Güldür, çalışmasının sonucuna, beton yaşının arttıkça klor iyon geçirgenliğinin

azaldığını fakat 28 günlük beton numunelerinde uçucu kül katkısının klor iyon

geçirgenlik direncini arttırdığını ancak kalsit katkısının betonun klor iyon

geçirgenliğine herhangi bir olumlu etkisinin olmadığını da eklemektedir.

Gökçe (2013), kendiliğinden yerleşen betonlarda hamur fazı ile polikarboksilat

esaslı kimyasal katkının etkileşimini görebilmek için bir çalışma

gerçekleştirmiş, söz konusu çalışmada beton karışımlarındaki çimentoya %10,

%20, %30 ve %40 oranlarında yüksek fırın cürufu (YFC), %10, %15, %20 ve

%25 oranlarında da kalsit ikame etmek suretiyle nano, mikro ve mezo

boyutlarında bir araştırma yapmıştır.

Gökçe, mikro boyutta beton hamurunun zeta potansiyelini ayrıca sertleşmiş

beton hamurunun da taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizini

gerçekleştirmiştir. Zeta potansiyeli hesaplanırken hamur karışımlarına elektrik

alanı uygulanması neticesinde tanelerin ileri ve geri hareketlerinin oluşturduğu

titreşimlerin ses dalgaları ile ölçülmesi esasına dayanan ESA isimli bir yöntem

kullanılmıştır. Mezo boyutta beton hamurunun reolojik özelliklerini ve mini

yayılma değerlerini tespit eden Gökçe, makro boyutta ise betonların taze

13

haldeki birim ağırlık, slump ve L kutusu deneylerini yapmış ve beton

numunelerinin 1, 3, 7, 28 ve 90 günlük basınç mukavemetlerini bulmuştur.

Gökçe, hamur karışımlarının zeta potansiyelleri sonuçlarında ciddi farklılıklar

olduğunu tespit etmiş ve bunun sebebinin hamur fazında kullanılan toz

malzemelerin (çimento, yüksek fırın cürufu, kalsit) tane boyutlarının bu test

yöntemine göre çok büyük olmasından kaynaklandığını belirtmiştir. Ayrıca

kalsit ilavesinin artması ile mezo boyutta plastik viskozite sonuçlarının artış

göstererek makro boyutta donatılar arasından geçiş kabiliyetinin de artığını

saptamıştır.

Gökçe çalışmasında, beton hamurlarının Bingham modeline göre elde edilen

plastik viskozite sonuçlarını değerlendirmiş buna göre plastik viskozitesi 1 Pa.s

(± 100 mPa.s) değerine yakın olan hamurların ayrışmaya karşı daha dirençli

olduğu ve homojen yayılma kıvamları oluşturduğunu ifade etmiş, L kutusu

geçme oranlarının da homojen ve yüksek olduğu sonucuna varmıştır.

SEM mikro fotoğrafı analizlerinde 28 gün sonra YFC’lerin kalsiyum

hidroksitlerle reaksiyonları neticesinde yeni C-S-H jelleri oluştuğundan,

sertleşmiş hamurlarda kalsiyum hidroksit miktarının azaldığını görmüştür. SEM

mikro fotoğrafı analizlerinde kalsit ilave oranının artması ile toz malzeme

hacminin artmış olup mikro boşlukların azaldığı ayrıca, YFC ikame oranı artıkça

ilk günlerdeki betonların dayanımlarında %90-100 oranında azalmalar olduğu

tespit edilmiştir. Makro boyuttaki KYB’lerin basınç dayanım testlerinde 28 ve 90

gün sonunda YFC’ nin basınç dayanıma olumlu katkısı olduğu da yine Gökçe’nin

araştırmaları neticesinde ulaşmış olduğu tespitlerdendir.

Çelikten (2014), çalışmasında çelik fiber içeren yüksek dayanımlı beton

özellikleri üzerinde metakaolin (MK), öğütülmüş pomza (ÖP) ve metakaolin ile

birlikte kullanılan öğütülmüş pomzanın etkilerini deneysel olarak araştırmıştır.

Deneysel çalışmasında, şahit beton karışımlarından hariç 6 farklı seride bu

mineral katkıları kullanarak 30 farklı beton karışımı üretmiştir. İlk üç seride

çelik fiber kullanılmamış, birinci seride değişik oranlarda metakaolin, ikinci

14

seride ilk serideki oranlarda öğütülmüş pomza kullanılmış, üçüncü seride ise

metakaolin ve öğütülmüş pomzadan oluşan ikili karışımlar hazırlanmıştır. İkinci

üçlü seride ise reçetelerdeki tüm parametreler aynı kalmak suretiyle çelik fiber

kullanılmıştır. Ayrıca tüm karışımlarda bağlayıcı miktarı 500 kg/m³, su-

bağlayıcı oranı 0.20 ve çökme değerleri 8±2 cm olarak belirlenmiştir. Taze

beton özelliklerinden çökme ve taze birim ağırlık deneyleri, sertleşmiş beton

özelliklerinden ise birim ağırlık, ultrases geçiş hızı, basınç mukavemeti, eğilme

dayanımı ve yarmada çekme dayanımı değerlerleri deneysel olarak

belirlenmiştir.

Çelik fibersiz ve çelik fiberli betonlarda çimento yerine ağırlıkça MK, ÖP ve MK

ile birlikte ÖP ikame edilmesiyle, şahit betona göre hem taze beton birim ağırlık

değerleri hem de sertleşmiş beton birim ağırlık deneyleri kademeli olarak

düşmüştür. Karışımlarda, çelik fiber kullanılan betonların taze beton ve

sertleşmiş beton birim ağırlık değerleri çelik fiber kullanılmayan betonlardan

daha yüksek gelmiştir.

Tüm bu verilerden hareket eden Çelikten, çimento yerine ağırlıkça MK, ÖP ve

MK ile birlikte ÖP kullanılan çelik fibersiz ve çelik fiberli betonlardan elde edilen

tüm serilerin deneysel sonuçlarının birbirleri ile paralellik gösterdiğini

belirtmiştir. Sonuç olarak Çelikten, düşük su-bağlayıcı oranı ile çimento yerine

MK, ÖP ve MK ile birlikte ÖP kullanarak yüksek dayanımlı çelik fibersiz ve çelik

fiberli betonlar üretilebileceğini ifade etmektedir.

Şenel (2017), metakaolin içeren kendiliğinden yerleşen betonlarda kür

koşullarının betonun mekanik özeliklerine nasıl bir etkisi olduğunu bulmak için

yapmış olduğu araştırmasında su/bağlayıcı oranları 0,35 olan, şahit beton ile

birlikte 4 adet beton karışımı hazırlamıştır. Diğer karışımlarda çimento yerine

ağırlıkça %8, %16 ve %24 metakaolin kullanmıştır. Tüm numuneler 24 saat

sonra kalıplardan çıkartılmış ve iki farklı kür rejimi uygulanmıştır. İlkinde

numuneler kirece doygun su havuzunda 20°C sıcaklıkta bekletilmiş, ikincisinde

ise 70°C sıcaklıktaki su havuzunda 1 gün bekletilen numuneler daha sonra

deney gününe kadar kirece doygun su havuzunda 20°C sıcaklıkta bekletilmiştir.

15

Şenel, yapılan deneylerde metakaolin kullanılmasının yüksek miktarda süper

akışkanlaştırıcı kullanılmasına rağmen betonun slump değerini düşürdüğünü ve

kullanılan yüksek oranda süper akışkanlaştırıcının betonların hava muhtevasını

artırdığını ifade etmektedir.

Deney sonuçlarına göre metakaolin miktarının artması ile 28 günlük ve 56

günlük beton basınç dayanımının arttığı bunun yanı sıra sıcak su kürünün

metakaolin içermeyen betonlarda basınç mukavemetini arttırdığı tespit

edilmiştir. Metakaolin miktarı arttıkça bu etki azalmaktadır. Eğilme dayanımı

ise metakaolin miktarı artışıyla 28 günde bir miktar kadar artmaktadır, 56

günde ise dayanım artışı oldukça belirgindir. Eğilme deneyi sonuçlarına göre

sıcak nem kürünün eğilme dayanımına olumlu etkileri tespit edilmiştir.

16

3. MATERYAL VE YÖNTEM

Bu bölümde üretimde kullanılan malzemeler, bu malzemelerin özellikleri ile

yapılan taze ve sertleşmiş beton deneyleri verilmektedir.

3.1. Materyal

3.1.1. Çimento

Numunelerin üretiminde kullanılan Portland çimentosu (CEM I 42.5 R) Kartaş

Hazır Beton Güneykent Tesisi’ne gelen AS Çimento’ya ait silobaşlardan temin

edilmiştir. Bu çimentonun üretici firma tarafından beyan edilen klinker analizi

sonuçları Çizelge 3.1’de, kimyasal özellikleri Çizelge 3.2’de verilmiştir. Çizelge

3.3’de ise çimentonun fiziksel ve mekaniksel analiz sonuçları gözükmektedir.

Çizelge 3.1. CEM I 42,5 R çimentosunun klinker analizi

Klinker Ana Bileşenleri Değer (%)

C3S 52.9

C2S 13.6

C3A 12.1

C4AF 6.4

17

Çizelge 3.2. CEM I 42,5 R çimentosunun kimyasal özellikleri

Kimyevi Deney

Sonuçları

Analiz Sonuçları

(%)

TS EN 197-1

Karakteristik Değerleri

SİO2 18.77

AL2O3 4.70

Fe2O3 3.82

CaO 63.45

MgO 1.84

SO3 2.92 Max % 4.0

Na2O 0.18

K2O 0.61

CL 0.0115 Max % 0.10

Kızdırma Kaybı 4.12 Max % 5.0

Çözünmeyen Kalıntı 0.59 Max % 5.0

Çizelge 3.3. CEM I 42,5 R çimentosunun fiziksel ve mekanik özellikleri

Fiziki Deney Sonuçları Analiz Sonuçları TS EN 197-1

Karakteristik Değerleri

Priz Başlama Süresi (dk) 170 Min 60

Priz Sonu (dk) 185

Su İhtiyacı (%) 25.9

Hacim Genleşmesi (mm) 3.0 Max 10

Özgül Ağırlık (gr/cm3) 3.11

Özgül Yüzey (cm2/gr) 3588

Basınç

Mukavemetleri

(MPa)

2 Gün 24.9 Min 20

7 Gün 41.3

28 Gün 55.9 Min 42.5 – Max 62.5

18

3.1.2. Agrega

Beton numunelerin üretiminde kullanılan 0-4 mm, 5.6-11.2 mm, 11.2-22.4 mm

aralıklarındaki kırma taş agregaları Isparta Kartaş Hazır Beton firmasına ait

agrega kırma-eleme taş ocağından temin edilmiştir. Rahat pompalanabilen bir

beton elde etmek için bu elek grubu arası tercih edilmiştir. Agregalar

çalışmalarda kullanılmadan önce elek analizi, metilen mavisi, yassılık indeksi,

gevşek – sıkışık birim ağırlık tayini, özgül ağırlık ve yüzey nemi oranı tayini gibi

deneylere tabi tutulmuşlardır.

3.1.3. Metakaolin

Deneysel çalışmada kullanılan metakaolin (MK) katkısı KAOLIN Endüstriyel

Mineraller San. ve Tic. A.Ş’den temin edilmiştir. Beton karışımlarında çimento

yerine ağırlıkça yer değiştirilerek ikame edilen MK malzemesinin, temin edilen

firma tarafından verilen kimyasal özellikleri Çizelge 3.4’de verilmiştir. MK

malzemesinin özgül ağırlığı 2.5 gr/cm3, olarak belirtilmiştir. MK malzemesinin

görünümü Şekil 3.1’de verilmiştir. Yüksek saflıkta kaolin kilinin termal

aktivasyon sonucu elde edilen MK katkısı yüksek reaktif özelliğe sahiptir. ASTM

C 618 (2001)’e göre N sınıfı puzolan olduğu ve ayrıca dayanım aktivite

indeksinin ASTM C-1240 (1998)’e göre uygun olduğu belirtilmiştir.

Şekil 3.1. Metakaolin

19

Çizelge 3.4. Metakaolinin kimyasal özellikleri

Madde CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO Na2O K2O TiO2 SO3

MK (%) 0.19 56.10 40.23 0.85 0.16 0.24 0.51 0.55 0.0

3.1.4. Kimyasal katkı

Çalışmada kullanılan katkı; yüksek oranda su azaltıcı, polikarboksilat esaslı yeni

nesil hiper akışkanlaştırıcı özelliklerine sahiptir. Yapı Chem firmasından

Degaset AX 4131 HS ismi ile temin edilen kimyasal katkının analiz raporu EK

A1’de verilmiştir. Şekil 3.2’de katkıdan alınan numune görülmektedir. Katkı

Kartaş Hazır Beton laboratuarında analiz edilerek Çizelge 3.5’deki değerler elde

edilmiştir.

Şekil 3.2. Yapı Chem kimyasal katkı

20

Çizelge 3.5. Kimyasal katkı analiz değerleri

Özellik Test Metodu Sonuç Kabul Kriteri

Homojenlik Göz ile Homojen Ayrışma olmamalıdır.

Renk Göz ile Kahverengi sıvı Kahverengi sıvı

Bağıl yoğunluk

(gr/ml)

TS 781 ISO 758

1.094

1.06-1.10

Katı madde

yüzdesi (%)

TS EN 480-8

24.89

24.8-25.8

Ph 20 0 C TS 6365 EN 1262 5.18 4-6

3.1.5. Beton karışım suyu

Beton karışım suyu olarak Isparta Süleyman Demirel Organize Sanayi

Bölgesi’ndeki şebeke suyu kullanılmıştır. Karışımlarda kullanılan suyun

kimyasal özellikleri Çizelge 3.6’ da verilmiştir. Şekil 3.3’de ise Kartaş Hazır

Beton Güneykent Tesisi’nde bulunan ve karışım suyu olarak kullanılan geri

dönüşüm havuzları görülmektedir.

Çizelge 3.6. Karışım suyu analiz değerleri

Kimyasal Özellik Miktar (mg/l)

Kimyasal Özellik Miktar (mg/l)

Na+ 9.95 SO4-2 20

K+ 3.51 NO3- 12.3

Mg+2 35 NH4 < 0.06

Ca +2 82.04 NO2- < 0.07

Fe+2 0.12 CO3-2 0

Pb+2 0.14 % Na 6.93

Cu+2 0.22 Zn+2 < 0.2

Al+3 < 0.05 Toplam Sertlik (:f) 40.9

Cl- 6 Karbonat Sertliği (:f) 43.2

21

Şekil 3.3. Geri dönüşüm su havuzları

3.1.6. Kalsit

Deneysel çalışmada kullanılan kalsit (K) katkısı Kartaş Hazır Beton firmasına ait

Isparta Organize Sanayi Bölgesi’nde faaliyet gösteren mikronize kalsit

fabrikasından temin edilmiştir. Beton karışımlarında çimento yerine ağırlıkça

yer değiştirilerek ikame edilen K malzemesinin, Denizli’de bulunan FEB Yapı

Malzemeleri Laboratuarı’nda TS 706 EN 12620+A1 (2009) standartlarına göre

analizi yaptırılmıştır (EK A2). Laboratuarda incelenen örneğin sedimanter bir

kayaç olup mikritten oluşan çimentoya sahip olduğu ayrıca kayacı kesen

damarlarda damar dolgusu olarak kristalize kalsit oluşumları tespit edilmiştir.

Kalsitin analiz sonucu Çizelge 3.7’de, görüntüleri ise Şekil 3.4’de görülmektedir.

Çizelge 3.7. Kalsit katkısı kimyasal analiz sonucu (%)

Na2O 0.225 SO3 0.01641

MgO 0.20 K2O 0.0756

Al203 0.1927 CaO 54.02

SiO2 0.5157 TiO2 0.00717

P205 0.1207 MnO 0.00676

22

Şekil 3.4. Kalsit

3.2. Yöntem

3.2.1. Agrega deneyleri

Çalışmalarda kullanılacak agregalar beton karışımlarında kullanılmadan önce

aşağıdaki deneylere tabi tutulmuşlardır.

3.2.1.1. Elek analizi

Çalışmada ilk olarak agrega elek analizi deneylerinin yapılabilmesi için TS EN

932-1 (1997) standardı referans alınarak agrega numunesi temin edilmiştir.

Agrega numunesi alınırken numunelerin tüm yığını temsil edebilmesi için

numuneler yığının tepe ve etek kısımlarından değil yığının orta kısımlarından

ve farklı noktalarından alınmıştır.

Alınan numuneler homojen bir şekilde karıştırılmış ve çeyrekleme dörtleme

yönteminden sonra etüvde 1050C sıcaklıkta kurutularak etüv kurusu durumuna

getirilmiştir. Daha sonra numuneler tartılarak ağırlıkları tespit edilmiştir. Şekil

3.5’de laboratuarda kurumaya tabi tutulan numuneler ve kullanılan etüv

görülmektedir.

23

Şekil 3.5. Deneylerde kullanılan etüv

Laboratuara getirilen ön denemelerde kullanılacak olan agregalar değişmez

ağırlığa kadar etüvde kurutulduktan sonra TS EN 933-1 (2012) standardına

uygun olarak eleme işlemine geçilmiştir. Şekil 3.6’da eleme işlemine ait

fotoğraflar sunulmuştur.

Eleme işlemi bittikten sonra en üst elek üzerinde kalan malzeme tartılmış ve bu

miktar alt eleğe eklenerek, alt elek üzerinde kalan malzeme ile birlikte hassas

terazide tartılmıştır. Sonuçlar, elek analizi formuna kaydedilmiş ve EK A3, EK

A4, EK A5’de verilmiştir. EK A.6’da ise elek analizi karışım souçları, EK A.7‘de

karışım granülometrisi verilmiştir. Agreganın yığışımlı ağırlık yüzdesi (Mkt)

Formül 3.1’e göre hesaplanmıştır.

% Mkt = (Wk / Wk)*100 (3.1)

24

Şekil 3.6. Elek analizi deneyi

3.2.1.2. Özgül ağırlık tayini

Çalışmada agregaya ait özgül ağırlığın belirlenmesi için, içi su dolu deney

kabının ağzı (hava kabarcığı kalmayacak şekilde) cam kapakla kapatılarak

tartılmış (W2) ağırlığı elde edilmiştir. Ağırlığı (W1) olarak bulunan doygun

yüzeyi kuru (DYK) haline getirilmiş numune, içi su dolu agrega ölçü kabına

konulduktan sonra kabın ağzı cam kapakla kapatılarak tekrar tartılmıştır (W3).

İki tartım arasındaki fark ölçü kabından taşan suyun ağırlığını, yani agrega

deney numunesinin tanelerinin toplam hacmini vermiştir. Özgül ağırlığın

hesaplanmasında Formül 3.2 kullanılmıştır. Bu çalışma TS EN 1097-6 (2013)

standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir.

d = W1 / [ (W1+W2) -W3 ] (3.2)

Su emme kapasitesinde ise tamamen kuru haldeki agreganın en fazla

emebileceği su miktarı tespit edilmiştir. İlk önce su kapasitesi doygun kuru

yüzeydeki agrega tartılarak ağırlığı belirlenmiştir (W1). Daha sonra etüvde

25

kurutulan agreganın tamamen kuru haldeki ağırlığı tespit edilmiştir (W).

Arasındaki ağırlık farkının tam kuru haldeki agrega ağırlığına oranlanması ile

yüzde cinsinden su emme oranı Formül 3.3’e göre bulunmuştur. Beton için

gerekli su ihtiyacı hesaplanırken su emme kapasitesi dikkate alınmalıdır. Şayet

agregalar az bir miktar su emecek olsa dahi, beton için gerekli su miktarı

artacak bu da basınç mukavemetinin düşmesine neden olacaktır. Çizelge 3.8’de

deneyde kullanılan agregaların su emme ve özgül ağırlık miktarları

görülmektedir.

% Su Emme = [(W1-W) / W] x 100 ( 3.3)

Çizelge 3.8. Agregalarda su emme ve özgül ağırlık tayini

Taş Tozu

1 No Agrega

2 No Agrega

Özgül

Ağırlık

Numune Kuru Ağırlığı (gr) W 446 449 448

D.Y.K Numune Ağırlığı (gr) W1 450 450 450

Cam+Su+Kap (gr) W2 2873 2873 2873

Numune+Cam Kavanoz+Su (gr) W3 3158 3159 3159

Özgül Ağırlık (gr/cm3) 2,73 2,74 2,74

Su Emme

Numune Kuru Ağırlığı (gr) W 446 449 448

D.Y.K Numune Ağırlığı (gr) W1 450 450 450

Su Emme (%) 0,8969 0,2227 0,4464

3.2.1.3. Sıkışık birim ağırlık tayini

Hava kurusu haline getirilmiş deney numunesi, ağırlığı (W1) ve hacmi saptanmış

ölçü kabının üçte biri kadar doldurulmuş ve şişleme çubuğu ile yüzeyin her

tarafına yayılacak şekilde 25 vuruş yapılarak şişlenip sıkıştırılmıştır. Bu işlem 3

defa tekrarlanmıştır. Vuruşların alt tabakanın üst yüzeyine girecek kadar

yapılmasına dikkat edilmiştir. Daha sonrasında ölçü kabı üst yüzü, düzeltme

cetveli ile sıyrılarak düzeltilmiş ve ölçü kabı agrega ile birlikte tartılarak ağırlığı

(W2) bulunmuştur.

26

3.2.1.4. Gevşek birim ağırlık tayini

TS EN 1097-3 (1999) standardına uygun olarak gerçekleştirilen deneyde hava

kurusu haline getirilmiş deney numunesi, ağırlığı tartılarak saptanmış olan (W1)

ölçü kabına kürek ile taşarcasına doldurulmuştur. Bu sırada küreğin ölçü

kabının üst yüzeyinin 5 cm den daha yükseğe kaldırılmamasına, agreganın

sıkışmamasına ve ayrışmamasına özen gösterilmiştir. Agregayla dolup taşan

ölçü kabının üzeri elle sıyrılarak düzeltilmiş dışarı taşan iri agrega taneleri

alınarak yerine ince agrega taneleri ilave edilmiştir. Sonrasında ölçü kabı agrega

ile birlikte tartılarak ağırlığı (W2) elde edilmiştir. Sıkışık- gevşek birim ağırlığın

hesaplanmasında Formül 3.4’den yararlanılmıştır.

D = (W 2- W 1) / V ( 3.4)

3.2.1.5. Yüzey nemi oranı tayini

TS EN 1097-5 (2009) standardına uygun olarak, agregada yüzey nemi oranı

tayini deneyini yapabilmek için ilk olarak numune tartılarak ağırlığı (W1)

bulunmuştur. Doygun kuru yüzey konumuna gelip gelmediğini kontrol etmek

amacıyla numune yığın haline getirilip mala ile düşey olarak ikiye bölünmüş ve

düşey yüzeyin kendini tutamadığı hale geldiği saptandığında kurutma işlemi

sonlandırılmış ve tartılarak (W2) ağırlığı tespit edilmiştir. Agreganın yüzey nemi

oranı Formül 3.5’den hesaplanmıştır.

n = ((W1 – W2) /W2) * 100 (3.5)

3.2.1.6. İri agregalarda yassılık indeksi

Yassılık indeksi 1 No ile 2 No arasındaki beton agregalarına uygulanmaktadır.

İri agregalarda yassılık indeksi deneyinde iki eleme işlemi gerçekleştirilmiştir.

Deney elekleri TS EN 933-3 (2012) standardına uygun olarak ilk elemede

numune standartta verilen tane büyüklüğü fraksiyonlarına di/Di ayrılmıştır.

Deneylerde 2787 gr ağırlığında malzeme kullanılmıştır. Her tane büyüklüğü

27

fraksiyonu di/Di, çubuklar arası açıklığı Di/2 olan paralel çubuklu eleklerden

elendi. Toplam yassılık indeksi, çubuklu eleğin arasından geçen tanelerin

toplam kütlesi deneye tabi tutulan tanelerin toplam kuru kütlesinin %’si olarak

hesaplanarak Çizelge 3.9’ daki deney formuna kayıt edilmiştir.

Çizelge 3.9. Yassılık indeksi deney formu

Elek Açıklığı

(mm)

Elekte

Kalan

(gr)

Elekte

Kalan

(%)

Deneye

Giren

(gr)

Aparatttan

Geçen

(gr)

63.5

50

37.5

25

20 317 %11 317 35

14 2012 %72 2012 124,30

10 730 %26 730 21,300

6.3

Toplam 3059,00 372,30

Yassılık İndeksi %12 Kabul Sınırı %30

Sonuç Standarda Uygun

3.2.1.7. Metilen mavisi deneyi

Metilen mavisi deneyi TS EN 933-9+A1 (2014) standardı referans alınarak

Kartaş Hazır Beton kalite kontrol laboratuarında gerçekleştirilmiştir. Deney için

0-2 mm elekten geçen malzemeden numune alındıktan sonra etüvde 1050C‘de

24 saat kurutularak soğumaya bırakılmıştır. Daha sonra numuneden 200 gr

tartılarak sonuç kütle (M1) olarak kaydedilmiştir. Bu işlemin hemen ardından

deney aşağıdaki gibi uygulanmıştır.

28

(500±5) ml damıtık veya demineralize su behere konularak kurutulmuş deney

numunesi kısmı, spatül ile iyice karıştırılarak behere ilave edilmiştir. Karanlık

bir yerde muhafaza edilen boya çözeltisi çalkalanarak iyice karıştırılmış daha

sonra büret, boya çözeltisi ile doldurulmuştur. Karıştırıcı 600 devir/dakika hıza

ayarlanmış ve pervane, beher tabanından yaklaşık 10 mm yüksekte olacak

şekilde yerleştirilmiştir. Karıştırıcı yerleştirildikten sonra kronometreye

basılarak beherdeki malzeme önce 5 dakika süreyle 600±60 devir/dakikada

karıştırılmıştır. Karıştırma işleminden sonra behere 5 ml boya çözeltisi ilave

edilmiştir. Beherdeki malzeme 400±40 devir/dakika hızda en az 1 dakika olmak

üzere karıştırılmıştır. Karıştırmadan sonra süzgeç kağıdı üzerinde leke deneyi

yapılmıştır. 5 ml boya ilavesinden sonra hale belirmediğinden, 5 ml daha boya

çözeltisi ilave edilmiştir. 1 dakika süreyle karıştırılmaya devam edilerek leke

deneyi tekrarlanmıştır. Bu işlem hale belirinceye kadar toplam 6 sefer

tekrarlanmıştır. Boya çözeltesinin toplam hacmi (Vı) elde edilmiştir. Kullanılan

boya miktarı (MB) Formül 3.6’dan yararlanılarak hesap edilmiştir.

Meydana gelen lekenin, renksiz ıslak bir bölge ile çevrelenen ve genellikle

homojen mavi renkli bir merkezi malzeme birikintisinden oluştuğu

görülmüştür. Alınan damlanın miktarının, TS EN 933-9+A1 (2014) standardına

göre birikinti çapının 8 mm ile 12 mm arasında olmasına dikkat edilmiştir.

Yapılan deney sonucunda Çizelge 3.10’da görüldüğü üzere MB 1.5 olarak tespit

edilmiştir. Şekil 3.7’de deneyin yapılışı görülmektedir.

29

Çizelge 3.10. Metilen mavisi deney sonucu

Deney Numunesi (2mm) Kuru Kütlesi (gr) M1 200.00

Kaolinit Tarafından Adsorplanan Çözelti

(Kullanılmışsa)(ml)

V’ 0.00

İlave Edilen Boya Çözeltisinin Toplam Miktarı

(ml)

V1 30.00

MB değeri MB 1.50

Şekil 3.7. Metilen mavisi deneyi

30

3.2.2. Beton karışım oranları ve deney numunelerinin hazırlanması

Beton karışım hesabı TS 802 (2009) standardı referans alınarak malzeme

ağırlıkları göz önünde bulundurularak yapılmıştır. Karışımlarda kullanılan su-

bağlayıcı (s/b) oranı 0.57’dir. Bağlayıcı olarak çimentodan başka metakaolin ve

mikro kalsit katkısı kullanılmış olup, metakaolin ve mikro kalsit katkısının şahit

betonda bulunan çimento ile ağırlıkça %5, %10 ve %20 oranlarında yer

değiştirilmesiyle numuneler elde edilmiştir. Böylece şahit numuneyle birlikte

toplam 7 farklı karışım hazırlanmıştır. Karışımlar, su-bağlayıcı (s/b) oranı ve

kimyasal katkı miktarı bağlayıcının ağırlıkça %1’i sabit tutularak hazırlanmıştır.

1m3 beton numune içinde bulunan malzeme miktarları Çizelge 3.11’de

verilmiştir. Deneylerde kullanılacak malzeme miktarları ise 47 dm3 üzerinden

hesaplanarak reçetesini oluşturan parametreler Çizelge 3.12’de verilmiştir.

Hazırlanan beton karışımlarını ifade etmek için çizelge ve şekillerde yer alan

MK10 ve MK20 ifadesi, 300 doz ve 0,57 s/b oranı ile hazırlanan şahit beton

karışımındaki çimentonun ağırlıkça %10’ unun ve %20’sinin metakaolin ile yer

değiştirilmesi sonucu hazırlanmış beton karışımını ifade etmektedir. Aynı

şekilde K10 ve K20 ifadesi ise 300 doz ve 0,57 s/b oranı ile hazırlanan şahit

beton karışımındaki çimentonun ağırlıkça %10’ unun ve %20’ sinin kalsit ile yer

değiştirilmesi sonucu hazırlanmış beton karışımını ifade etmektedir. İkili

karışımlarda kullanılan MK10K10 ya da MK5K5 ise hazırlanan şahit betondaki

çimentonun ağırlıkça %10 ve %5 miktarının metakaolin ve kalsit ile değişimini

ifade etmektedir.

31

Çizelge 3.11. 1m3 Betonu oluşturan malzeme miktarları (kg)

Karışım kodu

Çimento M K Su Kimyasal katkı

İnce agrega (0-4 mm)

İri agrega (5.6-11.2

mm)

İri agrega (11.2-22.4

mm) Şahit 300 0 0 170 3 1032 394 451 M10 270 30 0 170 3 1032 394 451 K10 270 0 30 170 3 1032 394 451

M5K5 270 15 15 170 3 1032 394 451 M20 240 60 0 170 3 1032 394 451 K20 240 0 60 170 3 1032 394 451

M10K10 240 30 30 170 3 1032 394 451

Çizelge 3.12. 47 dm3 Betonu oluşturan malzeme miktarları (kg)

Karışım kodu

Çimento M K Su Kimyasal katkı

İnceagrega (0-4 mm)

İri agrega (5.6-11.2

mm)

İri agrega (11.2-22.4

mm) Şahit 14.1 0 0 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197 M10 12.69 1.41 0 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197 K10 12.69 0 1.41 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197

M5K5 12.69 0.705 0.705 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197 M20 11.28 2.82 0 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197 K20 11.28 0 2.82 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197

M10K10 11.28 1.41 1.41 7.99 0.141 48.504 18.518 21.197

Beton üretiminde, Şekil 3.8’de görülen betoniyer kullanılmıştır. Beton karma

suyunda kayıp oluşmaması için beton mikseri su ile nemlendirdikten sonra,

kaba agrega ve ince agrega konularak karışım homojen hale gelinceye kadar

mikser çalıştırılmıştır. Ardından çimento ve diğer bağlayıcılar ilave edilerek

karıştırmaya devam edilmiştir.

Son olarak da karma suyu ve hiper akışkanlaştırıcı karışıma mikser çalışır

haldeyken ilave edilmiştir.

32

Şekil 3.8. Taze betonun hazırlanması

TS EN 12350-1 (2010) standardına uygun olarak alınarak hazırlanan beton

numuneleri Şekil 3.9’da görüldüğü gibi 150x150x150 mm’lik küp kalıplara ve

100x100x500 mm’ lik prizma kalıplara yerleştirilmiştir.

Yaş birim ağırlıkları ölçülen numuneler 24 saat sonra kalıplardan çıkartılmış ve

20±2 ◦C sıcaklıktaki kür havuzuna konularak basınç deneyi yapılacak zamana

kadar kür uygulanmıştır.

33

Şekil 3.9. Taze betonun kalıplara yerleştirilmesi

Betonların 3, 7, 28 ve 90. gün yaşlarında deney yapabilmek için her bir

karışımdan 12 adet olmak üzere 7 adet karışımdan toplam 84 adet numune

hazırlanmıştır. 12 adet karışımın 8 adedi küp numune, 4 adedi prizma

numunedir. 8 adet küp numunenin 3, 7, 28 ve 90. günde ultrases cihazı ile

dayanımları tespit edilmiş sonrasında bu numunelerin pres cihazında basınç

dayanımları bulunmuştur. Bunun için her karışımdan alınan 2’şer adet numune

34

pres cihazında deneye tabi tutularak ortalamaları alınmıştır. 4 adet prizma

numunesi ise 28. ve 90. günlerde 2’şer adet kırılarak eğilme dayanımları tespit

edilmiştir. Eğilme dayanımına tabi tutularak kırılan numuneler üzerinde

schmidt çekici, kapilarite, aşınma oranı ve boşluk oranı gibi diğer deney

işlemleri gerçekleştirilmiştir.

Tez çalışması kapsamında yapılan Ar-Ge için dizayn edilen şahit karışım reçetesi

1 m3 lük beton reçetesine tatbik edilmek suretiyle seri üretimde kullanılmıştır.

Üretilen bu beton ile Isparta-Uluborlu Rüzgar Enerji Türbin temeline yaklaşık

500 m3 lük bir döküm gerçekleştirilmiştir. Şekil 3.10’da rüzgar enerji türbinleri

görülmektedir.

Şekil 3.10. Isparta Uluborlu rüzgar enerji türbinleri

35

3.2.3. Taze beton deneyleri

3.2.3.1. Slump deneyi

TS EN 12350-2 (2010) standardına uygun olarak deneysel çalışma kapsamında

slump deneyi yapılmıştır. Numuneyi sıkıştırmadan önce kalıbın iç yüzeyi ile

taban plâkası, yüzeyde serbest su kalmayacak şekilde nemlendirilir ve kalıp,

yatay konumdaki taban plakası üzerine yerleştirilmiştir. Kalıp, betonun

doldurulması esnasında, tabana kelepçelenerek veya iki ayak basma parçasına

basılarak taban plakası sıkıca tespit edilmiştir. Huninin 1/3’ü betonla

doldurduktan sonra 25 defa şişleme yapılmıştır. Aynı işlem 2 defa daha

tekrarlanmıştır. Huninin ağzındaki beton düzlendikten sonra huni düz bir

şekilde ve yaklaşık 2-5 sn olacak yavaşlıkta yukarı doğru çekilerek kalıptan

çıkan betonun yanına koyularak çökme miktarı ölçülmüştür. Şekil 3.11’de slump

deneyinin aşamaları fotoğraflarla sunulmuştur.

Şekil 3.11. Slump deneyi

36

3.2.3.2. Yayılma tablası deneyi

TS EN 12350-5 (2010) standardına uygun olarak gerçekleştirilen deneysel

çalışma kapsamında hazırlanan karışımlar, bir diğer kıvam deneyi olan yayılma

tablası deneyine tabi tutulmuştur. Yayılma tablası deneyi betonun kendiliğinden

yayılma özelliği yani ‘‘doldurma kabiliyetini’’ ölçmek için kullanılan en yaygın

yöntemdir. Bu deney kendiliğinden yerleşen taze betonun deformasyon hızının

gözlenmesini ve numunenin kendi ağırlığı ile yayılarak oluşturacağı çapın

ölçülmesini kapsar. Deney aparatı olarak çökme hunisi ve 900x900 mm

boyutunda üzerinde 500 mm çaplı çizili daire bulunan yayılma tablası

kullanılmaktadır.

Deneyde, tamamen düz bir yüzeye yerleştirilen yayılma tablasının yüzeyi

nemlendirilerek çökme hunisi tablanın merkezine yerleştirilmiş ve beton ile

doldurulmuştur. Doldurma esnasında beton herhangi bir şişleme işlemi

yapılmamıştır. Betonla doldurulan çökme hunisi yukarıya çekilerek betonun

herhangi bir sarsma yapmadan kendi ağırlığıyla yayılması sağlanmıştır. Bir

kronometre yardımı ile 500 mm çapında daire içerisindeki yayılma süresi

ölçülmüştür. Yayılma işlemi durduktan sonra birbirine dik iki noktadan toplam

yayılma çapı tekrar ölçülmüştür. Şekil 3.12’de görülen deney ekipmanı

kullanılarak, yayılma tablasında betonun hem eninin hem de boyunun uzunluğu

saptanıp ortalaması alınarak kayıt edilmiştir.

Şekil 3.12. Yayılma tablası deneyi

37

3.2.3.3. Hava muhtevası deneyi Beton içerisindeki hava miktarı beton mukavemetini doğrudan etkileyen bir

durum olduğundan dolayı hava betonda istenmeyen bir faktördür. Hava miktarı

ne kadar fazla olursa beton mukavemeti ters orantılı olarak düşmektedir.

Bundan dolayı betonun boşluksuz bir yapıya sahip olması istenmektedir.

Tez çalışması kapsamında üretilen 7 adet karışıma hava miktarları TS EN

12350-7 (2010) standardı referans alınarak ölçülmüştür. Yapılan deneyde,

hazırlanan taze beton her seferinde 25’er defa olmak üzere şişlenerek

sıkıştırılmak suretiyle Şekil 3.13’de görülen ölçüm kabı içine doldurulmuştur.

İlk tabakanın sıkıştırılmasında şişleme çubuğunun kap tabanına çarpmamasına,

diğer tabakaların şişlenmesi esnasında ise şişleme çubuğunun bir alt tabakaya

fazla girmemesine dikkat edilerek deney işlemi gerçekleştirilmiştir. Sıkıştırma

sonrasında sıkışmış hava ceplerinin tahliyesi sağlanacak ancak sürüklenmiş

hava kabarcıkları korunacak şekilde, beton yüzeyinde büyük hava kabarcıkları

çıkışı duruncaya ve kabın dış kenarlarına tokmakla hafifçe vurularak sıkıştırma

çubuğu darbelerinden geri kalan boşlukların dolması sağlanmıştır.

Kap doldurulduktan sonra kabın ağzı sıkıca kapatılmış, A veya B vanasından su

çıkıncaya kadar cihaza su doldurulmuştur. Su ile doldurma işleminden sonra

kapalı hava hücresi içerisine basınç göstergesi başlangıç basınç çizgisine

gelinceye kadar hava pompalanmıştır. Ana hava mandalına basılarak basınçlı

hava kap içerisinde bırakılmıştır. Göstergeden betonun içerisindeki hava

miktarı yüzde olarak tespit edilmiştir.

38

Şekil 3.13. Hava muhtevası deneyi

3.2.3.4. Birim ağırlık tayini

Birim ağırlık deneyine başlamadan önce numune kalıbının darası alınmış

sonrasında 2 tabaka halinde ve her tabakası 25’ şer defa şişlenip tokmaklanarak

taze beton ile doldurulan numune kalıbı üst kısmının perdehlanması işlemi de

bittikten sonra tekrar tartılmak suretiyle betonun birim ağırlığı tespit edilmiştir.

Bu deney TS EN 12350-6 (2010) standardı referans alınarak

gerçekleştirilmiştir. Şekil 3.14’de birim ağırlıkları tespit edilen taze beton

numuneleri görülmektedir.

39

Şekil 3.14. Birim ağırlık deneyi

3.2.3.5. Taze beton sıcaklığı

Yapılan deneylerde beton sıcaklığı tespit edilirken TS EN 12350-1 (2010)

standardı göz önünde bulundurulmuştur. Buna göre beton sıcaklıklarının en

düşük 5◦C, en yüksek 35◦C olmasına dikkat edilmiştir. Beton sıcaklığının artması

erken yaş dayanımını artırmakta, nihai dayanımın ise normal koşullara göre

daha düşük olmasına sebep olmaktadır. Yapılan çalışmalarda bu problemi

bertaraf edebilmek için bütün numunelerin sıcaklıkları kalibrasyonu yapılmış

dijital termometre ile tespit edilerek kayıt altına alınmıştır. Şekil 3.15’de

sıcaklıkları belirlenen taze beton numuneleri görülmektedir.

Şekil 3.15. Beton sıcaklıkları

40

3.2.4. Sertleşmiş beton deneyleri

3.2.4.1. Basınç dayanımı deneyi

150x150x150 mm boyutlu beton numuneler, TS EN 12390-3’e (2010) uygun

olarak 3, 7, 28 ve 90. günlerde tek eksenli basınç deneyine tabi tutulmuştur.

Deneyler, Şekil 3.16’da görülen 2000 KN kapasiteli basınç aletinde 0.6 MPa/sn

yükleme hızı ile gerçekleştirilmiştir.

Şekil 3.16. Basınç dayanımı test cihazı

Numunelerin basınç dayanımları Formül 3.7’de verilen eşitlik yardımıyla

bulunmuştur.

(3.7)

3.2.4.2. Ultrases geçiş hızı deneyi

Bir malzemenin ultrases geçiş hızı o malzemenin boşluk yapısına, dolayısıyla

yoğunluğuna ve elastik özelliklerine bağlıdır. Betonun kompasitesi ve

yoğunluğu azaldıkça ultrases geçiş hızı değeri de azalmaktadır. Normal

41

betonlarda, iyi kalitedeki bir betonun ultrases geçiş hızının 4.1 - 4.7 km/sn

arasında olması gerekmektedir (Güldür, 2013).

TS EN 12504-4 (2012) standardı doğrultusunda gerçekleştirilen bu çalışmada,

0,1 μs duyarlıklı ultrases aleti ile zaman (t), ses geçiş süreleri (μs) ölçülmüştür.

Ses geçiş sürelerinin ölçülmesinde numune yüzeyindeki pürüzlerin oluşturduğu

boşlukları doldurmak amacı ile numunelerin alt ve üst yüzeylerine ultrason jeli

sürülmüş 55 kHz’lik ses dalgaları gönderen ve alan iki transduser Şekil 3.17’de

görüldüğü gibi numunenin düzgün yüzeylerine yerleştirilmiş, direkt iletim

yöntemi uygulanarak ses geçiş süresi (t, μs) okunmuştur. Problar yer

değiştirilerek ikinci okuma alınmış, her numune için bu iki okumanın ortalaması

alınıp Formül 3.8’den yararlanılarak ses geçiş hızı hesaplanmıştır.

(km/sn) (3.8)

Şekil 3.17. Numunelerin ultrases geçiş hızlarının belirlenmesi

3.2.4.3. Eğilme deneyi

Eğilme deneyi betonun dayanımı hakkında tasarım bilgilerini belirlemek ve

betonun eğilmeye karşı mekanik özelliklerini tespit etmek amacı ile TS EN

12390-5 (2010) standardı referans alınarak gerçekleştirilmiştir. Enine yük

42

taşıyan kiriş gibi elemanlar eğilmeye maruz kalırlar. Kirişin her bir bölgesinde

eğilme momentleri meydana gelir. Bu da eğilme gerilmesi ile alakalıdır. Klasik

eğilme denklemlerinin geçerli olabilmesi için malzemenin homojen ve Hooke

Kanunlarına uyması gerekir.

Deney numunesine bir kuvvet etkilediğinde, numune kesitinin bir kısmında

basma gerilmesi, kesitin geri kalan kısmında çekme gerilmesi meydana

geliyorsa numune eğilme halindedir. Eğilme halindeki numunelerin kesitinde, iç

yüzeye yakın bölgede basma gerilmeleri, dış yüzeye yakın bölgede ise çekme

gerilmeleri meydana gelmektedir (Çarboğa ve Dal, 2014).

Deney aşamasında eğilme düzeneği olarak kullanılan iki mesnet tabla üzerine,

yükleme bloğu denilen mandrel ise cihazın üst kısmına yerleştirilmiştir. Bu

düzenekte mandrel çapı ve mesnetlerin çapı, kullanılacak malzemeye göre ve bu

malzemeye ait olan standarda uygun olarak seçilmiştir. Mesnetler arası açıklık

standartlara uygun olarak ayarlanmış ve numunenin kesit ölçüleri ile birlikte

mesnetler arası mesafe de kumpasla ölçülerek kaydedilmiştir. Düzenek

ayarlandıktan sonra mesnetler üzerine numune yerleştirilmiş ve numune yükün

uygulandığı mandrel yardımı ile eğilmeye tabi tutulmuştur. Deneyde iki

mesnetin üzerinde duran numuneye düşey yönde iki eşit kuvvet uygulanmıştır

(Şekil 3.18).

Kuvvetlerin uygulandığı noktalar genelde mesnetler arası mesafenin 1/3’ü

kadardır (L/3). Bu yöntem genellikle gevrek ve kolay kırılan malzemelere

uygulanmaktadır. Üç noktalı eğilmede yükleme noktasında maksimum moment

oluşmasına ve o noktada kesme kuvveti değer değiştirmesine rağmen dört

noktalı eğilmede maksimum moment belirli bir aralıkta değer alır ve bu aralıkta

kesme kuvveti sıfırdır. Bir başka deyişle, üç noktalı eğilmede saf bir eğilme

durumundan söz edilemez ancak dört noktalı eğilmede salt eğilme hali söz

konusudur. Dolayısıyla bu yöntem daha sağlıklı sonuçlar vermektedir. Sayısal

olarak aynı numunelerin eğilme dayanımları, bu yöntemde üç noktalı eğmeye

göre daha düşük çıkar (Çapik ve Kaya, 2015).

43

Şekil 3.18. Numunelere eğilme deneyi uygulanması

Dört noktalı prizmatik numuneler için eğilme dayanımı Formül 3.9’a göre

hesaplanmıştır.

(3.9)

3.2.4.4. Schmidt çekici deneyi

Numuneler eğilme deneyine tabi tutulduktan sonra kırılan numuneler üzerinde

schmidt çekici deneyi gerçekleştirilmiştir. Numuneler ilk olarak zımpara taşı ile

yüzeyleri iyice temizlenmiştir. Hafif bir basınç uygulayarak darbe çubuğu

serbest bırakılmış ve numune yüzeyine test çekici dik bir şekilde

yerleştirilmiştir. Darbe tetikleninceye kadar çekiç ile test yüzeyine yavaşça

bastırılmış ve tetiklenmeden sonra alt tarafta bulunan düğmeye basılarak darbe

çubuğu kilitlenmiştir. Göstergeden geri tepme sayısı R okunmuştur. Her bir

örnek yüzeyden en az 10 okuma alınarak her okuma noktası arasında minimum

20 mm bulunmasına ve kenarlardan 40-50 mm boşluk bırakılmasına dikkat

edilmiştir. 10 adet okuma yaptıktan sonra en büyük ve en küçük değerler ihmal

edilerek kalan 8 adet okumanın aritmetik ortalaması alınmıştır. Bu şekilde test

yüzeyini temsil eden ortalama bir R değeri elde edilmiştir. Bulunan R değeri test

yüzeyini temsil eden dönüşüm eğrisinde yerine konularak R değerine karşılık

44

gelen beton basınç dayanımı bulunmuştur. TS EN 12504-2 (2013) standardı

referans alınmıştır.

3.2.4.5. Aşınma deneyi

Betonlar kullanım yerlerine bağlı olarak önemli ölçüde aşınmaya maruz

kalabilirler. Betonun aşınma direnci basınç dayanımı, agrega tipi ve özellikleri,

kür şartları ve yüzey düzgünlüğü gibi birçok faktörden etkilenmektedir (Güldür,

2013).

Tez çalışması kapsamındaki tüm beton numunelerinin aşınma direncinin

belirlenmesinde Böhme yüzey aşınma yöntemi kullanılmıştır. Bu deneyde 30

devir/dk. ± 1 devir/dk hızla dönmesini sağlayan yaklaşık 750 mm çapında yatay

olarak yerleştirilmiş döner bir aşındırma diski bulunmaktadır. Numuneye

dönen disk üzerinde belirli bir kuvvet uygulayan donanım yüzey aşındırıcı

olarak kullanılmaktadır. Ayrıca disk her 22 devirde cihazı otomatik olarak

durduracak tertibata ve devir sayısını gösteren bir numaratöre sahiptir.

Böhme yüzey aşınma deneyi her bir beton yaşı için 3 adet numune üzerinde

gerçekleştirilmiştir. Numuneler deney zamanına kadar 20±2 °C kür havuzunda

korunmuştur. Beton küp numunelerin deney sonrasındaki aşınma miktarını

belirlemek amacıyla deney öncesi ve sonrasında ağırlık ölçümleri yapılmıştır.

Böhme aşınma deneyi, Şekil 3.19’da görülen deney aleti kullanılarak 71x71x71

mm ebatlarında küp numuneler üzerinde 28 ve 90. günlerde yapılmıştır.

Deneylerde 20 gr ± 0,5 gr zımpara tozu (korundum) sürtünme şeridi üzerine

serpilmiş ve çelik manivela aracılığı ile 294 ± 3 N ile yüklenmiştir. 22 devir

sonunda otomatik olarak duran disk üzerindeki zımpara tozu ve numune

atıkları temizlenmiştir. Yeniden 20 gr ± 0,5 gr zımpara tozu sürtünme şeridi

üzerine serpilmiş ve numune düşey eksen etrafında 90° çevrilmiştir. Her

numune için 22 devirden meydana gelen deney, numuneye 16 defa

uygulanmıştır. Deney numunesi iyice temizlendikten sonra numune boyutları

0.01 mm hassasiyetle olan kumpas ile ölçülür ve numune hassas terazide

45

tartılmıştır. Aşınma deneyi yapılan numunelerin görünümü Şekil 3.20’de

verilmiştir.

Şekil 3.19. Betonda aşınma deneyi

Şekil 3.20. Aşınma deneyi yapılan numuneler

3.2.4.6. Kapilarite deneyi Karışımlara ait beton numuneleri (500x100x100)mm 90. günde eğilme

deneylerine tabi tutulmuş ve deney bitiminden hemen sonra aynı numuneler

üzerinde TS EN 12390-8 (2010) standardı referans alınarak kapilarite deneyi

gerçekleştirilmiştir. Kapilarite deneyinden önce eritilmiş mum, numunelerin alt

46

yüzey kenarlarına sürülmek suretiyle numunelerin sadece alt yüzeyinden

(100x100) mm su emmesi sağlanmıştır.

Beton numunesinin alt yüzeyinin su ile temasının ardından geçen belirli bir süre

(t) sonra su beton içerisinde yükselmiş ve numunenin ağırlığının ölçülmesi ile

numunenin kapiler su emme miktarı belirlenmiştir. Zamana bağlı yükseklik

değerlerinin veya numune ağırlığının ölçülmesi ile kapiler su emme katsayısı

belirlenmiştir. Şekil 3.21’de 100x100x500 mm boyutundaki numunelerin

kapilarite deneyine tabi tutulması görülmektedir.

Şekil 3.21. Kapilarite deneyi

47

3.2.4.7. Özgül ağırlık, su emme ve boşluk oranı deneyi

Bu bölümde çalışma kapsamında hazırlanan 7 farklı karışıma ait numuneler için

TS EN 12390-7 (2010) standardında belirtilen yöntemler kullanılarak 28 ve 90

günlük özgül ağırlık, su emme ve boşluk oranı değerleri bulunmuştur.

Deneyler için ilk olarak standart küre tabi tutulan numuneler kür ortamından

çıkarılarak 24 saat etüvde kurutulmuştur. Etüvden çıkarılan numuneler

kurutulduktan sonra tartılarak etüv kurusu ağırlıkları tayin edilmiştir (A).

Tartılan numuneler 24 saat su içerisinde bekletilmiş, yüzeyleri kurulanmış ve

suya doygun ağırlıkları tayin edilmiştir (B). Numuneler kaynar su içerisine

bırakılarak 5 saat süreyle kaynatılmıştır. Kaynatılan numuneler işlem sonunda

su içerisinde soğumaya bırakılmış ve yaklaşık 14-15 saat sonra çıkarılıp,

numune yüzeyi kurulanarak kaynatma sonrası suya doygun ağırlıkları

belirlenmiştir (C). En son olarak da numuneler su içerisinde tartılarak su

içerisindeki ağırlıkları tayin edilmiştir (D).

Burada;

g ı ı ç ı

u o u g ı ı

o u u ş ı

48

4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1. Slump Deneyi

Tez çalışması kapsamında kalsit ve metakaolin katkılarının taze beton

üzerindeki işlenebilirlik etkilerini görebilmek amacıyla her karışımın kıvamları

çökme deney aleti kullanarak ölçülmüştür. Yapılan deneyler için toplam 7 sefer

slump alınmıştır. Şekil 4.1’de karışımlara ait çökme değerlerinin grafiksel

gösterimi verilmiştir.

Şekil 4.1. Slump değerlerinin grafiksel gösterimi

Şekil 4.1 incelendiği zaman, tüm karışımlarda çökme değerinin 16 ile 20 cm

arasında değiştiği görülmüştür. Elde edilen değerlerden kullanılan katkının

hiperbazlı katkı olduğu da göz önünde bulundurulmak suretiyle kalsit ikameli

betonların yüksek slump değerine sahip, metakaolin içeren betonların ise düşük

slump değerine sahip olduğu görülmektedir. Karışım suyunu sabit tutarak

hazırlanan betonlarda MK ilavesi ile betonda çökme değeri azalmaktadır. % 1

sabit oranda akışkanlaştırıcı katkı kullanımı ile MK ilavesi önemli ölçüde kıvam

kaybına yol açmıştır. Ancak denemeler neticesinde katkı % 1,2’ye

çıkartıldığında kıvam kaybı yaşanmamıştır. Bu durum uygun akışkanlaştırıcı

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20 18 17

20

18

16

20

18

SL

UM

P D

EĞ

ER

LE

Rİ(

CM

)

49

oranının kullanımı ile MK’in kıvam sorunu yaşanmadan yüksek oranda

kullanılabileceğini göstermiştir.

4.2. Yayılma Tablası Deneyi

Yayılma tablası deney metodu da betonun kıvam tayini seçeneklerinden biridir.

Şekil 4.2’de çalışma kapsamındaki tüm karışımlara ait yayılma değerleri

verilmiştir. Şekil 4.2 incelendiğinde, yayılma değerlerinin 31 ile 38 cm arasında

değiştiği gözlenmiştir. En fazla yayılmanın kalsit ikameli betonlarda en az

yayılmanın ise metakaolin ikameli betonlarda olduğu görülmektedir. Mineral

katkı maddelerinin betonun yayılma değerine fazla bir etkisinin olmadığı

görülmüştür. Yayılma tablası deney sonuçları ile çökme deneyi sonuçlarının

birbirlerine benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Şekil 4.2. Yayılma değerlerinin grafiksel gösterimi

Şekil 4.3’de çalışma kapsamındaki tüm karışımlara ait slump ve yayılma

değerlerinin karşılaştırılması verilmiştir.

0

5

10

15

20

25

30

35

40 35 33

38 36

31

38 36

YA

YIL

MA

DE

ĞE

RL

ER

İ(C

M)

50

Şekil 4.3. Slump ve yayılma değerlerinin karşılaştırılması

4.3. Hava Muhtevası Deneyi

Tez çalışması kapsamında üretilen 7 adet karışıma ait hava miktarları ölçülüp

değerleri Şekil 4.4’de verilmiştir. Şekil 4.4 incelendiğinde, tüm karışımların hava

muhtevalarının %1,5 ile %1,8 arasında değiştiği gözlenmiştir. Çökme ve yayılma

tablası deney sonuçlarına benzer olarak mineral katkı olarak kullanılan kalsit ve

metakaolinin betonun hava muhtevasına çok fazla olumlu etki göstermediği

görülmektedir.

Şekil 4.4. Numunelerin hava muhtevası

0

5

10

15

20

25

30

35

40

18 17 20

18 16

20 18

35 33

38 36

31

38 36

SL

UM

P V

E Y

AY

ILM

A D

EĞ

ER

LE

Rİ(

CM

) SLUMP DEĞERLERİ YAYILMA DEĞERLERİ

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

1,8

1,6 1,5

1,7 1,6

1,5

1,7

HA

VA

MİK

TA

RL

AR

I(%

)

51

4.4. Birim Ağırlık Deneyi

Çizelde 4.1’de numunelerin birim ağırlıkları görülmektedir. Üretilen 7 adet

karışımın sonuçlarına göre şahit olarak hazırlanan ve mikrokalsit kullanılarak

üretilen betonların yaş ve kuru birim ağırlık ortalamalarının oldukça iyi,

metakaolin kullanılarak üretilen betonların yaş ve kuru birim ağırlık

ortalamalarının ise düşük geldiği gözlemlenmiştir (Şekil 4.5 ve Şekil 4.6).

Çizelde 4.1. Numunelerin yaş ve kuru birim ağırlıkları(gr)

Karışım

Yaş birim ağırlık

Kuru birim ağırlık

3.gün 7.gün 28.gün 90.gün

Şahit 2428 2383 2383 2390 2389

MK10 2310 2265 2264 2270 2270

K10 2442 2397 2400 2405 2407

MK5K5 2315 2270 2275 2275 2281

MK20 2300 2255 2260 2262 2265

K20 2446 2401 2410 2422 2425

MK10K10 2316 2271 2273 2275 2276

Şekil 4.5. Numunelerin kuru birim ağırlıklarının grafiksel gösterimi

2150

2200

2250

2300

2350

2400

2450

KU

RU

BİR

İM A

ĞIR

LIK

LA

R (

KG

/M

3)

3.GÜN

7.GÜN

28.GÜN

90.GÜN

52

Şekil 4.6. Numunelerin yaş birim ağırlıklarının grafiksel gösterimi

4.5. Basınç Dayanımı Deneyi

Üretilen 7 farklı karışıma ait 3, 7, 28, 90 günlük küp numunelerin Şekil 4.7 ve

Şekil 4.8’de sırasıyla %10 ve %20 kalsit ve metakaolin ikame oranları için elde

edilen basınç dayanımları görülmektedir. Çizelge 4.2 incelendiğinde tüm

karışımlar için numunelerin basınç dayanımlarının zamana bağlı olarak arttığı

görülmektedir. 28 günlük basınç dayanım değerleri incelendiğinde en yüksek

basınç dayanımının şahit numuneye ait olduğu görülmektedir. Kalsit katkısının

beton dayanımına ilk günlerde olumlu etkisinin olduğu görülmüş, 3. günde en

yüksek dayanımı kalsit katkılı betonlar en düşük dayanımı ise metakaolin katkılı

betonlar göstermiştir. Bu durum literatür ile uyumludur (Akkaya ve Kesler,

2012). İlerleyen yaşlarda kalsitin dayanıma katkısı azalmış 28. güne kadar

metakaolin katkılı karışımların basınç dayanım değerleri ile benzerlik

göstermiştir. Ancak 28. ve 90. günlerde dayanım değerleri metakaolin katkılı

karışımların dayanım değerlerinden daha düşük olmuştur. Bunun sebebinin,

kalsitin puzolanik özelliğinin olmamasından kaynaklandığı düşünülmektedir

(Güldür, 2013).

2200

2250

2300

2350

2400

2450 2428

2310

2442

2315 2300

2446

2316 Y

AŞ

BİR

İM A

ĞIR

LIK

LA

R(K

G/

M3)

53

Çizelge 4.2. Basınç dayanımı deney sonuçları (MPa)

Karışım 3.Gün 7.Gün 28.Gün 90.Gün

Şahit 21,8 33,4 42,6 51,1

MK10 19,1 27,1 40,8 49,2

K10 23,9 28,6 36,9 41,3

MK5K5 22,1 28,5 39,3 44,0

MK20 17,5 25,9 39,1 44,6

K20 22,7 27,7 35,5 40,4

MK10K10 19,5 23,1 39,4 45,9

Metakaolin katkısı çimentoların priz süresini etkilemektedir. Metakaolin katkısı

ile priz süreleri uzamaktadır. %10 metakaolin katkılı çimentoların priz süreleri

fazla değişmemekle birlikte metakaolin katkısı %20’ye çıkarıldığında priz süresi

etkilenmektedir. Şahit numuneyle karşılaştırıldığında 28. ve 90. günlerde en iyi

basınç dayanımını %10 metakaolin içeriğine sahip reçete sağlamıştır.

Çizelge 4.2’ den de görüleceği üzere çimentonun bir kısmının metakaolin ile yer

değiştirilmesi beton basınç dayanımını arttırmaktadır. Fakat optimum yer

değiştirme miktarı % 20 civarındadır. K ikameli betonların 7. günde, 28. günde

gelmesi gereken dayanımların %70’ini sağladığı ve standart değerleri yakaladığı

fakat 28. günde sınır değerler taşıdıkları halde C30/37 beton sınıfının

dayanımlarını yakalayamadıkları görülmektedir. MK ve K ile oluşturulan ikili

karışımların 28. günde C30/37 beton sınıfının dayanımlarını verdikleri

görülmektedir. MK ikameli reçetelerin hem 7.günde hem de 28. günde TS EN

12390-3 (2010)’ da yer alan değerleri verdikleri görülmektedir. Şekil 4.7’ de

%10 ikameli karışımlara ait basınç dayanımları, Şekil 4.8’ de ise %20 ikameli

karışımlara ait basınç dayanımları görülmektedir.

54

Şekil 4.7. Beton basınç dayanımları (%10 ikameli karışımlar)

Şekil 4.8. Beton basınç dayanımları (%20 ikameli karışımlar)

4.6. Ultrases Geçiş Hızı Deneyi

Çalışma kapsamında üretilen numunelerin ultrasonik ses hızları ölçülmüş ve

Çizelge 4.3’de verilmiştir. Numunelerin ultrases geçiş hızları 28. günde 3,50 –

0

10

20

30

40

50

60

3.GÜN 7.GÜN 28.GÜN 90.GÜN

21

,8

33

,4

42

,6

51

,1

19

,1 2

7,1

40

,8

49

,2

23

,9

28

,6

36

,9

41

,3

22

,1 2

8,5

39

,3

44

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ZAMAN (GÜN)

ŞAHİT

MK10

K10

MK5K5

0

10

20

30

40

50

60

3.GÜN 7.GÜN 28.GÜN 90.GÜN

21

,8

33

,4

42

,6

51

,1

17

,5

25

,9

39

,1 44

,6

22

,7 27

,7 3

5,5

40

,4

19

,5

23

,1

39

,4 4

5,9

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ZAMAN (GÜN)

ŞAHİT

MK20

K20

MK10K10

55

3,77 arasında değişmektedir. Tüm günler için ise 3,17-4,20 arasında

değişmektedir.

Çizelge 4.4’de normal betonlar için ultrasonik ses hızları ile beton kalitesi

arasındaki ilişki verilmiştir. 28 günlük ve 90 günlük numunelerin ultrasonik ses

hızı değerleri incelendiğinde, Çizelge 4.3’e göre beton kalitesinin iyi olduğu

görülmektedir.

Çizelge 4.3. Karışımlara ait ultrases geçiş hızları değerleri (km/sn)

Karışım 3.Gün 7.Gün 28.Gün 90.Gün

Şahit 3,34 3,50 3,65 4,20

MK10 3,26 3,37 3,60 4,14

K10 3,57 3,64 3,77 4,05

MK5K5 3,37 3,47 3,64 3,94

MK20 3,17 3,29 3,50 3,87

K20 3,40 3,48 3,60 3,92

MK10K10 3,30 3,36 3,62 4,04

Çizelge 4.4. Ultrases geçiş hızlarının pratik değerlendirilmesi

Hız (km/sn) 4.5 ve üstü 3.5 – 4.5 3.0 – 3.5 2.0 – 3.0 2.0 ve altı Beton Kalitesi Çok İyi İyi Orta Zayıf Çok zayıf

Şekil 4.9 incelendiği takdirde zamana bağlı olarak hem basınç hem de ultrasonik

hız değerlerinin arttığı görülmektedir. Ancak ultrasonik hız değerleri yaklaşık

olarak 3,17 km/sn ile 4,20 km/sn gibi dar bir aralıkta değişim gösterirken

basınç dayanımları 17,5 MPa ile 51,1 MPa gibi oldukça geniş bir aralıkta değişim

göstermektedir.

56

Şekil 4.9. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (gün bazında)

Şekil 4.10’da basınç dayanımları ile ultrases geçiş hızı arasındaki korelasyon

katsayısı % 80 olarak bulunmuştur.

Şekil 4.10. Basınç dayanımı – ultrases geçiş hızı ilişkisi (korelasyon bazında)

Şekil 4.11’de %10 ikameli karışımlara ait basınç dayanımı ile ultrases geçiş

hızları arasındaki ilişki görülmektedir. Şekil 4.12’de ise %20 ikameli karışımlara

ait basınç dayanımı ile ultrases geçiş hızları arasındaki ilişki görülmektedir.

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ULTRASES GEÇİŞ HIZLARI (KM/SN)

3.Gün

7.Gün

28.Gün

90.Gün

R² = 0,8063

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ULTRASES GEÇİŞ HIZLARI(KM/SN)

57

Şekil 4.11. Basınç dayanımı-ultrases geçiş hızı ilişkisi (%10 ikameli karışımlar)

Şekil 4.12. Basınç dayanımı-ultrases geçiş hızı ilişkisi (%20 ikameli karışımlar)

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ULTRASES GEÇİŞ HIZLARI(KM/SN)

Şahit

MK10

K10

MK5K5

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

ULTRASES GEÇİŞ HIZLARI (KM/SN)

Şahit

MK20

K20

MK10K10

58

4.7. Aşınma Deneyi

Tez çalışması kapsamında hazırlanan numunelere ait yüzey aşınma değerleri,

ağırlık kaybı esasına göre belirlenmiştir. Çizelge 4.5’de karışımlara ait aşınma

oranları görülmektedir. Çizelge 4.5 incelendiğinde zamana bağlı olarak bütün

numunelerde aşınma oranlarının basınç dayanımlarının tersine azaldığı

görülmektedir.

Çizelge 4.5. Karışımlara ait aşınma oranları

Karışım

Çimento

Miktarı

(Kg/m3)

Basınç Dayanımları (MPa)

Aşınma Oranları (%)

28.Gün 90.Gün 28.Gün 90.Gün

Şahit 300 42,6 51,1 3,45 3,08 MK10 270 40,8 49,2 4,08 3,22 K10 270 36,9 41,3 4,21 3,72

MK5K5 270 39,3 44,0 3,52 3,31 MK20 240 39,1 44,6 4,78 3,49 K20 240 35,5 40,4 4,89 3,52

MK10K10 240 39,4 45,9 4,49 3,18

Şekil 4.13. 28 günlük numunelerin basınç dayanımları ile aşınma oranları arasındaki ilişki

R² = 0,4527

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5 6

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

pa

)

AŞINMA ORANLARI (%)

59

Şekil 4.14. 90 günlük numunelerin basınç dayanımları ile aşınma oranları arasındaki ilişki

Şekil 4.13’de 28 günlük numunelerin aşınma oranları ile basınç dayanımları

arasındaki ilişki, Şekil 4.14’de ise 90 günlük numunelerin aşınma oranları ile

basınç dayanımları arasındaki sunulmuştur. Her iki şekil de incelendiğinde 90

günlük aşınma direncinin 28 günlük aşınma direncine göre daha fazla olduğu

görülmektedir. Betonun hidratasyonunun zamanla devam etmesi aşınma

direncinin artmasına neden olmaktadır. 28 günlük numunelerde en az aşınma

%3,45 ile şahit karışımında, en fazla aşınma ise %4,89 ile K20 karışımında

görülmüştür. 90 günlük numunelerde ise en az aşınma %3,08 ile şahit

karışımında, en fazla aşınma %3,72 ile K10 karışımında görülmüştür.

Numunelerin aşınma oranları ile basınç dayanımları arasında benzerlikler

vardır. Bu durum literatürle benzerlik göstermektedir (Güldür, 2013).

Elde edilen veriler doğrultusunda 28 günlük numunelerin aşınma oranları ile

basınç dayanımları arasındaki korelasyon katsayısı % 45 olan, 90 günlük

numunelerin aşınma oranları ile basınç dayanımları arasındaki korelasyon

katsayısı % 73 olan bir ilişki elde edilmiştir.

R² = 0,7359

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

Pa

)

AŞINMA ORANLARI (%)

60

Şekil 4.15. Basınç dayanımı-aşınma oranı ilişkisi (%10 ikameli karışımlar)

Şekil 4.16. Basınç dayanımı-aşınma oranı ilişkisi (%20 ikameli karışımlar) 4.8. Kapiler Su Emme Deneyi

Karışımlara ait beton numuneleri (500x100x100)mm 90. günde eğilme

deneylerine tabi tutulmuş ve deney bitiminden hemen sonra aynı numuneler

üzerinde kapilarite deneyi gerçekleştirilmiştir. 90 günlük numuneler üzerinde

yapılan kılcal su emme deneyi sonuçlarına göre MK ikamesiyle su emme miktarı

şahit numuneye göre azalmıştır (Şekil 4.17 ve Şekil 4.18). Aynı olay kalsit

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I(M

Pa

)

AŞINMA ORANLARI (%)

Şahit

MK10

K10

MK5K5

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I(M

Pa

)

AŞINMA ORANLARI(%)

Şahit

MK20

K20

MK10K10

61

ikameli betonlar için de söz konusudur. Ancak ikili karışımlarda kapiler su

emme değerlerinde çok büyük oranlarda düşüşler söz konusudur. Özellikle ikili

karışımların 256. dk kapiler su emme değerleri şahit numuneye göre yüksek

oranlarda bir düşüş sergilemiştir (Çizelge 4.6).

Çizelge 4.6. Karışımlara ait kapilarite deney sonuçları (90 günlük)

Karışım

Etüv

Kurusu

Numune

Ağırlığı

(gr)

Suya Doygun Numune Ağırlığı (gr)

1 dk 2 dk 4 dk 8 dk 16 dk 32

dk

64

dk

128

dk

256

dk

Şahit 6600 6602 6606 6611 6618 6622 6623 6630 6630 6631

MK10 5800 5802 5803 5805 5807 5810 5812 5814 5820 5822

K10 6034 6035 6037 6040 6045 6046 6046 6047 6050 6053

MK5K5 5954 5955 5955 5956 5957 5957 5959 5959 5960 5961

MK20 5900 5901 5903 5904 5910 5912 5914 5919 5919 5920

K20 6100 6102 6105 6106 6110 6114 6115 6115 6119 6122

MK10K10 5877 5878 5878 5879 5879 5880 5882 5882 5883 5884

Şekil 4.17. 90 günlük numunelerin su emme değerleri (%10 ikameli karışımlar)

0369

1215182124273033

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

SU

EM

ME

DE

ĞE

RL

ER

İ(G

R)

ZAMAN(DK)

ŞAHİT MK10 K10 MK5K5

62

Şekil 4.18. 90 günlük numunelerin su emme değerleri (%20 ikameli karışımlar)

4.9. Schmidt Çekici Deneyi

Karışımlara ait beton numunelere 90. günde eğilme deneyleri tatbik edilmiş

daha sonra kırılan numuneler üzerinde schmidt çekici yardımıyla numunelerin

yerinde basınç dayanımları tespit edilmiştir.

Deney sonunda tüm karışımların basınç mukavemetleri 90. gün sonunda şahit

numunenin altında ancak şahit numuneye yakın değerler sergilemiştir (Çizelge

4.7). MK20 karışımı şahit numune ile aynı değeri vermiştir. Şekil 4.19’da test

çekici ile elde edilen dayanım değerleri ile ve pres cihazı ile elde edilen dayanım

değerleri karşılaştırılmıştır.

Çizelge 4.7. Karışımlara ait test çekici sonuçları (90 günlük)

KARIŞIMLAR ŞAHİT MK10 K10 MK5K5 MK20 K20 MK10K10 BASINÇ DAYANIMLARI (MPa) 46 43 41 43 46 41 44

0369

1215182124273033

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

SU

EM

ME

DE

ĞE

RL

ER

İ(G

R)

ZAMAN(DK)

ŞAHİT MK20 K20 MK10K10

63

Şekil 4.19. 90 günlük basınç dayanımlarının karşılaştırılması

4.10. Sertleşmiş Betonda Özgül Ağırlık, Su Emme ve Boşluk Oranı Deneyi

Şekil 4.20’de karışımların zamana bağlı olarak ağırlıkça su emme oranlarındaki

azalmalar görülmektedir. Karışımlarda hem 28 günde hem de 90 günde

metakaolin ve kalsit oranlarının artmasıyla birlikte su emme oranlarında

azalmalar olduğu görülmüştür. 28 gündeki ve 90 gündeki metakaolin ve kalsit

değerleri karşılaştırıldığında artan metakaolinle meydana gelen su emme

oranlarındaki azalmanın artan kalsitle meydana gelen su emme oranlarındaki

azalmadan daha fazla olduğu görülmüştür. 28 günde ve 90 günde ikili

karışımlardaki su emme oranlarındaki azalmaların birbirlerine çok yakın

olduğu görülmektedir. Zamana bağlı olarak su emme oranlarındaki en fazla

azalmanın yaşandığı karışım MK10K10 kodlu karışım olarak tespit edilmiştir.

0

10

20

30

40

50

60

51

,1

49

,2

41

,3

44

44

,6

40

,4

45

,9

46

43

41

43

46

41

44

BA

SIN

Ç D

AY

AN

IML

AR

I (M

pa

)

BASINÇ DAYANIMI TEST ÇEKİCİ DAYANIMI

64

Şekil 4.20. Karışımların zamana bağlı ağırlıkça su emme oranları

Şekil 4.21’de karışımların 28 gün ile 90 gün arasındaki doygun kuru yüzey özgül

ağırlıklarındaki değişimler görülmektedir. Zamana bağlı olarak numunelerin

özgül ağırlıklarında sürekli bir artış görülmüştür. Zamana bağlı olarak en fazla

artışın olduğu karışımlar şahit ve MK5K5 kodlu karışımlardır. Karışımlarda hem

28 günde hem de 90 günde metakaolin ve kalsit oranlarının artmasıyla birlikte

özgül ağırlıklarda azalmalar olduğu görülmüştür. Fakat sadece metakaolin ilave

edilerek hazırlanan karışımların özgül ağırlıklarının sadece kalsit ilave edilerek

hazırlanan karışımların özgül ağırlıklarından daha yüksek olduğu tespit

edilmiştir. Hem 28 günde hem 90 günde en yüksek özgül ağırlık değerlerine

MK10 kodlu karışım sahip iken, en düşük özgül ağırlık değerlerine K20 kodlu

karışım sahiptir.

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

28 GÜN 90 GÜN

5,3

6

3,5

9

5,1

3

3,4

5

4,6

4

2,9

4,9

4

3,0

9

4,9

2

3,1

3

4,4

7

2,8

4

4,9

5

3,0

8

AĞ

IRL

IKÇ

A S

U E

MM

E O

RA

NL

AR

I (%

)

ŞAHİT MK10 K10 MK5K5 MK20 K20 MK10K10

65

Şekil 4.21. Karışımların zamana bağlı doygun kuru yüzey özgül ağırlıkları

Şekil 4.22’de görüldüğü gibi MK ve K ilavesiyle betonda boşluk oranı azalmıştır.

Bu kalsit ve metakaolinin ince malzeme olmasından dolayı betonda boşluk

doldurduğu varsayımını destekler niteliktedir. K ikameli karışımların en düşük

boşluk oranına sahip olduğu söylenebilir. Zamana bağlı olarak, hazırlanan

numunelerin boşluk oranlarında sürekli düşüşlerin olduğu görülmektedir. İkili

karışımların boşluk oranları birbirleriyle yakın değerler içermektedir.

Şekil 4.22. Karışımların zamana bağlı boşluk oranlarındaki değişim

2,3

2,31

2,32

2,33

2,34

2,35

2,36

2,37

2,38

28 GÜN 90 GÜN

2,3

4

2,3

7

2,3

6

2,3

8

2,3

4

2,3

6

2,3

3

2,3

6

2,3

5

2,3

7

2,3

3 2

,34

2,3

5 2

,36

DO

YG

UN

KU

RU

YÜ

ZE

Y Ö

ZG

ÜL

A

ĞIR

LIK

(GR

/C

M3)

ŞAHİT MK10 K10 MK5K5 MK20 K20 MK10K10

6

7

8

9

10

11

12

13

28 GÜN 90 GÜN

12

,06

8,7

5

11

,55

8,4

2

10

,45

7,0

7

11

,12

7,5

3

11

,06

7,6

3

10

,05

6,9

2

11

,15

7,8

6

BO

ŞL

UK

OR

AN

LA

RI

(%)

ŞAHİT MK10 K10 MK5K5 MK20 K20 MK10K10

66

Deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlara göre 28 gün ile 90 gün arasında tüm

karışımların su emme oranlarında düşüşler görülmektedir. MK ve K katkılı

betonların ağırlıkça su emme oranları MK ve K ikamesiyle düşmektedir. İkili

karışımlarda su emme oranları gerek 28 günde gerekse 90 günde birbirlerine

yakın değerler sergilemişlerdir. En düşük su emme değerleri kalsit ikameli

karışımlara aittir.

4.11. Eğilme Deneyi

Üretilen karışımların eğilme mukavemeti deney sonuçları Şekil 4.23’de

gösterilmiştir. 28 günlük numunelerde ortalama eğilme mukavemeti değerleri

6.21 MPa ile 7.83 MPa arasında değişmektedir. Bu bağlamda 28 günde en

yüksek eğilme mukavemetine şahit numune sahip iken, en düşük eğilme

mukavemetine K20 kodlu karışımın sahip olduğu görülmektedir. 90 günde en

yüksek mukavemet değerleri şahit numuneye ait iken en düşük mukavemet

değerleri yine K20 kodlu karışıma aittir. Şekil 4.23’den de görüleceği gibi 28

gündeki tüm karışımlar şahit numuneye kıyasla daha düşük eğilme dayanımı

göstermişlerdir. 28. günde şahit karışıma göre en yüksek dayanım değerindeki

azalış miktarı % 1.034 olarak tespit edilmiştir. 90 günde şahit karışıma göre en

yüksek dayanım değerindeki azalış % 8.08 olarak tespit edilmiştir.

Şekil 4.23. Karışımların zamana bağlı eğilme mukavemetlerindeki değişim

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

11

7,8

31

7,7

5

6,6

91

7,0

28

6,8

99

6,2

18

7,2

39

10

,61

9

9,7

6

7,2

85

7,9

92

7,5

34

6,8

85

7,9

95

EĞ

İLM

E M

UK

AV

EM

ET

LE

Rİ(

N/

MM

2)

28 GÜN 90 GÜN

67

Çizelge 4.8’de ise maksimum uzama değerleri, Çizelge 4.9’ da ise maksimum

kuvvet değerleri görülmektedir.

Çizelge 4.8. Karışımlara ait maksimum uzama değerleri

Karışım

Maksimum Uzama (mm)

28.Gün

Ort.

90.Gün

Ort.

Şahit 3.24 3.39 3.315 3.08 3.50 3.290 MK10 2.83 2.61 2.720 2.70 3.72 3.210 K10 2.83 4.25 3.540 2.63 2.95 2.790

MK5K5 2.69 2.69 2.690 3.10 2.67 2.885 MK20 3.43 3.03 3.230 2.96 4.13 3.545 K20 2.32 2.61 2.465 4.08 3.23 3.655

MK10K10 2.86 3.05 2.955 3.76 3.43 3.595

Çizelge 4.9. Karışımlara ait maksimum kuvvet değerleri

Karışım

Maksimum Kuvvet (N)

28.Gün

Ort.

90.Gün

Ort.

Şahit 18337.220 20818.138 19577.679 2656 26535.036 26549.745 MK10 19053.058 19700.254 19376.656 24289.462 24515.008 24402.235 K10 17739.054 15719.018 16729.036 19043.252 17386.038 18214.645

MK5K5 20337.644 14807.060 17572.352 20876.974 18886.356 19881.665 MK20 14709.000 19788.508 17248.754 18386.250 19288.400 18837.325 K20 14552.104 16542.722 15547.413 15581.310 18846.708 17214.009

MK10K10 18503.922 17691.578 18097.750 20798.528 19180.536 19989.532

68

5.TARTIŞMA VE SONUÇLAR

Bu tez çalışmasında, metakaolin (MK) ve kalsitin (K) taze ve sertleşmiş beton

özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında ilk olarak, her

karışım için taze beton üzerinde kalsit ve metakaolin katkılarının kıvam

üzerindeki etkisini görebilmek amacıyla çökme deneyi yapılmıştır. Yapılan

deneyler için toplam 7 sefer slump alınmış, tüm karışımlarda çökme değerinin

16 ile 20 cm arasında değiştiği görülmüştür. Slump değerlerinden de açıkça belli

olduğu üzere kullanılan katkının hiper bazlı katkı olduğu da göz önünde

bulundurulmak suretiyle kalsit ikameli betonların yüksek slump değerlerine

sahip, metakaolin içeren betonların ise düşük slump değerlerine sahip olduğu

görülmektedir. Karışım suyunu sabit tutarak hazırlanan betonlarda MK ilavesi

ile betonda çökme değeri azalmaktadır. % 1 sabit oranda akışkanlaştırıcı katkı

kullanımı ile MK ilavesi, önemli ölçüde kıvam kaybına yol açmıştır. Ancak

denemeler neticesinde katkı %1,2’ye çıkartıldığında kıvam kaybı

yaşanmamıştır. Bu durum uygun akışkanlaştırıcı oranının kullanımı ile MK’ in

kıvam sorunu yaşanmadan yüksek oranda kullanılabileceğini göstermiştir.

Yayılma deneyinde ise mineral katkı maddelerinin betonun yayılma değerine

fazla bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Yayılma tablası deney sonuçları ile

çökme deneyi sonuçlarının birbirlerine benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Üretilen 7 adet karışım numunesine ait hava muhtevası deney sonuçları

incelendiğinde ise karışımların hava muhtevalarının % 1,5 ile % 1,8 arasında

değiştiği gözlenmiştir. Çökme ve yayılma tablası deney sonuçlarına benzer

olarak mineral katkı olarak kullanılan kalsit ve metakaolinin betonun hava

muhtevasına da çok fazla etki göstermemiştir.

Üretilen 7 adet karışımın sonuçlarına göre şahit olarak hazırlanan ve

mikrokalsit kullanılarak üretilen betonların yaş ve kuru birim ağırlık

ortalamalarının oldukça iyi, metakaolin kullanılarak üretilen betonların yaş ve

etüv kurusu birim ağırlık ortalamalarının ise düşük geldiği gözlemlenmiştir.

69

Üretilen tüm numunelerin basınç dayanımları incelendiğinde, basınç

dayanımlarının zamana bağlı olarak arttığı görülmektedir. 28 günlük basınç

dayanım değerleri incelendiğinde en yüksek basınç dayanımının şahit

numuneye ait olduğu görülmektedir. Kalsit katkısının beton dayanımına ilk

günlerde olumlu etkisinin olduğu görülmüş, 3. günde en yüksek dayanımı kalsit

katkılı betonlar en düşük dayanımı ise metakaolin katkılı betonlar göstermiştir.

İlerleyen yaşlarda kalsitin dayanıma katkısı azalmış 28. güne kadar metakaolin

katkılı karışımların basınç dayanım değerleri ile benzerlik göstermiştir. Ancak

28. ve 90. günlerde dayanım değerleri metakaolin katkılı karışımların dayanım

değerlerinden daha düşük olmuştur. Bunun sebebinin, kalsitin puzolanik

özelliğinin olmamasından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Ayrıca metakolin

katkısının çimentoların priz süresini etkilediği de tespit edilmiştir. Metakaolin

katkısı ile priz süreleri uzamaktadır. %10 metakaolin katkılı çimentoların priz

süreleri fazla değişmemekle birlikte metakaolin katkısı %20‟ye çıkarıldığında

priz süresi etkilenmektedir. Bunun yanı sıra en iyi basınç dayanımını %10

metakaolin içeriğine sahip reçete sağlamıştır.

Çimentonun bir kısmının metakaolin ile yer değiştirilmesi beton basınç

dayanımını arttırmaktadır. Fakat optimum yer değiştirme miktarı % 20

civarındadır. K ikameli betonların 7. günde; 28. günde gelmesi gereken

dayanımın %70’ini sağladığı ve standart değerleri yakaladığı fakat 28. günde

sınır değerler taşıdıkları halde C 30/37 beton sınıfının dayanımını

yakalayamadıkları görülmektedir. MK ve K ile oluşturulan ikili karışımların 28.

günde C 30/37 beton sınıfının dayanımını verdikleri görülmektedir. MK ikameli

reçetelerin hem 7. günde hem de 28. günde TS EN 12390-3 (2010)’ da yer alan

değerleri verdikleri gözlemlenmiştir.

Çalışma kapsamında üretilen numunelerin ultrases geçiş hızları 28. günde 3,50-

3,77 arasında değişmektedir. Tüm günler için ise 3,17 – 4,20 arasında

değişmektedir. 28 günlük numunelerin ultrasonik ses hızı değerleri

incelendiğinde, beton kalitesinin iyi olduğu görülmektedir. Sonuçlar incelendiği

takdirde zamana bağlı olarak hem basınç hem de ultrasonik hız değerlerinin

arttığı görülmektedir. Ancak ultrasonik hız değerleri yaklaşık olarak 3,17 km/sn

70

ile 4,20 km/sn gibi dar bir aralıkta değişim gösterirken basınç dayanımları 17.5

MPa ile 51.1 MPa gibi oldukça geniş bir aralıkta değişim göstermektedir.

Numunelerin aşınma eşiği incelendiğinde ise 90 günlük aşınma direncinin 28

günlük aşınma direncine göre daha fazla olduğu görülmektedir. Betonun

hidratasyonunun zamanla devam etmesi aşınma direncinin artmasına neden

olmaktadır. 28 günlük numunelerde en az aşınma %3,45 ile şahit karışımında,

en fazla aşınma ise %4,89 ile K20 kodlu karışımında görülmüştür. 90 günlük

numunelerde ise en az aşınma %3,08 ile şahit karışımında, en fazla aşınma

%3,72 ile K10 karışımında görülmüştür. Numunelerin aşınma dayanımları ile

basınç dayanımları arasında benzerlikler vardır. Elde edilen veriler ile 28 ve 90

günlük numunelerin aşınma dayanımı ile basınç dayanımı arasında korelasyon

katsayıları sırasıyla 0,45 ve 0,73 olan doğrusal bir ilişki ortaya çıkarmıştır.

90 günlük numuneler üzerinde yapılan kılcal su emme deneyi sonuçlarına göre

MK ikamesiyle su emme miktarı şahit numuneye göre azalmıştır. Aynı olay

kalsit ikameli betonlar için de söz konusudur. Ancak ikili karışımlarda kapiler su

emme değerlerinde çok büyük oranlarda düşüşler söz konusudur. Özellikle ikili

karışımların 256 dk kapiler su emme değerleri şahit numuneye göre yüksek

oranlarda bir düşüş sergilemiştir.

Çalışma verilerine göre 28. gün ile 90. gün arasında tüm numunelerin su emme

oranlarında düşüşler görülmektedir. MK ve K katkılı betonların ağırlıkça su

emme oranları MK ve K ikamesiyle düşmektedir. İkili karışımla üretilen

numunelerde su emme oranları gerek 28. günde gerekse 90. günde birbirlerine

yakın değerler sergilemişlerdir. Gerek 28. günde gerekse 90. günde en düşük su

emme değerleri kalsit ikameli numunelere aittir. Bunun yanı sıra MK ve K

ilavesiyle betonda boşluk oranının azaldığı görülmüştür. Bu kalsit ve

metakaolinin ince malzeme olmasından dolayı betonda boşluk doldurduğu

varsayımını destekler niteliktedir. K ikameli karışımların en düşük boşluk

oranına sahip olduğu söylenebilir. Zamana bağlı olarak, hazırlanan numunelerin

boşluk oranlarında sürekli düşüşlerin olduğu görülmektedir. İkili karışımların

boşluk oranları birbirleriyle yakın değerler içermektedir.

71

Numunelerin 28 günlük ortalama eğilme dayanımı değerleri 6.21 MPa ile 7.23

MPa arasında değişmektedir. Bu bağlamda 28. günde en yüksek eğilme

dayanımına şahit numune sahip iken, en düşük eğilme dayanımının K20 kodlu

numuneye ait olduğu görülmektedir. 90. günde en yüksek dayanım değerleri

şahit numuneye ait iken en düşük dayanım değerleri yine K20 kodlu numuneye

aittir. Tüm numuneler şahit numuneye kıyasla daha düşük eğilme dayanımı

göstermişlerdir. 28. günde şahit numuneye göre en yüksek dayanım değerindeki

azalış miktarı % 1.034 olarak tespit edilmiştir. 90. günde şahit numuneye göre

en yüksek dayanım değerindeki azalış %8.08 olarak tespit edilmiştir.

Bu tez çalışmasında mineral katkı olarak metakaolin ve mikrokalsit kullanılarak

uzun dönem durabiliteleri iyi olan yüksek performanslı betonlar elde etmek,

deprem etkisine karşı can ve mal güvenliğini sağlamak, çimento üretim

ihtiyacını azaltmak, çimento üretiminden kaynaklanan karbondioksit

emisyonunu azaltmak, yapı sektörüne yeni bir yan sanayi oluşturarak ülke

ekonomisine katkı sağlamak, konu ile ilgili yapılacak yeni araştırmalara örnek

oluşturmak ve literatüre katkı sağlamak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda

agrega deneyleri ile taze ve sertleşmiş beton deneyleri yapılmıştır. Yapılan

deneyler sonucunda; MK ikamesi ile hazırlanan betonlarda ilk günlerde şahit

betona göre basınç dayanımında azalmalar görülürken, K ikameli betonlarda ilk

günlerde basınç dayanımlarında artışlar gözlenmiş, ikili karışımlarda ise ilk

günlerde MK ile düşen basınç dayanımlarının kalsit ikamesiyle yükseldiği

sonucuna varılmıştır. Ultrasonik hız, kapiler su emme ve boşluk oranı

değerlerinin basınç dayanımları ile uyum içinde olduğu görülmüştür. Yapılan

deneylerde CEM 1 42,5 R Portland çimentosu kullanılmıştır. Bu akademik

çalışmanın ileri safhalarında farklı cinste çimentolar kullanarak denemeler

yapmakta fayda vardır.

72

KAYNAKLAR

Akkaya, Y., Kesler, Y.E., 2012. Mikrokalsit Katkısının Betonun İşlenebilirliğine, Mekanik Özelliklerine ve Dayanıklılığına Etkisi. İnşaat Mühendisleri Odası, Teknik Dergi, 10 s. İstanbul.

Akın, M., 2009. Kalsit Esaslı Betonların Geçirimlilik ve Durabilite Özellikleri. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 103 s. İstanbul. ASTM C 1240, (1998). Standard Specification for Silica Fume for Use as a

Mineral Admixture in Hydraulic-Cement Concrete, Mortar, and Grout. American Society of Testing and Materials, 04 (02), 635-640 p.

ASTM C 618, (2001). Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Cook of

ASTM Standard 04.02, 310 p.

Beycioğlu, A., 2013. Kendiliğinden Yerleşen Betonlarda Beton ile Donatı Aderansı İlişkisinin Araştırılması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Doktora Tezi, 163 s. Ankara.

Bölük, D., 2011. Metakaolinin Beton Özelliklerine Etkisi. Afyon Kocatepe

Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 71s. Afyon.

Chindaprasirt, P., Jaturapitakkul, C., Sinsiri, T., 2005. ‘‘Effect of fly ash fineness

on compressive strength and pore size of blended cement paste’’, Cement and Concrete Composites 27, 425-428s. Tayland.

Çelikten, S., 2014. Çelik Fiber İçeren Yüksek Dayanımlı Beton Özellikleri Üzerine

Metakaolin ve Öğütülmüş Pomzanın Etkisi. Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 105 s. Niğde.

Çapik, M., Kaya, S., 2015. Eğilme (Bükülme) Dayanımı. Karadeniz Teknik

Üniversitesi Yayınları, 12s. Trabzon. Çarboğa, C., Dal, S., 2014. Eğme Deneyi. Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi

Yayınları, 101s. Nevşehir. Durmuş, G., Bekem, İ., 2015. Kalsitin İnce Agrega İkamesi Olarak Kullanımının

Beton Sürdürebilirliğine Etkisi. 2nd International Sustainable Buildings Symposium, 28-30 Mayıs, 309-313s. Ankara.

Erol, Ü., 2017. Özellikleri Nano Boyutta Modifiye Edilmiş Yüksek Hacimde Uçucu

Kül İçeren Tasarlanmış Çimento Bağlayıcılı Kompozitler. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 80s. Ankara.

73

Gebler, S.H., Klieger, P., 1986. ‘‘Effect of fly ash on the durability of air entrained concrete’’ Proceedings of ACI/Canmed Second International Conference on Fly Ash, 483-519s. Madrid.

Gökçe, M., 2013. Kendiliğinden Yerleşen Betonlarda Hamur Faz ile Kimyasal

Katkı Etkileşiminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Doktora Tezi, 111 s. Ankara.

Güldür, Ş.E., 2013. Mikronize Kalsit Katkısının Beton Özelliklerine Etkisinin

Araştırılması. Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 77s. Niğde.

Hamalı, Y., 2007. Metakaolin ve Silis Dumanı İçeren Harç ve Betonların

Özellikleri İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi , 45s. İstanbul.

Kaymak, H., 2010. Kendiliğinden Yerleşen Betonlarda Metakaolin ve Kalsit

Kullanımı. Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 100s. Niğde.

Kesler, Y.E., 2009. Kalsit Katkılı Betonların Erken Yaş Mekanik Özellikleri.

İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 97s. İstanbul. Mehta, P.K., 1986. ‘‘Standard specifications for mineral admixtures an

overview’’, Proceedings of ACI/Canmet Second International Conference, USA.

Nebioğulları, M.A., 2010. Metakaolin, Yüksek Fırın Cürufu ve Uçucu Kül

Katkısının Beton Hidratasyon Sıcaklığına Etkisi. Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 113 s. Niğde.

Nelson, P., Srivivatnanon, V., Khatri, R., 1992. ‘‘Development of high volume fly

ash concrete for pavements’’, Proceedings. of the Surfacings Workshop: 16th ARRB Conference, Australia.

Ramachandran, V.S., 1984. Concrete Admixtures Handbook, New Jersey. Skalny, J., Marchand, J., Odler, I., 2002. Sulfate Attack on Concrete, Spon Press,

213s. NewYork. Sun, S.H., Ma, J.T., Pang, X.M., Sun,Y.T., Wang, S.L., 2005. Sulfur Reduction

Additive Prepared from Acid-Modified Kaolin, Bulletin of the Catalysis Society of India, 4, 72-78s. India.

Şenel, Ç., 2017. Metakaolin İçeren Kendiliğinden Yerleşen Betonlarda Kür

Koşullarının Mekanik Özeliklere Etkisi. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, 68 s. Kocaeli.

74

Tela, H.M., 2016. Karbon Nanotüplerin Çimentolu Kompozitlerde Farklı Katkılarla Etkileşimi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Yüksek Lisans Tezi, 64s, Isparta.

Tevrizci, M. M., 2010. Metakaolin Katkılı Harçların Bazı Durabilite Özelliklerinin

İncelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, 182 s. İzmir.

Vu, D.D., 2002. Strength Properties of Metakaolin-Blended Paste, Mortar and

Concrete, Delft University Press, Netherlands. TS 706 EN 12620+A1, (2009). Beton Agregaları, Ankara. TS EN 933-1, (2012). Agrega Tane Büyüklüğü Dağılımı-Elek Analizi Deneyi,

Ankara. TS EN 933-3, (2012). Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler-Bölüm 3:

Tane Şekli Tayini - Yassılık Endeksi, Ankara. TS EN 933-9+A1, (2014). Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler -

Bölüm 9: İnce Tanelerin Tayini - Metilen Mavisi Deneyi, Ankara. TS EN 932-1, (1997). Agregaların Genel Özellikleri İçin Deneyler-Kısım 1

Numune Alma Metotları, Ankara. TS EN 1097-3, (1999). Agregaların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri İçin Deneyler

Bölüm 3: Gevşek Yığın Yoğunluğunun ve Boşluk Hacminin Tayini, Ankara.

TS EN 1097-5, (2009). Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler

Bölüm 5: Hava Dolaşımlı Etüvde Kurutma ile Su İçeriğinin Tayini, Ankara TS EN 1097-6, (2013). Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler

Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini, Ankara. TSE 802, (2009). Beton Karışımı Hesap Esasları, Ankara. TS EN 12390–3, (2010). Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 3: Deney

Numunelerinde Basınç Dayanımının Tayini, Ankara. TS EN 12390-5, (2010). Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri. Bölüm 5: Deney

Numunelerinin Eğilme Dayanımının Tayini, Ankara TS EN 12390-7, (2010). Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri. Bölüm 7: Sertleşmiş

Beton Yoğunluğunun Tayini, Ankara TS EN 12390-8, (2010). Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri. Bölüm 8: Basınç

Altında Su İşleme Derinliğinin Tayini, Ankara.

75

TS EN 12350-1, (2010). Beton-Taze Beton Deneyleri. Bölüm 1: Numune Alma, Ankara.

TS EN 12350-2, (2010). Taze Beton Deneyleri-Bölüm 2: Çökme (Slump) Deneyi,

Ankara. TS EN 12350-5, (2010). Beton-Taze Beton Deneyleri. Bölüm 5: Yayılma Tablası

Deneyi, Ankara. TS EN 12350-6, (2010). Beton-Taze Beton Deneyleri. Bölüm 6: Yoğunluk,

Ankara. TS EN 12350-7, (2010). Beton-Taze Beton Deneyleri. Bölüm 7: Hava Muhtevası

Deneyi, Ankara. TS EN 12504-2, (2013). Yapılarda Beton Deneyleri. Bölüm 2: Tahribatsız

Deneyler-Geri Sıçrama Sayısının Belirlenmesi, Ankara. TS EN 12504-4, (2012). Beton Deneyleri. Bölüm 4: Ultrasonik Atımlı Dalga

Hızının Tayini, Ankara. TS EN 197-1, (2012). Çimento-Bölüm 1: Genel Çimentolar-Bileşim, Özellikler ve

Uygunluk Kriterleri, Ankara. TS 781 ISO 758, (1998). Sanayide Kullanılan Sıvı Kimyasal Ürünler-20°C' de

Yoğunluk Tayini, Ankara. TS EN 480-8, (2001). Kimyasal Katkılar-Beton, Harç ve Şerbet İçin-Deney

Metotları-Bölüm 8: Katı Madde Muhtevası Tayini, Ankara. TS 6365 EN 1262, (2005). Yüzey Aktif Maddeler-Çözeltilerin veya

Dispersiyonların Ph Değerlerinin Tayini, Ankara.

76

EKLER EK A. Raporlar ve Çizelgeler EK B. İzin Belgeleri

77

EK A. Raporlar ve Çizelgeler

Çizelge A.1. Yapı Chem kimyasal katkı analiz raporu

78

Çizelge A.2. Mikrokalsit kimyasal analiz raporu

79

Çizelge A.2. Mikrokalsit kimyasal analiz raporu (Devam)

80

Çizelge A.3. Agrega (0-4 mm) elek analizi sonuçları

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

22.4 0.00 0.00 0.00 100.00 -

16 0.00 0.00 0.00 100.00 -

11.2 0.00 0.00 0.00 100.00 -

8 0.00 0.00 0.00 100.00 -

5.6 0.00 0.00 0.00 100.00 95-100

4 0.00 0.00 0.00 100.00 90-100

2 112.20 112.20 22.45 77.55 -

1 165.30 277.50 55.53 44.47 25-65

81

Çizelge A.3. Agrega (0-4 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

0.5 81.10 358.60 71.76 28.24 -

0.25 51.50 410.10 82.07 17.93 0-40

0.125 32.00 442.10 88.47 11.53 -

0.063 24.70 466.80 93.42 6.58 2-8

Pan 32.90 499.70 100.00 0.00 -

Toplam 499.70

63 mikron elek

üstünde kalan

malzeme kuru

kütlesi(M2)(gr)

466.80

Agrega boyutu

0-4 mm

Numune alma tarihi

29.07.2016

82

Çizelge A.3. Agrega (0-4 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Kuru numune

ağırlığı(M1)(gr)

499.70

Agrega kaynağı

Güneykent kırma

eleme tesisi

Deney tarihi

30.07.2016

Tavadaki malzeme

kütlesi (P)(gr)

32.90

Çok ince madde

oranı(%)

6.58

Deneyi yapan

Celal Gebeş

83

Çizelge A.4. Agrega (5.6-11.2 mm) elek analizi sonuçları

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

22.4 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00

16 0.00 0.00 0.00 100.00 98-100

11.2 21.00 21.00 1.47 98.53 85-99

8 789.00 810.00 56.60 43.40 -

5.6 458.00 1268.00 88.61 11.39 0-20

4 163.00 1431.00 100.00 0.00 0-5

2 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

1 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

84

Çizelge A.4. Agrega (5.6-11.2 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

0.5 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

0.25 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

0.125 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

0.063 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

Pan 0.00 1431.00 100.00 0.00 -

Toplam 1431.00

63 mikron elek

üstünde kalan

malzeme kuru

kütlesi(M2)(gr)

1431.00

Agrega boyutu

5.6-11.2 mm

Numune alma tarihi

29.07.2016

85

Çizelge A.4. Agrega (5.6-11.2 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Kuru numune

ağırlığı(M1)(gr)

1431.00

Agrega kaynağı

Güneykent kırma

eleme tesisi

Deney tarihi

30.07.2016

Tavadaki malzeme

kütlesi(P)(gr)

0.00

Çok ince madde

oranı(%)

0.00

Deneyi yapan

Celal Gebeş

86

Çizelge A5. Agrega (11.2-22.4 mm) elek analizi sonuçları

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

22.4 37.40 37.40 2.80 97.20 85-99

16 715.20 752.60 56.34 43.66 -

11.2 548.30 1300.90 97.38 2.62 0-20

8 9.90 1310.80 98.12 1.88 -

5.6 3.60 1314.40 98.39 1.61 0-5

4 21.50 1335.90 100.00 0.00 -

2 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

1 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

87

Çizelge A.5. Agrega (11.2-22.4 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Elek Göz

Açıklıkları(mm)

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Kütlesi(Kümülatif)

(Rİ) gr

Elek Üstü Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

(Rİ/M1)*100

(%)

Elek Altı Fraksiyon

Yüzdesi(Kümülatif)

100-(Rİ/M1*100)

(%)

TS 706 EN

12620+A1

0.5 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

0.25 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

0.125 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

0.063 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

Pan 0.00 1335.90 100.00 0.00 -

Toplam 1335.90

63 mikron elek

üstünde kalan

malzeme kuru

kütlesi(M2)(gr)

1335.90

Agrega boyutu

11.2-22.4 mm

Numune alma tarihi

29.07.2016

88

Çizelge A.5. Agrega (11.2-22.4 mm) elek analizi sonuçları (Devam)

TANE BÜYÜKLÜĞÜ TAYİNİ (ELEK ANALİZİ)

Kuru numune

ağırlığı(M1)(gr)

1335.90

Agrega kaynağı

Güneykent kırma

eleme tesisi

Deney tarihi

30.07.2016

Tavadaki malzeme

kütlesi(P)(gr)

0.00

Çok ince madde

oranı(%)

0.00

Deneyi yapan

Celal Gebeş

89

Çizelge A.6. Elek analizi karışım sonuçları

ELEKLER STANDART EĞRİLER KARIŞIM GRANÜLOMETRİSİ

0,25 15 8 2 7

0,5 28,4 18 5 10

1 42 28 8 16

2 53 37 14 29

4 65 47 23 37

8 77 62 38 48

16 89 80 62 82

31,5 100 100 100 110

Çizelge A.7. Karışım granülometrisi

15

28,4

42

53

65

77

89

100

2

8

14

23

38

62

7 10

16

29

37

48

82

8

18

28

37

47

62

80

100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,2

5

0,5

1 2 4 8 16

31

,5

GEÇEN (%)

ELEK GÖZ AÇIKLIĞI (mm)

standart standart karışım granülometrisi orta eğri

90

Ek B. İzin Belgeleri

Çizelge B.1. Feb laboratuarı analiz raporu izin belgesi

91

Çizelge B.2. Yapı Chem firması kimyasal katkı analiz raporu izin belgesi

92

ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Celal GEBEŞ Doğum Yeri ve Yılı : Konya, 1981 Medeni Hali : Evli Yabancı Dili : İngilizce E-posta : yl1430122004@stud.sdu.edu.tr Eğitim Durumu Lise : Bursa Orhangazi Teknik Lisesi, 1999 Lisans : SDÜ, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Öğretmenliği Mesleki Deneyim Kartaş Hazır Beton 2010-…….. (halen)