Eğilme Dayanımı Deney Sonuçları

Betonların eğilme dayanımı deneyleri 100×100×500 mm’lik kiriş numuneler üzerinde üçte bir noktalarından yüklenmiş basit kiriş metodu ile yapılmıştır.

Numunelerin zamanla göstereceği eğilme dayanımlarındaki artışlar için 7, 28, 90 ve 365 günlük dayanımları ölçülmüştür. Araştırma kapsamında yer alan uçucu kül katkılı betonlara ait zamana bağlı eğilme dayanımları Çizelge 4.9’da sunulmuştur.

Çizelge 4.9. Eğilme dayanımları Eğilme Dayanımı (MPa) Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün

0 7.61 7.82 8.01 8.28

10 7.26 7.38 7.83 8.01 15 6.28 6.71 7.67 7.95 20 5.90 6.51 7.49 7.94 25 4.93 6.11 7.38 7.60 30 4.85 5.89 6.27 6.98 45 4.41 5.50 6.16 6.69

Betondaki uçucu kül oranının artışının, eğilme dayanımlarına zaman içersindeki etkisi Şekil 4.10’da gösterilmiştir. Uçucu kül katkılı betonların eğilme dayanımlarının, kontrol betonlarının dayanımlarına oranları Çizelge 4.10’da ve eğilme dayanımlarının kendi 28 günlük eğilme dayanımlarına oranları ise Çizelge 4.11’de verilmiştir.

0 2 4 6 8 10

7 28 90 365

Zaman (gün)

Eğilme Dayanımı (MPa)

%0 %10 %15 %20 %25 %30 %45

Şekil 4.10. Eğilme dayanımı-zaman ilişkisi

Çizelge 4.10. Eğilme dayanımlarının kontrol beton dayanımlarına oranları Eğilme Dayanım Oranı (%)

Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün 0 100 100 100 100 10 95 94 98 97 15 83 86 96 96 20 78 83 94 96 25 65 78 92 92 30 64 75 78 84 45 58 70 77 81

Eğilme dayanımları sonuçlarına göre 90 ve 365 gün sonundaki uçucu kül katkısının %25 oranına kadar uçucu kül kullanımında kontrol grubunun %92 ve üzerine ulaştıkları görülmüştür. %30 ve %45 oranında uçucu kül katkısının

betonların eğilme dayanımını 90 gün ve sonrasında kontrol betonun eğilme dayanımının yaklaşık olarak %80 ve üzerinde bir değere ulaştıkları görülmüştür.

Uçucu kül katkılı betonların eğilme ile basınç dayanımları arasındaki ilişkiler Şekil 4.11’de gösterilmiştir. Zaman içerisinde uçucu kül katkılı betonların eğilme dayanımlarındaki artışın, basınç dayanımlarındaki artıştan daha az olduğu görülmüştür. 365 gün sonunda eğilme dayanımdaki artış en fazla %24 olmuştur.

Çizelge 4.11. Eğilme dayanımlarının 28 günlük dayanımlarına oranları Eğilme Dayanım Oranı (%)

Uçucu Kül

Şekil 4.11. Eğilme dayanımı-basınç dayanımı arasındaki ilişki

100 mm’lik küp basınç dayanımları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişkinin korelasyon katsayısı 0.81, 150 mm’lik küp basınç dayanımları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişkinin korelasyon katsayısı ise 0.75 dir. 100 mm’lik küp

basınç dayanımları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişkinin 150 mm’lik küp basınç dayanımları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişkiye göre daha kuvvetli bir ilişki olduğu görülmüştür. 100 mm’lik küp numunelerin eğilme dayanım deneyinde kullanılan kiriş numunelerinden kesilen numuneler olması nedeniyle dayanımlar arasındaki ilişkinin daha yakın olabileceği düşünülmüştür. Uçucu kül katkılı betonların eğilme dayanımları, basınç dayanımlarının %9’una karşılık gelmiştir.

Uçucu kül katkılı betonların eğilme dayanımları ile basınç dayanımları arasındaki oranın kontrol betonundaki orana benzer olduğu görülmüştür. Ayrıca eğilme dayanımlarının, basınç dayanımlarının 7. günde %12, 28. günde %10, 90. günde %9 ve 365. günde ise %8’ine karşılık geldiği görülmüştür. Buradan, zamanla eğilme dayanımlarının basınç dayanımına oranlarının azaldığı görülmüştür. Franklin (1981) ve Brooks ve ark. (1982) uçucu küllü betonun eğilmede çekme dayanımının normal Portland çimentolu betonunun eğilmede çekme dayanımı ile karşılaştırılabilir ve eğilmede çekme dayanımının basınç dayanımına oranının normal Portland çimentolu betonunkine benzer olduğunu belirtmişlerdir.

Uçucu kül katkılı betonların 28 gün için 40×40×160 mm’lik küçük kirişlerin ve 100×100×500 mm’lik büyük kirişlerin üç nokta yüklemesi deneyi sonucundaki eğilme dayanımları Çizelge 4.12’de verilmiştir. İki farklı boyuttaki kirişlerin eğilme dayanımları arasındaki ilişki ise Şekil 4.12’de sunulmuştur. Uçucu kül katkılı betonlar için her iki boyutta üretilen beton kirişlerin eğilme dayanımlarının oranının yaklaşık olarak birbirlerine eşit olduğu görülmüştür.

Çizelge 4.12. 40×40×160 ve 100×100×500 mm’lik kirişlerin eğilme dayanımları Uçucu Kül

(%) 40×40×160

(MPa) 100×100×500 (MPa)

0 7.66 7.82

10 7.35 7.38 15 6.89 6.71 20 6.43 6.51 25 6.05 6.11 30 5.82 5.89 45 5.79 5.50

y = 1.0001x R² = 0.95

4 5 6 7 8 9

4 5 6 7 8 9

100*100*500 mm

40*40*160 mm

Şekil 4.12. Kirişlerin eğilme dayanımları arasındaki ilişki 4.1.7. Yarmada Çekme Dayanımı Deney Sonuçları

Yarmada çekme dayanımı deneyleri 28 günlük 150×300 mm’lik silindir ve 150×150×150 mm’lik küp beton numuneler üzerinde yapılmıştır. Uçucu kül katkılı beton gruplarına ait 28 günlük yarmada çekme dayanımları Çizelge 4.13’te verilmiştir. Uçucu kül katkılı betonlarda hem silindir hem de küp numuneler üzerinde yapılan yarmada çekme dayanımı deney sonuçlarına göre, %30 oranlarına kadar uçucu kül katkısının betonların yarmada çekme dayanımlarını kontrol numunelere göre kıyaslandığında yaklaşık olarak birbirlerine oldukça yakın değerlerde ve 4 MPa değerinin üzerinde olduğu görülmüştür. Sadece %45 oranında uçucu kül katkılı betonlarda silindir ve küp yarma dayanımları sırasıyla 3.97 ve 3.82 MPa değerlerinde çıkmıştır. Aynı numune gruplarına ait yarma dayanımları incelendiğinde küp yarma dayanımlarının silindir yarma dayanımlarından ortalama

%4 daha düşük değerlerde olduğu görülmüştür. Aslında beklenen TS EN 12390-6 (2002) de belirtildiği üzere küp yarma dayanımlarının yaklaşık olarak silindir yarma dayanımlarından %10 kadar daha fazla çıkmasıdır. Silindir numunelerin yarma dayanımları ile küp numunelerin yarma dayanımları ilişkisi Şekil 4.13’te gösterilmiştir. Şekil 4.13’te silindir ile küp yarma dayanımları arasında yeteri kadar veri olmamasından dolayı zayıf bir ilişki görülmüştür.

Çizelge 4.13. Yarmada çekme dayanımları Yarmada Çekme Dayanımı (MPa) Uçucu Kül

(%) Silindir Küp

0 4.42 4.11 10 4.39 4.15 15 4.27 4.00 20 4.30 4.16 25 4.29 4.20 30 4.25 4.16 45 3.97 3.82

y = 0.96x R² = 0.58

3.50 3.75 4.00 4.25 4.50

3.50 3.75 4.00 4.25 4.50

Silindir Yarma Dayanımı (MPa)

Küp Yarma Dayanımı (MPa)

Şekil 4.13. Küp yarma ile silindir yarma dayanımları arasındaki ilişki

Ayrıca 28 günlük, 150 mm’lik küp basınç dayanımları ile 150 mm’lik yarma dayanımları arasındaki ilişki ve 150×300 mm’lik silindir basınç dayanımları ile 150×300 mm’lik silindir yarma dayanımları arasındaki ilişki Şekil 4.14’te gösterilmiştir. Şekil 4.14’te silindir yarma dayanımlarının silindir basınç dayanımlarının %8’i, küp yarma dayanımlarının ise küp basınç dayanımlarının %6’sı kadar olduğu görülmüştür. Lee (2002) uçucu küllü betonların yarmada çekme dayanımlarını basınç dayanımlarının yaklaşık %12’si olarak bulmuştur. Normal dayanımlı portland betonlarında bu oranın %8-10 arasında olduğunu, uçucu küllü betonların çekme dayanımlarına önemli bir değişiklik yapmadığını belirtmiştir.

y = 0.084x y = 0.061x

0 1 2 3 4 5 6

30 40 50 60 70 80 90

Basınç Dayanımı (MPa)

Yarma Dayanımı (MPa)

Silindir Küp

Şekil 4.14. Silindir ve küp numunelerin yarma ile basınç dayanım ilişkileri

28 günlük eğilme dayanımları ile 150 mm’lik yarma dayanımları ve 150×300 mm’lik silindir yarma dayanımları arasındaki ilişkiler Şekil 4.15’te gösterilmiştir.

Şekil 4.15’te silindir ve küp yarma dayanımları ile eğilme dayanımları arasında sırasıyla 0.64 ve 0.62 katı bir ilişki olduğu görülmüştür. Genel olarak uçucu küllü betonların yarma dayanımlarının eğilme dayanımlarının 0.63 katı kadar olduğu görülmüştür.

y = 0.64x y = 0.62x

0 1 2 3 4 5 6

3 4 5 6 7 8 9

Eğilme Dayanımı (MPa)

Yarma Dayanımı (MPa)

Silindir Küp

Şekil 4.15. Silindir ve küp numunelerin yarma ile eğilme dayanım ilişkileri

4.1.8. Aşınma Kaybı Deney Sonuçları

Uçucu kül katkılı beton grupları için 71x71x71 mm boyutlarında kübik numuneler dökülmüş, numuneler 28 gün ıslak kür edilmiştir. Betonların aşınma direnci; böhme aşındırma cihazı üzerinde küp numunelere sürtünme yolu ile yapılmıştır. Aşınma kaybı, beton hacmindeki azalma olarak tayin edilmiştir. Aşınma sonucunda beton numunelerin hacmi belirlenmiş ve ilk hacmi ile olan fark, 50 cm²’lik yüzey alanı bazında aşınma kaybı olarak belirlenmiştir. Böhme ile aşınan uçucu kül katkılı betonların aşınma kayıpları (cm³/50cm²) olarak Çizelge 4.14’te verilmiştir. Çizelge 4.14’te betona katılan uçucu kül miktarı arttıkça aşınma kayıplarının da arttığı görülmüştür. %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 uçucu kül katkılı betonların kontrol betona göre aşınma kayıpları sırasıyla yüzde olarak %6,

%15, %18, %27, %29 ve %39 olmuştur.

Çizelge 4.14. Sürtünme yolu ile aşınma kayıpları Uçucu Kül

(%) Aşınma Kaybı

(cm³/50cm²) Kontrol (%)

0 5.09 100 10 5.40 106 15 5.85 115 20 6.00 118 25 6.44 127 30 6.58 129 45 7.08 139

Ayrıca betonların aşınma kayıpları çarpma yolu ile, agregaların parçalanma direncinin tayininde olduğu gibi Los Angeles deney metodu ile yapılmıştır. Aynı boyutta ve aynı karışımdan elde edilen 71x71x71 mm’lik küp numuneler 28 günlük kürden sonra, tamburda çelik bilyeler konmaksızın önce 100 devir daha sonrada devam edilerek toplamda 500 devir yaptırılmıştır. Deneylerden sonra numunelerin ağırlık kayıpları, deneyden önceki ağırlıklara göre yüzdeleri hesaplanarak belirlenmiştir. Tamburun 100 ve 500 devir yapmasından sonra uçucu kül katkılı beton gruplarının aşınma kayıpları (%) olarak Çizelge 4.15’te verilmiştir.

Çizelge 4.15. Çarpma yolu ile aşınma kayıpları Ağırlıkça Aşınma Kaybı (%) Uçucu Kül

(%) 100 Devir 500 Devir Kontrol

0 1.8 8.1 100

10 1.9 8.5 105 15 2.1 9.1 112 20 2.1 9.3 115 25 2.3 9.9 122

30 2.3 10.6 131

45 2.5 11.3 140

Çarpma yolu ile aşınan uçucu kül katkılı betonlarda da uçucu kül oranı arttıkça aşınma kayıplarının arttığı görülmüştür. %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 uçucu kül katkılı betonların kontrol betona göre çarpma yolu ile meydana gelen aşınma kayıpların artışı sırasıyla %5, %12, %15, %22, %31 ve %40 olmuştur.

Sürtünme yolu ve çarpma yolu ile aşınan betonların aşınma kayıplarının kontrol betonlara oranları ile uçucu kül oranı aralarındaki ilişkiler Şekil 4.16’da gösterilmiştir. Şekil 4.16’dan her iki deney yöntemi sonucunda bulunan uçucu küllü betonların aşınma kaybı değerlerinin yüzde olarak birbirine oldukça yakın oldukları görülmüştür.

0 25 50 75 100 125 150

0 10 20 30 40 50

Uçucu Kül Oranı (%)

Aşınma Kaybı (%)

Böhme (Sürtünme) ile Aşınma Los Angeles (Çarpma) ile Aşınma

Şekil 4.16. Aşınma kaybı ile uçucu kül oranının ilişkisi

Böhme ve Los Angeles deneyleri sonucundaki aşınma kaybı değerlerinin 71 mm’lik küp basınç dayanımları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişkiler sırasıyla Şekil 4.17 ve Şekil 4.18’de gösterilmiştir.

y = 1225.5x^-1.2255 R² = 0.98 y = 2069.5x^-1.2418

R² = 0.95

0 2 4 6 8 10 12

60 70 80 90 100

Basınç Dayanımı (MPa)

Aşınma Kaybı

Böhme Los Angeles

Şekil 4.17. Aşınma kaybı–basınç dayanımı ilişkisi

y = 55.406x^-0.9416 R² = 0.98

y = 34.157x^-0.9254 R² = 0.99

0 2 4 6 8 10 12

0 2 4 6 8 10

Eğilme Dayanımı (MPa)

Aşınma Kaybı

Böhme Los Angeles

Şekil 4.18. Aşınma kaybı–eğilme dayanımı ilişkisi

Aşınma kayıpları ile dayanımlar arasında oldukça kuvvetli ilişkiler olduğu görülmüştür. Aşınma kayıplarının eğilme dayanımı ile olan ilişkilerinin R² değerleri biraz daha fazla olmuştur. Dayanımları yüksek olan betonların aşınma kayıplarının daha az olduğu belirlenmiştir. Literatürde Portland çimentosu betonunun ve uçucu küllü betonların aşınma dayanımlarının basınç dayanımlarına bağlı olduğu belirtilmektedir (Gebler ve Klieger, 1986; Atiş, 2000; Siddique, 2004b).

4.1.9. Rötre Deney Sonuçları

Kuruma rötresi hidrolik rötre olarak bilinen ve üretimi izleyen günlerden itibaren başlayan ve uzun süre devam eden en tesirli rötre olarak karşımıza çıkmaktadır. Kuruma rötresinin etkisini azaltmak için betonda belirli aralıklarla derz yapılmalıdır. Bu suretle, betonun rastgele çatlaması yerine daha az zararlı ve önlemi alınmış yerlerden çatlaması sağlanır. Kuruma rötrelerinin ölçülmesi için çalışma kapsamındaki beton karışımları ile her bir karışımı temsil etmek üzere iki adet 50x50x285 mm’lik prizma rötre numuneleri hazırlanmıştır. Uçucu kül katkılı beton gruplarına ait rötre oranları Çizelge 4.16’da ve rötre-zaman ilişkisi ise Şekil 4.19’da verilmiştir. Çizelge 4.16 ve Şekil 4.19 incelendiğinde uçucu kül içeren beton numunelerin kontrol beton numunesinden daha az kısaldığı yani daha az rötre yaptığı görülmüştür. Uçucu kül ikame oranı arttıkça kuruma rötresi de düşmüştür. Şekilden en az rötre yapan grubun %45 uçucu kül katkılı beton grubu olduğu görülmüştür.

%20, %25 ve %30 uçucu kül içeren beton gruplarının rötre değerleri birbirine oldukça yakın değerlerde olmuştur. %0, %10,%15, %20, %25, %30ve %45 uçucu kül katkılı beton gruplarının rötre değerleri (%) olarak, 28. gün için sırasıyla 0.05123, 0.04947, 0.04491, 0.04351, 0.04140, 0.04351 ve 0.03789 iken, 210. gün sonunda 0.06632, 0.06316, 0.06246, 0.05965, 0.05895, 0.05965 ve 0.05123 olmuştur. 210. gün sonunda %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 oranındaki uçucu kül betonun rötresini kontrol betonuna göre sırasıyla %5, %6, %10, %11, %10 ve

%23 oranlarında azaltmıştır. Kullanılan Sugözü uçucu külünün kuruma rötresini azalttığı görülmüştür. Mevcut uçucu külün rötre istenmeyen yapılarda kullanılması uygun olacağı düşünülmektedir.

Çizelge 4.16. Kuruma rötresi oranları (%) Uçucu Kül Oranları (%) Zaman

(gün) 0 10 15 20 25 30 45

1 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 7 0.02982 0.02772 0.02456 0.02386 0.02105 0.02947 0.02105 14 0.04246 0.04175 0.03509 0.03088 0.03088 0.03509 0.03018 21 0.04737 0.04702 0.04000 0.03789 0.03579 0.03930 0.03719 28 0.05123 0.04947 0.04491 0.04351 0.04140 0.04351 0.03789 35 0.05158 0.05018 0.04561 0.04561 0.04351 0.04561 0.04000 42 0.05228 0.05123 0.04702 0.04772 0.04772 0.04772 0.04211 49 0.05368 0.05298 0.04912 0.04912 0.04982 0.04982 0.04491 56 0.05544 0.05439 0.05123 0.05193 0.05193 0.04982 0.04702 63 0.05649 0.05544 0.05263 0.05333 0.05263 0.05263 0.04912 70 0.05930 0.05719 0.05404 0.05404 0.05404 0.05404 0.04982 77 0.06070 0.05895 0.05614 0.05754 0.05544 0.05404 0.04982 84 0.06140 0.06035 0.05754 0.05684 0.05614 0.05544 0.05053 91 0.06246 0.06175 0.05825 0.05684 0.05684 0.05684 0.05053 120 0.06526 0.06316 0.06035 0.05825 0.05754 0.05754 0.04982 150 0.06596 0.06316 0.06175 0.05825 0.05825 0.05754 0.04982 180 0.06596 0.06316 0.06246 0.05895 0.05825 0.05895 0.05053 210 0.06632 0.06316 0.06246 0.05965 0.05895 0.05965 0.05123

0.00

Şekil 4.19. Rötre-zaman ilişkisi

Betonda uçucu kül kullanımının rötreyi azalttığı hatta artan uçucu kül yer değiştirme oranının artmasıyla rötrenin azaldığı belirtilmektedir (Ghosh ve Timusk, 1981; Cripwell ve ark., 1984; Teorenau ve Nicolescu, 1982: Atiş ve ark. 2004b).

Uçucu küllü betonlardaki kuruma rötresinin azalması, betonun su ihtiyacının azalması ve ince hamur yapısının oluşumunun sonucu hamurdaki suyun boşluk kayıplarını sınırlamasıyla açıklanmıştır (Dhir, 1986: Ramyar, 1993)

4.1.10. Boşluk Oranı ve Su Emme Deney Sonuçları

Betonun su geçirimliliği, içindeki boşluk oranına bağlıdır. Boşluk oranıyla sürekli yani birbirine bağlı boşluklar kastedilmektedir. Katı cisim olmalarına rağmen yapı malzemelerinin çoğunun içyapılarında gözle görülebilen veya görülemeyen boşluklara sahip oldukları bilinmektedir. Kapalı boşlukların kılcallık ve su emmeye herhangi bir etkisi yoktur. Büyüklü küçüklü, sürekli veya süreksiz olabilen bu boşlukların betonun dayanımını ve dayanıklılığını etkilediği bilinmektedir. Deneyler kapsamında yer alan betonlara ait boşluk ve su emme oranları tayini 28 günlük suda kür edilmiş 71mm’lik küp numuneler üzerinde yürütülmüştür. Uçucu küllü betonlara ait boşluk ve su emme oranları değerleri Çizelge 4.17’de verilmiştir. Betona katılan uçucu kül oranı arttıkça boşluk ve su emme oranlarının arttığı görülmüştür. Yalnızca

%10 uçucu kül ilavesi ile boşluk ve su emme oranları kontrol betonuna eşdeğer düzeyde olmuştur. %15 ve %20 ile %30 ve %45 uçucu kül katkılı betonların boşluk ve su emme oranlarının ise birbirlerine eşdeğer olduğu görülmüştür.

Çizelge 4.17. Boşluk ve su emme oranları Uçucu

Kül (%)

Boşluk Oranı

(%)

Su Emme Oranı

(%)

0 7.09 2.86

10 6.95 2.82 15 7.77 3.17 20 7.73 3.17 25 8.20 3.37 30 8.54 3.53 45 8.69 3.58

Şekil 4.20’de ise uçucu kül katkılı betonların boşluk oranları ile su emme oranları arasındaki ilişki sunulmuştur. Şekil 4.20’de boşluk ile su emme oranları arasında tam bir doğrusal ilişki olduğu da görülmüştür. Boşluk oranlarının, su emme oranlarının yaklaşık 2.44 katı kadar olduğu saptanmıştır. Ayrıca boşluk oranları ile su emme oranları arasında bir paralellik olduğu görülmüştür.

y = 2.44x R² = 0.99

0 2 4 6 8 10

2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00

Su Emme Oranı (%)

Boşluk Oranı (%)

Şekil 4.20. Boşluk oranı–su emme oranı ilişkisi

Şekil 4.21 ve Şekil 4.22’de uçucu kül katkılı beton numuneler üzerindeki boşluk oranları ile dayanımları arasındaki ilişkiler görülmektedir. Şekil 4.21’de boşluk oranları ile 100 mm’lik, 150 mm’lik ve boşluk oranı tayininde kullanılan 71 mm’lik küp boyutundaki numunelerin basınç dayanımları arasındaki ilişki sunulmuştur.

Şekil 4.22’de ise boşluk oranları ile eğilme dayanımları arasındaki ilişki gösterilmiştir. Boşluk oranları ile hem basınç dayanımları hem de eğilme dayanımları arasında kuvvetli doğrusal ilişkiler görülmüştür. Boşluk miktarlarının artmasının uçucu küllü betonların basınç ve eğilme dayanımlarını olumsuz şekilde etkilediği görülmüştür. Sevim (2003), uçucu küllü betonlar üzerinde yaptığı boşlukluluk deneyleri sonucunda, boşluk oranı azaldıkça dayanımların arttığı şeklinde doğrusal bir ilişkinin gözlendiğini belirtmiştir.

y = -0.0852x + 14.389 R² = 0.84 y = -0.0904x + 13.898

R² = 0.83 y = -0.0669x + 12.339

R² = 0.87

0 2 4 6 8 10

40 50 60 70 80 90 100

Basınç Dayanımı (MPa)

Boşluk Oranı (%)

100 mm 150 mm 71 mm

Şekil 4.21. Boşluk oranı–basınç dayanımı ilişkisi

y = -0.7911x + 13.042 R² = 0.94

0 2 4 6 8 10

4 5 6 7 8 9

Eğilme Dayanımı (MPa)

Boşluk Oranı (%)

Şekil 4.22. Boşluk oranı–eğilme dayanımı ilişkisi 4.1.11. Kapiler Su Emme Deney Sonuçları

Beton numunelerin kapiler su emme durumunun belirlenmesi 28 günlük 40x40x160 mm’lik prizma beton numuneler üzerinde yapılmıştır. Yan yüzeyleri ısıtılmış parafin sürülerek izole edilen beton numunelerin sadece alt yüzeyi suya temas ettirilmiştir. Deney numunelerinin 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 ve 81.

dakikalarda su emme miktarları ağırlık olarak ölçülmüştür. Kapiler su emme

katsayısının belirlenmesinde kullanılan 40x40x160 mm’lik prizmatik beton numuneler daha sonra eğilme deneyine tabii tutulmuştur. Uçucu küllü 40x40x160 mm’lik prizma beton numunelere ait kapiler su emme katsayıları ve eğilme dayanımları Çizelge 4.18’de verilmiştir.

Çizelge 4.18. Kapiler su emme katsayıları Uçucu

Betona katılan uçucu kül miktarının artması ile kapiler su emme katsayılarının da arttığı görülmüştür. Kontrol betonun kapiler su emme katsayısı 0.21

×10^-3 cm/sn^1/2 iken, uçucu külün %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 oranlarında ilavesi, kapiler su emme katsayılarını sırasıyla 0.40, 0.42, 0.46, 0.47, 0.51 ve 0.61

×10^-3 cm/sn^1/2 olarak, iki hatta üç katına kadar çıkarmıştır.

Betonların kılcallık özelliği betonun dayanıklılığı açısından önemlidir ve betonun boşluk yapısına bağlıdır. Kapiler su emme katsayılarının, sırasıyla eğilme dayanımları, su emme oranları ve boşluk oranları ile olan ilişkilerine ait grafikler Şekil 4.23, Şekil 4.24 ve Şekil 4.25’te gösterilmiştir.

Şekil 4.23’te uçucu kül ilavesinin artması ile eğilme dayanımı azalan betonların, kapiler su emme katsayılarının arttığı görülmüştür. Şekil 4.24 ve Şekil 4.25’te ise uçucu kül miktarı ile artan su emme ve boşluk oranlarının kapiler su emme katsayılarını da arttırdıkları ve aralarında lineer ilişkiler olduğu görülmüştür.

Erdinç (1995) uçucu kül kullanımının, kılcallığı şahide oranla arttırdığını bildirmiştir. Başyiğit (1993) ise kılcallık katsayısının zaman ve emilen su miktarı ile doğru orantılı olduğunu belirtmiştir.

y = -5.4644x + 8.9744 R² = 0.80

0 2 4 6 8 10

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

Kapiler Su Emme Katsayısı

Eğilme Dayanımı (MPa)

Şekil 4.23. Eğilme dayanımı-kapiler su emme katsayısı ilişkisi

y = 2.0689x + 2.304 R² = 0.71

0 1 2 3 4 5

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

Kapiler Su Emme Katsayısı

Su Emme Oranı (%)

Şekil 4.24. Su emme oranı-kapiler su emme katsayısı ilişkisi

y = 4.5733x + 5.8406 R² = 0.69 0

2 4 6 8 10

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

Kapiler Su Emme Katsayısı

Boşluk Oranı (%)

Şekil 4.25. Boşluk oranı-kapiler su emme katsayısı ilişkisi 4.1.12. Karbonatlaşma Deney Sonuçları

Karbonatlaşma, CO2 gazının betona nüfuz etmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu nüfuz, betonun geçirgenlik ve gözeneklilik özelliği ile bağlantılıdır.

Bu nedenle, betonun hem gözenekliliği hem de geçirgenliği karbonatlaşma mekanizmasında önemli rol oynamaktadır. Bunlardan başka, betonun karbonatlaşma oranı; betonun kür durumuna, su-bağlayıcı oranına, betonun karbonatlaşmaya maruz kaldığı ortam sıcaklığına ve bağıl nemine, kullanılan uçucu külün kalitesine bağlıdır.

Çalışma kapsamında 50×50×285 mm’lik rötre numunelerinin 23±2ºC ve

%65 bağıl nemde tutulan 210 günlük beton numunelerinde yapılmıştır. Uçucu küllü betonların karbonatlaşma derinliği, beton numunelerinin ikiye bölünmüş kırılma yüzeylerine fenolphtalein çözeltisi püskürtülerek ölçülmüştür. Serbest Ca(OH)2

pembe renk gösterirken, karbonatlaşmış kısımlar renk değişimine uğramamaktadır.

Uçucu kül katkılı ve şahit beton numunelerin 50×50 mm’lik yüzey üzerinde ölçülen karbonatlaşma derinliği Çizelge 4.19’da sunulmuştur. Karbonatlaşma ölçümleri sadece kuru kür ortamında bekletilen numuneler üzerinde yürütülmüştür, su içerisinde kür edilen numunelerde karbondioksit gazının sızmasının mümkün olmaması nedeniyle ıslak küre maruz betonlarda karbonatlaşma oluşmaz.

Çizelge 4.19. Karbonatlaşma derinliği

Uçucu Kül (%) 0 10 15 20 25 30 45

Derinlik (mm) 1.79 1.87 1.91 1.90 2.03 2.24 2.26

Karbonatlaşma ölçüm sonuçlarının sunulduğu çizelge incelendiğinde 210 günlük uçucu küllü betonlar için uçucu kül oranı arttıkça karbonatlaşma derinliğinin arttığı görülmüştür. Uçucu kül katkısı ile betonlarda şahit betonlara göre daha fazla karbonatlaşma olmuştur. Atiş’in (2003b) bildirdiğine göre, Ho ve Lewis (1983) ve Byfors (1985), uçucu kül içeren betonun normal portland çimentosu betonuna göre karbonatlaşmasının daha yüksek olduğunu rapor etmişlerdir. Uçucu kül içeriğinin artışının karbonatlaşmayı arttırdığı ve bu da uçucu kül içeren betonlarda erken yaşlarda mikro gözeneklerin artmasına bağlıdır (Paillere ve ark., 1986: Sevim 2003).

4.1.13. Ultrasonik Hız Deney Sonuçları

Ultrasonik test cihazı Pundit’in kullanarak, 365 gün süresince küre tabi tutulan uçucu kül katkılı 150 mm’lik küp ve 100×100×500 mm’lik kiriş beton numunelerin yüzeyine ultrasonik puls uygulanarak, beton içerisinde basınç dalgaları oluşturulmuştur. Beton numune içerisinde ilerleyen ses dalgaları beton numunenin karşı yüzeyinden geri alınarak kaydedilmiştir. Böylece ses dalgasının betona gönderildiği yüzey ile geri alındığı yüzey arasındaki mesafeyi ne kadar zaman sürede geçtiği ölçülerek, dalga hızı hesaplanmıştır. Çizelge 4.20’de uçucu kül katkılı beton numunelere ait ultrasonik ses dalgası hızları verilmiştir. Çizelgeden küp ve kiriş numuneler üzerinde yapılan ultrasonik ses dalgası ölçüm sonuçlarının hem kendi içinde hem de tüm uçucu kül katkılı beton grupları arasında hızlarının 5.10-5.20 arasında değiştiği görülmüştür. Uçucu kül grupları arasında bir yıl sonunda dahi dayanım farklılıkları varken ses dalga hızlarının birbirlerine yakın hatta aynı oldukları görülmüştür. Uçucu kül katkılı betonlar içerisinden geçen ses dalgasının hızı ile beton basınç ve eğilme dayanımları arasında doğrudan bir ilişki görülmemiştir. Yoğunluğu az olan bir betonda yani, içerisinde daha çok boşluk bulunan bir betonda, ses dalgasının betonun bir yüzeyinden diğerine ulaşabilme

Belgede İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI (sayfa 137-0)