Boşluk ve Su Emme Oranlarının Tayini

Sertleşmiş betonda boşluk ve su emme oranlarının tayini TS 3624’e (1981) uygun olarak her bir grup için 28 günlük suda kür edilmiş 71×71×71 mm’lik küp numuneler üzerinde yürütülmüştür. Küp numunelerin sırasıyla etüv kurusu ağırlıkları, su içinde tutulduktan sonra suya doygun ağırlıkları ve su içindeki ağırlıkları tayin edilmiştir. Hesaplanan ağırlıklar, aşağıda verilen eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır:

Boşluk Oranı (%)=[(AKYD-AFK)/(AKYD-ASU)]×100 (3.15)

Su emme Oranı (%)=[(AKYD-AFK)/(AFK)]×100 (3.16)

Burada;

AFK: Fırın kurusu ağırlığı, gr

AKYD: Kuru yüzey doygun ağırlığı, gr ASU: Su içindeki ağırlığı, gr

3.2.3.12. Kapiler Su Emme Katsayı Tayini

Beton numunelerin kapiler su emme durumunun belirlenmesi 40x40x160 mm’lik numuneler üzerinde yapılmıştır. Öncelikle numuneler 24 saat boyunca 105°C deki etüvde fırın kurusu haline getirilmiştir. Fırın kurusu ağırlıkları tartıldıktan sonra her bir deney numunesi için beton numunenin sadece alt yüzeyi suya temas edeceğinden dolayı beton numunelerin yan yüzeyleri ısıtılmış parafin ile izole edilmiştir. Parafinli ağırlıkları da tartıldıktan sonra su yüksekliği yaklaşık olarak 5 mm olan deney düzeneğine yerleştirilmişlerdir. Deney numuneleri 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 ve 81. dakikalarda su emme miktarları ölçülmüştür. Ölçülen değerlerden her bir dakikadaki su emme miktarları (Q) hesaplanmıştır. Emilen su miktarının temas eden yüzey alanına bölümünün oranı ile (Q/A) ve geçen zamanın (t) saniye cinsinden değerinin kara kökü arasında lineer bir ilişki kurulmuştur. Bu ilişkiye ait elde edilen eğim bize beton numunelerin kapiler su emme katsayılarını vermiştir. Kapiler su emme kanuna göre;

Q/A=K. t (3.17) Burada;

Q: Emilen su miktarı, cm³

A: Su ile temas eden yüzey alanı, cm² t: Geçen zaman, sn

K: Kapilarite katsayısı, cm²/sn

3.2.3.13. Karbonatlaşma Derinliğinin Tayini

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

%65 bağıl nemde tutulan 210 günlük sadece uçucu kül katkılı 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. Su içerisinde kür edilen numunelerde karbondioksit gazının sızmasının mümkün olmaması nedeniyle ıslak küre maruz betonlarda karbonatlaşma oluşmayacağından dolayı karbonatlaşma ölçümleri sadece kuru kür ortamında bekletilen numuneler üzerinde yürütülmüştür. Karbonatlaşma derinliği 50 mm’lik yüzey alanında aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

D=(A1+A2+A3+A4)/4 (3.18)

Burada;

D: Karbonatlaşma derinliği, mm

A1,2,3,4: Dört kenardaki karbonatlaşma derinlikleri, mm

3.2.3.14. Ultrasonik Hız Tayini

Betonların dayanımlarının tespitinde kullanılan tahribatsız yöntemlerden olan ve Pundit (Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Tester) olarak adlandırılan bir cihaz tarafından belirlenen Ultrases dalga hızı ölçümüdür. Cihaz

tarafından gönderilen düşük frekanslı ultrasonik sinyaller malzeme içerisinden geçerek transducerler tarafından algılanır ve böylece ultrasonik sinyallerin malzeme içerisinden geçiş süresi hassas olarak ölçülür. Ultrasonik sinyaller beton içerisinden geçiş süresi betonun kalitesine bağlıdır. Ultarasonik testler sonucunda: betonun homojenliği, içindeki boşluklar, çatlaklar, beton yapısındaki yangın ve kimyasal olaylarla meydana gelen değişimler ile beton dayanımı ve kalitesi ile ilgili bilgiler elde edilir. Ölçümler esnasında, en çok önerilen direkt yöntem kullanılmıştır.

Deneyler 365 günlük 150×150×150 mm’lik küp ve 100×100×500 mm‘lik kiriş numuneler üzerinde yürütülmüştür. Ultrasonik ses hızı, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır:

V=L/U (3.19) Burada;

V: Ultrasonik hız , km/sn L: Geçiş uzunluğu, mm U: Geçiş zamanı, µsn

3.2.3.15. Donma Çözülme Direnci Tayini

Betonların donma-çözülme direncinin tayini için TS 699’a (2000) uygun olarak her bir grup için eğilme dayanım için üretilmiş kiriş numunelerden kesilen 90 günlük 100x100x100 mm’lik küp numuneler üzerinde yapılmıştır. Dondurma kapasitesi -40°C olan ve -20°C ye 4 saat süresinde ulaşabilen derin dondurucuda, -20°C ye geldikten sonra 2 saat boyunca -20°C de bekletilen numuneler daha sonra çıkarılarak 2 saat boyunca da 20°C deki suda bekletilmiştir. Günde sadece iki kez tekrarlanabilen bu işlem deney süresince 50 kez tekrarlandı. Deney süresinin dışındaki zamanlarda beton numuneler 20°C deki suda bekletilmişlerdir. Çevrimlerin tamamlanmasının ardından numuneler üzerinde gözle görülür değişiklikler olup olmadığı incelenmiş ve ağırlıkça kayıplar belirlenmiştir. Daha sonra basınç dayanımı deneyleri yapılmış ve kontrol beton grupların basınç dayanımları ile kıyaslanarak dayanım kayıpları yüzde olarak hesaplanmıştır.

4. BULGULAR VE TARTIŞMA

Bu bölümde, uçucu kül katkılı betonlar, polipropilen lif katkılı betonlar ve çelik lif katkılı betonlar üzerinde gerçekleştirilen deneylerin sonuçları üç bölüm halinde sunulmuştur.

4.1. Uçucu Küllü Betonların Deney Sonuçları

Uçucu kül katkılı deney betonları 400 kg/m³ dozajlı, su/bağlayıcı oranı 0.35 olan, çimento yerine %0, %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 oranlarında uçucu kül katkılı olarak hazırlanmıştır. Beton numuneler üzerinde taze ve sertleşmiş beton deneyleri yürütülmüştür. Deneylere ait sonuçlar aşağıdaki bölümlerde sunulmuştur.

4.1.1. Puzolanik Aktiflik Deney Sonuçları

Uçucu külün puzolanik dayanım aktivite indeksi deneyleri TS EN 450 (1998) ve ASTM C 618 (1998) standartlarına göre yapılmış ve deney sonuçları Çizelge 4.1’de verilmiştir.

Çizelge 4.1. Puzolanik dayanım aktivite değerleri

Özellik TS EN 450 ASTM C 618

Çimento (%) 100 75 100 80

Uçucu Kül (%) - 25 - 20

Su/Bağlayıcı 0.50 0.50 0.485 0.44

Agrega/Bağlayıcı 3.0 3.0 2.75 2.75

Numune Boyutu (mm) 40×40×40 50×50×50

7 günlük DAİ (%) - 88

28 günlük DAİ (%) 74 90

90 günlük DAİ (%) 85 -

7 günlük Min (%) - 75

28 günlük Min (%) 75 75

90 günlük Min (%) 85 -

Sugözü uçucu külünün dayanım aktivite indeksi TS EN 450 (1998) standardına göre 28 gün için %74 ve 90 gün için %85 bulunmuştur. ASTM C 618 (1998) standardına göre dayanım aktivite indeksi ise 7 gün için %88 ve 28 gün için

%90 olarak bulunmuştur. Uçucu külün dayanım aktivite indeksleri TS EN 450’deki (1998) sınır değerlerine yakın ve eşit çıkarken, ASTM C 618 (1998) standardına göre ise sınır değerlerin oldukça üzerinde olduğu görülmüştür. Bunun sebeplerini şunlara bağlıyabiliriz.

• ASTM standardında kül oranının TS EN’ye göre %5 daha az konmasına,

• ASTM standardında su/bağlayıcı oranının TS EN’ye göre daha az olmasına,

• ASTM standardında agrega/bağlayıcı oranının TS EN’ye göre daha fazla olmasına,

• ASTM standardında uçucu külün su miktarının TS EN’de olduğu gibi kontrol grubunun su miktarı ile eşit olmaması ve aynı işlenebilirlik için gerekli su miktarının daha az olması. ASTM kontrol grubu için 242 ml su gerekli iken uçucu küllü harç için aynı işlenebilirlik hedefi doğrultusunda 220 ml su konulmasına,

Sugözü uçucu külünü bir mineral katkı olarak hidrolik çimento betonu ile kullanıldığında kabul edilebilir bir dayanım gelişmesi sağladığı kanaatine, dayanım aktivite indeksi deney sonuçlarına dayanılarak, varılmıştır.

4.1.2. Birim Ağırlık Deney Sonuçları

Uçucu kül katkılı betonların taze beton birim ağırlıkları 150 mm’lik küp numuneler üzerinde belirlenmiş ve Çizelge 4.2’de sunulmuştur. Taze betonların ölçülen birim ağırlıklarının 2476-2540 kg/m³ arasında olduğu görülmüştür. Uçucu kül katkılı betonların sertleşmiş beton birim ağırlıkları ise 150×300 mm’lik silindir numuneler üzerinde belirlenmiş ve yine Çizelge 4.2’de sunulmuştur. Sertleşmiş beton birim ağırlıkları ise 2475-2514 kg/m³ arasında olduğu görülmüştür. Betona katılan uçucu kül oranı arttıkça taze ve sertleşmiş beton birim ağırlıklarında da bir düşüş gözlenmiştir. Çimentoya ağırlıkça ikame edilen uçucu külün özgül ağırlığının

(2310 kg/m³) çimento özgül ağırlığından (3160 kg/m³) daha az olmasının bu duruma neden olduğu düşünülmektedir.

Şekil 4.1’de ise uçucu kül oranları ile taze ve sertleşmiş beton birim ağırlıkları arasındaki ilişkiler gösterilmekte olup, betonların sertleşmeleriyle birlikte taze beton birim ağırlıklarında azalmalar görülmüştür. Bu azalma uçucu kül oranının artışı ile azalmış, hatta %45 uçucu kül oranında taze ve sertleşmiş beton birim ağırlıklarının birbirine eşit değerler aldığı görülmüştür. Özcan (1997) çalışmasında uçucu küllü betonların birim ağırlıklarının şahide göre daha düşük çıktığını belirtmiştir.

Çizelge 4.2. Taze ve sertleşmiş beton birim ağırlıkları Uçucu

Şekil 4.1. Uçucu kül oranı ile beton birim ağırlık ilişkisi

4.1.3. İşlenebilme Deney Sonuçları

Betonlardan, en genel anlamda beklenen üç ana nitelik; işlenebilme, dayanım ve dayanıklılık (durabilite) tır. İşlenebilme, taze betonun kolayca karılabilmesi, segregasyon yapmadan taşınabilmesi ve yüzeyinin düzeltilebilmesidir. İşlenebilirlik taze betonun en önemli özelliğidir. İşlenebilme tanımındaki nitelikleri bir arada değerlendiren tek bir deney yöntemi yoktur. Ancak betonun kıvamı, işlenebilme özelliğini tam olarak ifade edememekle birlikte yine de betonun işlenebilirliğine dair önemli bilgi sağlamaktadır. O nedenle, deneysel olarak kolayca ölçülebilen beton kıvamı, çoğu zaman betonun işlenebilmesini belirlemek amacıyla kullanılmaktadır.

Kıvam, taze beton karışımının ıslaklık derecesi anlamına gelmektedir (Erdoğan, 2003).

Uçucu kül katkılı betonların işlenebilirlik deneyleri için vebe ve çökme hunisi metotları kullanılmıştır. Çimento ile ağırlıkça %0, %10, %15, %20, %25, %30 ve

%45 oranlarında yer değiştirilen uçucu kül betonlarının vebe süreleri ve çökme (slump) değerleri Çizelge 4.3’te sunulmuştur.

Çizelge 4.3. Vebe süreleri ve çökme değerleri Uçucu Kül

(%) Vebe Süresi

(sn) Çökme Değeri (cm)

0 6.0 17 10 4.1 18 15 3.1 18 20 2.9 19 25 2.6 19 30 2.5 19 45 1.7 22

Uçucu kül oranlarının vebe süresine olan etkisi Şekil 4.2’de, çökme değerine etkisi ise Şekil 4.3’te verilmiştir. Şekil 4.2’den görüleceği üzere, taze beton içerisindeki uçucu kül ikame oranı arttıkça, bir başka deyişle uçucu kül miktarı arttıkça vebe süresi azalmıştır. Vebe süresi standart bir titreşimle taze betonu sıkıştırmak için gerekli zamanı gösterdiğinden, bu sürenin azalması taze betonu

sıkıştırmak için gerekli enerji miktarının azaldığını, dolayısıyla betonun işlenebilirliğinin arttığını göstermiştir.

0 1 2 3 4 5 6 7

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Uçucu Kül Oranı (%)

Vebe Süresi (sn)

Şekil 4.2. Uçucu külün vebe süresine etkisi

15 16 17 18 19 20 21 22 23

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Uçucu Kül Oranı (%)

Slump (cm)

Şekil 4.3. Uçucu külün çökme değerine etkisi

Şekil 4.3’te çimentonun uçucu kül ile ikame edilmesinin ve artan uçucu kül oranının çökme değerini (slump) artırdığı görülmüştür. Literatürde, hem çökme

(slump) hem de vebe süresi işlenebilirliğinin uçucu kül içeren bütün beton karışımlarda taze betonun işlenebilirliğinin geliştiğini, uçucu kül içermeyen kontrol betonlarına göre daha iyi olduğu rapor edilmiştir (Price, 1961; Owens, 1979; Brown, 1982; Ravina ve Mehta, 1986; Naik ve Ramme, 1990; Fukute ve ark., 1995: Sevim 2003).

Yan ürün olarak elde edilen silisli maddelerin fiziksel karakteristikleri, normal portland çimentosu beton karışımları içine katkı olarak kullanıldıklarında karışım suyu ihtiyacını azaltma kabiliyetlerinin sebeplerini açıklamaktadır. Bu mineral katkı maddelerinin camsı ve emici olmayan yüzey yapısı, çimento ile kısmi olarak yer değiştirilme yolu ile silisli yan ürünler içeren beton harç ve bağlayıcıların daha iyi işlenebilirliği ve daha az su ihtiyacı göstermelerinden kısmen sorumludur (Mehta, 1989).

Uçucu külün taze beton işlenebilirliğini artırmasının nedenleri aşağıda verilmiştir (Erdoğan, 2003; Atiş, 1997).

• Uçucu külün yoğunluğu portland çimentosunun yoğunluğundan daha azdır.

Bu nedenle, uçucu kül içeren beton karışımında çimentonun bir bölümünün yerine eşit ağırlıkta uçucu kül kullanıldığından, betondaki bağlayıcı hamurunun hacmi artmaktadır. Daha büyük hacme sahip bağlayıcı hamur, taze betondaki agrega tanelerinin arasını daha iyi doldurmakta ve plastiklik sağlamaktadır.

• Uçucu kül taneleri küresel şekillidir. Küresel şekilli tanecikler iç sürtünmeyi azaltmakta, bilyeli yatak tesiriyle betonun akıcılığını artırmaktadır.

İşlenebilirlikteki bu değişim hem çökme deneyinde hem de vebe deneyinde birbirini destekler şekilde görülmüştür. Ayrıca, uçucu külün işlenebilirlik üzerine olan etkisi, uçucu kül ve çimento arasındaki özgül ağırlıkların farklılıklarına da dayanmaktadır. Uçucu külün özgül ağırlığının normal Portland çimentosundan daha düşük olması nedeni ile ağırlık bazında yer değişimi, taze betonun işlenebilirliğine hakim olan, betondaki yapıştırıcı hamur miktarını artırmakta ve işlenebilirliği iyileştirmektedir. Uçucu külün taze betonun işlenebilirliği ve su ihtiyacı üzerindeki etkisi, laboratuar araştırmalarının yanı sıra pratik uygulamalarda da gözlemlenmiştir.

Uçucu kül katkılı beton grupları arasındaki işlenebilirlik değerleri açısından vebe süresi ile çökme değeri (slump) arasındaki ilişki Şekil 4.4’te verilmiştir. Uçucu kül katkılı betonların azalan çökme değerlerine karşılık, vebe sürelerindeki artışla, slump ile vebe süresi arasında tutarlı bir ilişki görülmüştür.

y = 23.142x^-0.1863 R² = 0.85

15 16 17 18 19 20 21 22 23

0 1 2 3 4 5 6 7

Vebe Süresi (sn)

Slump (cm)

Şekil 4.4. Çökme değeri ile vebe süresi arasındaki ilişki

Uçucu külün taze beton karışımı üzerindeki en iyi bilinen etkilerinden biri, betonun işlenebilirliğini bozmadan, gerekli su miktarını azaltabilme kabiliyetidir.

Uçucu külün beton karışımı üzerindeki bu etkisi genellikle uçucu külün fiziksel özelliklerine, karbon içeriğine, tane inceliğine, tane şekline ve özellikle tane yüzey yapısına bağlıdır. Bu çalışmada kullanılan Sugözü uçucu külünün işlenebilirliği olumlu yönde etkilediği ve betonun işlenebilirliğini arttırdığı görülmüştür.

4.1.4. Basınç Dayanımı Deney Sonuçları

Basınç dayanımının tayini 150 mm’lik küp numuneler üzerinde yürütülmüştür. Ayrıca eğilme deneyi için üretilen 100×100×500 mm’lik kiriş numunelerin eğilme deneyi sonucunda taş kesme makinesinde kirişin uç kısımlarından kesilen 100 mm’lik küp numuneler de basınç dayanımı deneylerine

tabi tutulmuştur. Numunelerin zamanla göstereceği dayanım artışları için 7, 28, 90 ve 365 günlük dayanımları ölçülmüştür. Uçucu kül katkılı betonlara ait zamana bağlı basınç dayanım değerleri Çizelge 4.4 ve Çizelge 4.5’de sunulmuştur.

Çizelge 4.4. 100 mm’lik küp basınç dayanımları Basınç Dayanımı (MPa) Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün

0 68.8 77.8 87.4 103.4

10 60.2 75.6 85.1 101.5 15 57.4 70.7 84.0 101.3 20 53.9 69.1 84.2 100.3 25 48.0 64.1 82.8 99.0 30 47.8 61.9 75.6 94.5 45 35.0 50.2 68.9 86.8

Çizelge 4.5. 150 mm’lik küp basınç dayanımları Basınç Dayanımı (MPa) Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün

0 64.4 77.1 86.5 102.8

10 62.7 72.7 81.0 95.4

15 55.1 67.8 80.2 94.5

20 52.3 65.6 79.2 93.9

25 51.9 65.6 78.5 94.7

30 51.0 63.6 77.6 93.4

45 37.9 55.8 69.9 83.2

Çizelgelerde verilen 100 mm’lik ve 150 mm’lik küp basınç dayanımlarına ait değerler için, dayanım-zaman ilişkilerine ait grafikler sırasıyla Şekil 4.5 ve Şekil 4.6’da gösterilmiştir. Grafiklerden zamana bağlı olarak tüm beton gruplarının basınç dayanımlarının arttığı görülmüştür. Uçucu kül katkılı betonların 100 mm’lik küp basınç dayanımlarının kontrol numune dayanımlarına, 150 mm’lik küp dayanımlarına kıyasla, daha fazla yaklaşmıştır. Uçucu kül katkılı betonların basınç dayanımlarının 90. ve 365. günlerde %30 oranında uçucu kül katkısına kadar olan gruplarda yaklaşık olarak eşdeğer dayanımlara ulaştıkları görülmüştür. Günindi (2005) Sugözü uçucu külünün 0.45 su/bağlayıcı oranı için %10 oranında uçucu külün

kontrol beton basınç dayanımına eşdeğer ancak %20-%40 oranında ise basınç dayanımlarının azaldığını bildirmiştir.

0 20 40 60 80 100 120

0 100 200 300 400

Zaman (gün)

Basınç Dayanımı (MPa)

%0

%10%15

%20%25

%30

%45

Şekil 4.5. 100 mm’lik küp basınç dayanımı-zaman ilişkisi

0 20 40 60 80 100 120

7 28 90 365

Zaman (gün)

Basınç Dayanımı (MPa)

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

Şekil 4.6. 150 mm’lik küp basınç dayanımı-zaman ilişkisi

Uçucu kül katkılı betonların basınç dayanımlarının kontrol beton dayanımlarına oranı Çizelge 4.6’da verilmiştir. Uçucu kül katkılı betonların basınç dayanımlarının kendi 28 günlük basınç dayanımlarına oranları ise Çizelge 4.7’de

verilmiştir. Çizelge 4.6’da %30’a kadar uçucu kül katılan betonların 90 ve 365 gün sonundaki dayanımlarının kontrol betonuna göre yaklaşık olarak %90 ve üzerinde değerler aldıkları görülmüştür. %45 uçucu kül katkılı betonlarda 90 ve 365 gün sonunda ise yaklaşık %80 ve üzeri değerlere ulaşmıştır.

Çizelge 4.6. Basınç dayanımlarının kontrol beton dayanımlarına oranları 100×100×100 mm Küp (%) 150×150×150 mm Küp (%) Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün

0 100 100 100 100 100 100 100 100

10 88 97 97 98 97 94 94 93 15 83 91 96 98 86 88 93 92 20 78 89 96 97 81 85 92 91 25 70 82 95 96 81 85 91 92 30 69 80 86 91 79 82 90 91 45 51 65 79 84 59 72 81 81

Çizelge 4.7. Basınç dayanımlarının 28 günlük dayanımlarına oranları 100×100×100 mm Küp 150×150×150 mm Küp Uçucu Kül

(%) 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün 7.gün 28.gün 90.gün 365.gün

0 88 100 112 133 84 100 112 133

10 80 100 113 134 86 100 111 131

15 81 100 119 143 81 100 118 139

20 78 100 122 145 80 100 121 143

25 75 100 129 154 79 100 120 144

30 77 100 122 153 80 100 122 147

45 70 100 137 173 68 100 125 149

Çizelge 4.7’te uçucu kül katkılı betonların 7 günlük erken dayanımlarının kül oranı arttıkça azaldığı ve 28. günden sonra 90 ve 365 günlerde uçucu küllü betonların dayanım kazanımlarının kül oranının artışı ile daha da arttığı görülmüştür.

100 mm’lik küplerde %10, %15, %20, %25, %30 ve %45 oranındaki uçucu kül ilavesinin 365 gün sonundaki 28 günlük dayanımlarına kıyasla dayanım artışları sırasıyla %34, %43, %45, %54, %53 ve %73 olmuştur. Kontrol betonunun artışı ise

%33 dür. Aynı şekilde 150 mm’lik küplerde ise uçucu kül ilavesinin 365 gün sonundaki 28 günlük dayanımlarına kıyasla dayanım artışları sırasıyla %31, %39,

%43, %44, %47 ve %49 olmuştur. Kontrol betonunun artışı ise yine %33 dür.

Yani, uçucu kül oranının artışı ile ileri zamandaki dayanım artışının daha fazla olduğu görülmüştür. Çimentonun yerine uçucu kül katkısı kullanıldığında çimentonun erken dayanım kazandırdığı, uçucu külün ise etkisinin zamanla dayanım kazandırdığı görülmüştür. Betonda kül oranının artmasıyla, dayanımın kazanımının zamana yayıldığı görülmüştür. Uçucu külün puzolanik reaksiyonundan dolayı, uçucu kül içeren betonun dayanım gelişmesinin, genellikle ilk zamanlarda daha yavaş olduğunu ancak, uzun dönemde dayanım kazanmaya devam ettiği belirtilmektedir (Cabrera ve Woolley, 1985; Mehta, 1986).

Ayrıca 100 mm’lik ve 150 mm’lik küp numunelerin basınç dayanımları arasında doğrusal bir ilişki kurulmaya çalışılmıştır. Elde edilen doğrusal ilişkinin korelasyon katsayısı 0.96 olup Şekil 4.7’de gösterilmiştir. Uçucu kül içeren ve 100 mm’lik küp numune beton basınç dayanımı, ortalama 0.974 katsayısı ile çarpılarak 150 mm’lik küp beton basınç dayanım sonucu elde edilebilmiştir. 100 mm’lik küp basınç dayanımları 150 mm’lik küp basınç dayanımlarından yaklaşık olarak %3 oranında fazla çıkmıştır.

y = 0.974x R² = 0.96

0 20 40 60 80 100 120

0 20 40 60 80 100 120

100 mm'lik Dayanım (MPa)

150 mm'lik Dayanım (MPa)

Şekil 4.7. 150 ile 100 mm’lik küp basınç dayanımları arasındaki ilişki

28 günlük küp basınç dayanımları ile 28 günlük silindir basınç dayanımları arasındaki ilişki de Şekil 4.8’de gösterilmiştir. 100 mm’lik küp basınç dayanımlarının silindir basınç dayanımları ile olan ilişkisi 150 mm’lik küp ile olan

ilişkisinden daha tutarlı görülmüştür. Silindir beton basınç dayanımının her iki küp dayanımlarının da yaklaşık %75’ine eşit olduğu görülmüştür.

y = 0.7544x R² = 0.84 y = 0.7501x

R² = 0.90

0 20 40 60 80

40 50 60 70 80

Küp Basınç Dayanımı (MPa)

Silindir Basınç Dayanımı (MPa)

100 150

Şekil 4.8. Silindir basınç-küp basınç dayanımları arasındaki ilişki

Uçucu kül oranı %30’a kadarki betonların basınç dayanımları 90 ve 365 günlerde birbirlerinin dayanımlarına yaklaşık olarak eşdeğer düzeyde dayanım kazanmışlardır. Bu dayanımlar aynı zamanda kontrol beton dayanımlarıyla karşılaştırılabilir düzeyde bulunmuştur. Uçucu külün basınç dayanımına etkisi erken zamanlarda olumsuz olmasına karşın zamanla dayanım kazanmaları artmakta ve dayanımları kontrol betonlara yaklaşabilmiştir. Uçucu külün zamanla dayanım kazandırdığı görülmüştür. Kullanılan Sugözü uçucu külünün beton basınç dayanımları açısından, %30 mertebesine kadar ikame edilebileceği hatta yüksek oranlarda uçucu kül içeren betonlarda %45 ve üzeri kullanılabileceği, dolayısıyla ekonomik ve ekolojik faydaların elde edileceği kanaati oluşmuştur.

4.1.5. Elastisite Modülü Deney Sonuçları

Uçucu kül katkılı beton gruplarının elastisite modüllerinin tayini 28 günlük 150×300 mm’lik silindir beton numunelerde yapılmıştır. Bu araştırmada uçucu küllü betonların σ-ε eğrisinin üzerinde herhangi bir nokta belirlenmiş ve hem σ-ε eğrisinin

başlangıç noktasından (0 noktasından) hem de belirlenen bu noktadan geçen bir doğru çizilmiştir. Bu noktanın seçiminde, betonun maksimum gerilme değerinin

%40’ına karşılık gelen gerilme değeri temel alınmıştır. Çizilen bu doğru, betonun σ-ε eğrisi imiş gibi kabul edilmiş ve bu doğrunun eğimi (E=σ/ε) hesaplanmıştır. Uçucu kül katkılı betonların 28 günlük 150×300 mm’lik silindir basınç dayanımları ile sekant elastisite modülleri Çizelge 4.8’de verilmiştir.

Çizelge 4.8. Elastisite modülü değerleri Uçucu Kül

0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 Birim Deformasyon

Şekil 4.9. Gerilme-birim deformasyon diyagramları

Uçucu kül katkılı betonlara ait gerilme-birim deformasyon diyagramları Şekil 4.9’da gösterilmiştir. Uçucu kül katkılı beton gruplarının %45 uçucu küllü beton

grubu hariç, kontrol betonun elastisite modülü değerlerine eşdeğer veya biraz fazla olduğu bulunmuştur. %10 ile %30 arasındaki uçucu kül katkılı betonların elastisite modülleri kontrol betonun elastisite modülünün %90-%105’i arasında değer almıştır.

%45 gibi yüksek oranda uçucu kül katkısında ise elastisite modülü kontrol betonun

%83’üne karşılık gelmiştir. Buna benzer olarak, Caretta ve Malhotra (1987) uçucu kül katkılı betonların 28 günlük elastisite modüllerinin, kontrol betonun elastisite modülünün %90 ile %110 arasında olduğunu rapor etmişlerdir. Ramyar (1993) uçucu külün betonun elastisite modülüne önemli bir etkisinin olmadığını bildirmiştir.

Siddique (2004) uçucu küllü betonların elastisite modülünün 28 günde azaldığını ancak devamlı ve önemli bir gelişmenin ve artışın 28 günden sonra meydana geldiğini belirtmiştir. Dinçer (2004) ise uçucu kül ile birlikte hacimce ince malzeme miktarı arttığı için, kül katkısı ile birlikte beton kompasitesinin de artmakta olduğunu, bundan dolayı basınç dayanımında gözle görülür bir azalma olmasına

Siddique (2004) uçucu küllü betonların elastisite modülünün 28 günde azaldığını ancak devamlı ve önemli bir gelişmenin ve artışın 28 günden sonra meydana geldiğini belirtmiştir. Dinçer (2004) ise uçucu kül ile birlikte hacimce ince malzeme miktarı arttığı için, kül katkısı ile birlikte beton kompasitesinin de artmakta olduğunu, bundan dolayı basınç dayanımında gözle görülür bir azalma olmasına

Belgede İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI (sayfa 121-0)