Hafif agregalı betonun boşluk yapısının mekanik ve fiziksel özelliklere etkisi

Abstract

Yapı üretiminin temel malzemesi olan "normal beton"un yoğunluğu 2400 kg/m3 civarındadır. Yoğunluğu, 2600 kg/m3'ten fazla olanlar "ağır beton", etüv kurusu durumdaki yoğunluğu 2000 kg/m3'ün altında olanlar ise "hafif beton" olarak adlandırılır. Hafif betonlar, üretim tekniğine ve malzemesine göre, hafif agregalı betonlar, ince tanesiz betonlar ve gaz betonları olarak, işlevine göre de taşıyıcı hafif betonlar, taşıyıcı/yalıtım hafif betonları ve yalıtım hafif betonları olarak gruplandırılırlar.Hafif agregalı beton üretiminde, birim ağırlığı düşük doğal ve/veya yapay hafif agregalar kullanılır. Doğal hafif agregalar, tüf, bims (ponza), sünger taşı, lav cürufu, bentonit vb gözenekli volkanik doğal taşlardan veya diyatomit gibi tortul taşlardan elde edilir. Yapay hafif agregalar ise yüksek fırın cürufu, uçucu kül gibi endüstri atıklarından ve perlit, kuvarsit, vermikülit, obsidyen, arduvaz, kil ve şist gibi doğal taşların ısıl işlem ile genleştirilmesinden elde edilir. Bunlardan başka elyaf, talaş ve testere tozu gibi ahşap atıkları, EPS köpükler, plastik atıklar, hafif tuğla kırıkları ve diğer tarım atığı malzemeler de hafif beton agregası olarak kullanılırlar.Konu ile ilgili kaynak taramasında, ponza hafif agregası ile üretilmiş betonunun mekanik ve fiziksel özellikleri ile ilgili çalışmalar yapıldığı, agregaların hafif ve gözenekli oluşu nedeni ile beton üretimindeki zorluğun, agregalara su emdirilmesi ya da karma suyunun artırılması ile aşılmaya çalışıldığı görülmüştür. Bu yöntemler ile agregaların tam ve homojen olarak suya doyurulduğunu ve agrega-çimento hamuru arayüzünde sürekliliğin sağlandığını söylemek mümkün değildir. Yapılan araştırmada ayrıca, hafif betonların birim ağırlığının ve mekanik özelliklerinin etraflıca araştırıldığı, ısı iletimini doğrudan etkileyen su buharı difüzyon direnç faktörünün ise detaylı araştırılmadığı, hafif betonun boşluk oranı, boyutu ve boşluk dağılımı gibi boşluk parametreleri ile fiziksel ve mekanik özelliklerini ilişkilendiren kapsamlı deneysel çalışmanın eksik olduğu gözlenmiştir.Bu eksiklikler dikkate alınarak planlanan bu tez kapsamında, agregaların homojen doyurulması amacı ile "Vakumla Suya Doyurma Yöntemi" geliştirilmiştir. Agregaların olduğu gibi kullanıldığı, normal koşullarda suya doyurulduğu ve bu çalışmada geliştirilen teknik ile vakumlanarak suya doyurulduğu üç farklı yöntem ile çimento dozajı 350 ve 500 kg/m3 olan, hava sürükleyici katkı maddesi katılan ve katılmayan toplam 12 farklı seride beton üretilmiştir. Taze betonda slump, VeBe süresi, yoğunluk, sertleşmiş betonda yoğunluk, ses geçiş hızı, su emme, ısı iletim katsayısı, su buharı difüzyon direnç faktörü, kuruma rötresi, basınç dayanımı, yarma dayanımı ve elastisite modülü belirlenmiş, betonun boşluk yapısı optik mikroskop ve cıva porozimetresi ile incelenmiş, mekanik ve fiziksel özellikler arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu çalışmada üretilen hafif beton ile normal beton arasındaki farklılıklar statik açıdan, ısı yalıtımı açısından ve değer analizi ile irdelenmiştir.Deney sonuçlarına göre, hafif agregalı betonlarda, boşluk parametreleri ile fiziksel ve mekanik özelliklerin ilişkili olduğu, hafif beton üretiminde ponza agregalarının bu çalışmada geliştirilen vakum yöntemi ile suya doyurularak kullanılmasının üretim süresini kısalttığı, taze ve sertleşmiş beton özelliklerine olumlu etki yaptığı görülmüştür. Vakumla Suya Doyurma Yönteminin hafif agregalı beton üretim teknolojisinde etkin biçimde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.