Yüksek sıcaklık etkisinde kalan betonun basınç dayanımı renk değişimi ilişkisinin araştırılması

Abstract

Herhangi bir nedenle yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan betonarme elemanlarda betonun ve çeliğin mekanik ve fiziksel özeliklerinde değişiklikler meydana gelir. Bu değişikliklerin sonucu olarak betonda çatlama ve parça atma gözlenirken aderansta önemli kayıplar oluşmaktadır. Bu nedenle yangın gibi yüksek sıcaklık etkisine maruz kalmış yapıların onarım veya yıkımına karar vermeden önce yapının son durumunun doğru değerlendirilmesi gerekir.Bu çalışmada yüksek sıcaklığın ve söndürme türünün betonun fiziksel, termofiziksel ve mekanik özeliklerine etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla CEM I 42.5 R çimentosu, silis ve kalker esaslı agregalar ve silis dumanı, uçucu kül, cüruf gibi farklı puzolanlar kullanılarak üretilen oniki seri beton 200, 300, 600 ve 900°C gibi farklı sıcaklıklara maruz bırakılmış, soğutma işlemi havada ve suda olmak üzere iki grupta gerçekleştirilmiştir. Oda sıcaklığına kadar soğutulan numunelerde mekanik, termofiziksel ve fiziksel kontrol deneyleri yapılmıştır. Fiziksel bir özelik olan renk ölçümünde, rengin tür, değer ve doymuşluk bileşenleri, Munsell Renk Dizgesi'nden yararlanılarak tayfsal ışıkölçer ile sayısal olarak belirlenmiştir. Ayrıca tek bir yüzeyden yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan betonda sıcaklığın ve rengin derinliğe bağlı değişimi ölçülmüştür.Deney sonuçlarından betonun termofiziksel özellikleri olan ısı iletim katsayısı ve buhar difüzyon direnç faktörünün TS 825'te verilen hesap değerlerinden farklı olduğu, betonda agrega türünün ve mineral katkıların dikkate alınması gerektiği tespit edilmiştir. Yüksek sıcaklık etkisinde kalan betonun basınç dayanımında meydana gelen değişim ile rengin tür bileşeninde ve ultrases geçiş hızında meydana gelen değişim paralellik göstermiştir. Basınç dayanımı ile renk değişimi ve ultrases geçiş hızı arasında çok katmanlı ileri beslemeli Yapay Sinir Ağları Yöntemi kullanılarak ilişki kurulmuştur. Bu ilişkiden yararlanılarak yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan yapılarda renk ölçümü yapılarak ve ultrases geçiş hızı belirlenerek yapı elemanının basınç dayanımında meydana gelen kayıplar hakkında fikir edinilebileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca sıcaklık ile rengin tür bileşeni arasında derinliğe bağlı ilişki kurulmuştur. Bu ilişkiden yararlanılarak donatının maruz kaldığı sıcaklığın tespit edilebileceği kanaatine varılmıştır.