Kendiliğinden yerleşen betonda tiksotropinin kalıp basıncına etkisi

Kendiliğinden yerleşen beton (KYB), yoğun donatılı elemanlarda bile yerleştirme ve sıkıştırma işleminde vibratöre gerek kalmayan, kendi ağırlığı ile akıp kalıbı doldurabilen ve tamamen sıkışabilen çok akıcı kıvamlı özel bir betondur. KYB’nin akıcı kıvamda olması taze beton özelikleri açısından normal betona göre birçok avantaj sağlamaktadır. Ancak, KYB’nin çok akıcı kıvamlı olmasından dolayı kalıba yaptığı basınç hidrostatik basınç olarak düşünülmekte, bu da kalıp maliyetlerini arttırmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda KYB’nin tiksotropik davranış göstermesi nedeniyle kalıba yaptığı basıncın hidrostatik basınçtan daha düşük olduğu belirtilmektedir. Tez çalışmasının amacı, değişik kompozisyonlarda üretilen KYB’lerin tiksotropisinin kalıp basıncına etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, 15 farklı KYB karışımı üzerinde taze beton işlenebilirlik, reoloji, tiksotropi, yanal kalıp basıncı ve sertleşmiş beton dayanım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, KYB’nin su/bağlayıcı oranı, yayılma çapı ve iri agrega/toplam agrega oranı gibi parametrelerinin değişmesiyle, betonun akış özeliklerinin ve kalıba yaptığı basıncın değiştiği görülmüştür. Ayrıca, tiksotropisi yüksek KYB karışımlarının zaman içinde kalıba yaptığı yanal basınç değerlerindeki azalmanın daha fazla olduğu belirlenmiştir

Doğal ve atık malzemelerle geopolimer harç ve beton geliştirilmesi

Bu tez kapsamında, Ege Bölgesi'nden sağlanan iki farklı doğal puzolan (zeolit ve tras), Manisa yöresindeki tuğla ve kiremit fabrikalarında atık olarak bulunan tuğla tozu, Soma termik santral atığı olan bir tip C sınıfı uçucu kül ve taban külü ile Biga termik santralinden temin edilen bir tip F sınıfı uçucu kül alüminosilikat toz malzeme olarak kullanılmıştır. Bu toz malzemelerin sodyum hidroksit ve sodyum silikat çözeltileri ile karıştırılması sonucu geopolimer hamur, harç ve beton üretilmiştir. Harç karışımları üzerinde farklı alkali aktivatör konsantrasyonu, su/bağlayıcı oranı ve kür koşulunun etkisi belirlenmiş ve uygun karışımlar üzerinde dayanıklılık deneyleri yapılmıştır. Alkali aktivatör konsantrasyonu ve kür koşulunun etkisinin araştırılması için içyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. Geopolimer beton geliştirilmesi amacıyla deneme beton karışımları oluşturulmuş ve dayanım açısından uygun karışımların mekanik, geçirimlilik, durabilite ve içyapı özelikleri araştırılmıştır. Ayrıca, geopolimer betonların bu özelikleri benzer dayanıma sahip çimento esaslı normal betonlarla kıyaslanmıştır. Son olarak dayanım açısından uygun betonlarla prototip betonarme kiriş eleman üretilmiş ve yükleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, farklı alüminosilikat toz malzemelerle üretilen geopolimer harçlarda en yüksek basınç dayanımı F tipi uçucu kül esaslı karışımda, en düşük basınç dayanımı ise zeolit esaslı karışımda elde edilmiştir. Reaktif agrega ile üretilen geopolimer harçlarda alkali-silis reaksiyonu jeline rastlanmamıştır. Geopolimer harçlarda sülfat etkisi sonucunda çimento esaslı harçlarda görülen etrenjit oluşumu gözlemlenmemiştir. Atık tuğla tozu, taban külü, tras ve zeolit ile üretilen beton karışımlarının basınç dayanımları düşük seviyede kalmıştır. Bu toz malzemeler F tipi uçucu kül ile ikame edilerek ikili bağlayıcı sistemler geliştirilmiş ve betonların dayanımlarında bu şekilde bir artış sağlanmıştır. Tüm geopolimer betonların genel olarak çimentolu betonlara göre beton-donatı aderansının daha yüksek, kuruma büzülmesinin ise daha düşük olduğu belirlenmiştir. Prototip betonarme kiriş elemanlar üzerinde gerçekleştirilen yükleme deneyleri sonucunda ise, geopolimer betonla üretilen betonarme kirişlerde meydana gelen deplasman değerlerinin portland çimentolu betonla üretilen kirişe göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.In this thesis, two different natural pozzolans (zeolite and trass) from Aegean Region, a waste clay brick powder supplied by a brick factory in Manisa, a waste bottom ash and a Type C fly ash from Soma Thermal Power Plant, as well as a Type F fly ash from Biga Thermal Power Plant were used as binders. Geopolymer paste, mortar and concrete mixtures were produced by mixing these binding materials with sodium hydroxide and sodium silicate solutions. The effects of alkali activator concentration, water/binder ratio and curing condition on the strength of geopolymer mortar mixtures were determined. The durability of some selected geopolymer mortar mixtures was also studied. In order to investigate the effect of alkali activator concentration and curing condition, microstructural characteristics of the geopolymer mixtures were analyzed. Trial geopolymer concrete mixtures were prepared and their strengths were determined. The mechanical, transport properties and durability performance of the selected concrete mixtures were compared with equivalent-strength conventional concrete mixtures. Finally, prototype reinforced concrete beams were produced with selected concrete mixtures and subjected to center-point flexural loading test. According to the experimental results, the highest and the lowest compressive strength values were obtained for the Type F fly ash-bearing and in the zeolite-based geopolymer mortar mixtures, respectively. No sign of alkali-silica gel was found in the geopolymer mixture containing an alkali reactive aggregate. As a result of the sulfate resistance test, no ettringite formation was observed in the geopolymer mortar mixtures. The compressive strength of waste clay brick powder-, bottom ash-, trass- and zeolite-containing geopolymer concrete mixtures were found to be quite low. Thus, these materials were partially substituted with the Type F fly ash so that the strength of geopolymer concrete mixtures containing binary cementitious systems increased. It was observed that the concrete-reinforcing steel bond strengths of all geopolymer concrete mixtures were higher than that of the conventional concrete. Drying shrinkage of the geopolymer concrete mixtures were lower than that of the conventional concrete. The center-point flexural loading test on geopolymer and conventional reinforced concrete beam specimens revealed higher mid-span deflection of reinforced geopolymer concrete beams than those of the conventional reinforced concrete beams

Properties of self-consolidating concrete incorporating coarse recycled concrete aggregate

In this study, the effect of recycled concrete coarse aggregate on properties of self-consolidating concrete was examined. This aggregate was replacing 25%, 50%, 75%, 100% of limestone coarse aggregates. RC aggregate was used in SCC mixtures after 24 hours water saturation and surface dry (SSD). The results have shown that replacement of limestone coarse aggregate with RC aggregate caused the compressive strength decrease. However, the effect on tensile splitting and flexural strength was lower. As a result of this study it was found that it is possible to produce SCC compatible with EFNARC 2002. Moreover; it was observed that the use of RC aggregate in SSD state positively affected the fresh properties of SCC

Pull-out behavior of single steel fiber from SIFCON matrix

WOS: 000309493700071Slurry Infiltrated Fiber Concrete (SIFCON) is a special type of steel fiber-reinforced cement composite! which has superior mechanical properties such as compressive, tensile, shear and flexural strengths with extraordinary toughness values. In this experimental study, the effect of mix proportions of SIFCON matrix (slurry), curing conditions, aspect ratio of steel fiber, embedded length and fiber type on the single fiber pull-out behavior from SIFCON matrix was investigated. Test results indicated that fiber type, embedded length of fiber, curing conditions, fiber end condition, and matrix strength has a considerable effect on fiber-matrix bond. Increasing the diameter of the fiber and improving the curing conditions increased matrix-fiber bond. In addition, increasing bond strength was observed with increasing strength of SIFCON matrix. The pull-out toughness increased by increasing embedded length of fiber. It has been observed that hooked end fibers have shown better interface bond compared to the smooth fibers. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved

ffect of Premature Compressive Loading on the Mechanical and Transport Properties of Concrete

Bu çalışmada, erken yaşta basınç yükü altında önyüklemenin betonun mekanik özellikleri ve geçirimliliğine etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, iki farklı maksimum tane boyutuna (Dmax) sahip agrega (16 mm ve 22.4 mm) içeren beton karışımı oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında bir günlük numunelere basınç dayanımlarının %90’ı mertebesinde önyükleme yapılmıştır. Havada ve suda olmak üzere iki farklı koşulda kürlenen numunelerin basınç dayanımı, ultrases geçiş hızı, dinamik ve statik elastisite modülü, ağırlıkça su emme oranı ve kılcal yolla su emme oranları kontrol numuneleri ile kıyaslamalı olarak incelenmiştir. 2, 7, 28 ve 56 günlük numunelerin basınç dayanımları incelendiğinde, önyüklemenin, 22.4 mm Dmax’a sahip hava kürüne tabi tutulan numuneler hariç, olumsuz bir etkisinin olmadığı hatta önyükleme yapılan numunelerin, kontrol numunelerinin dayanımlarına göre %4’e kadar daha fazla dayanım gösterdiği bulunmuştur. Ön yükleme yapılan 7 ve 28 günlük numunelerin dinamik ve statik elastisite modülünün kontrol numunesine yakın olduğu görülmüştür. 7 günlük numunelerde önyüklemenin su emme değerini, kontrol betonuna göre %6-7 mertebesinde azalttığı, fakat 28 günlük numunelerde bu farkın kapandığı belirlenmiştir. Önyükleme yapılan ve özellikle havada bekletilen numunelerin kılcal yolla daha fazla su emdiği görülmüştür. Önyükleme yapılan bir günlük numunelerin, yüklemeden önce ve sonra ultrases geçiş hızları ölçülmüştür. Yüklemeden sonra hızlarda düşüş görülmüştür; bu da önyüklemenin betonda bazı mikroçatlaklara neden olduğunu göstermiştir. Ancak, ileri yaşlarda önyükleme yapılan ve kontrol numunelerinin ultrases geçiş hızları yakın değerler almıştır. Önyükleme sonucu oluşan hasarın zaman içinde çimentonun hidratasyonu ile onarıldığı düşünülmektedir.In this study, the effect of premature compressive loading on the mechanical and water transport properties of concrete was investigated. For this purpose, concrete mixtures having 16 mm and 22.4 mm maximum aggregate particle sizes (Dmax) were prepared. 1-day concrete specimens were subjected to an axial compressive stress corresponding to 90% of their compressive strength. the compressive strength, ultrasound pulse velocity, dynamic and static modulus of elasticity, water absorption, and sorptivity of either laboratory air-dried or moist-cured concrete specimens were determined. Test results revealed that, except for the air-dried specimens having Dmax of 22.4 mm, the premature loading did not have any adverse effect on the 2-, 7-, 28- and 56-day compressive strength of concrete. Even, the preloaded specimens showed up to 4% higher compressive strength than the control specimens. Besides, the dynamic and static modulus of elasticity of the concrete mixtures did not change significantly upon premature loading. the water absorption of the preloaded 7-day concrete specimens was 6-7% lower than that of the control specimens. However, this difference was diminished in 28-day specimens. Moreover, the preloaded air-dried specimens showed higher sorptivity than the control specimens. Ultrasound pulse velocity (UPV) measurements were taken on 1-day age specimens immediately before and after application of preloading. the reduction in UPV values upon preloading indicated the presence of some microcracks (damage) in concrete specimens. At later ages, the difference between the UPV values of the control and test specimens reduced. This was attributed to the self-healing provided by the prolonged hydration of cement

Effect of alkali activator concentration and curing condition on strength and microstructure of waste clay brick powder-based geopolymer

WOS: 000424718400022The effect of alkali activator concentration and curing conditions on consistency and strength of waste clay brick powder-based geopolymer composites was investigated. For this purpose, geopolymer mortars with twenty different activator concentrations were produced and those mixtures having optimum alkali activator concentration were subjected to different curing conditions. Test results indicated that the optimum alkali activator concentration corresponded to M-s (SiO2/Na2O) ratio of 1.6 and Na2O content of 10% by weight of the binder. A maximum compressive strength of 36.2 MPa was achieved by curing at 90 degrees C, 40% RH for 5 days. In order to characterise the morphology and the structure of the resultant composites, x-ray powder diffraction analysis, thermogravimetric analysis, fourier transform infrared spectroscopy analysis, scanning electron microscopy analysis and micro computed tomography analysis were performed. It was determined that the microstructure analysis results were consistent with the compressive strength results. Denser structure was observed by microstructure analysis in the mixtures having high compressive strength.Scientific and Technical Research Council of Turkey (TUBITAK)Turkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [MAG 213M506]; Ege UniversityEge University [13-MUH-071]The authors would like to thank The Scientific and Technical Research Council of Turkey (TUBITAK) for the financial support provided under Project: MAG 213M506 and Ege University for funding by 13-MUH-071 project

Flexural Performance of Alkali-Activated Slag Cements under Quasi-Static and Impact Loading

WOS: 000393654800010Effects of silicate modulus (Ms) of an activator solution and the matrix components of alkali-activated slag cement (AASC) on the flexural parameters of AASC mortars were investigated under static and low-velocity impact loadings. AASC mixtures in two different Ms (SiO2/Na2O) ratios were prepared by the partial replacement of ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) with fly ash (FA), meta-kaolin (MK), and silica fume (SF). Impact load was generated by a free-fall of a hammer onto the simply supported notched beams from different heights. Test results showed that SF-incorporating AASC had similar impact resistance to the control AASC mixture at all tested velocities while the MK-incorporating AASC had significantly lower impact resistance with an Ms ratio of 0.8. The increase of Ms ratio had a profound effect only in the MK series. The dynamic increase factors (DIF) in AASC mixtures increased with impact velocity. Dynamic increase factors were found to be higher in the AASC mixtures having porous and fissured microstructures than the well-packed and compact ones. AASC mixtures having similar quasi-static flexural performance to a portland cement mortar presented higher low-velocity impact resistance, fracture energy, and ductility index values under impact conditions. (C) 2016 American Society of Civil Engineers.Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK)Turkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [112M262]; TUBITAKTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK)This study is a part of a research project supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK, Project No: 112M262). The authors gratefully acknowledge the support provided by TUBITAK. In addition, the authors acknowledge Mr. Ugur Karabayraktar from KARCIMSA Cement Factory for the material support