Yüksek sıcaklığın ve farklı soğutma koşulunun kalker agregalı betonlar üzerindeki etkilerinin araştırılması

Bu çalışmada, yüksek sıcaklığın ve farklı soğutma koşulunun kalker kırmataşlı betonlar üzerindeki etkilerininfiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla kalker kırma taş agrega, CEM I 42.5 R çimentosu, süperakışkanlaştırıcı katkı maddesi ve su kullanılarak C25 sınıfı beton üretilmiştir. Üretilen betonlar üzerinde taze vesertleşmiş beton deneyleri gerçekleştirilmiştir. Taze betonlar 1000x1000x100 mm3boyutunda prizmanumunelere dökülmüş ve 28 gün sonra bu numunelerden Ø50x100 mm boyutunda karotlar alınmıştır. Karotnumunelere 20 (Ref), 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 ve 900 °C yüksek sıcaklık uygulanmıştır. Fırındançıkarılan numuneler hava ve su ile soğutma olmak üzere iki şekilde soğutulmuştur. Bu işlemden sonra karotnumunelere ultrases geçiş hızı ve basınç dayanımı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçta, sıcaklık yükseldikçebeton kalitesinin ve dayanımının azaldığı, suda soğutulan örneklerin havada soğutulan örneklere göre basınçdayanımlarının daha yüksek olduğu bulunmuştur. Ayrıca soğutma şekline göre ultrases cihazı ile ölçülen betonkalitesinin değişmediği, 400 °C’de beton basınç dayanımının referans numuneye göre % 50 azaldığı, 700 °Cüzerindeki sıcaklıklarda Ca$0 _2$+ $H _2$O → Ca(OH)2’e dönüştüğünden basınç dayanımında % 82 azaldığı tespitedilmiştir.

Investigation of the effect of high temperatures and different cooling conditions on the concrete with calcerous aggregates

In this study, it was investigation the physical and mechanical properties of the concretes produced withcalcareous aggregate under high temperature applications and different cooling conditions. For this reason, C25class concrete has been produced by using calcareous crushed stone aggregate, CEM I 42.5 R cement, superplasticizer admixture and water as additional material. Fresh and hardened concrete tests were conducted onproduced concrete samples. Concrete samples were casted to 1000x1000x100 mm3rectangular prisms and coresamples were extracted from these prisms other 28 days. To core samples 20 (Reference), 100, 200, 300, 400,500, 600, 700, 800 and 900 °C temperature were applied. These samples were cooled using water and airseparately. Ultrasound and uniaxial compressive strength test were performed on these samples. As a result, ithas been determined that the quality and the strength of the concrete decrease as the temperature increases; thatthe compressive strength of the samples cooled in water is higher than the ones cooled in air; that the quality ofthe concrete has not changed which was measured by the ultrasound device according to the cooling type; thatthe compressive strength of the concrete has decreased 50% when compared to the reference sample in 400 °C;and 82% decrease has been detected in the compressive strength in the temperatures higher than 700 °C sinceCa$0 _2$+ $H _2$O → Ca(OH) 2 occurs.

PDF

___

1. Durmuş. G., ve Subaşı S., “Betonarme kalıp maliyetinin bilgisayar ortamında tasarımı”, UMES'07 - Ulusal Teknik Eğitim, Mühendislik ve Eğitim Bilimleri Genç Araştırmacılar Sempozyumu, 619-624, Kocaeli, 2007
2. TS EN 13501-3, “Yapı mamulleri ve yapı elemanları – Yangın sınıflandırması – Bölüm 3: Bina hizmet tesisatlarında kullanılan mamuller ve elemanlar üzerinde yapılan yangına dayanıklılık deneylerinden elde edilen veriler kullanılarak sınıflandırma: Yangına dayanıklı hava kanalları ve yangın damperleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
3. Hossain, K.M.A., “Macro and Microstructural Investigations on Strength And Durability of Purmice Concrete at High Temperature”, Jounal of Materials in civil Engineering ASCE, 18(4) 527-536, 2006
4. Topçu, İ.B., Demir A., Yüksek Sıcaklık Uygulama Süresinin Harç Özeliklerine Etkisi, 7. Ulusal Beton Kongresi, s. 455-463, İstanbul, 2007.
5. Guise S.E., Short N.R. ve Purkiss J.A., Colour Analysis for Assessment of Fire Damaged Concrete, Concrete Repair, Rehabilitation and Protection, Proceeding of The International Conference Held at The University of Dundee, Scotland/UK, 1996.
6. Burnaz, O., Durmuş, A., Betonarme Yapı Elamanlarının Yangın Başarımları, Türkiye inşaat Mühendisliği XVII. Teknik Kongresi, Bildiriler Kitabı ve CD’si, Sayfa:100-102, Nisan, 2004.
7. Kızılkanat, A.B ve Yüzer, N., Yüksek Sıcaklık Etkisindeki Harcın Basınç Dayanımı-Renk Değişimi İlişkisi, İMO Teknik Dergi, 4381-4392, 2008.
8. Topçu, İ.B. ve A.Demir, Kiremit kırıklı betonlarda yüksek sıcaklık etkisi. ACE 2006, 7th International Congress in Civil Engineering, Yıldız Technical University, İstanbul, Turkey, Book of Abstracts, p. 456., 2006.
9. Cilason, N., Beton, STFA yayınları, Yayın no:21, İstanbul, 1992.
10. Şimşek, O., Yapı Malzemeleri II. Cilt, Beta Yayınları, Ankara, 2007.
11. Erdoğan, T.Y., Beton, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayını, 741, 2007.
12. Chan, Y.N., Lou, X., Sun W., The Compressive Strength and Pore Structure of High Performance Concrete After High Temperature up to 800 °C”, Cem. Conc. Res., 30 247-251, 2000
13. Piasta, J., “Heat Deformation of Cement Paste Phases and Micro structure of cement paste”, Mater. Struc., 17(102) 415-420, 1984
14. Aydın, S., Yazıcı H., Baradan B., “High Temperature Resistance of Normal Strength and Autoclaved High Strength Mortar Incorporated Polypropylene and Steel Fibers”, Cons. and Build Mater, 22(4) 504-512, 2008
15. Xiao, j., Falkner, H., “On Residual Strength of High-Performance Concrete With and Without Polypropylene Fibres at Elevated Temperatures”, Fire Safty J., 41 115-121, 2006
16. Sancak E., Sarı Y.D., Şimşek O. "Effects Of Elevated Temperature On Compressive Strength and Weight Loss of The Lightweight Concrete With Silica Fume and Superplasticizer" Cement and Concrete Composites, 30: 715-721 2008.
17. Bingöl AF., Gül. R., “Compressive Strength of Lightweight Aggregate Concrete Exposed ot High Temperature”, Indian J.Eng. and Mater. Sci, 11 68-72, 2004
18. TS 781 ISO 758, “Sanayide Kullanılan Sıvı Kimyasal Ürünler -20°C'da Yoğunluk Tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1998.
19. TS 6365 EN 1262, “Yüzey aktif maddeler- Çözeltilerin veya dispersiyonların pH değerlerinin tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2005.
20. TS EN 480–8, “Kimyasal katkılar - beton, harç ve şerbet için- deney metotları- Bölüm 8: Katı madde muhtevası tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2001.
21. TS EN 480-10, “Kimyasal katkılar - beton, harç ve şerbet için- Deney metotları- Bölüm 10: Suda çözünebilir klorür muhtevası tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, 2001.
22. TS EN 480-12, “Kimyasal katkılar - beton, harç ve şerbet için - Deney metotları - Bölüm 12: Alkali muhtevasının tayini”,Türk Standartları Enstitüsü, 2008.
23. TS 3530 EN 933–1, “Agregaların geometrik özellikleri için deneyler Bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, 1999.
24. TS 130, “Agrega karışımlarının elek analizi deneyi için metot”, Türk Standartları Enstitüsü, 1978.
25. TS 3529, “Beton agregalarının birim ağırlıklarının tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, 1980.
26. TS EN 1097–6, “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2002.
27. TS EN 1097–3, “Agregaların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 3: Gevşek Yığın Yoğunluğunun ve Boşluk Hacminin Tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1999.
28. Erdoğan, Y. T., “Betonu Oluşturan Malzemeler, Agregalar”, THBB, Ankara, 88-90, 1995.
29. Şimşek, O., “Beton ve Beton Teknolojisi”, Seçkin yayıncılık, Ankara, 2007.
30. TS 802, “Beton Karışım Hesap Esasları”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
31. TS EN 206–1, “Beton-Bölüm 1: Özellik, performans, imalat ve uygunluk”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
32. TS EN 12350-2, “Beton-Taze beton deneyleri- Bölüm 2: Çökme (slamp)”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
33. TS EN 12350-3, “Beton- taze beton deneyleri- Bölüm 3: Vebe deneyi”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
34. TS EN 12350-7, “Beton- taze beton deneyleri- Bölüm 7: Hava içeriğinin tayini- basınç metotları”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
35. TS EN 12350-4, “Beton- Taze Beton Deneyleri- Bölüm 4: Sıkıştırılabilme Derecesi”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
36. Topçu. B.İ, “Yapı Malzemeleri ve Beton”, Eşkişehir 2006
37. TS EN 12390–2, “Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 2: dayanım deneylerinde kullanılacak deney numunelerinin hazırlanması ve kürlenmesi”, Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
38. ASTM C 597, “Standard test method for pulse velocity through concrete”, ASTM International, 2002
39. TS EN 12390–3, “Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç”, Türk Standartları Enstitüsü, 2003.
40. Durmuş G., Şimşek O., Dayı M., “Geri Dönüşümlü İri Agregaların Beton Özelliklerine Etkisi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 24, No 1, 183-189, 2009