ERKEN DAYANIMI YÜKSEK ALKALİLERLE AKTİVE EDİLMİŞ TAMİR HARCI GELİŞTİRMESİ
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Nihat Kabay
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bina, köprü platformları ve otoyollar gibi betonarme mühendislik yapılarının uzun işletme ömrü süreci içerisinde yüzeylerinde ve kaplamalarında dış faktörlere bağlı çatlak ve bozulmalar meydana gelmektedir. Bu bozulmaların düzenli ve hızlı şekilde tamir edilmesi yapısal güvenlik açısından büyük önem arz etmekte, bu durum erken yaş dayanımı yüksek hızlı sertleşen bağlayıcı malzemelere duyulan ihtiyacı artırmaktadır. Günümüzde yapısal veya yapısal olmayan tamiratlar için genellikle özel kimyasal içerikli çimento esaslı harçlar kullanılmakta ve bu durum çevresel ve ekonomik bir takım dezavantajları beraberinde getirmektedir. Alkalilerle aktive edilmiş malzemeler (AAM); hızlı sertleşme, üstün erken ve geç yaş mekanik dayanımı, yüksek sıcaklık direnci ve düşük karbon emisyonu gibi özellikleriyle geleneksel çimento esaslı tamir harçlarına sürdürülebilir bir alternatif oluşturmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında demir ve çelik üretim endüstrisinin yan ürünleri olan yüksek fırın cürufu (YFC) ve bazik oksijen fırın cürufunun (BOFC) iki aşamalı ve tek aşamalı AAM üretiminde ikili bağlayıcı olarak kullanımı vasıtasıyla erken dayanımı yüksek, hızlı sertleşen ve geleneksel çimento esaslı harçlara göre çevreci bağlayıcı üretimleri gerçekleştirilmiştir. Bu çerçevede, iki aşamalı yöntem ile üretilen AAM karışımlarında BOFC ve YFC miktarları fiziksel,mekanik ve durabilite özellikleri incelenerek optimize edilmiş, BOFC'nin alkali aktivasyon reaksiyon mekanizmaları ve erken yaş özellikleri üzerine olan etkileri gerçekleştirilen içyapı analizleriyle karakterize edilmiştir. Daha sonra, iki aşamalı AAM sisteminde optimizasyonu ve karakterizasyonu yapılan BOFC/YFC esaslı karışımlar tamir harcı potansiyelini artırmak amacıyla tek aşamalı AAM metoduyla üretilmiştir. Ayrıca, tek aşamalı AAM karışımlarının malzeme özellikleri ve tamir harcı potansiyeli kalsine magnezya, karbon fiber ve çelik fiber gibi takviyelerle iyileştirilmiş; yapılan kapsamlı deneysel ve saha çalışmaları ile farklı tamir harçlarının özellikleri karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları BOFC’nin yüksek kalsiyum içeriği ve kendine has mineralojisi ile hem iki aşamalı hem de tek aşamalı AAM karışımlarının priz süresini oldukça hızlandırdığı, erken yaş dayanımını önemli ölçüde artırdığını ortaya koymuştur. Optimum oranda BOFC kullanıldığında, hamur karışımlarının ASTM C1600 standardında tanımlanan tamir amaçlı karışımlardan “Genel Hızlı Sertleşen” (GRH) ve/veya “Orta Hızlı Sertleşen” (MRH) kategorilerinin kriterlerini sağladığı görülmüştür. Ek olarak, üretilen tek aşamalı ve iki aşamalı harç karışımlarının ASTM C928 standardında tanımlanan R1 sınıfı hızlı sertleşen tamir harcı kriterlerini karşıladığı belirlenmiştir. Tek aşamalı AAM tamir harçlarında kalsine magnezya veya mikrofiber ilavesinin genel olarak durabilite özelliklerini ve hacimsel stabiliteyi iyileştirerek kuruma rötresini önemli ölçüde azalttığı tespit edilmiştir. Yaşam döngüsü analizleri ve gerçekleştirilen saha uygulaması sonuçları optimum miktarda BOFC ile üretilen AAM esaslı tamir harçlarının karbon emisyonlarını ciddi ölçüde azaltarak dış yükler ve sert çevresel koşullar altında başarı ile uygulanabileceğini göstermiştir.