Hafif Agregaların Yüksek Performanslı Betonların Otojen Deformasyon Ve Kırılmasına Etkileri

Abstract

Erken yaşlardaki otojen deformasyonu önlemek için suya doygun hale getirilmiş hafif agregalar su rezervuarı olarak kullanılabilir. Yüksek performanslı bir betonda oluşan otojen deformayonu önlemek için kullanılacak ponza agregaların hacim ve tane boyutunun çimentolu malzemelerin kırılma ve mekanik özeliklerine etkisini belirleyecek deneyler yapılmıştır. Bu amaçla, hazırlanan düşük su/çimento oranlı betonların normal agregaları değişik hacim ve boyuttaki doğal hafif agrega ile yer değiştirilmiş ve bu değişimin kirişin açıklık ortasındaki yük-deplasman eğrisine etkisi kırılma enerjisi, karakteristik boy ve son deplasman ölçülerek incelenmiştir. Hafif agregaların en yakın yüzey komşulukları imaj analizi yapılarak incelenmiş ve bu büyüklüklerin otojen deformasyon ile kırılma parametrelerine etkileri belirlenmiştir. Sonuçlar, ince hafif agrega kullanımının iri hafif agregaya göre belirgin şekilde otojen deformasyonu azalttığını göstermiştir. Aynı zamanda, ince hafif agregalı betonların kırılma enerjisi, kirişin açıklık ortasındaki son deplasman değeri, yarılmada çekme dayanımı ve basınç dayanımının iri hafif agregalı betonlarınkine kıyasla daha yüksek olduğu görülmüştür. Hafif agregalar arasındaki mesafenin kırılma enerjisi ve otojen deformasyon üzerinde ortalama tane boyutundan daha etkili olduğu gösterilmiştir. Hafif agregaların normal agrega ile yer değişim oranı arttıkça otojen deformasyon azalırken, her iki hafif agrega bölümünün kullanımında betonların kırılma ve mekanik özeliklerinde azalmalar oluşmuştur. Kırılma enerjisi, karakteristik boyu, basınç dayanımı en büyük, otojen deformasyonu en düşük olan beton Tepki Yüzey Yöntemi ile çok amaçlı eşzamanlı optimizasyon tekniği ile belirlenmiştir.

In order to mitigate the early age autogenous deformation in concrete, dispersed saturated lightweight aggregates (LWAs) can be used as water reservoirs. Experiments were conducted to determine the effects of volume and size fractions of pumice LWAs on fracture and mechanical properties of cementitious materials. In concretes with a constant low water/cement ratio, normal aggregates have been replaced by LWAs in different volume and size fractions and their effects on the load-displacement at mid-span curve were investigated by measuring the fracture energy, the characteristic length and final displacement. In addition, coarse mortar, fine mortar, and paste phases of concretes were produced. The LWA-LWA proximity was also investigated by image analysis, and its effects on the autogenous deformation and the fracture properties were determined. The results imply that the inclusion of fine fraction of LWAs in concrete reduces the autogenous deformation significantly compared to that of the coarse fraction. Also shown that concretes with fine fraction have enhanced fracture and mechanical properties than the concretes with coarse fraction. It is demonstrated that the LWA-LWA proximity is more effective than the size of LWAs on both the autogenous deformation and fracture properties of concretes. Increasing the replacement ratio of LWAs mitigates autogenous deformation, while having an unfavorable effect on fracture and mechanical properties of concrete for both size replacements. A multi-objective simultaneous optimization technique, in which Response Surface Method (RSM) was incorporated, was used to obtain a concrete with maximum fracture energy, characteristic length, compressive strength and minimum autogenous deformation.