Beton Bileşim Parametrelerinin Geçirimlilik Özellikleri Ve Gömülü Çelik Donatı Korozyonuna Etkisi

Abstract

Bu deneysel çalışmada uçucu kül veya silis dumanı katkılı betonlardan oluşan iki seri beton üretilmiştir. ‘Merkezi Kompozit Tasarım’ adındaki deneysel tasarım ve analiz yapan istatistiksel yöntem kullanılarak her seride karışım parametrelerinden toplam bağlayıcı miktarı, su/bağlayıcı oranı ve puzolan/bağlayıcı oranı bağımsız değişken olarak seçilmiştir. Değişken sınırları puzolan özelliklerine ve betonların belirli bir kıvamda bulunması koşuluna göre belirlenmiştir. Her seride, kullanılan istatistiksel programın belirlediği 20 adet karışım hazırlanmıştır. Betonların basınç dayanımı ve geçirimlilik özelliklerini ölçmek üzere alınan numunelerin yarısı laboratuar ortamında havada diğer yarısı da kirece doygun su içerisinde 90 gün boyunca saklanmıştır. Basınç dayanımının yanında ASTM C 1202 standardına uygun olarak hızlı klorür geçirimliliği, BS 1881, bölüm 5’e uygun olarak yüzeyden su emme (Initial Surface Absorption Test), TS EN 12390 – 8 standardına uygun olarak basınçlı su geçirimliliği ve kılcal su emme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca boşluk yapısının belirlenmesi amacıyla taze betondan eleme yoluyla çıkarılan harç numuneler üzerinde civalı porozimetre yöntemi uygulanmıştır. Tüm deney sonuçları varyans analizi yöntemi ile değerlendirilmiş, her iki kür koşulu için ölçülen tüm beton özelliklerinin karışım parametreleri cinsinde ayrı ayrı modelleri belirlenmiştir. Bu modeller kullanılarak betonların su ve klorür geçirimliliklerinin en yüksek ve en düşük olduğu bileşimler belirlenmiştir. Bu bileşimler, hem modellerin sağlamasını yapmak, hem de klorür etkisinde korozyon oluşumunda davranışlarını belirlemek amacıyla ortasında çelik donatı içeren lolipop numunelerin üretiminde kullanılmıştır. Klorür etkisinde korozyon oluşumu Gecor 8 korozyon ölçüm aleti ile izlenmiştir. Betonun seçilen bileşim parametrelerinin (toplam bağlayıcı miktarı, su/bağlayıcı oranı ve puzolan/bağlayıcı oranı) basınç dayanımı, geçirimlilik özellikleri, boşluk yapısı ve korozyon davranışına etkisi deney sonuçlarına dayanılarak değerlendirilmiştir.

In this experimental research, two series of concrete incorporated with fly ash and silica fume were produced. The statistical program of ‘Central Composite Design’ was used to design the experiments and to analyze the testing results. In each series, binder content, water/binder ratio and pozzolan/binder ratio were chosen as independent variables and the ranges of the variables were adjusted according to the properties of pozzolanic material and to obtain certain workability for all concretes. Two series of concretes, each corresponding to one type of supplementary cementing material and composed of 20 batches, are produced. Lime saturated water curing was applied over the half of the specimens, cast to measure compressive strength and permeability, while the remaining ones were stored in laboratory conditions for 90 days. In addition to the compressive strength and capillary water absorption tests, rapid chloride permeability test, initial surface absorption test and permeability under pressure test were conducted in accordance with ASTM C 1202, BS 1881, part 5, and TS EN 12390 – 8 standard test methods, respectively. Furthermore, mercury intrusion porosimetry test method was applied on mortars obtained by sieving fresh concrete, in order to determine pore structure of concretes. Statistical models are derived for each measured concrete property in two curing conditions by means of three independent components of concrete. Concretes having maximum and minimum permeabilities of water and chlorides were obtained by using these models. Chloride induced corrosion of steel bars embedded in these concrete was observed with Gecor 8 corrosion ratemeter. Influence of selected mixture parameters on compressive strength, permeability properties, pore structure and corrosion behavior was evaluated according to the test results.