Farklı Tipolojideki Doğal Agregalı Betonların Basınç Dayanımını Optimize Etmede Taguchi Metodunun Kullanımı

Abstract

Karışım oranı, malzeme kalitesi, taşıma, yerleştirilme ve bakım gibi birçok faktör beton kalitesini etkilemektedir. Beton üretimi sırasında, malzeme kalitesine bağlı olarak dayanım değişmesine etkenlerden biri betonun yaklaşık %75’ini oluşturan, agregadır. Agreganın özellikleri; karışıma giren diğer malzemelere göre, çeşitli nedenlerden dolayı daha değişkendir. Aynı kökenli malzemelerin; tane dağılımı, su muhtevası yada organik madde miktarlarında bazen zamana bağlı farklılıklar olabilmektedir. Bu çalışmada; kırma kireçtaşı ve kırma dere malzemesinden örnekler alınarak fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Fiziksel ve mekaniksel özellikleri belirlenen agregalar ile Taguchi deney tasarımından yaralanarak kırma kireç taşı ve kırma dere agregası kullanarak üretilebilecek optimum beton tasarımı üzerine bir çalışma yapılmıştır. Burada parametre olarak her biri 4 seviyeli çimento dozajı, su/çimento oranı, dere kırma/kireçtaşı oranı ve hava sürükleyici katkı maddesi oranı seçilmiştir. Buna göre L16 modeli seçilerek basınç dayanımı ve eğilmede çekme dayanımı açısından optimum beton tasarımı yapılmaya çalışılmıştır. Ayrıca seçilen parametrelerin basınç dayanımı üzerine etki düzeyleri Anova metodu ile belirlenmiştir.

Keywords

• Taguchi
• anova
• beton tasarımı
• agrega
• mekanik özellikler

Using the Taguchi Method to Optimize the Compressive Strength of Concrete in Different Aggregates Typology

Abstract

Concrete quality is affected by many factors such as mixing ratios, material quality, transporting, placing and curing. One of the crucial factors that changes the compressive strength of concrete is aggregate which is make up 75% of concrete during concrete production. Properties of aggregate are more unstable than other materials because of various reasons. Granulometry, moisture or organic substance amount of the aggregates which have same origin may differ with time. In this study, physical and mechanical properties of crushed limestone and crushed river aggregates were investigated. A study about optimum economical design of concrete with crushed limestone and crushed river aggregates which are determined physical and mechanical properties was carried out by using Taguchi method. Test variables selected in this investigation were water-to-binder ratio, cement dosage (dossage), river sand ratio to limestone and air entrained agent. Experimental design method, L16 orthogonal array, was chosen to determine the experimental plan. Furthermore, contribution of parameters selected on compressive and flexure strength was determined statically using ANOVA method.

Keywords

• Taguchi
• anova
• concrete design
• aggregate
• mechanical properties

References

1. [1]. Arsoy, Z. , Çiftçi, H. , Ersoy, B. , Uygunoğlu, T. Arslan, B. Afyonkarahisar Bölgesi Mermer Parça Atıklarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilebilirliğinin Araştırılması . El-Cezeri , 2019, 6 (3) , 503-516 . DOI: 10.31202/ecjse.554339
2. [2]. Kırca, S., “Sütçüler-Menteşe Çakıl Agregasının Beton İmalinde Kullanılmasının Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2001.
3. [3]. Özyürek, N., “Kızılırmak agregasının teknik özellikleri ve beton yapımında kullanılması” Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1995.
4. [4]. Akpınar, Ş.A., Konak, G., Pamukçu, Ç., Değişik Kökenli Agregaların Beton Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi, 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 13-14 Mayıs, İzmir, Türkiye, (2004).
5. [5]. Güçlüer, K., Günaydın, O., Tekin, Ö, F., Şahan M. F., Farklı Tipte Agrega Kullanımının Betonun Mekanik Özeliklerine Etkisinin Araştırılması, ÖHÜ Müh. Bilim. Derg. / OHU J. Eng. Sci., 2017, 6(1): 107-114
6. [6]. Yıldırım M., Yılmaz I., Yıldız Irmağı çökellerinin beton agregası olarak kullanılabilirliklerinin incelenmesi. Cumhuriyet Yerbilimleri Dergisi, 1995, 19(2), 181 - 192.
7. [7]. Çavuşoğlu, İ., Yılmaz A. O., Alp, İ., Vıcıl, M., “Harşit Çayı (Giresun-Tirebolu) Kırılmış Dere Malzemesinin Agrega Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi” VII Kaya mekaniği Sempozyumu, Sivas (2004).
8. [8]. Çomak, B., “Isparta yöresinde çıkarılan ve beton üretiminde agrega malzemesi olarak kullanılan malzemelerin özelliklerinin belirlenmesi” Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2007.

9. [9]. Tutmaz, Ş,, Karaman, S., Tokat ili Merkez ilçesindeki Doğal Agrega kaynaklarının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 2010 7(1), 71-83.
10. [10]. TS EN 932-1, , Agregaların Genel Özellikleri İçin Deneyler – Kısım 1 – Numune Alma Metotları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara (1997).
11. [11]. TS EN 932-2, Agregaların Genel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 2: Laboratuar Numunelerin Azaltılması, Metodu Türk Standartları Enstitüsü, Ankara (1999).
12. [12]. TS 706, Beton Agregaları, I Baskı, Ankara (1980)
13. [13]. TS 3529, Beton Birim Agregalarının Birim Ağırlıklarının Tayini, I Baskı, Ankara (1980)
14. [14]. TS 3526, Beton Agregalarında Özgül Ağırlık ve Su emme Ağırlıklarının Tayini, I Baskı, Ankara (1980)
15. [15]. TS EN 1097-2 Agregaların Mekanik Ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 2 : Parçalanma Direncinin Tayini İçin Metotlar (2000)
16. [16]. Kackar, R.N., Off-Line Quality Control, Parameter Design and Taguchi Method. J. Quality Eng., 1985, 17:176-209.
17. [17]. Tekin İ., Kotan, T., Yurdakul, M., Öner, E, Bayburt Bölgesinde Bulunan Farklı Agrega Tipleri ile Üretilen Geleneksel Betonların Mekanik Mukavemetleri Üzerine Bir Çalışma, Politeknik Dergisi, 2017; 20 (3) : 513-518
18. [18]. Ozturan T. and Cecen C., “Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of concretes with different strength”, Cement and Concrete Research, 1997, 27(2): 165– 170.
19. [19]. Postacıoğlu, B., “Bağlayıcı Maddeler, Agregalar, Beton”, Matbaa Teknisyenleri Basımevi, Cilt II, İstanbul, sayfa 211, 323, (1987).
20. [20]. Murdock, L, J., et al., Concrete Materials and Practice, London, 26, (1991).