Farklı Tip Sıvalarla Kaplı Betonun Mekanik Özelliklerine Yüksek Sıcaklık Etkisi

Öz

Bu çalışmada, yüksek sıcaklığa maruz kalan sıva kaplamalı betonların mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla maksimum tane çapı (dmax) 8mm olan agrega ve 400 dozlu beton ile 50x50x50 mm küp numuneler üretilmiştir. Numuneler 20±2°C’ de 28 gün standart su küründe tutulmuştur. Kür yaşını tamamlayan numuneler 100x100x100 mm ölçülerinde küp kalıplar içerisine sıva kalınlığı 25 mm olacak şekilde ortalanarak yerleştirilmiştir. Kaplanan numuneler 180 gün boyunca laboratuvar koşullarında bekletilmiştir. Referans (sıva kaplamasız) ve üç farklı sıva malzemesi ile kaplanmış numunelere 60 dakika 350, 550, 700 ve 1000 °C yüksek sıcaklık uygulanmıştır. Yüksek sıcaklık sonrası sıvalar temizlenip beton numunelerin ultrases geçiş hızı ve basınç dayanım değerleri kaydedilmiştir. Sonuç olarak sıcaklık artışıyla beraber basınç dayanımı ve ultrases geçiş hızlarında azalmalar görülmektedir. 1000 °C sıcaklıklarda tüm numunelerde dağılmalar meydana geldiği için dayanım tespit edilmemiştir. 350, 550, 700 °C sıcaklıklar sonrasında en iyi dayanım ve ultrases değerleri alçı sıva kaplamalı numunelerden elde edilmiştir. En yüksek dayanım kayıpları 700 °C’de sırayla referans, ısı yalıtım, çimento esaslı ve alçı sıvalarda meydana gelmiştir. Basınç dayanım kayıpları ve ultrases arasındaki korelasyon katsayısı 0,92 olarak bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Sıvalar, Alçı sıva, Yüksek sıcaklık, Beton

High Temperature Influence on The Mechanical Properties of Concrete Which Covered With Diffrent Type Plasters

Öz

In this study, it is investigated that the mechanical properties of the plaster coated concretes exposed to high temperature. For this reason, 50x50x50 mm cube specimens were produced with maximum aggregate size (dmax) of 8 mm and 400 kg/m3 cement dosage. The specimens were cured in water bath for 28 days at 20 ± 2 °C. At the end of the curing period, the specimens were located at the center of the 100x100x100 mm cubic molds for obtaining a 25 mm plaster coating thickness. The coated specimens were placed for 180 days in the laboratory conditions. The reference (without plaster) and three different type of plater coated specimens were subjected to high temperature effect at 350, 550, 700 and 1000 °C for 60 minutes. The ultrasound pulse velocity and compressive strength values were determined on the plaster removed surfaces of the specimens after high temperature exposure. As a result, the compressive strength and ultrasound pulse velocity of the specimens are reduced with the increased exposure temperatures. No strength value is obtained from the specimens at 1000 °C due to the whole destruction of the specimens. The best strength and ultrasound pulse velocity results are obtained from gypsum plaster coated specimens for 350, 550, 700 ° C exposures. The highest strength losses for 700 °C exposure are determined as reference, thermal insulation plaster, cement and gypsum based plasters respectively. The correlation coefficient between the compressive strength loss and ultrasound pulse velocity was found as 0.92

Anahtar Kelimeler

• Plasters, Gypsum plaster, High temperatures, Concrete

Kaynakça

1. Bayraktar O.Y. Alternatif Sıva Harçlarının Yüksek Sıcaklık Etkisine Dayanıklılığı. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2012
2. Durmuş G, Subaşı S. “Betonarme Kalıp Maliyetinin Bilgisayar Ortamında Tasarımı”. Ulusal Teknik Eğitim, Mühendislik ve Eğitim Bilimleri Genç Araştırmacılar Sempozyumu, Kocaeli, Türkiye, 20-22 Haziran 2007.
3. Türk Standartları Enstitüsü. “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”. TS EN 13501-3+A1, Ankara, Türkiye, 2012.
4. Hossain K.M.A. “Macro and Microstructural Investigations on Strength And Durability of Purmice Concrete at High Temperature”. Jounal of Materials in civil Engineering, 18(4), 527-536, 2006.
5. Topçu İ.B, Demir A. “Yüksek Sıcaklık Uygulama Süresinin Harç Özeliklerine Etkisi”. 7. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, Türkiye, 28-30 Kasım 2007.
6. Guise S.E, Short N.R, 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. Dundee, Scotland/UK, 1996.
7. Burnaz O, Durmuş, A. “Betonarme Yapı Elamanlarının Yangın Başarımları”. Türkiye inşaat Mühendisliği XVII. Teknik Kongresi, İstanbul, Türkiye, 14-17 Nisan 2004.
8. Kızılkanat A.B. Yüzer N. “Yüksek Sıcaklık Etkisindeki Harcın Basınç Dayanımı-Renk Değişimi İlişkisi”. İMO Teknik Dergi, 4381-4392, 2008.

9. Topçu, İ.B, Demir, A. “Kiremit Kırıklı Betonlarda Yüksek Sıcaklık Etkisi”. 7th International Congress in Civil Engineering, Yıldız Technical University, İstanbul, Turkey, 11-13 October 2006.
10. Durmuş G, Bekem İ. “Yüksek Sıcaklığın ve Farklı Soğutma Koşulunun Kalker Agregalı betonlar Üzerindeki etkilerinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25(4), 741- 748, 2010.
11. Eriç M, “Yapıda Sıva Uygulamaları ve Sorunları”, İnşaat Dergisi, 70-73, (1992).
12. Ersoy H.Y. Alçı, Sünger Taşı ve Cam Lifi Kompoziti. İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınevi, 1985.
13. Gürdal E. Kuzey ve Orta Anadolu Alçıları Üzerine Bir Araştırma. Doktora Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 44-48, 1976.
14. Akman M.S. “Betonarme Yapılarda Yangın Hasarı ve Yangın Sonunda Taşıyıcılığın Belirlenmesi”, Sika Teknik Bülten, İstanbul, Türkiye, 2001.
15. Yazıcı H, Türkel S, Baradan B. “High Temperature Resistance of Pumice Mortar”, II. International Symposium Cement and Concrete Technology in the 2000s, İstanbul, Türkiye, 6-10 September 2000.
16. Kaya T, Karakurt C, Dumangöz M. “Mineral Katkılı Kendiliğinden Yerleşen Betonların Porozite ve Basınç Dayanımlarına Yüksek Sıcaklığın Etkisi”, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 1(1), 39- 44, 2014.
17. Chan Y.N, Lou, X, Sun W. “The Compressive Strength and Pore Structure of High Performance Concrete After High Temperature up to 800 °C”. Cement and Concrete Research, 30, 247-251, 2000.
18. Piasta J, “Heat Deformation of Cement Paste Phases and Micro structure of cement paste”, Mater. Struc., 17(102) 415-420, 1984
19. 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
20. Xiao j, Falkner H, “On Residual Strength of High-Performance Concrete With and Without Polypropylene Fibres at Elevated Temperatures”, Fire Safety Journal, 41 115-121, 2006.
21. Sancak E, Sarı Y.D, Şimşek O. "Effects Of Elevated Temperature On Compressive Strength and Weight Loss of The Light weight Concrete With Silica Fume and Superplasticizer". Cement and Concrete Composites, 30: 715-721 2008.
22. Bingöl A.F, Gül R. “Compressive Strength of Lightweight Aggregate Concrete Exposed of High Temperature” Indian J.Eng. and Mater. Sci, 11, 68-72, 2004.
23. Türk Standartları Enstitüsü. “Çimento - Bölüm 1: Genel Çimentolar - Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri”, TS EN 197-1, Ankara. Türkiye, 2002.
24. Türk Standartları Enstitüsü. “Kagir harcı-özellikler – Bölüm 1: Kaba ve ince sıva harcı”. TS EN 998-1. Ankara, Türkiye, 2011.
25. Türk Standartları Enstitüsü. “Yapı ve sıva alçıları – Bölüm 1: Tarifler ve gerekler”. TS EN 13279-1. Ankara, Türkiye, 2014.
26. Morsy M, Salloum A, Abbas H, Alsayed S. “Behavior of Blended Cement Mortars Containing Nano- metakaolin at elevated Temperatures”. Construction and Building Materials. 2012.
27. Nadeem A, Memon S.A, Yiu Lo T. “Qualitative and quantitative analysis and identification of flaws in the microstructure of fly ash and metakaolin blended high performance concrete after exposure to elevated temperatures”. Construction and Building Materials, (38), 731-741. 2013
28. Demirel B, Keleştemur O. “Effect of elevated temperature on the mechanical properties of concrete produced with finely ground pumice and silica füme”. Fire Safety Journal, (45) 6–8, 385-391. 2010.
29. Kong Y, Daniel L, Sanjayan G.J, Crentsill S.K. “Comparative performance of geopolymers made with metakaolin and fly ash after exposure to elevated temperatures”. Cement and Concrete Research,(37) 12, 1583-1589. 2007.
30. Türk Standartları Enstitüsü. “Beton Deneyleri-Bölüm 4:Ultrases Geçiş Hızının Tayini”. TS EN 12504-4, Ankara, Türkiye, 2004.
31. Kim G.Y, Kım Y.S, Lee T.G, “Mechanical Properties of High-Strength Concrete Subjected to Elevated Temperature by Stressed Test” Transections of Nonferrous Metals Society of China, No: 19, pp.128-133, 2009.
32. Khoury, G.A., “Compressive Strength of Concrete at High Temperatures: a Reassessment”, Magazine of Concrete Research, No. 44 (161), pp. 291-309, 1992.
33. Baradan İ.B, Aydın S. "Betonun Durabilitesi", Beton 2013 Hazır Beton Kongresi, İstanbul, 21-23 Şubat 2013.
34. Piesta J. “Heat Deformations of Cement Paste Phases and the Microstructure of Cement Paste”. Materials and Structures, No. 17, 415-420, 1984.
35. Lin W.M, Lin T.D, Powers-Couche L.J, “Microstructures of Fire-Damaged Concrete”, American Concrete Institute Materials Journal, No. 93, 199-205, 1996.