Search

Makale, WOS:000934061100010, Bu çalışmada, Organik Rankine Çevrimi (ORÇ) üze rinde etkisi olan performans parametrelerinin hassasiyet seviyeleri ve katkı oranları belirlenmiştir. Performans parametreleri evaporatör-kondenser pinch point sıcaklık farkı (Delta T-pp,T-e,Delta T-pp,T-k), soğutma suyu giriş sıcaklığı (T-c,T-l), aşırı kızdırma sıcaklığı (T-ak), türbin-pompa izantropik verimleri(eta(t) ve eta(p)) olarak seçilmiştir. Bu parametrelerin ORÇ sistemi üzerindeki etkisi farklı amaç fonksiyonları altında değerlendirilmiştir. İncelenen amaç fonksiyonları; ısıl verim, net güç ve ekserji verimi maksimizasyonu ile toplam tersinmezlik, hacimsel debi oranı (VFR) ve çevresel etki faktör (EEF) minimizasyonudur. Böylece enerji-ekserji analizi ile termodinamik performans, türbin ekonomisinde önemli etkisi olan VFR ve termodinamik sürdürülebilirlik indeksleri ile çevresel faktör incelenmiştir. Amaç fonksiyonlarının değişmesiyle performans parametrelerinin etkisinin büyük bir oranda değişkenlik gösterdiği tespit edilmiştir. Delta T-pp,T-e’nin etkisi maksimum ısıl verimin elde edilmesinde %20.59 etkili iken, maksimum türbin gücünün elde edilmesinde %71.9 etkili olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada Taguchi-ANOVA’dan yararlanılmıştır. L25 ortogonal dizilim kullanılmasıyla amaç fonksiyonlarına ulaşılmasında optimum ortogonal dizilimler ve parametrelerin hassasiyet seviye sıralaması tespit edilmiştir. Tüm amaç fonksiyonlarının eşit oranda etkilediği bir ağırlık fonksiyonu tanımlanmasıyla ORÇ performansı üzerinde %42.85 Delta T-pp,T-e ve %25.71 ise T-c,T-t ’nin etkisinin olduğu belirlenmiştir. Son olarak; regresyon analizi ile her bir amaç fonksiyonu için performans parametrelerine bağlı olarak denklemler çıkarılmıştır. Ampirik denklem ile tahmin edilen sonuçlar ile nümerik analiz sonuçları arasındaki hata oranları çıkartılmıştır. Bu oranlara bakıldığında ampirik denklemlerin ORÇ performansının belirlenmesinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği tespit edilmiştir., In this study, the sensitivity levels and contribution rates of the performance parameters that have an effect on the Organic Rankine Cycle (ORC) were determined. Performance parameters were chosen as evaporator-condenser pinch point temperature difference (Delta T-pp,T-e,Delta T-pp,T-k), cooling water inlet temperature (T-c,T-l), superheating temperature (T-ak), turbine-pump isentropic efficiencies (eta(t) ve eta(p)). The effects of these parameters on the ORC system were evaluated under different objective functions. Examined objective functions; thermal efficiency, net power, and exergy efficiency maximization; total irreversibility, volumetric flow rate (VFR) and environmental impact factor (EEF) minimization. Thus, thermodynamic performance with energy-exergy analysis; VFR, which has a significant impact on turbine economy; thermodynamic sustainability indices and environmental factor were examined. It has been determined that the effect of performance parameters varies greatly with the change of objective functions. While the effect of Delta T-pp,T-e was 20.59% effective in obtaining maximum thermal efficiency, it was determined that it was 71.9% effective in obtaining maximum turbine power. Taguchi-ANOVA was used in the study. By using the L25 orthogonal array, the optimum orthogonal arrays and the sensitivity level order of the parameters have been determined to reach the objective functions. By defining a weight function that affects all objective functions equally, it was determined that 42.85% Delta T-pp,T-e and 25.71% T-c,T-t had an effect on ORC performance. Finally; with regression analysis, equations are derived for each objective function depending on the performance parameters. The error rates between the results estimated by the empirical equation and the numerical analysis results were extracted. Considering these ratios, it has been determined that empirical equations can be used successfully in determining ORC performance..

Bu çalışmada, R600a, R290 ve R152a akışkanı kullanılarak tasarlanan üç farklı Organik Rankine Çevrimi (ORÇ) modelinin ekserji analizi yapılmıştır. Bu analiz, farklı türbin giriş sıcaklığı (oC) ve türbin giriş basıncı (kPa) değerlerinde yapılmıştır. Bu giriş parametreleri kullanılarak, ısıl verim, sistemin ekserji verimi ve birim kütle başına bileşenlerde oluşan tersinmezlik değerleri üç farklı akışkan içeren ORÇ için tespit edilmiştir. Ekserji analizi, MATLAB ve Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılarak yapılmıştır. ORÇ teknolojisinde çeşitli tipteki akışkanların kıyaslamalı olarak ekserji analizinin yapılabilmesi için, kuru tip akışkan için R600a, izentropik tip akışkan için R290, ıslak tip akışkan için ise R152a akışkanı seçilerek, 150 giriş ve 900 çıkış numerik veri kullanılmıştır. Bu çalışmada, MATLAB ve EES yazılımı kullanılarak oluşturulan üç farklı model ile Organik Rankine çevriminin ekserji analizinin başarıyla uygulanabildiği gösterilmiş, farklı akışkan kullanılmasının bileşenlerde meydana gelen tersinmezlik değerlerine etkisi belirtilmiştir., In this study, exergy analysis was performed on three different Organic Rankine Cycle (ORC) models designed using R600a, R290 and R152a fluids. This analysis was carried out at different values of condenser inlet pressure (kPa), turbine inlet temperature (oC) and turbine inlet pressure (kPa). Using these input parameters, the thermal efficiency, the exergy of the system, and the irreversibility values of the components per unit mass were determined for the ORC containing three different fluids. Exergy analysis was performed using the MATLAB and Engineering Equation Solver (EES) software. R600a for dry type fluid, R290 for isentropic type fluid and R152a fluid for wet type fluid were selected and 150 input and 900 output numerical test values were used in order to perform exergy analysis in different types of fluids in ORC technology. In this study, we show that the exergy analysis of the Organic Rankine cycle can be successfully applied with three different models created using the MATLAB and EES software, and the effect of using different fluids on the irreversibility values that occur in the components is indicated.

Bu çalışmada; su-çimento oranı, çimento dozajı ve hava sürükleyici katkı maddesinden oluşan parametrelerin betonun taze haldeki özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deney tasarımı aşamasında ve sonuçların istatistiksel analizinde Taguchi Yöntemi kullanılarak optimizasyon yapılmıştır. Optimizasyon sonucunda betonun işlenebilirliği için çimento dozajı; birim ağırlık ve hava içeriği için ise hava sürükleyici katkı maddesi en önemli parametre olarak bulunmuştur. Genellikle betonun donma- çözülmeye karşı direncini artırması için kullanılan hava sürükleyici katkı maddesi, taze betonun akışkanlığını da artırmıştır. Deneylerde kullanılan Taguchi Yöntemi; deney sayısını azaltmış, her üç deney için geçerli olacak şekilde parametrelerin optimum seviyelerinin belirlenmesini sağlamış ve yapılmayan deneylerin sonuçlarının kestirimini mümkün kılmıştır.

ÖZET Doktora Tezi NORMAL PORTLAND ÇİMENTOLU BETONLARIN DON DİRENCİNİN TAGUCHİ YÖNTEMİ İLE OPTİMİZASYONU VE HASAR ANALİZİ Remzi ŞAHİN Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Rüstem GÜL Ortak Danışman: Prof. Dr. M. Ali TAŞDEMİR Don etkisindeki betonun hasan oldukça kompleks bir olay olup hasara neden olan mekanizmaları açıklamak için çeşitli teoriler ileri sürülmüştür. Bu teoriler arasında en önemli olanları; i) kapiler boşluklardaki donma nedeniyle hidrolik basıncın yayılması, ii) donma başladıktan sonra j el suyunun kapiler boşluklara doğru hareketi, ii) ısıl etki gibi lokal genleşmelerin neden olduğu farklı şekil değiştirmeler ve iv) çözeltilerin kapiler boşluklardaki kısmî donmasından kaynaklanan osmotik basınçtır. Bu çalışmada farklı kompozisyonlara sahip betonların hem donma-çözülme (seri A) hem de donma- buz çözücü tuz (seri B) dirençleri kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Deneysel parametrelerin betonun don direnci üzerindeki etkileri Taguchi Yöntemi ile optimize edilmiş, oluşan iç hasar ise Hasar Mekaniğine dayalı olarak geliştirilen Skaler Hasar Değişkeni (D) ile analiz edilmiştir. Deneylerde seçilen parametreler; su-çimento oranı, çimento içeriği, hava sürükleyici katkı maddesi, kür şartlan ve ikinci mastarlama (yanlızca seri B için)'dır. Donma-çözülme etkisi ile betonda 100 çevrim boyunca oluşan hasar, boy ve ağırlık değişimi; donma-buz çözücü tuz etkisi ile 50 çevrim boyunca oluşan hasar ise görsel yöntem ve pullanma miktarı ile belirlenmiştir. Her iki seride de numunelerde oluşan iç hasar ultrases hızı (UPV) ile ölçülmüştür. Numunelerin boşluk yapısı Civalı Porozimetre, mikroyapısal analizler ise XRD, TG ve SEM ile yapılmıştır. Yapılan optimizasyon ve hasar analizinden sonra betonun don direncini etkileyen en önemli parametrenin, yeterli dozda olmak koşulu ile, hava sürükleyici katkı maddesi olduğu tesbit edilmiştir. Taze betona %4-6 arasında hava sürüklemek, betona yeterli don direnci vermiştir. Betonun donma-çözülme direncini en iyi boy değişimi, donma-buz çözücü tuz direncini ise birim alandan olan pullanma yansıtmıştır. Ayrıca, yüzey pürüzlülüğüne karşı duyarlı olmasına rağmen UPV ile toplanan veriler D ile analiz edilerek de betonun don direncininin belirlenebileceği sonucuna varılmıştır. Yeterli don direnci için D=0.40 değeri üst limit olarak alınabilir. Betonun don direncini belirlemek için ASTM standartlarının önerdikleri yöntemler çok şiddetli ve sübjektiftir. Bu nedenle bu konudaki standart geliştirme çalışmalarında CIF-Test prosedürü örnek alınmalıdır. Yapılan iç yapı çalışmalarında ise donma-çözülme etkisiyle betondaki boşluklarda gecikmiş etrenjit, donma-buz çözücü tuz etkisiyle ise etrenjitle beraber Kuzel tuzu (veya Friedel tuzu)'nun oluştuğu tesbit edilmiştir. Ancak, bu tür malzemeler için yanlızca XRD'den haraketle yapılan faz belirlemesi yanıltıcı olabileceğinden diğer enstrumental analiz yöntemleri ile de desteklenmelidir. 2003, 183 sayfa Anahtar Kelimeler: Beton, donma-çözülme, Taguchi Yöntemi, hasar değişkeni, XRD/TG/SEM ABSTRACT Ph.D. Thesis OPTIMIZATION OF FROST RESISTANCE OF NORMAL PORTLAND CEMENT CONCRETE BY TAGUCHI METHOD AND DAMAGE ANALYSIS Remzi ŞAHİN Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Civil Engineering Advisor: Prof. Dr. Rüstem GÜL Co-Advisor: Prof. Dr. M.AH TAŞDEMİR The deterioration of concrete under the action of freezing and thawing is very complex phenomenon and many theories have been presented to explain individual aspects of damaging effects. Among the most important mechanisms, which may lead to disintegration of concrete, are; i) generation of hydraulic pressure due to freezing in capillaries, ii) diffusion of gel water into capillaries followed by freezing, ii) differential strains due to localised and swelling as well as thermal strains, and iv) osmotic pressures resulting from partial freezing in capillaries of solutions with a local salt concentration. The present work submits a detailed investigation on the resistance of freeze-thaw (series A) and freeze-deicing salt (series B) of the concretes having different compositions. The effects of the experimental parameters on the frost resistance of concrete were optimised by Taguchi Method. The internal damage occured was analysed by scalar damage variable (D) based on Damage Mechanics. The parameters chosen in the experiments were water-cement ratio, cement content, air-entrainment admixture, curing conditions and different finishing procedure (only for series B). For freezing and thawing, the deterioration was determined for 100 cycles by length change and weight loss while for freezing and deicing salt it was determined for 50 cycles by visual inspection and surface scalling. For both series, the internal damage was measured by ultrasonic pulse velocity (UPV) tecnique. The pore structure of the samples was determined by Mercury Porosimetry, and the transitions in the microstructures were examined by XRD, TG and SEM. The optimisation and the damage analysis results showed that the most important parameter governing the frost resistance of the concrete was the air-entrainment admixture provided that it was employed in sufficient dosage, which corresponded to an air content with 4-6% of fresh concrete. The best methods for the determination of freeze-thaw and freeze-deicing s alt resistance were to measure the length change and to weight the scalling amount, respectively. Although the UPV is sensitive to surface roughness, it can be used to determine the internal damage. The data from UPV can be analysed by D. The value of D=0.40 can be taken as critical limit for frost resistance. Since the methods prepared by ASTM to determine the frost resistance of concrete are very severe and subjective, for standardisation studies, the CIF-Test procedure must be taken into consideration. It was determined that in microstructural analysis, delayed ettringite was formed in the cracks due to freezing and thawing effect and Kuzel's salt (or Friedel's salt) was formed accompanied by ettringite formation due to deicing salt effect. However, phase examination by only XRD is not enough for this kind of materials, and the examination must be supported by other instrumental methods. 2003, 183 pages Key words: Concrete, freezing and thawing, Taguchi Method, damage variable, XRD/TG/SEM ii 182

ÖZET Doğal veya suni hafif agregalarla üretilen hafif betonlar, normal betonlara göre daha hafif olup daha yüksek ısı yalıtımı özelliğine sahiptirler. Bu özellikleri yanısıra hafif betonları taşıyıcı elemanlarda da kullanmak mümkündür. Bu çalışmada, Van ili Erciş ilçesi Kocapınar yöresi hafif agregasının (pomza) hafif beton üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bunun için pomza.karışımdaki toplam agrega hacmine oranla, % 25, % 50, % 75 ve %100 oranlarında normal agregaya katılarak üç farklı çökme değerli (3±1 cm, 5±1 cm ve 7+1 cm) betonlar üretilmiştir. Daha sonra % 75 normal, % 25 hafif agregalı karışımlarda dozaj 200, 250, 300, 350, 400 ve 500 kg/m3 şeklinde değiştirilerek dozajın betona etkisi incelenmiştir. Bunlara ilaveten yukarıdaki karışımda 300 kg/m3 dozlu betonlarda karışıma, çimento ağırlığına oranla % 16.67, % 33.33, % 50, % 66.67 ve % 100 oranlarında puzolan katılarak pomzanın puzolanik özelliğinin olup olmadığı araştırılmıştır. Elde edilen bu betonların birim ağırlık ve mukavemet gibi özellikleri yalnızca normal agrega kullanılarak üretilen betonların aynı özellikleri ile karşılaştırılmıştır. % 25 ve % 100 oranlarında pomza katılan karışımların birim ağırlıklarının, tamamen normal agrega ile üretilen betonların birim ağırlıklarına oranla % 12 ve % 41.5 oranlarında daha düşük olduğu görülmüştür. Ancak, birim ağırlıktaki bu azalma ile birlikte mukavemetin de düştüğü tespit edilmiştir. Çimento dozajı ise betonun hem birim ağırlığını hem de mukavemetini artırmıştır. Karışımdaki puzolan da mukavemet düşmelerine sebeb olsa da düşük puzolan oranlarında bu düşmelerin çok az olduğu tespit edilmiştir. Sonuçta; bu hafif agreganın hem yalıtım maksatlı hem de taşıyıcı olarak kullanılan hafif betonların üretiminde kullanılabileceği ve puzolanik özelliğinin olduğu ortaya çıkmıştır. SUMMARY Lightweight concretes produced with natural or artifical lightweight aggregates are lighter and have larger termal insulation properties than those of normal concrete. Lightweight concretes are used succesfully in the construction of structural units. In this study, the usability of lightweight aggregate (pumice) from Erciş region of Van province in the production of lightweight concrete has been investigated. For this porpuse, concretes with there different slump values (3 ± 1 cm, 5 ± 1 cm and 7 ± 1 cm) have been produced by mixing the pumice with normal aggregate. These concretes had 25, 50, 75 and 100 % pumice. The effect of cement quantity on the concrete was investigated by using a mixture of 75 % normal and 25 % lightweight aggregates in quantities of 200, 250, 300, 350, 400 and 500 % kg/m3. In addition to this, in order to investigate whether pumice had pozzolanic property the above mixture with 300 kg/m3 cement quantity was mixed with pozzolan in quantities of 16.67, 33.33, 50, 66.67, and 100 % with respect to the cement weight. Properties of these concretes, such as unit weight and compressive strength, was compared with the same properties of concretes produced by using only normal aggregate. It was observed that unit weights of mixtures with 25 % and 100 % pumice were, respectively, 12 % and 41.5 % lower than those of concretes produced by using only normal aggregate. It was also observed that the compressive strength decreased with decreasing unit weight. On the other hand, increasing cement quantity increased both unit weight and compressive strength. It was shown that, although the pozzolan caused decreases in the compressive strength, its effect was not significant for its smaller ratios. In conclusion, It was found that this lightweight aggregate had pozzolanic property and could be used in the pruduction of lightweight concretes used for both insulation and structural purposes. 116

Bu çalışmada 500 dozlu, su/bağlayıcı oranı 0,30 olan, %2 süper akışkanlaştırıcı katkılı (SAK) ve çimentonun %10'u yerine silis dumanı (SD) ikamesi içeren yüksek dayanımlı betonlar üretilmiştir. Çimento miktarının %0, %10, %20 ve %30'u oranlarında uçucu kül (UK) kullanılmıştır. Üretilen betonlar havada ve suda ayrı ayrı 28 gün süre ile kür edilmiştir. Numuneler etüvde 24 saat süre ile kurutulduktan sonra su emme oranları ölçülmüş ve 23°C, 100°C, 300°C, 500°C ve 700°C sıcaklıklara maruz bırakıldıktan sonra basınç dayanımları incelenmiştir.Sonuç olarak karışımdaki UK oranının %10'dan fazla artması ile başlangıç basınç dayanımında genelde düşüşler gözlenmiştir. Öyle ki %30 UK içeren havada ve suda kür edilmiş numunelerin genel itibariyle yüksek dayanımlı beton sınıfında değerlendirilemeyecek basınç dayanımlarına sahip olmuştur. UK oranı arttıkça hem havada kür edilmiş hem de suda kür edilmiş numunelerin su emme miktarları azalmıştır. Tüm sıcaklık değerlerinde suda kür edilmiş numuneler havada kür edilmiş numunelerden genellikle daha yüksek basınç dayanımı değerlerine sahip olmuşlardır. Yüksek sıcaklık etkisi altında her iki kür ortamı için de %10 UK katkılı karışımlar en yüksek basınç dayanımı değerlerini vermiştir. Bu nedenle, yüksek dayanımlı/performanslı beton üretiminde SD'nin tek başına kullanılmasından ise uygun oranda olmak koşuluyla UK ile birlikte kullanılması önerilmiştir. Bu çalışma çerçevesinde %10 SD içeren betonlar için optimum UK oranı %10 olarak belirlenmiştir. Nitekim tüm karışımlar içerisinde 700°C'de en yüksek basınç dayanımına %10SD + %10UK karışım oranına sahip numunelerin sahip olmuştur. In this study, high strength concrete with 500 doses, water/binder ratio 0.30, 2% superfluidizer additive (SFA) and silica fume (SF) substitution were produced instead of 10% of cement. Fly ash (FA) was used for 0%, 10%, 20% and 30% of cement amount. The concrete produced was cured separately in air and water for 28 days. After drying the samples for 24 hours, water absorption rates were measured and pressure resistances were examined after exposure to temperatures of 23⁰C, 100⁰C, 300⁰C, 500⁰C and 700⁰C.As a result, the FA ratio in the mixture increased by more than 10% and overall decreases in initial pressure strength were observed. So, that air and water cured samples containing 30% FA have generally had pressure resistances that cannot be evaluated in the high strength concrete class. As the FA rate increased, water absorption amounts of both air-cured and water-cured samples decreased. Water-cured samples at all temperature values have generally higher compressive strength values than air-cured samples. For both curing environments under the influence of high temperatures, 10% FA doped mixtures yielded the highest compressive strength values. Therefore, it is recommended that SF be used alone in the production of high strength/performance concrete and that it be used in conjunction with the FA, provided that it is appropriate. In this study, the optimum FA ratio for concrete containing 10% SF was determined as 10%. As a matter of fact, the samples had the highest pressure strength at 700⁰C with a mixture ratio of 10SF + 10FA. 72

Bu çalışmada farklı dayanımlı bazı özel betonlar ile geleneksel betonun gerilme-şekil değiştirme davranışlarını karşılaştırılmıştır. Çalışmada özel beton olarak çelik lifli, mikro polipropilen lifli ve kendiliğinden yerleşen betonlar seçilmiştir. Dayanım sınıfı olarak da C16, C30 ve C50 betonları alınmıştır. Deneylerde maksimum agrega çapı 16 mm, çelik lif ve mikro polipropilen lif oranı %1, mineral katkı olarak silis dumanı seçilmiş, kimyasal katkı olarak ise süper akışkanlaştırıcı katkı kullanılmıştır. Taze beton deneyleri olarak çökme, birim ağırlık ve yayılma; sertleşmiş beton deneyleri olarak ise eksenel basınç dayanımı ile eğilmede çekme deneyleri yapılmıştır. Betonların eksenel basınç yükü altındaki gerilme-şekil değiştirme grafiklerinin elde edildiği çalışmada tüm betonların elastisite modülleri ve toklukları hesaplanmıştır. Sonuç olarak; düşük (C16), orta (C30) ve nispeten yüksek (C50) beton sınıfına sahip olan betonların şekil değiştirme kapasitelerinin birbirinden farklı oldukları belirlenmiştir. En fazla şekil değiştirme kapasitesine sahip betonların ise çelik lif içeren betonlar olduğu belirlenmiştir. Tüm beton çeşitlerinde, beton sınıfı arttıkça elastisite modülü de artmıştır. Ayrıca, 30MLPB hariç, diğer tüm sınıflarda çelik lif içeren betonların en yüksek tokluk değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Beton, Çelik Lif, Mikro Polipropilen Lif, Kendiliğinden Yerleşen Beton, Gerilme-Şekil Değiştirme, Elastisite Modülü, Tokluk In this study, stress-strain behaviors of some types of special concrete with different strength are compared with those of conventional concrete. Concretes including steel fibers and micro polypropylene fibers and self-compacting concrete were chosen as special concretes. C16, C30 and C50 were also taken as strength classes. The maximum aggregate size was 16 mm, the ratio of steel fiber and micro polypropylene fiber was 1%, silica fume was used as a mineral additive and super plasticizing additive was used as a chemical additive in the tests. Slump, unit weight and slump-flow were chosen as fresh concrete tests; axial compressive strength and flexural strength tests were carried out as hardened concrete tests. In the study of the stress-strain diagrams of concrete under axial pressure load, elastic modulus and toughness of all concretes were calculated. As a result; it has been determined that the strain capacities of concrete with low (C16), medium (C30) and relatively high (C50) concrete classes are different from each other. Concretes with the highest strain capacity were determined to be concrete containing steel fiber. In all concrete types, as the concrete class increases, the modulus of elasticity also increases. It was also determined that concrete containing steel fiber in all other classes has the highest toughness values except 30MLPB.Keywords: Concrete, Steel fiber, Micro-polypropylene Fiber, Self Compacting Concrete, Stress-Strain, Modulus of Elasticity, Toughness 80

Bu tez çalışmasında; günümüzde giderek artan bir şekilde açığa çıkan elektronik aletlerin atığının (e-atık), polimer betonda bulunan dolgu maddesinin (kuvars kumu ve çakıl) bir kısmı yerine kullanılması sonucu betonun mekanik özelliklerindeki değişimin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, doymamış polyester reçine malzemesi, polimer malzeme olarak seçilmiş ve polimer beton üretiminde bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Dolgu maddesi olarak kuvars kumu, çakıl ve bu iki malzemeyle belirli oranlarda yer değiştiren elektronik plastik atık kullanılmıştır. Literatürdeki çalışmalar da dikkate alınarak maksimum agrega tane boyutu 16 mm olarak seçilmiştir. Buna ilaveten reçine/dolgu oranı %10-%90, %15-%85 ve %20-%80 olarak belirlenmiş, elektronik plastik/dolgu oranının da %0, %5, %15 ve %25 olacak şekilde karışıma katılmasına karar verilmiştir. Ayrıca yapılan ön deneylerin sonucunda polimer betona katılacak sertleştirici oranının %1, hızlandırıcı oranının ise %0,1 olmasına karar verilmiştir. Toplamda 3 seri ve 12 gruptan oluşan polimer beton üretiminde, her bir grup için 4 adet 100x200 mm'lik silindir numune ile 2 adet 70x70x280 mm'lik prizma numuneler üretilmiştir. Böylece deneysel çalışma sonucunda, toplamda 48 adet silindir ve 24 adet prizma numune üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numuneler üzerinde 28 günlük eksenel basınç deneyi, eğilmede çekme deneyi, yarmada çekme deneyi yapılarak sonuçları değerlendirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; e-plastik oranı arttıkça basınç, eğilmede ve yarmada çekme dayanımları azalmıştır. Öte yandan elektronik plastik atık polimer betonun sünekliğini artırmıştır. Ayrıca ideal reçine oranının %15 ve e-plastik oranının da %5 ve %15 olduğu görülmüştür. In this study, with using partially waste of electronic equipments (e-waste) which comes out increasingly in this days, using instead of some part of filler(quartz sand and gravel)which exists in polymer concrete analysis of the changes in the mechanical properties of concrete is aimed. For this purpose, the unsaturated polyester resin material chosen as polymer material and used as binders at polymer concrete production. As filler element quartz sand, gravel and electronic plastic waste, susbstitutes with these two materials at specific portion, are used. Maximum aggregate size is chosen as 16 mm by taking into account the studies in the literature also. In addition, the resin/ filler ratio is determined as 10%-90%, 15%-85%, 20%-80% and electronic plastic/ filler ratio as 0%, 5%, 15% and %25 is decided to join in to mix. Also as the results of preliminary experiments the ratio of hardener which will added to polymer concrete as 1% and the accelerator ratio as 0,1% are decided.In polymer concrete production which consists of 3 series and 12 groups as total,for each group 4 pieces 100x200 mm cylinder samples with 70x70x280 mm prism specimens as 2 pieces were produced. Thus, as a result of experimental studies, a total of 48 cylinders and 24 prism samples were produced. On the obtained samples with axial compression test, flexural test, splitting tensile test for 28 days and the results are evaluated. The experiements show that when e-plastic rate increases, compressive, bending and splitting tensile strength are decreased. On the other hand, electronic plastic waste increased the ductility of polymer concrete. Also the ideal resin ratio as 15% and e-plastic ratio as 5% and 15% were observed. 104

Bu çalışmada inşaat sektörünün ürettiği yapısal atıklardan elde edilen geri kazanılmış agrega (GKA) içeren betonların donma-çözülme dirençleri (yüzeysel kabuk atma) araştırılmıştır. Çalışmada %15, %30, %45 ve %60 oranlarında GKA normal agrega ile yer değiştirilerek kullanılmıştır. Üç farklı maksimum agrega tane boyutunun (16 mm, 22,4 mm ve 31,5 mm) seçildiği çalışmada üç farklı (%0,06, %0,13 ve %0,20) oranda hava sürükleyici katkı maddesi (HSKM) kullanılmıştır. Çalışmada mineral katkı olarak uçucu kül, kimyasal katkı olarak ise sentetik karboksilat polimer esaslı süperakışkanlaştırıcı kullanılmıştır. Taze beton deneylerine (çökme, hava içeriği miktarı tayini ve birim ağırlık) ilaveten sertleşmiş beton deneyi olarak hacimce su emme, kılcal su emme, basınç dayanımı ve CDF yöntemiyle donma-çözülme direnci (TS CEN/TS 12390-9'a göre) deneyleri yapılmıştır. Sonuçların değerlendirmesinde kullanılan GKA miktarının artmasıyla basınç dayanımının, kontrol numunelerine kıyasla, ortalama %20 oranında azaldığı görülmüştür. Ancak, %3'lük NaCl çözeltisinde ve (-20°C)-(+20°C) sıcaklık aralığında donma-çözülme çevrimine maruz kalan GKA içeren numunelerin 28 çevrim sonunda donma-çözülme dirençleri GKA katılmamış olanlara göre artmıştır. Bu artış %15, %30, %45 ve %60 oranında GKA katılan numunelerde, sırasıyla, %77, %82, %85 ve %86 oranlarında olmuştur. GKA içeren betonların donma-çözülme dirençlerindeki bu artışa onların sahip oldukları yüksek porozitenin neden olduğu düşünülmektedir. GKA içeren betonlarda HSKM oranının artması ise yüzeysel kabuk atma miktarını azaltmış yani donma çözülme direncini artırmıştır. Bu artış %0,13 ve %0,20 oranlarında HSKM içeren betonlarda, %0,06 oranında HSKM içeren betonlara göre, sırasıyla, %62 ve %70 oranlarında olmuştur. Agrega maksimum tane çapının 16 mm'den 22,4 mm ve 31,5 mm'e çıkarılması ise betonların donma-çözülme dirençlerini, sırasıyla, %84 ve %66 oranlarında artırmıştır. In this study, freeze-thaw resistance of concrete (surface scaling) containing recycled aggregate (RCA) which is obtained from structural waste generated by the construction industry has been investigated. RCA in the ratio of %15, %30, %45 and %60 have been used interchangeably with the naturel aggregate. In the study, three different maximum aggregate size (16 mm, 22,4 mm and 31,5 mm) have been selected and air-entraining admixture (AEA) in three different ratio (0,06%, 0,13%and 0,20%) has been used. In this study, fly ash as a mineral admixture and also synthetic carboxylate polymer-based super plasticizer as the chemical admixtures have been used. In addition to fresh concrete experiments (slump, determination of the weather content and unit weight), experiments of water absorption by volume, capillary water absorption, compressive strength and freeze-thaw resistance with CDF method (according to TS CEN / TS 12390-9) as hardened concrete experiment have been performed. In evaluation of results, it has been found that compressive strength decreased by about 20%with the increase of RCA amount in the concrete compared to the control sample. However, freeze-thaw resistance of samples containing RCA subjected to freeze-thaw cycles in 3%NaCl solution and in the temperature range of (-20)-(+20°C) has increased at the end of 28 cycles. This increase in the samples including 15%, 30%, 45%and 60%RCA has been in the ratio of 77%, 82%, 85%and 86%respectively. It has been that high porosity of RCA could cause to increase in their freeze-thaw resistance of concrete with RCA. On the other hand, increase in the amount of AEA in the concrete containing RCA has decreased of amount of surface scaling, that is it has increased the freeze thaw resistance of concrete. This increase was 0,13%and 0,20%AEA containing in the concretes according to 0,06%AEA containing in the concrete being respectively 62%and 70%. The removal of the aggregate maximum particle size from 16 mm to 22,4 mm and 31,5 mm has paved the way for increse respectively in the ratio of 84%and 66%in freeze-thaw resistance of concrete. 127

Geleneksel beton (GB)'a göre teknik, ekonomik ve çevresel açıdan birçok üstünlüğü olan Kendiliğinden Yerleşen Beton (KYB)'nun betonarme elemanlardan alınan örneklerden hareketle durabilitesinin incelenmesi, gerçek servis şartlarını yansıtması bakımından anlamlı olduğu gibi, onun henüz tam olarak çözülememiş olan zararlı çevresel etkiler altındaki davranışının anlaşılması açısından da önemlidir. Bu çalışmanın ana amacı, yoğun donatılı betonarme kirişlerdeki KYB ve GB'yi potansiyel durabilite riskleri açısından karşılaştırmaktır.Çalışmada üç farklı dayanım sınıfına (C25/30, C50/60 ve C70/85) sahip, 200x250x3000 mm boyutunda ve 25 mm pas payına sahip iki farklı grupta betonarme kiriş elemanlar üretilmiştir. İlk grup kirişlerin betonları vibratörle sıkıştırılarak yerleştirilmiştir. İkinci grup kirişlerin betonları ise vibratör kullanılmadan, bir ucundan dökülüp kiriş boyunca (300 cm) akması sağlanan KYB'dir. Kirişlere nem ve hava olmak üzere iki farklı kür rejimi uygulanmıştır. Durabilite potansiyeli için performans kriteri olarak ise porozite, kılcal su emme, basınçlı su geçirimliliği, klor geçirimliliği ve karbonasyon derinliği seçilmiştir. Ayrıca, taze beton özelliği ve basınç dayanımı açısından da her iki beton türü karşılaştırılmıştır. Sertleşmiş beton deneyleri, beton dökümüne başlama yönüne göre, kirişlerin baş (0-100 cm), orta (100-200 cm) ve son (200-300 cm) kısmından alınan karot numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak, her iki kür ortamı için de KYB'nin GB'den daha yüksek basınç dayanımı ve daha düşük boşluk oranı, kılcal su emme, basınçlı su geçirimliliği, klor geçirimliliği ve karbonasyon derinliği değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Bununla birlikte hem KYB hem de GB için nem küründe saklanan örneklerin basınç dayanımının hava kürüne oranla arttığı, bütün durabilite performansı kriterlerinin ise hava kürüne göre rakamsal bazda önemli oranda azaldığı görülmüştür. Ayrıca beton türünden bağımsız olarak beton dayanım sınıfı arttıkça boşluk oranı, kılcal su emme katsayısı, basınçlı su geçirimliliği, klor geçirimliliği ve karbonasyon derinliği değerlerinin düştüğü görülmüştür. Sonuçlar üzerinde su/bağlayıcı oranının, çimento ve uçucu kül miktarının ve kür koşullarının belirleyici etkisi olduğu anlaşılmıştır. KYB'lerin küre karşı hassasiyetinin daha fazla olduğunun belirlendiği çalışmada KYB ile üretilen kirişlerdeki üniformitenin GB ile üretilen kirişlere göre çok daha yüksek düzeyde olduğu da belirlenmiştir. Considering the samples taken from reinforced concrete components, durability investigation of Self Compacting Concrete (SCC) with several advantages in terms of technical, economical and environmental aspects with respect to conventional concrete (CC) is meaningful because it reflects real service conditions and also significant in terms of understanding its unknown behaviors under detrimental environmental factors. The main purpose of this study is the comparison of SCC and CC in intensively reinforced reinforced concrete beams in terms of potential durability risks.In the study, two different groups of reinforced concrete beam with three different strength classes (C25/30, C50/60 and C70/85), dimensions of 200x250x3000 mm, and a concrete cover of 25 mm were produced. Concretes of first group beams were placed by a vibrator. The concretes of second group beams were the SCC that is poured and flowed through beam (300 cm) without using a vibrator. Two different cure regimes, being as moisture and air, were applied to the beams. Porosity, capillary water suction, pressurized water permeability, cloride permeability, and carbonation depth were chosen as performance criterion for durability potential. Furthermore; each concrete type was compared in terms of fresh concrete properties and compressive strength. Hardened concrete experiments were conducted over the core samples taken from the head (0-100 cm), central (100-200 cm), and end (200-300 cm) section of beams according to the direction where concrete was poured from.Eventually, in both cure conditions, it was seen that SCC has higher compressive strength and lower porosity, capillary water suction, pressurized water permeability, cloride permeability, and carbonation depth values with respect to CC. However, for both SCC and CC, it was seen that compressive strength of the samples kept in moisture cure increased with respect to those kept in air cure and it was also seen that whole durability performance of the samples kept in moisture cure significantly decreased in numerical manner with respect to those kept in air cure. Furthermore, as concrete strength class increased; it was seen that porosity, capillary water suction coefficient, pressurized water permeability, cloride permeability and carbonation depth values decreased. It was understood that the ratio of water/binder, the amount of cement and fly ash, and cure conditions have deterministic effects on the results. In this study, where the sensitivity of SCC against cure was found to be higher, the uniformity of beams produced with SCC was found to be in much more higher levels with respect to those produced with CC 191

Bu çalışmada, silis dumanı ve uçucu kül içeren çimento harçlarının basınç dayanımı, kılcal geçirimliliği ve mikroyapısı üzerinde çimento ana oksitlerinden üçünün nano boyutlu tozlarının (nano-SiO2, nano-Al2O3 ve nano-Fe2O3) tekli, ikili ve üçlü etkisi incelenmiştir. Toz oranları bağlayıcı miktarının %0.5, %1.25 ve %2.5'i şeklinde seçilmiştir. Toz oranları ve harç üretim yöntemi ön deneylerden hareketle belirlenmiştir. Basınç dayanımı erken (3 ve 7.gün), standart (28. gün) ve ileri yaşlardaki (56 ve 180 gün) harçlar, kılcal geçirimlilik 180 günlük harçlar, ultrases hızları ise, basınç dayanımının ölçüldüğü yaşlara ilaveten, 90, 120 ve 150 günlük harçlar üzerinde belirlenmiştir. Mikroyapısal çalışmalarda ise MIP, BET, XRD ve SEM kullanılmıştır.Çalışmada, nano tozların türü, miktarı ve harç üretim yönteminin çimento harçlarının taze ve sertleşmiş özelliklerini önemli ölçüde etkiledikleri belirlenmiştir. Türü, oranı ve tekli ya da çoklu kullanımına bağlı olmakla birlikte nano tozlar; silis dumanı içeren harçlarda %21.5, uçucu kül içerenlerde %20.5'e varan oranlarda basınç dayanımını artırmış, sırasıyla, %29 ve %14'e varan oranlarda ise kılcal geçirimlilikleri düşürmüştür. Harçların fiziko-mekanik ve mikroyapısı üzerinde en iyi sonuçlar, genellikle, silis dumanı içeren harçlarda; tekli kullanımlar için NA tozunun %1.25, ikili kullanımlarda NS+NA tozlarının %0.5, üçlü kullanımlarda ise %0.5 oranında elde edilmiştir. Uçucu kül içeren harçlarda ise; tekli kullanımlar için NS tozunun %1.25, ikili kullanımlarda NS+NA tozlarının %1.25, üçlü kullanımlarda ise %1.25 oranları harçların performansını en fazla artırmıştır. Çalışmada, ikili ve üçlü kullanımda tozlar arasında, mineral katkı türüne bağlı olarak değişen ve harçların fiziko-mekanik özelliklerini olumsuz etkileyen, bir etkileşim olduğu da belirlenmiştir. Deneyler ve mikroyapısal analizlerden tozların harçların mekanik ve fiziksel özellikleri üzerinde gösterdikleri olumlu etkilerin, filler etkisi ile birlikte, tozların puzolanik reaktiviteyi artırmasından kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. In this thesis, the single, binary and ternary effects of three nano-sized powders of main oxides of cement (nano-SiO2, nano-Al2O3 and nano-Fe2O3) on compressive strength, capillarity permeability and microstructure of cement mortars containing silica fume or fly ash were investigated. The powder ratios were selected as 0.5%, 1.25% and 2.5% of the binder amount. The production method of mortar and the amount of powder were determined by the preliminary experiments. Compressive strength was determined for early age (at 3- and 7-days), standard age (at 28-days), and late age (at 56- and 180-days) mortars, capillarity was determined for 180-days-old mortars. Ultrasonic velocities were determined for 3-, 7-, 14-, 28-, 56-, 90-, 120- ,150-days-old mortars. MIP, BET, XRD and SEM analyses were carried out to investigate the microstructure of the samples.It was found that the type and the amount of nano powders and mortar production methods had significant effect on the fresh and hardened properties of cement mortars. Nano powders increased the compressive strength of mortars containing silica fume up to 21.5% and containing fly ash up to 20.5% ; decreased the capillarity was decreased to 29% and 14%, respectively, depending on the type of powders, ratios and using as single or multiple. The best results on the physico-mechanical and microstructure of the mortars containing silica fume were obtained for the compositions including 1.25% NA powder for single, 0.5% NS+NA powder for binary and 0.5% for ternary utilizations. In mortars containing fly ash, the best results were obtained for the compositions including 1.25% NS powder for single, 1.25% NS+NA powder for binary and 1.25% for ternary utilizations which increased the performance of the mortars the most. In this study, it was determined that the interaction between the powders of binary and ternary combinations had negative effects on the physico-mechanical properties of the mortars which changed depending on the type of the mineral additive. Depending on the experiments and the microstructural analyses, it was concluded that the positive effects of powders on the physico-mechanical properties of the mortars, together with the effect of filler, associated with an increase in pozzolanic reactivity with powder. 211

Bu çalışmada çimento tipi ve iri agrega çeşidinin Kendiliğinden Yerleşen Betonun (KYB) taze haldeki temel özellikleri (viskozite, akıcılık, geçme yeteneği ve ayrışma direnci) ve sülfat direnci üzerindeki etkisi araştırılmıştır.İri agrega olarak kırmataş kalkerler (beyaz ve gri), kırmataş bazaltlar (farklı özgül ağırlık ve su emme değerli) ve yuvarlak agrega seçilmiştir. Çimento tipi olarak ise Normal Portland Çimentosu (CEM I 42.5 R), Portland Kompoze Çimento (CEM II/B-M 32.5 R), Kompoze Çimento (CEM V/A 32.5 N), Sülfata Dayanıklı Çimento ve Kalsiyum Alüminatlı Çimento kullanılmıştır. Bu parametrelerle üretilen 25 grup numune üzerinde taze beton deneyleri yapılmış ve 24 hafta süreyle %10 Na2SO4 içeren sülfatlı ortamda saklanarak ağırlık değişimleri ölçülmüştür.Sonuç olarak; KYB'nin viskozite, akıcılık ve geçme yeteneği üzerinde yuvarlak agrega en iyi performansı göstermiş iken ayrışma direncinde üzerinde beyaz kalkerin daha iyi sonuç verdiği belirlenmiştir. Diğer taraftan, Sülfata Dayanıklı Çimento viskozite üzerinde, Kompoze Çimento ise akıcılık, geçme yeteneği ve ayrışma direnci üzerinde daha iyi sonuç vermiştir. Kalsiyum Alüminatlı Çimento ile üretilen betonlarda ise gözle görülebilen bir ayrışma gerçekleşmiştir.Hem sülfatlı ortam hem de kirece doygun su içinde saklanan numunelerin ağırlıklarında artış gözlenmiştir. Ancak sülfatlı ortamdaki ağırlık artışı kontrol numunelerininkinden daha fazla olmuştur. Sülfatlı ortamda en fazla ağırlık artışının Kalsiyum Alüminatlı Çimento en az ise Portland Çimento içeren karışımlarda olduğu tespit edilmiştir. Kalsiyum Alüminatlı Çimento'lu karışımlarda görülen bu artış, sülfat etkisinden ziyade, ayrışmaya bağlanmıştır. Portland Çimentosu'nun diğer çimento tiplerine göre daha iyi sonuç vermesi ise çimentonun kimyasal bileşiminden kaynaklanmayıp bu çimentoyla üretilen betonların geçirimliliklerinin düşük olmasından kaynaklanmıştır. İri agrega çeşidi açısından yapılan değerlendirmede ise sülfatlı ortamda en az ağırlık değişimi beyaz kalkerli en çok ise yuvarlak agregalı karışımlarda görülmüştür. Kendiliğinden yerleşen betonlar üzerinde sülfat etkisinin tam olarak belirlenmesi için deney süresinin oldukça uzun tutulması gerekmektedir.Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden Yerleşen Beton, çimento tipi, iri agrega çeşidi, sülfat direnci In this study, the effect of cement type and the kind of coarse aggregate on the basic properties of self compacting concrete in fresh state (viscosity, fluidity, passing ability and segregation) and sulphate resistance was investigated.Crushed limestone (white and grey), crushed basalt (with different values of specific gravity and water absorbing) and gravel aggregate were selected to be coarse aggregates. As the cement types, Normal Portland Cement (CEM I 42.5 R), Portland Composed Cement (CEM II/B-M 32.5 R), Composed Cement (CEM V/A 32.5 N), Sulphate Resistant Cement and Cement Calcium Aluminate Cement were used. Fresh concrete experiments were conducted on 25 groups of samples produced using these parameters and these samples were stored in the sulphated medium consisting of %10 Na2SO4 for 24 weeks and changes in their weights were measured.Consequently, it was found that gravel aggregate showed the best performance on the viscosity, fluidity and passing ability of Self-Compacting Concrete, while white limestone gave better results on segregation. On the other hand, Sulphate Resistant Cement gave better results for viscosity while Composed Cement for fluidity, passing ability and segregation. Observable segregation was seen on the concretes produced with Calcium Aluminate Cement.Increase in the weight of samples from the groups stored in both sulphated environment and water saturated to lime was observed. However, increase in the weight of samples in sulphated environment was larger than that of control samples. It was determined that the largest weight increase in sulphated environment was seen in the mixtures consisting of Calcium Aluminate Cement while the lowest was in the mixtures with Portland Cement. This increase seen in the mixtures with Calcium Aluminate Cement was attributed to segregation rather than sulphate effect. The fact that Portland Cement gave better results than the others does not result from the chemical composition of the cement, but from the lower permeability of the concretes produced with this cement. When considered the evaluations for coarse aggregate type, the lowest weight change in sulphated environment was seen in the mixtures with white limestone while the largest was in the mixtures with gravel aggregate. The time period of the experiments should be kept quite long in order to better determine the effect of sulphate on the self compacting concrete.Keywords: Self-Compacting Concrete, cement type, coarse aggregate type, sulphate resistance 96