Beton Yol Kaplamalarında Sıcaklık Gradyanlarının Azaltılması İçin Beton İçeriğinin Değiştirilmesi

Abstract

Dünyanın değişik bölgelerinde, ihtiyaca göre, değişik yol kaplaması uygulamaları mevcuttur. Beton yollar bu alternatiflerden biridir. Beton yol tasarımları yapılırken, uygulamalarda, servis ömrü boyunca karşılaşılan problemler gözönünde bulundurulmaktadır. Tez kapsamında, beton yolların servis ömrü boyunca maruz kalabileceği zararlı etkilerin azaltılması için beton içeriğinde değişiklikler yapılmıştır. Çalışmada, betonun ısı iletim katsayısı düşürülerek, sıcaklık gradyanlarının azaltılması ve bu sayede beton kaplama yüzeyindeki büzülme ve genleşmelerden kaynaklanan gerilmelerin yol açtığı ısıl çatlakların azaltılması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmada, kaba ve ince agregası kalker olan beton içeriğinde, ince agrega yerine toplam agrega ağırlığının farklı oranlarında (%10, 20, 30) mermer tozu, bazalt ve cam kürecik kullanılmıştır. 28 ve 90 günlük basınç ve yarmada çekme dayanımlarına bakılmış, alkali-silika reaksiyonu (ASR) ve ısı iletim katsayıları incelenmiştir. Deneyler sonucunda, mermer tozu kullanım oranının artışıyla birlikte mekanik özelliklerin %10 oranından sonra olumsuz etkilendiği ancak ASR genleşmelerinin azaldığı ve ısı iletim katsayılarının düştüğü görülmüştür. %10 ve % 20 oranında bazalt kullanılarak elde edilen betonun, mekanik özelliklerinin iyileştiği, ısı iletim katsayısının düştüğü, fakat %20 oranından sonra ASR genleşmelerinin kabul edilebilir limitleri aştığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, %20 oranına kadar cam kürecik kullanımının betonun mekanik özelliklerini olumlu etkilediği, ASR genleşmelerini azalttığı, ve ısı iletim katsayısını düşürdüğü, ancak %30 oranında mekanik özelliklerinin olumsuz etkilendiği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, %10 mermer tozu, %20 bazalt veya %20 cam kürecik içerikli beton tasarımının mekanik özellik ve ASR yönünden uygun olduğu tespit edilmiş ve beton yollardaki ısıl çatlakları azaltacağı öngörülmüştür.

There are various paving implementations around the globe as required. Concrete road is one of them. The problems occured during its serving time has been considered while designing concrete road. In the thesis, there are some changes made in concrete content for the reduction of harmful effect that concrete road maybe exposed during its service life. This work aims reducing the temperature gradient by decreasing the thermal conductivity of concrete. Thus, stresses caused by shrinkage and expansion of concrete pavements and thermal cracks will be reduced. In the experimental study, marbel dust, basalt and glass beads were used as a fine aggregate in different proportions (%10, 20, 30) of the total aggregate weight. 28 and 90 days compressive and splitting tensile strength of the samples were determined. Also, alcali-silica reaction (ASR) and thermal conductivities of the samples were examined. The results showed that mechanical properties were negatively affected by using more than 10% proportion of marble dust although ASR expansions and thermal conductivity of concrete decreased. In this study, mechanical properties of the concretes, which had basalt in proportions of %10 and %20 as a fine aggregate, improved and thermal conductivity decreased. But ASR expansions exceeded accepted limits after using %20 proportion of basalt. It was determined that mechanical properties of concrete were improved until %20 proportion of glass bead while ASR expansions and coefficient of thermal conductivity were decreasing. But mechanical properties were affacted in negative way in proportion of %30 glass bead. According to results obtained, it was determined that using 10% proportion of marble, 20% proportion of basalt or 20% proportion of glass beads in concrete content were suitable for mechanical properties and ASR expansions and it is expected that these concrete contents will reduce the thermal cracks in concrete roads.