Fosfazen ve polimer emdirilmiş betonun durabiliteye karşı dayanıklılığının araştırılması

Abstract

Polimer beton, sürekli polimer matrisi içinde, reçine ve sertleştiriciden oluşan, kimyasal reaksiyon ile sertleşen bir kompozit malzemedir. Bu projede, fosfazen ve polimer emdirilmiş beton numuneler üzerinde donma-çözülmenin, yüksek sıcaklığın, karbonatlaşmanın etkisi ve harç numuneleri üzerinde sülfat etkisi taguchi ve anova analizleri kullanılarak araştırılmıştır. Fosfazenler ?P=N- yapısını bulunduran fosfor-azot bileşikleridirler. Fosfazenin çimento veya betonda kullanılması ile ilgili bir çalışmaya literatürde rastlanılmamıştır. Fosfazenin tek başına betonda kullanılmamasının nedeni pahalı olmasıdır. Fakat fosfazen polimerle beraber kullanıldığında maliyet azalmaktadır. Bu projede, deney sayısını azaltmak için taguchi metodu kullanılmıştır. Deneylerin tasarımı, taguchi yöntemiyle yapılmış ve L25 (56) ortoganal dizisi deney planı olarak seçilmiştir. Donma-çözülme ve karbonatlaşma derinliği tayini için deney parametreleri, polimerdeki fosfazen katkı yüzdesi beş seviyeli (% 0, % 1, % 2, % 3 ve % 4), kür süresi beş seviyeli (28, 60, 90, 180 ve 365 gün) ve çimento dozajı beş seviyeli (300, 350, 400, 450 ve 500 kg/m3) olarak tanımlanmıştır. Yüksek sıcaklık etkisi deneyi için deney parametreleri, polimerdeki fosfazen katkı yüzdesi beş seviyeli (% 0, % 1, % 2, % 3 ve % 4), kür süresi beş seviyeli (28, 60, 90, 180 ve 365 gün), çimento dozajı beş seviyeli (300, 350, 400, 450 ve 500 kg/m3) ve yüksek sıcaklık derecesi beş seviyeli (0, 200, 400, 600 ve 800oC) olarak tanımlanmıştır. Sülfat etkisi deneyi için deney parametreleri, polimerdeki fosfazen katkı yüzdesi beş seviyeli (% 0, % 1, % 2, % 3 ve % 4), kür süresi beş seviyeli (30, 60, 90, 180 ve 365 gün), çimento dozajı beş seviyeli (300, 350, 400, 450 ve 500 kg/m3) ve sülfat çözelti yüzdesi beş seviyeli (% 0, % 1, % 2, % 4 ve % 6) olarak tanımlanmıştır. Monomer olarak vinil asetat monomeri kullanılmıştır. Basınç dayanımı, ağırlık kaybı ve karbonatlaşma derinliği deneyleri için 100x100x100 mm ve 50x50x50 mm ölçülerindeki küp numuneler, boy değişimleri için 25x25x285 mm boyutlarında prizmatik harç numuneleri hazırlanmıştır. Numuneler belirlenen kür sürelerince 20?2 oC? de standart su küründe bekletilmiştir. Numuneler üç gruba ayrılmıştır. İkinci grup numunelere kurutma (105 ? 5 oC? de 24 saat) işlemi uygulanıp 24 saat atmosferik şartlarda fosfazenli monomer emdirilerek başlatıcı olarak %1 oranında benzoil peroksit katılmış ve 60 oC? de 4 saat ısıtma ile polimerizasyon gerçekleştirilmiştir. Böylece 2. grup numuneler içinde fosfazenli polimer oluşturulmuştur. Bu aşamada, 1. ve 3. grup numunelere polimer emdirilmemiştir. Polimer emdirilmiş bütün numunelere donma-çözülme, yüksek sıcaklık etkisi, sülfat etkisi ve karbonatlaşma deneyleri uygulanmıştır. 1. ve 2. grup numunelerin basınç dayanımı, boy değişimi, ultrasonik ses geçirgenliği, ağırlık kaybı ve karbonatlaşma derinliği belirlenmiştir. Durabilite deneylerinden sonra 3. grup numunelere ise fosfazenli polimer emdirilerek basınç dayanımı, boy değişimi, ağırlık kaybı ultrasonik ses geçirgenliği ve karbonatlaşma derinliği tespit edilmiştir. Elde edilen verilerin taguchi ve anova analizleri yapılarak deney sonuçlarına deneysel parametrelerin etkileri belirlenmiştir. Ayrıca numunelerin SEM, EDX ve XRD analizleri yapılmıştır.