Nano-TiO2 içeren kendi kendini temizleyen beton karışımlarının bazı taze ve sertleşmiş hal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Betonarme yapıların su ve neme maruz kalmalarının, servis ömürlerini kısalttığı, dayanım ve durabilite özelliklerini önemli ölçüde olumsuz etkilediği bilinmektedir. Özellikle, tüneller, metrolar ve kanalizasyonlar gibi yeraltı suyuna veya yağmur suyuna maruz kalan betonarme yapılarda güvenli su yalıtımının yapılması gerekmektedir. Aksi halde, yağmur suyu ve nemin inşaat malzemelerinin aşınmasına, eskimesine ve erozyonuna sebep olması kaçınılmaz bir durumdur. Bununla birlikte, nemin neden olduğu zararlar çözünmeye, lekelenmeye neden olabilir, böylece beton bileşenlerinin direnci azalabilir. Tez kapsamında, yağmur suyu ve nem etkisindeki yapı malzemelerinin fiziksel özelliklerini geliştirmek için nanoteknolojiden faydalanılması amaçlanmıştır. Ucuz ve çevresel bir zararı olmayan hidrofobik nano-karışım kullanımı ile sürdürülebilir, ekolojik, ve ekonomik yönlere sahip bir ürün sunulması amaçlanmaktır. Bununla birlikte, üretilecek hidrofobik nano-karışımında kullanılacak TiO2’nin kendi kendini temizleme özelliği de beton yapılar için bir avantaj olacağı düşünülmüştür. Çalışma kapsamında kullanılacak TiO2 ikame oranı değişiminin harç karışımların dayanım ve dayanıklılık performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Aynı hammaddeden üretilmiş anataz fazındaki iki farklı partikül boyutuna (28 nm ve 38 nm) ve farklı kullanım oranlarına (%0.5, %1 ve %1.5) sahip nano-TiO2 içeren karışımlar hazırlanarak fotokatalitik özelliği, zamana bağlı yayılma, reoloji, su emme kapasitesi, ultrasonik geçiş hızı, basınç dayanımı, üç noktalı eğilme dayanımı, aşınma direnci deneyleri yapılmıştır. Literaürde bir eksiklik olduğu düşünülen, TiO2 kullanımının beton karışımlarının yangın direnci üzerindeki etkisi de araştırılmıştır.

It is known that exposure of reinforced concrete structures to water and moisture shortens their service life and significantly affects their strength and durability. Especially in reinforced concrete structures exposed to groundwater or rainwater such as tunnels, subways and sewers, safe waterproofing is required. Otherwise, it is inevitable that rainwater and moisture will cause wear, aging and erosion of construction materials. In addition, moisture-induced damages can cause dissolution, staining, and thus reduce the resistance of concrete components. This thesis aims to utilize nanotechnology to improve the physical properties of building materials under the influence of rainwater and moisture. It is aimed to provide a product with sustainable, ecological, and economical aspects by using hydrophobic nano-mixtures that are inexpensive and have no environmental damage. In addition, the self-cleaning feature of TiO2 to be used in the hydrophobic nano-mixture to be produced is thought to be an advantage for concrete structures. The effects of varying the TiO2 substitution rate on the strength and durability performance of mortar mixtures were investigated. Mixtures containing nano-TiO2 with two different particle sizes (28 nm and 38 nm) and different usage rates (0.5%, 1% and 1.5%) in the anatase phase produced from the same raw material were prepared and photocatalytic property, time-dependent diffusion, rheology, water absorption capacity, ultrasonic transmission rate, compressive strength, three-point flexural strength, abrasion resistance tests were performed. The effect of TiO2 on the fire resistance of concrete mixtures was also investigated, which is thought to be a gap in the literature.