Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

Agregaların mekanik özellikleri ile dokusal özellikleri arasındaki ilişkinin araştırılması

Investigation into the correlation between mechanical and textural properties of aggregates

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 126995 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

AGREGALARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ İLE DOKUSAL ÖZELLİKLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET Agregalar ile yapılan bu çalışmanın amacı, agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri ile dokusal özellikleri arasında bir ilişkinin var olup olmadığım tespit etmektir. Agrega genel olarak; organik olmayan, kum, çakıl, kırmataş gibi doğal kaynaklı veya yüksek fırın cürufu, genleştirilmiş perlit, genleştirilmiş kil gibi yapay kaynaklı olan taneli malzemeler diye tanımlanmaktadır. Agregalar boyutlarına göre, iri, ince, karışık, taş unu gibi sınıflandırılmaktadır. Betonun %60-80' ini oluşturan mineral kökenli taneli bir malzemedir. Agregalar oldukça yaygın bir kullanım alanlarına sahiptirler. Beton ve çimento sektörünün vazgeçilmez bir malzemesidir. Çimento ve su ile karışımıyla betonu oluşturan bir malzeme olduğu için inşaat sektöründe büyük öneme sahiptir. Betonda agregalar kullanılması betonun sertleşme ve hacim değişikliğini önlemekte veya azaltmakta ayrıca betonun çevre etkilerine karşı dayanımını artırmaktadır. Genel olarak kullanım alanlarına bakıldığında; bina, köprü, oto yol, yol parkesi, blokaj, bordur taşı, tünel, balast, çatı arduvazı, demiryolları, baraj gibi çeşitli inşaat işlerinde kullanılmaktadır. Agregaları üretim yöntemlerine bakıldığında; açık ocak işletmeciliği ile aynı üretim yöntemlerine sahiptir. Yani açık ocaklarda olduğu gibi taş ocaklarında da delme- patlatma yöntemi uygulanmaktadır. Bu yöntemde genel olarak; bir veya birden fazla sıralı delikler açılarak patlayıcılar yerleştirilir ve ateşleme yapılır. Delinen deliklerin çaplan, derinliği ve aralarındaki uzaklık formasyonun niteliğine, basamak yüksekliğine ve günlük üretime göre değişir. Ocaktan alman patlatılmış malzeme kırma eleme tesislerine taşınarak kırmataş standartlarındaki tane boyutlarına kırma- eleme ile ayrılır. Son yıllarda malzeme teknolojisinin gelişmesine paralel olarak geliştirilen özel kesici uçlar yardımıyla açık ocak işletmelerinde kazı ve yüklemeyi aynı anda yapan, delme-patlatma işlemlerini ortadan kaldıran ve bu nedenle yerleşim birimlerine daha yakın ocak açmayı mümkün kılan makinalar (continuous miners) kullanıma sunulmuştur. Taş ocaklarında üretilen agregalar bir çok mekanik özelliklere sahiptir. Bu özellikler genel olarak; basınç dayanımı, çekme dayanımı, elastisite modülü, poisson oram, aşınmaya karşı dayanıklılıktır. Bu özelliklerden herhangi birinin önemi, agregaların kullanım boyutlarına bağlıdır. agregaların mekanik özelliklerini belirlemede bir çok kalite testleri yapılmaktadır. Bu testlerin amacı, agregaların kulanım alanlarında maksimum verimlilik sağlamasıdır. vııAgregaların genel olarak saptanan fiziksel özelliklerine bakıldığında; özgül ağırlık, su emme, porozite, dona dayanıklılık, sülfat miktarı, klorür miktarı, ince madde oram, birim ağırlık, yoğunluk, tane dağılımı, tane şekli olarak göze çarpmaktadır. Bu özelliklerden yola çıkarak agregaların fiziksel özelliklerini belirlemek mümkündür. Agregalar üzerine yapılan bu çalışma bir çok deneyi kapsamaktadır.deneylerde kullanılmak üzere ayrı ayrı ocaklardan 21 adet agrega numuneleri getirtilmiştir. Bu deneylerin içeriklerine bakıldığında, agreların fiziksel ve mekanik özelliklerini ve dokusal özelliklerini belirleme üzerinedir. Mekanik özelliklerini belirlemede, aşınmaya karşı dayanıklılık testi (Los Angeles Testi) yapılmıştır. Agregaların fiziksel özelliklerini belirlemede ise özgül ağırlık ve su emme deneyleri yapılmıştır ve ayrıca bu deneye paralel olarak buradan bulunan değerlerle porozite, yoğunluk, boşluk oram, doluluk oram değerleri tespit edilmiştir. Dokusal özelliklerini belirlemede ise, agrega numunelerinden ince kesitler alınarak optik mineraloji laboratuvannda görüntü işleme setinden resimleri çekildikten sonra Leica Qwin programı kullanılarak analiz edilmiştir. Bu analiz sonucunda agregaların doku katsayıları hesaplanmıştır. Agregaların dokusal özelliklerinin tespitinde, Howarth ve Rowlands tarafından 1987 yılında yaptıkları çalışmalar doğrultusunda öne sürülen doku katsayısı (TC) kavramından yararlanılmıştır. Dokuyu oluşturan tanelerin şekilsel özelliklerinden yola çıkılarak agregaların TC değerini hesaplamak mümkündür. Bu sayede makro boyutta yapılan deneyler ile mikro boyutta yapılan deneylerin karşılaştırılabilme imkanı doğmuştur. Kayaç dokularını görüntü işleme teknikleri kullanılarak sayısal olarak değerlendirmek mümkün olmaktadır. Yukarıdaki paragrafta da değinildiği gibi agrega numunelerinde ince kesit alınması ve daha sonra bu ince kesitlerin mikroskopta incelenerek resimlerin çekilmesi ve bilgisayar programında elde edilen bu görüntülerin işlenilmesi ile gerçekleştirilir. Howarth ve Rowlands tarafından gerçekleşen bu çalışmalar doğrultusunda kayaçların mekanik ve fiziksel özellikleri ile dokusal özellikleri arasında bir ilişkinin var olup olmadığı konusunda araştırmalar yapmak mümkün olmuştur. Yapılan bu deneyler sonucunda; agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri ile doku katsayısı (TC) karşılaştırılarak bir ilişkinin var olup olmadığı incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda aşınma direnci ile TC arasında bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. vııı

Summary:

INVESTIGATION INTO THE CORRELATION BETWEEN MECHANICAL AND TEXTURAL PROPERTIES OF AGGREGATES SUMMARY The main objective of this study is to investigate the correlation between mechanical - physical properties and textural properties of aggregates. Generally, aggregates can be defined as natural and artificial materials as an organic sand, sand, breaking stone, crush stone, gravel and, ballast furnace slag, expanded perlite expanded clay, respectively. Aggregates can be classified related with their size as big, small, random, stone flour. Concrete is consists of 60% or 80% of aggregate. The origin of the aggregate is mineralogical. The area of using aggregates is so large. It is the most important material of the sector of concrete and cement. The importance of aggregate is so vital for especially in civil engineering because of being principal material of concrete. When it uses for making concrete, it prevents or decreases the deformation of and hardness of concrete. Added to that it increases the strength of concrete against the environmental impacts. It generally uses for making civil engineering projects such as buildings, road, road stone, park stone, railway, bridge and so on. Generally aggregates are product from open pit mines. The method in order to product the aggregate is similar as in open pit mines. In general it produces by drill and blast method. In this method, after drilling one or more row bore these holes are filled with explosive, these holes are exploded. The diameter, depth, and the distance between holes is changed related with the formation properties of zones, the height of step, and daily production. The explosives materials that are taken from stone quarry transport to the foundation to crush and classify related with the size. After developing the technology of material continuous miners can be used with then- special cutter bits and this cutting machine has an important advantage that is to eliminate the drill and blast necessarily. The aggregates that are produced from quarries have important mechanical properties. Generally these properties are; uniaxial compressive strength, Brazilian strength, elasticity modulus, Poisson ratio, and strength of weathering. These properties are tested and founded in laboratories. The main objectives of these tests are to increase the efficiency of the aggregate in industrial uses. The desired physical properties cab summarized as specific gravity, water content, porosity, the percentage of sulphate, frost strength, the percentage of clorur, the percentage of small, unit weight, density, granulometer, and grain shape. After zxdetermining these parameters it is possible to set up the whole physical properties of aggregates. A lot of tests are carried in this research. 21 different aggregate samples are tested in this study. In order to understand the mechanical properties of the samples, Loos Angeles weathering tests are carried out. After that, in order to determine the physical properties of aggregates samples, specific gravity, water content, porosity, the ratio of space, and the ratio of filling test are carried out in this research. In order to understand the textural properties of the aggregates samples, after taking thin slices from the aggregate samples, these thin slices are quantifying by using an image processing computer programme, which is Leica Qwin in image processing laboratory. After that, it is possible to determine the textural properties of aggregates. In this study, to quantify the textural properties of aggregates, the theory of texture coefficient (TC), which has been proposed, by Howarth and Rowland (1987) is used. Hence, it is possible to calculate the value of TC by using the grain shape' s properties. Therefore, it is possible to investigate the correlation between tests that are making in macro and micro scale in laboratory. In order to make this procedure, firstly the texture of rocks should be quantified by using an image processing methodology as aforementioned. After determining the value of TC for every sample it will be possible to investigate the correlation between aggregates' mechanical - physical and textural properties. After all tests are done, the correlation is investigating by using the well-known statistical procedures such as linear regress ion analysis.