Beton yol kaplamalarında yüksek fırın cürufu ve çelik lif kullanımının araştırılması

Son yıllarda betonun yüksek dayanım özelliği için betonda kullanılabilecek katkı maddelerinin betonun fiziksel ve mekanik özelikleri üzerinde etkisinin neler olduğu üzerine birçok araştırmalar yapılmıştır. Bu kapsamda; %0, %0.75, %1.00, %1.25 ve %1.50 oranlarında 60 mm uzunluğunda çelik lif ile güçlendirilmiş, YFC oranı %0, %15, %20, %25 ve %30 oranlarında çimento ile ikame edilmiş numuneler tasarlanmış ve bu tez çalışmasında beton yol kaplamalarında kullanılabilirliği araştırılmıştır. İlaveten, elde edilen sonuçlar analiz edilerek optimum %20 YFC oranı ile 35 mm uzunluğunda çelik lif aynı oranlarında kullanılarak üretilen beton numuneleri üzerinde çalışma yapılmıştır. Hazırlanan bu karışımlara ait işlenebilirlik, çökme, eğilmede çekme, yarmada çekme, donma-çözülme, aşınma direnci, elektriksel özdirenç, iletkenlik ve ısınma, SEM ve XRD analizi testleri yapılmıştır. Test sonuçları esas alınarak AASHTO 1993 ve FAARFIELD beton kaplama tasarım yöntemleri ile farklı taşıma gücüne sahip taban zeminleri ile farklı trafik yükleri altında beton plak (kaplama) kalınlık ve karayolu tasarımı için maliyet hesaplamaları yapılmıştır. Sonuç olarak; YFC kullanılması ile daha işlenebilir beton karakteristiği gözlemlenmiş, çelik lif oranı arttıkça işlenebilirliğin zorlaştığı görülmüştür. Diğer taraftan, 60 mm uzunluğundaki makro çelik lif ilavesi ile numunelerin basınç dayanımında azalma, yarmada çekme ve eğilmede çekme dayanımında artış; 35 mm uzunluğundaki makro çelik lif ilavesi ile basınç, yarmada çekme ve eğilmede çekme dayanımlarında artış meydana gelmiştir. Numunelerin donma-çözülme işleminde en fazla kütle kaybı %1.50 çelik lif içeren numunede gözlemlenmiştir. Lifsiz numunelere kıyasla karışımlara çelik lif ilave edilmesi ile numunelerin elektriksel özdirençlerinin azaldığı görülmüştür. Lif katkısız en düşük aşınma miktarının %15 YFC katkılı beton numunesinde gerçekleştiği, YFC ikamesi %15'den fazla olan numunelerde YFC ikamesi arttıkça aşınma miktarlarının da arttığı; çelik lif katkılı betonların aşınma kaybı çelik lif miktarının artışı ile aşınma kaybının azaldığı tespit edilmiştir. Farklı trafik yükleri altında ve farklı taşıma gücüne sahip zeminler üzerine inşa edilecek YFC katkılı beton numunelerin beton kaplama kalınlıklarını ve maliyeti azalttığı; çelik lif katkılı numunelerin ise kaplama kalınlığını azalttığı ancak maliyet etkin olmadığı, betonun çatlak gelişimi ve eğilme dayanımı üzerinde çelik lif katkısının önemli bir etkisinin olması ve beton yolların hizmet ömürleri boyunca çoğunlukla zorlu çevre koşullarına maruz kalmaları sebebiyle uzun vadede maliyet artışının ekonomik olarak olumsuz bir etkisinin olmayacağı değerlendirilmiştir.