Kriyojenik sıcaklık etkisindeki kendiliğinden yerleşen betonlarda kırılma mekaniği performansının belirlenmesi

Günümüzün en temel ısınma araçlarından biri olan ve ülke olarak diğer ülkelerden ithal ettiğimiz doğalgazın temininde tek bir ülkeye bağımlı olmamak son derece önemlidir. Bu nedenle doğalgazın yüksek hacimlerde depolanması büyük önem arz etmektedir. Doğalgazın depolanması için sıvılaştırılması gerekmekte olup sıvılaşma esnasında doğalgazın hacmi yaklaşık 600 kat küçülmekte ve sıvı haldeki doğalgazın sıcaklığı -162oC olmaktadır. Bu düşük sıcaklıklar kriyojenik sıcaklık olarak adlandırılmaktadır. Beton muhafaza tanklarının doldurma ve boşaltma anındaki termal etkilere ve beklenmedik sızıntı durumlarına karşı dayanıklı olması gerekmektedir. Bu çalışmada, doğalgazın depolandığı beton muhafazalı tankların herhangi bir sızıntı, termal şok vb. durumlarda kriyojenik sıvı ile betonun teması sonucunda ortaya çıkabilecek etkiler ve beton davranışı incelenmiştir. Bu kapsamda beton muhafazalı kriyojenik depolama tankları için kullanımı önerilebilecek yüksek dayanıklı kendiliğinden yerleşen beton tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kriyojenik etkiyi temsil etmek amacıyla sıvı nitrojen kullanılarak bir ve beş çevrim donma çözülme etkisi sonucunda dayanım özelliklerindeki değişim incelenmiştir. Ayrıca beton içerisindeki nem durumunun etkisini araştırmak üzere numuneler suda ve havada olmak üzere iki farklı kür işlemine tabi tutulmuştur. Enerji yapılarının stratejik önem derecesinin yüksek olması nedeniyle, tasarımları yapılan bu betonların, dayanım parametreleri geleneksel dayanım ölçütlerinin yanı sıra iki parametreli kırılma mekaniği test yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Kırılma mekaniği parametrelerinin belirlenmesi amacıyla üç farklı boyutta, her farklı boyut için üç farklı çentik uzunluğuna sahip kirişler üretilmiştir. Üretilen kirişler üzerinde mekanik testler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler geleneksel tasarım metotları ve kırılma mekaniği parametreleri ile ilişkilendirilerek sonuçlara ulaşılmıştır. Sonuç olarak, hava kürü numunelerinin su kürü numunelerine göre kriyojenik çevrime daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Bir çevrim kriyojenik işlem ardından KIC ve CTODc değerleri artış göstermiştir. Beş çevrim sonucunda ise, bir çevrime kıyasla KIC ve CTODc değerlerinde düşüş görülmüştür. Anahtar sözcükler: Doğalgaz, Kendiliğinden Yerleşen Beton, Kırılma Mekaniği, Kriyojenik sıcaklık