INVESTIGATION OF THE THERMAL AND ACOUSTIC PERFORMANCE OF PERLITE- BASED BUILDING MATERIALS

Transkript

1 INVESTIGATION OF THE THERMAL AND ACOUSTIC PERFORMANCE OF PERLITE- BASED BUILDING MATERIALS *1 Zeki ARGUNHAN Batman Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Batman, 2 Hasan OKTAY Batman Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Batman, 3 Recep DOGMUS Reel Mühendislik San. ve Tic Ltd. Şti., Batman, Türkiye, * Corresponding author; Abstract: Perlite is a siliceous volcanic glass that provides heat and sound insulation, whose volume can expand substantially under the effect of heat. Perlite ore is one of the most important mineral resources for Turkey where holds a large portion reserves in the world. Evaluation of perlite in building industry, which has advantages in terms of heat and sound insulation, will make an important contribution to the national economy. In this context, experimental investigations are performed for obtaining new concrete types with relatively high strength, low density and good thermal and acoustic properties for energy efficient buildings. For this purpose, 6 sets and different types of concrete samples were prepared with a constant watercement ratio, and normal aggregates replaced by expanded perlite aggregates at different volume fractions such as 10%, 20%, 30%, 40%, 50% and 60% of the total aggregate volume. Mechanical and thermal tests were all conducted and the hot disk method was used to establish thermal property values of concrete samples. The results of the experimental studies show that the compressive strength and density decreases, while highly increases the heat and sound insulation features with increasing in perlite content. As a result, it was found out that the reductions in thermal conductivity [Wm 1K 1] and ultrasonic pulse velocity [km/s] of the produced samples reached to 75% and 35%, respectively. Key words: Concrete, expanded perlite, mechanical property, thermal conductivity, ultrasonic pulse velocity. 26

2 Özet: Perlit ısı ve ses yalıtımı sağlayan bir silisli volkanik camdır silisli volkanik bir cam olup ısı altında hacimsel olarak genleşebilmektedir. Dünya rezervlerinin büyük bir kısmının Türkiye de olduğu tahmin edilen perlit, Türkiye nin en önemli maden kaynaklarından biridir. Isı yalıtımı ve ses yalıtımı gibi avantajları açısından üstünlükleri olduğu için perlitin inşaat sektöründe değerlendirilmesi, ülke ekonomisine önemli katkılar sağlayacaktır. Bu doğrultuda, enerji verimli binalar için nispeten yüksek mukavemet, düşük yoğunluklu, yüksek ısı ve ses yalıtımı olan yeni beton tipleri elde etmek için deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bundan dolayı, sabit su-çimento oranında, normal agrega yerine hacimce %10, %20, %30, %40, %50 ve %60 oranlarında genleştirilmiş perlit agregası kullanılarak çeşitli beton numuneleri hazırlanmıştır. Deneysel çalışmalarda birim ağırlıkları değişen toplam 6 seri beton üretilmiştir. Üretilen tüm numunelerin mekanik testleri yapılmış ve ısıl özellikleri sıcak disk yöntemi ile belirlenmiştir. Deneysel çalışmaların sonuçlarına göre kullanılan agreganın elde edilen betonun mukavemetini ve yoğunluğunu düşürdüğü, buna karşın ısı ve ses yalıtım özelliğini yüksek oranda arttırdığı görülmüştür. Deneysel çalışmaların sonucunda, üretilen numunelerin ısıl iletkenlik [Wm 1K 1] ve ultra ses geçiş hızı [km/s] değerlerindeki azalma sırasıyla %75 ve %35 e ulaştığı tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Beton, genleştirilmiş perlit, mekanik özellik, ısıl iletkenlik, ultra ses geçiş hızı. 1. Giriş Normal beton, genel amaçlı uygulamalarda kullanılmak üzere kolay ulaşılabilinen ve kolay elde edilebilir işgücü ile üretilen ekonomik malzemelerdir. Normal betonlar çimento, agrega ve sudan oluşur. Katkı malzemesi içermezler, çimento katkılı veya katkısız olabilir. Basınç dayanımları MPa arasında değişen normal betonların çekme ve eğilme dayanımları ise özel betonlara oranla ihmal edilecek kadar düşüktür [1]. Hafif betonların ise normal betonlara göre birçok üstün özellikleri vardır ve şöyle özetlenebilmektedir: Birim hacimdeki toplam malzeme ağırlığının azalması nedeniyle beton kalıbında daha düşük basınç oluşur, üretim ve yerleştirme kolaylaşır. Hafif betonla üretilen elamanların düşük birim ağırlıkları nedeniyle yatay ve düşey yapı yükleri azalır, bu azalma ile temeller ve diğer yapı elemanları daha küçük boyutlarda yapılarak ekonomi sağlanır. Isıl iletkenlikleri düşük, ısı ve ses yalıtımları yüksektir. Yangın bakımından normal betona göre daha elverişlidir [2]. Hafif beton üretiminde en popüler yöntem normal agrega yerine hafif agregaların kullanılması ile hafif beton üretimidir. Hafif agregalar kullanılarak üretilen betonlar, hafif agregalı betonlar olarak adlandırılmaktadır. Betonların birim ağırlık ve dayanımı arasında büyük orantılı artış olduğu için birim ağırlıklara bağlı olarak betonların sınıflandırılması yapılabilmektedir. Hafif agregalı betonlar, pratikte 300 ile 1850 kg/m 3 değerleri arasında birim ağırlıklara sahip betonlardır [3]. Heterojen bir yapıya sahip olan betonun özellikleri kullanılan malzemelerle yakından ilgilidir. Beton hacminin yaklaşık %60-%85 ini oluşturan agreganın niteliği oldukça önemlidir. İyi beton elde edebilmek için uygun agrega kullanılması gerektiği bilinen bir gerçektir. Agreganın kimyasal ve 27

3 mineralojik bileşimi, özgül ağırlığı, dayanımı, fiziksel ve kimyasal kararlılığı, boşluk yapısı, rengi gibi özelikleri elde edildiği kayacın özeliklerine bağlıdır. Ancak genellikle agreganın tane şekli ve boyutları, yüzey yapısı ve su emmesi gibi özelikleri göz önüne alınır [4]. Perlit ilk defa 1836 yılında bulunmasına rağmen ancak 1946 yılında çeşitli alanlarda kullanılmaya başlanmıştır. Genleştirilme işleminden sonra kazandığı niteliklerden hafiflik ve ısı yalıtıcılık özellikleri dikkate alınarak, ilk defa ABD'de beton ve sıva agregası olarak uygulamaya girmiştir. Diğer ülkelerde ise 1950 yılından sonra uygulamaya girmiştir [5]. Hacminin yaklaşık 30 katına kadar ulaşan perlit, genleşmiş haliyle ısı ve ses izolasyonu sağlayan ve oldukça hafif olan bir kayaçtır. Türkiye, dünyanın en kaliteli ve en büyük perlit yataklarına sahiptir. Türkiye, Dünya perlit rezervinin %78'ine sahip olmasına karşın Dünya üretiminin yaklaşık %3'ünü gerçekleştirir [6]. Hafif inşaat malzemelerinin ısı ve ses izolasyonu, ateşe karşı dayanaklılık, deprem, ekonomi gibi birçok problemi birlikte halletmesi ve sahip olduğu özelliklerde dikkate alındığında bu malzemelerin başında gelen perlitin ülkemizde büyük oranda bulunması, perlit agregasının hafif betonlara etkilerinin araştırılmasının gerekliliğini göstermektedir. Yaygın perlit kullanımı inşaat sektöründe olmaktadır. Dünya'da olduğu gibi Türkiye de de perlit agregasının beton üretiminde kullanımı görülmektedir. Perlitin ses yalıtımının olması, ısı yalıtımı, hafif olması ve depreme dayanıklılık avantajları açısından önemli üstünlükleri olduğu için inşaat sektöründe değerlendirilmesi ülke ekonomisi başta olmak üzere küresel ısınmaya olumlu yönde önemli katkılar sağlayacaktır [6]. Genleşmiş perlit gibi yapısal hafif agregaların hücresel yapılarında bulunan hava, bu agregaların doğal agregalara göre daha düşük ısıl iletkenliği değerlerine sahip olmalarını sağlamaktadır. Sıradan betonun ısıl iletkenliği, betonun doygun olduğu durumda, beton karışımına bağlı olarak 1,4 ila 3,6 Wm 1K 1arasında değişmektedir. Betonun birim ağırlığı ısıl iletkenliğini tam olarak etkilememesine rağmen, havanın düşük ısı iletimine bağlı olarak, hafif betonun ısıl iletkenliği birim ağırlığı ile değişmektedir [7]. Aynı zamanda hafif agregalardan oluşan hafif betonun ses emme özelliğinin havadaki ses enerjisinin betonun çok küçük kanallarında ısıya dönüştürülmesi nedeniyle iyi olduğu belirlenmiş, dolayısıyla ses emme katsayısının normal betona oranla yaklaşık iki kat fazla olduğu belirtilmiştir. Betonun içersindeki hava boşlukları arttıkça ve betonun birim ağırlığı azaldıkça ses yutuculuğu iyileşmektedir [4, 8]. Beton için genleştirilmiş perlit agregası ve silis dumanının avantaj sağladığı birçok makalede belirtilmiştir [9-12]. Demirboğa ve Gül [13], %30 uçucu kül ve %70 çimento ile üretilen beton numunelerde pomza yerine genleştirilmiş perlit agregası kullanıldığında sertleşmiş beton numunelerinin ısı iletkenliğinin daha düşük çıktığını bulmuşlardır. Oktay ve arkadaşları [14], yeni beton tipleri elde etmek için deneysel ve teorik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Sabit su-çimento oranında, normal agrega yerine hacimce %10, %20, %30, %40 ve %50 oranlarında pomza agregası, genleştirilmiş perlit aggregası ve lastik aggregası kullanılarak çeşitli beton numuneleri hazırlanmıştır. Yapılan testler sonucunda perlitli betonların ısıl iletkenlik katsayılarının normal betonlara göre %82 daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Karakoç ve Demirboğa [15] tarafından yapılan başka bir çalışmada normal agrega yerine belirli oranlarda genleşmiş perlit agregası kullanıldığında betonun mukavemet, ısıl iletkenlik, yoğunluk ve ultrasonik ses hızı özelliklerinin azaldığı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın amacı farklı karışım tiplerine sahip betonun, hafif agregalı perlit katkılı betonlar üretilerek ses yalıtımı, ısıl iletkenliği ve basınç dayanımına etkisini incelemektir. Beton üretiminde %10, %20, %30, %40, %50 ve %60 oranlarında genleştirilmiş perlit agregası (GPA) kullanılmıştır. Buna ek olarak numunelerde belli oranlarda hava sürükleyici katkısı, silis dumanı, süper 28

4 Elekten geçen miktar (%) EJT akışkanlaştırıcı katkı maddeleri kullanılmıştır. Bütün numunelerin kür süresi 28 gündür. Kür süresi tamamlanan numunelerin basınç dayanımı, ısıl iletkenliği ve ultra ses geçiş hızı ölçülmüş ve elde edilen değerler tablo ve grafiklerle paylaşılmıştır. Normal agregalarla üretilen betonlar ile genleştirilmiş perlit agregasının kullanıldığı ve katkı maddeleri eklenerek elde edilen hafif betonların ısıl iletkenlik, ultra ses geçiş hızı, basınç dayanımı ve yoğunluk testleri yapılmış ayrıca aralarındaki ilişkiler karşılaştırılmıştır. 2. Yöntem Agrega gradasyonu, elek analizi yöntemiyle bulunmaktadır. Elek analizi sonucunda her elek üzerinde kalan agrega miktarı tartılarak, bulunan ağırlıklar numunenin toplam ağırlığı ile karşılaştırılarak her elek üzerinde kalan agrega miktarı yüzde (%) olarak hesaplanır. Karışım agregaların elek analizi sonucu elekten geçen miktarı yüzde olarak Şekil 1'de görülmektedir A16 B16 C16 Karışım Elek göz açıklığı (mm) Şekil 1. Karışım agregalarının elek analizi Tüm deneylerde Adana Çimento'dan temin edilen 52.5 R cinsli Portland çimentosu kullanılmıştır. Betonun fiziksel ve kimyasal özelliğini iyileştiren ve yapı elemanlarının dayanıklılığının arttırılmasında amacıyla beton üretiminde, çimento ile birlikte silis dumanı kullanılmaktadır. Bütün hafif beton karışımlarına çimento ağırlığının yaklaşık % 0,3 ü oranında hava sürükleyici katkı maddesi eklenmiştir. Ayrıca, istenilen kıvamın sağlanabilmesi amacıyla hacminin %10 ve %20 oranlarında genleştirilmiş perlit içeren karışımlarda çimento ağırlığının % 0,3, %30 ve %40 perlit içeren karışımda ise çimento ağırlığının % 0,15 oranında akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. %50 ve %60 perlit içeren karışımların kıvamı yüksek olduğundan akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmamıştır.tüm hafif betonların etkin su/çimento oranı 0,48 olarak belirlenmiştir. Üretilen hafif beton karışımlarında toplam agrega hacminin sırasıyla %0, %10, %20, %30, %40, %50, %60 oranında perlit kullanılmıştır. Hazırlanan betonun küp kalıplara yerleştirilmesi ve 24 saat dinlenmeye bırakılmıştır. Belirlenen karışımlarla her seride 10x10x10 cm 3 boyutlarında 6 şar adet küp numune üretilmiştir. Kalıpların düzgün bir şekilde dolmasını sağlamak için karışımlar ikişer tabaka halinde dökülüp, sarsma tablasında vibrasyona tabi tutulmuştur. Üretilen numuneler 24 saat sonra 29

5 kalıplardan çıkarılmıştır. Kalıplardan çıkarılan numuneler 28 gün boyunca 22 ± 3 C deki kirece doygun su içinde saklanmıştır. Belirlenen gerçek taze beton birim ağırlıkları ile daha önceden hesaplanmış olan teorik taze beton birim ağırlıklarının birbirlerine oranlanması ile elde edilen katsayının, teorik malzeme miktarları ile çarpılması sonucu Tablo 1 de verilen gerçek malzeme miktarlarına ulaşılmıştır. Tablo 1. 1 m 3 lük Beton İçin Karışım Oranları Karışım tipi NB GPB(Genleştirilmiş Perlit Betonu) Hafif agrega oranı (%) S/Ç oranı 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 Çimento (kg) Su (kg) Silis dumanı (kg) Süper akışkanlaştırıcı (kg) 1,75 1,05 1,05 0,53 0, Hava sürükleyicisi (kg) - 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 30 dk su emme (kg) - 43,07 86,79 120,36 151,81 176,72 201, ,97 679,47 679,47 680,54 680,54 681,62 681, ,78 338,19 338,19 338,72 338,72 169,63 - Normal agrega (kg) ,77 272,87 272,87 170, ,03 118,77 50, ,21 49,99 16, ,83 32, ,56 31, ,66 27, ,98 26,62 26,66 26,66 GPA (kg) ,07 11,84 16,94 16,94 16,97 16, ,112 8,52 10,24 10,24 10,26 10, ,25 8,75 8,76 8,76 8,77 8, ,85 5,57 5,55 5,55 5,55 5,55 Taze beton ağırlığı (kg) Taze betonlar üzerinde taze birim ağırlık deneyleri yapılmış olup ve TS 2941 standardına göre taze beton birim ağırlıkları hesaplanmıştır. Taze betonun çökme deneyi ASTM C143 standardına göre yapılmış olup ve aradaki yükseklik farkı çökme değeri olarak santimetre [cm] cinsinden vermiştir.her seriye ait 10x10x10 cm 3 boyutlarındaki 5 adet küp numune 28 gün sonra kullanılarak 0,24 MPa/sn 30

6 Şekil 2. Küp basınç dayanım deneyi yükleme hızında basınç dayanım deneyleri yapılmıştır. Küp basınç dayanımı deneylerinde 3000 kn kapasiteli KALTEST 3000 Marka basınç presi kullanılmış, ASTM C39 standardına göre yapılmış olup Şekil 2'de görüldüğü gibi basınç dayanımı deneyi sırasında kullanılan küp numunelerdeki değişim görülmektedir.yoğunluk testi deneyi ASTM C138 standardına göre yapılmıştır. Deney sonucunun daha sağlıklı olması için numunelerden çatlak yarık ve kırık kenarlar olmayanlar arasından olabildiğince düzgün yüzeyli olanlar seçilerek deney gerçekleştirilmiştir. Isı ve ses iletkenliklerin belirlenmesi deneyleri yapılmadan önce 10x10x10 cm 3 boyutlarına sahip numuneler TS 3649 da belirtildiği şekilde 105 C ± 5 C sıcaklıktaki etüvde 24 saat ara ile yapılan ardışık tartımlarda elde edilen ağırlık farkı %1 veya daha az oluncaya kadar kurutulmuştur. Isıl iletkenlik ölçümü belirlenmesi deneyi ASTM C 332 standartlarına göre yapılmıştır. Şekil 3. Isıl iletkenlik ölçüm cihazı 31

7 Çökme Miktarı (cm) EJT Deneyler herbir numune için 5'er defa yapılmış ve ortalama değerler kaydedilmiştir. Ultra ses geçiş hızı testi Matest marka ultrasonik beton test cihazı ile yapılmıştır. Isıl iletkenlik testi için ise Şekil 3'te gösterildiği gibi ISOMET Marka 2104 Model (Heat Transfer Analyzer) cihaz kullanılarak ölçüm yapılmıştır. Kullanılan cihazın ölçüm parametreleri ve hassasiyeti aşağıda Tablo 2'de verilmiştir. Tablo 2. Isıl özellik analizörü ölçüm parametreleri Ölçüm hassasiyeti Ölçüm aralığı Hassasiyet Isıl iletkenlik katsayısı Wm 1K 1 % 5 okuma Wm 1K 1 Çalışma sıcaklığı C 1 C 3. Bulgular 3.1. Taze beton özellikleri Taze betonların yoğunluk değerleri Tablo 1'de, çökme değerleri ise Şekil 4 te gösterilmektedir. Perlit agregası kullanımına bağlı olarak yoğunluk değerlerinde azalma meydana geldiği tespit edilmiştir. Perlit agrega kullanımına bağlı olarak yoğunluk değerlerinde artış eğilimi olduğu, maksimum ve minimum yoğunluk değerleri sırasıyla 2381, ,80 kg/m 3 arasında değerler almıştır GPA Agrega oranı (%) Şekil 4. Perlit agregası ile çökme ilişkisi Şekil 4'te görüldüğü gibi taze beton değerleri perlit agregasının %0 ile %60 oranında kullanılması durumunda maksimum ve minimum çökme değerleri sırasıyla 24,8-19,9 cm arasında değerler aldığı hesaplanmıştır. Çökme değerlerinde meydana gelen hafif değişimler kullanılan akışkanlaştırıcı oranlarında değişiklik yapılmasından kaynaklı olduğu bilinmektedir. 32

8 σ (Mpa) θ (km/s) σ (Mpa) θ (km/s) EJT 3.2. Sertleşmiş beton özellikleri Üretilen numunelerin sertleşmiş beton özelliklerini tespit etmek amacıyla basınç dayanımı deneyi, yoğunluk deneyi, ısıl iletkenlik deneyi, ultra ses geçiş hızı deneyleri yapılmıştır. Kür havuzunda bekletilen numuneler 28 gün sonra yoğunluk ve basınç dayanımı testi yapılmış olup, ısıl ve ses iletim deneyleri ise 35. gün sonunda gerçekleştirilmiştir. Ayrıca ısıl ve ses özelliklerinin beton içerisindeki nemden etkilenmemesi için bu testler fırında kurutulmuş ve içerisindeki nem oranı minimum seviyeye indirilmiş numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir.yapılmış deneyler sonucunda sertleşmiş beton için elde edilen basınç dayanımı, yoğunluk değerleri, ısıl iletkenlik ve ultra ses geçiş hızı değerleri sonuçları grafikler ile gösterilmiş olup sonuçlar tartışılmıştır. Şekil 5 te numunelerin yoğunluğu, basınç dayanımında ve ultra ses geçiş hızı arasında doğru orantı olduğu tespit edilmiştir. Numunelerin 28 günlük maksimum-minimum basınç dayanımı değerleri 61,52-6,87 MPa arasında, maksimum-minimum kuru yoğunluk 2434, ,44 kg/m 3 arasında değerler aldığı tespit edilmiştir ρ K (kg/m 3 ) 4,8 4,5 4,2 3,9 3,6 3,3 3 Şekil 5. Yoğunluk, basınç dayanımı, ses geçiş hızı arasındaki ilişki ,8 4,5 4,2 3,9 3,6 3, Agrega oranı (%) Şekil 6. Agrega oranı ile basınç dayanımı ve ses geçiş hızı arasındaki ilişki 33

9 λ (Wm 1K 1 ) ρ K (kg/m 3 ) EJT Şekil 6 da normal beton ile %60 oranında perlit ile üretilen numunelerde yapılan hesaplamalar sonucunda; numunenin basınç dayanımında %88,8 oranında, kuru yoğunluğunda %55.14 oranında azalma olduğu tespit edilmiştir Genleştirilmiş perlit kullanımı yoğunluk ve basınç dayanımında azalma meydana gelmesine neden olmuştur. Üretilen beton yoğunluğunda meydana gelen bu azalma yapılarda avantaj sağlamaktadır. Bu azalmanın sebebi kullanılan perlit agregasının hafif ve gözenekli yapıya sahip olmasıdır. Basınç dayanımındaki düşüşlerin sebebi normal agregaların boşluklu ve hafif agregalarla değişmesi sonucunda betonun içerisindeki artan boşluktan kaynaklanmaktadır. Bu düşüş özellikle deprem esnasında yapının yükünü azaltarak, binanın kendi ağırlıklarıyla ezilmesini önlemekte ve depremin yıkıcı zararlarını azalmaktadır. Diğer taraftan, beton içerisindeki perlit agregası oranı arttıkça ultra ses geçiş hızlarında bir azalma meydana gelmiştir. Bu azalmanın daha önce belirtildiği gibi perlit agregasının boşluklu olması ve normal agregaya göre daha hafif olmasından kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Normal beton numunesinde ultra ses geçiş hızı 4,673 km/s iken perlit kullanımına bağlı olarak maksimum ultra ses geçiş hızı 3,067 km/s olduğu tespit edilmiştir , , , , Agrega oranı (%) Şekil 7. Agrega oranı ile ısıl iletkenlik ve yoğunluk arasındaki ilişki Şekil 7 de gösterildiği gibi normal agrega kullanılarak üretilen numunenin ısı iletkenlik katsayısı 2,075 Wm 1K 1 iken %60 oranında perlit agregası kullanılarak üretilen numunenin ısı iletkenlik katsayı 0,520 Wm 1K 1olduğu tespit edilmiştir. Anlaşıldığı üzere agrega oranı ile ısıl iletkenlik katsayısı arasında ters orantı olduğu böylelikle tespit edilmiştir. Sonuç olarak yoğunluk değerleri artıkça ısıl iletkenlik ve ultra ses geçiş değerlerinde artış olduğu Şekil 8'deki grafikten de görülmektedir. Kullanılan perlit agrega oranı artıkça betonda meydana gelen boşluk artmakta bu nedenle yoğunluk, ısı iletkenlik ve ultra ses geçiş hızlarında doğru orantı olarak azalma meydana gelmektedir. Deneysel çalışmaların sonucunda, üretilen numunelerin ısıl iletkenlik ve ultra ses geçiş hızı değerlerindeki azalma sırasıyla %75 ve %35 e ulaştığı tespit edilmiştir. 34

10 λ (Wm 1K 1) θ (km/s) EJT 2 1,6 5 4,5 1,2 4 0,8 3,5 0, ρ K (kg/m 3 ) 3 Şekil 8. Yoğunluk, ısıl iletkenlik ve ses geçiş hızı arasındaki ilişki 4. Sonuçlar Beton karışımında kullanılan perlit agregası artıkça betonun mukavemet ve yoğunluk değerlerini düşmüştür. 28 gün sonunda normal beton ile %60 oranında perlit ile üretilen numunelerde yapılan hesaplamalar sonucunda, numunenin basınç dayanımında %88,8 oranında, kuru yoğunluğunda %55.14 oranında azalma olduğu tespit edilmiştir. Basınç dayanımındaki ve yoğunluktaki düşüşlerin sebebi normal agregaların boşluklu ve hafif agregalarla değişmesi sonucunda betonun içerisindeki artan boşluktan kaynaklanmaktadır. Bu gibi düşüşler betonun performansı açısından çok büyük öneme sahiptir. Bu düşüş özellikle deprem esnasında yapının yükünü azaltarak, binanın kendi ağırlıklarıyla ezilmesini önlemekte ve depremin yıkıcı zararlarını azalmaktadır. Bir betonda ısıl iletkenliğe etki eden en önemli nedeninin, betonun içerisinde artan boşluk olduğu tespit edilmiştir. Bunun sebebi ise kapalı gözenekler içerisindeki havanın düşük ısı iletkenlik katsayısına sahip olmasıdır. Anlaşıldığı üzere agrega oranı ile ısıl iletkenlik katsayısı arasında ters orantı olduğu, test sonuçlarından görüldüğü gibi normal agrega kullanılarak üretilen numunenin ısı iletkenlik katsayısı 2,075 Wm 1K 1 iken %60 oranında perlit agregası kullanılarak üretilen numunenin ısı iletkenlik katsayı 0,520 Wm 1K 1 olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda hafif betonların ısı iletim özelliklerinin incelendiğinde, betonun birim ağırlığı azaldıkça ısıl iletkenliklerinin de azaldığı yapılan deney sonuçlarından görülmektedir. Bununla paralel olarak gözenekler içerisindeki durgun havanın düşük ses yalıtımı özelliğine de sahip olduğu bilinmektedir ki normal beton numunesinde ultra ses geçiş hızı km/s iken perlit kullanımına bağlı olarak maksimum ultra ses geçiş hızı km/s olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, ısı ve ses yalıtım özelliği aynı zamanda hafifliği dolayısıyla perlitin, beton agregası olarak inşaat sektöründe etkin kullanım alanının artırılması, yapının iç kısmından dış çevreye ısı kaybı yüksek oranda azalacağından dolayı, enerji tasarrufu sağlanacak, enerjisinin büyük bölümünü 35

11 ithal eden ülkemizde enerji daha verimli kullanılabilecek ve ülke ekonomisi olumlu yönde etkileneceği öngörülmektedir. Kaynakça [1] Neville, A., Concrete In Year 2000, in: Advances In Concrete Technology, Canada Communication Group (CANMET), Ottawa, 1992, pp [2] Taşdemir, M. A., Taşıyıcı Hafif Agregalı Betonların Elastik ve Elastik Olmayan Davranışları, Doktora Tezi, İTÜ İnşaat Fakültesi, İstanbul, [3] Neville A. M., Properties of Concrete, John Wiley&Sons Inc., New York, [4] Konuk, H., Hafif Agregalı Betonların Mekanik Özellikleri ve Isı Yalıtımı, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, [5] Özısık G., Beton, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul, [6] Ayberk M., Perlitin Yapı Gereci Olarak Kullanımı ve Yapı Maliyetine Etkisi, Proceedings, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu (Köse ve Kızıl), İzmir, 1995, s [7] Clarke, J. L., Structural Lightweight Aggregate Concrete, Blackie Academic & Professional, London, England, [8] Kıdner, M. R. F., Hansen, C. H., A Comparison and Review of Theories of the Acoustics of Porous Materials, International Journal of Acoustics and Vibrations,. 13 (2008), 3, pp [9] Demirboğa, R., Silis Dumanı ve Uçucu Külün Perlit ve Pomza ile Üretilen Hafif Betonun Özellikleri Üzerindeki Etkilerinin Incelenmesi, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, [10] Sengul, O., et al., Effect of Expanded Perlite On The Mechanical Properties and Thermal Conductivity of Lightweight Concrete, Energy and Buildings, 43 (2011), pp [11] Türkmen İ., Kantarcı, A., Effects of Expanded Perlite Aggregate and Different Curing Conditions on the Physical and Mechanical Properties of Self-Compacting Concrete, Building and Enviroment, 42 (2006), 6, pp [12] Gökçe, S., et al., Ham Perlit Agregalı Hafif Beton Özelliklerine Alternatif Genleştirilmiş Perlit Kullanımının Etkisi, Journal of Polytechnic, 13 (2010), 2, pp [13] Demirboğa, R., Gül, R., Thermal Conductivity and Compressive Strength of Expanded Perlite Aggregate Concrete with Mineral Admixtures, Energy and Buildings, 35 (2003), pp [14] Oktay, H., et al., Mechanical and Thermophysical Properties of Lightweight Aggregate Concretes, Construction and Building Materials, 96 (2015), pp [15] Karakoç, M. B., Demirboğa, R., Thermo-Mechanical Properties of HSC Made with Expanded Perlite Aggregate, Proceedings, Excellence in Concrete Construction through Innovation (Limbachiya and Kew), London, 2009, pp