Use of excess paste theory and image analysis to investigate properties of pervious concrete

Abstract

Pervious concrete is a type of special concrete that is formed with interconnected pores. It is able to pass the stormwater through its pores in order to control surface runoff and groundwater effectively. Due to the environmental benefits of pervious concrete, the usage of it has been increased day by day. In this thesis, the properties of pervious concrete by using excess paste theory and image analysis method were investigated. Concrete mixtures were prepared with four different aggregate gradations by combining three aggregate sizes (4-8 mm, 8-12.5mm and 12.5-16 mm), three different volume of paste to the volume of aggregate ratios (0.39, 0.42, and 0.45) and superplasticizer in three different ratios (0.5%, 0.7%, and 0.9%). For the determination of paste thickness in pervious concrete, excess paste theory and image analysis were used. For the determination of surface area of aggregate AutoCAD ReCap and some models were used. For the determination of fresh properties of pervious concrete, slump test, the density test of fresh pervious concrete and rheological measurements of cement paste were done. Permeability, compressive and flexural strength, abrasion resistance, density test, and void content tests were performed on hardened pervious concrete. To sum up, just as paste thickness results, the ratio volume of paste to the volume of aggregate, aggregate gradations, and the usage ratios of superplasticizer affected the performance of concrete. Results showed that increasing paste to aggregate ratio and superplasticizer dosage caused more workable concrete, more paste thickness, less permeability, less void, and more compressive strength.

Geçirimli beton, normal betondan farklı olarak birbiriyle bağlantılı gözenekler oluşturan özel bir beton türüdür. Yüzeydeki akışı ve yeraltı suyunu etkin bir şekilde kontrol edebilmek için yağmur suyunu gözeneklerden geçirebilir. Geçirimli betonun çevresel faydaları nedeniyle kullanımı artmıştır. Bu tez çalışmasında, atık hamur teorisi ve görüntü analiz yöntemi kullanılarak geçirimli betonun özellikleri incelenmiştir. Beton karışımları üç farklı agrega grubunun (4-8 mm, 8-12.5 mm ve 12.5-16 mm) değişik oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen 4 farklı gradasyonda, üç farklı çimento hamuru hacmi, agrega hacmi oranında (0.39, 0.42 ve 0.45) ve farklı oranlarda kimyasal katkı maddeleri içermektedir. (% 0.5,% 0,7 ve% 0,9) süperakışkanlaştırıcı ile hazırlanmıştır. Geçirimli betonda hamur kalınlığının belirlenmesi için, atık hamur teorisi ve görüntü analizi, ayrıca agrega yüzey alanının belirlenmesinde AutoCAD ReCap ve bazı modeller kullanılmıştır. Geçirimli betonun taze özelliklerinin tespiti için, çökme testi, taze geçirimli betonun yoğunluk testleri ve çimento hamurunun reolojik ölçümleri yapılmıştır. Sertleşmiş geçirimli betonun özelliklerinin tespiti için, geçirimlilik, basınç ve eğilme dayanımı, aşınma direnci, yoğunluk testi ve boşluk muhtevası testleri yapılmıştır. Sonuç olarak, çimento hamuru hacmi agrega hacmine oranının, agrega dağılımlarının ve süperakışkanlaştırıcı kullanım oranlarının betonun performansını etkilendiği bulunmuştur. Sonuçlar, çimento hamuru hacmi agrega hacmine oranı ve süperakışkanlaştırıcı kullanım oranı artıkça, daha işlenebilir bir beton ile sonuçlandığını, daha fazla çimento hamur kalınlığı, daha az geçirimlilik, daha az boşluk oranı ve daha fazla basınç dayanımı ile sonuçlanmıştır.