İnşaat Mühendisliği (YL) (Tezli)
Yüksek Lisans	TYYÇ: 7. Düzey	QF-EHEA: 2. Düzey	EQF-LLL: 7. Düzey

Ders Genel Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu:

CE557

Ders İsmi:

Çimento ve Beton Mikroyapısı

Ders Yarıyılı:

Güz

Ders Kredileri:

Teorik	Pratik	Kredi	AKTS
3	0	3	10

Öğretim Dili:

Ders Koşulu:

Ders İş Deneyimini Gerektiriyor mu?:

Hayır

Dersin Türü:

Bölüm Seçmeli

Dersin Seviyesi:

Yüksek Lisans

TYYÇ:7. Düzey

QF-EHEA:2. Düzey

EQF-LLL:7. Düzey

Dersin Veriliş Şekli:

Yüz yüze

Dersin Koordinatörü:

Dr.Öğr.Üyesi AHSANOLLAH BEGLARIGALE

Dersi Veren(ler):

Dr.Öğr.Üyesi AHSANOLLAH BEGLARIGALE

Dersin Yardımcıları:

Dersin Amaç ve İçeriği

Dersin Amacı:

Yapı malzemelerinin kalite kontrolünde, hasar tespit ve teşhisinde ve yeni tip yapı malzemelerinin geliştirilmesinde mikroskopik karakterizasyon yöntemleri önemli bir yere sahiptir. Optik ve elektron-optik teknikleri, mikroyapısal detayların analizine imkân sağlamaktadır. Bu ders kapsamında, öğrencilere yapacakları mikroyapı araştırmalarına temel olacak bilgileri vermek amaçlanmıştır. Örnek hazırlama, analiz yöntemleri ve analiz sonuçlarının yorumlanması ile ilgili literatür çalışmaları sunularak, öğrencilerin teorik ve deneysel bilgi ve beceri kazanmaları sağlanacaktır.

Dersin İçeriği:

-Giriş 1.1. Çimento üretimi ve çimentonun iç yapısı 1.2. Beton üretimi ve betonun iç yapısı 1.3. Betonun durabilitesi 1.4. Çimento ve beton araştırmalarında mikroyapı uygulamaları
-Klinker mikroskopisinin tarihçesi ve örnek hazırlama 2.1. Örnek alma, alınan örneklerin saklanması 2.2. Hazırlanmış örneklerin saklanması 2.3. Parlatma ve dağlama işlemleri 2.3.1. Alüminatlar ve serbest kireç 2.3.2. Silikatlar 2.3.3. Kalsiyum alüminat 2.3.4. Parlatılmış çimentonun incelenmesi 2.3.5. Parlatma ve dağlamanın etkilerinin fotoğraflanması
-Parlak kesit ve ince kesit hazırlanması 3.1. Parlak kesit hazırlanması için temel adımlar 3.2. Vakumlama, emdirme, parçacık çıkarma 3.3. Kesme, zımparalama ve parlatma 3.4. Parlatma teknikleri 3.5. İnce kesit hazırlanması
-Klinker fazlarının Mikroskopik Karakteristikleri 4.1. Silikat fazları (alit, belit) 4.2. Alit ve Belit sınıflandırması ve polimorfları 4.3. Katı eriyik fazları (alüminat ve ferrit) 4.4. Alkali aluminat 4.5. Alkali sülfatlar 4.6. Serbest kireç ve Periklas 4.7. Karışık fazlar
-Klinker fazlarının mikroskopik açıdan yorumlanması 5.1. Klinkerlerin genel özellikleri 5.1.1. Alit fotomikrografları ve yorumlanması 5.1.2. Belit fotomikrografları ve yorumlanması 5.1.3. Matris fazın (aluminat ve ferrit) fotomikrografları ve yorumlanması
-Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile klinker incelemesi

-Betonda taramalı elektron mikroskopisi (SEM), X-ışınları mikroanalizi (EDXA) 8.1. Giriş 8.2. Optik mikroskoptan SEM e geçiş 8.3. Taramalı elektron mikroskobu 8.4. X- ışınları mikroanalizi
-SEM analizi için numune hazırlanması 9.1. Gerekli malzemelerin tanıtılması 9.2. Çimento hamuru, harç ve beton kesitlerin hazırlanması 9.2.1. Kesme ve zımparalama 9.2.2. Parlatma 9.2.3. Hazırlanan örneklerin kaplanması ve saklanması
-Betonun temel mikroyapısının SEM ile incelenmesi 10.1. Hidrate çimento hamuru 10.2. CSH fazı 10.3. Kalsiyum hidroksit kristalleri 10.4. Kalsiyum sülfoaluminat hidratlar 10.5. Hidrate olmamış çimento partikülleri 10.6. Hidrate çimento hamurunda porozite 10.7. Agregalar
-SEM/EDXA ile betondaki bozulmaların yorumlanması 11.1. Dış kaynaklı kimyasal bozulmalar 11.1.1. Çiçeklenme 11.1.2. Karbonatlaşma 11.1.3. Sülfat saldırısı 11.1.4. Buz çözücü tuzların etkisi 11.1.5. Donatı korozyonu 11.1.6. Deniz ortamında oluşan hasarlar
-X-Işını Difraksiyonu 12.1. Temel prensipler 12.2. Kalitatif analiz 12.3. Kantitatif analiz 12.4. XRD cihazlarındaki gelişmeler 12.5. Çimento ve klinkerin X-ışınları difraksiyonu 12.6. Çimento ve klinkerde bulunan ana fazların tanımlanması
-Hidrate çimentonun X-ışınları difraksiyonu 13.1. Örnek hazırlama ve hidrate örneklerde XRD çalışması 13.2. Beton kimyasında X-ışınları difraksiyonu 13.2.1. Çimento hamuru-agrega arayüzeyi 13.2.2. Alkali silika reaksiyonu 13.2.3. Sülfat mineralleri 13.2.4. Diğer beton hasarları
-Termal analiz 14.1. Diferansiyel termal analiz (DTA), termal ağırlık değişimi (TG), Diferansiyel kalorimetrik değişim (DSC) teknikleri 14.2. Klinker 14.3. Çimento fazlarının sentezlenmesi 14.4. Silikat fazlarının polimorfları 14.5. Kalsiyum silikat fazının hidratasyonu

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;

Öğrenme Kazanımları

1 - Bilgi
Kuramsal - Olgusal
1) Klinker, çimento harcı ve beton mikroyapısının karakterizasyonu için kullanılan yöntemlerin avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırmak.
2) Mikroyapı inceleme yöntemlerinin dayandıkları fiziksel ve kimyasal temeller arasında ilişki kurmak.
3) Mikroyapı hazırlama yöntemlerinin seçiminde kullanılan kriterleri örneklerle açıklamak.
4) to be able to diagnose the possible causes of durability problems by using the data obtained by microstructural analysis.
2 - Beceriler
Bilişsel - Uygulamalı
1) Mikroyapı incelemeleri sonucunda elde edilen bulgulardan sonuçlar çıkarmak.
3 - Yetkinlikler
İletişim ve Sosyal Yetkinlik
Öğrenme Yetkinliği
Alana Özgü Yetkinlik
Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği

Ders Akış Planı

Hafta	Konu	Ön Hazırlık
1)	Giriş 1.1. Çimento üretimi ve çimentonun iç yapısı 1.2. Beton üretimi ve betonun iç yapısı 1.3. Betonun durabilitesi 1.4. Çimento ve beton araştırmalarında mikroyapı uygulamaları	Sunum ve Ders Kitabı
2)	Klinker mikroskopisinin tarihçesi ve örnek hazırlama 2.1. Örnek alma, alınan örneklerin saklanması 2.2. Hazırlanmış örneklerin saklanması 2.3. Parlatma ve dağlama işlemleri 2.3.1. Alüminatlar ve serbest kireç 2.3.2. Silikatlar 2.3.3. Kalsiyum alüminat 2.3.4. Parlatılmış çimentonun incelenmesi 2.3.5. Parlatma ve dağlamanın etkilerinin fotoğraflanması	Sunum ve Ders Kitabı
3)	Parlak kesit ve ince kesit hazırlanması 3.1. Parlak kesit hazırlanması için temel adımlar 3.2. Vakumlama, emdirme, parçacık çıkarma 3.3. Kesme, zımparalama ve parlatma 3.4. Parlatma teknikleri 3.5. İnce kesit hazırlanması	Sunum ve Ders Kitabı
4)	Klinker fazlarının Mikroskopik Karakteristikleri 4.1. Silikat fazları (alit, belit) 4.2. Alit ve Belit sınıflandırması ve polimorfları 4.3. Katı eriyik fazları (alüminat ve ferrit) 4.4. Alkali aluminat 4.5. Alkali sülfatlar 4.6. Serbest kireç ve Periklas 4.7. Karışık fazlar	Sunum ve Ders Kitabı
5)	Klinker fazlarının mikroskopik açıdan yorumlanması 5.1. Klinkerlerin genel özellikleri 5.1.1. Alit fotomikrografları ve yorumlanması 5.1.2. Belit fotomikrografları ve yorumlanması 5.1.3. Matris fazın (aluminat ve ferrit) fotomikrografları ve yorumlanması	Sunum ve Ders Kitabı
6)	Presentation and Textbook	Sunum ve Ders Kitabı
7)	Betonda taramalı elektron mikroskopisi (SEM), X-ışınları mikroanalizi (EDXA) 8.1. Giriş 8.2. Optik mikroskoptan SEM e geçiş 8.3. Taramalı elektron mikroskobu 8.4. X- ışınları mikroanalizi	Sunum ve Ders Kitabı
8)	Ara Sınav	Sunum ve Ders Kitabı
9)	SEM analizi için numune hazırlanması 9.1. Gerekli malzemelerin tanıtılması 9.2. Çimento hamuru, harç ve beton kesitlerin hazırlanması 9.2.1. Kesme ve zımparalama 9.2.2. Parlatma 9.2.3. Hazırlanan örneklerin kaplanması ve saklanması	Sunum ve Ders Kitabı
10)	Betonun temel mikroyapısının SEM ile incelenmesi 10.1. Hidrate çimento hamuru 10.2. CSH fazı 10.3. Kalsiyum hidroksit kristalleri 10.4. Kalsiyum sülfoaluminat hidratlar 10.5. Hidrate olmamış çimento partikülleri 10.6. Hidrate çimento hamurunda porozite 10.7. Agregalar	Sunum ve Ders Kitabı
11)	SEM/EDXA ile betondaki bozulmaların yorumlanması 11.1. Dış kaynaklı kimyasal bozulmalar 11.1.1. Çiçeklenme 11.1.2. Karbonatlaşma 11.1.3. Sülfat saldırısı 11.1.4. Buz çözücü tuzların etkisi 11.1.5. Donatı korozyonu 11.1.6. Deniz ortamında oluşan hasarlar	Sunum ve Ders Kitabı
12)	X-Işını Difraksiyonu 12.1. Temel prensipler 12.2. Kalitatif analiz 12.3. Kantitatif analiz 12.4. XRD cihazlarındaki gelişmeler 12.5. Çimento ve klinkerin X-ışınları difraksiyonu 12.6. Çimento ve klinkerde bulunan ana fazların tanımlanması	Sunum ve Ders Kitabı
13)	Hidrate çimentonun X-ışınları difraksiyonu 13.1. Örnek hazırlama ve hidrate örneklerde XRD çalışması 13.2. Beton kimyasında X-ışınları difraksiyonu 13.2.1. Çimento hamuru-agrega arayüzeyi 13.2.2. Alkali silika reaksiyonu 13.2.3. Sülfat mineralleri 13.2.4. Diğer beton hasarları	Sunum ve Ders Kitabı
14)	Termal analiz 14.1. Diferansiyel termal analiz (DTA), termal ağırlık değişimi (TG), Diferansiyel kalorimetrik değişim (DSC) teknikleri 14.2. Klinker 14.3. Çimento fazlarının sentezlenmesi 14.4. Silikat fazlarının polimorfları 14.5. Kalsiyum silikat fazının hidratasyonu	Sunum ve Ders Kitabı

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar:

Ana kaynaklar: -Campbell D.H. (1999) Microscopical Examination and Interpretation of Portland Cement and Clinker, SP030, Portland Cement Association RD1754.

Diğer Kaynaklar:

- John D. St, Poole A., Sims I. (1998) Concrete Petrography: A Handbook of Investigative Techniques. John Wiley &Sons, Inc. New York.
Yardımcı kaynaklar: - Roy D.M., Idorn G.M. (1993) Concrete Microstructure. Strategic Highway Research Program (SHRP-C-340) National Research Council, Washington, DC.
- Mehta P.K., Monteiro P.J.M. (1997) Concrete Microstructure, Properties and Materials. Indian Concrete Institute.

Ders - Program Öğrenme Kazanım İlişkisi

Ders Öğrenme Kazanımları	1	2	4	5	3
Program Kazanımları
1) İnşaat Mühendisliğinin çok disiplinli geniş kapsamını ve ilgili disiplinler arasındaki etkileşimi tanımlar.
2) İnşaat Mühendisliği alanında uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları, etkileri ve sonuçlarını tekrarlar.
3) İnşaat Mühendisliği alanında uygulamalı araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır bilgiyi değerlendirir ve uygular.
4) Modelleme ve deneysel araştırmaları uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler.
5) Teknoloji alanında kullanılan yöntem ve yazılımlar ile iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
6) Teknoloji alanında uygulamalı araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir ve uygular.
7) Çalışmaların süreç ve sonuçlarını, inşaat mühendisliği alanındaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarır.

Ders - Öğrenme Kazanımı İlişkisi

Etkisi Yok	1 En Düşük	2 Düşük	3 Orta	4 Yüksek	5 En Yüksek

	Dersin Program Kazanımlarına Etkisi	Katkı Payı
1)	İnşaat Mühendisliğinin çok disiplinli geniş kapsamını ve ilgili disiplinler arasındaki etkileşimi tanımlar.
2)	İnşaat Mühendisliği alanında uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları, etkileri ve sonuçlarını tekrarlar.
3)	İnşaat Mühendisliği alanında uygulamalı araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır bilgiyi değerlendirir ve uygular.
4)	Modelleme ve deneysel araştırmaları uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler.
5)	Teknoloji alanında kullanılan yöntem ve yazılımlar ile iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
6)	Teknoloji alanında uygulamalı araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir ve uygular.
7)	Çalışmaların süreç ve sonuçlarını, inşaat mühendisliği alanındaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarır.

Öğrenme Etkinliği ve Öğretme Yöntemleri

Anlatım
Bireysel çalışma ve ödevi
Ders
Laboratuvar
Ödev
Rapor Yazma
Soru cevap/ Tartışma
Uygulama (Modelleme, Tasarım, Maket, Simülasyon, Deney vs.)

Ölçme ve Değerlendirme Yöntemleri ve Kriterleri

Yazılı Sınav (Açık uçlu sorular, çoktan seçmeli, doğru yanlış, eşleştirme, boşluk doldurma, sıralama)
Ödev
Uygulama
Bireysel Proje
Sunum
Raporlama

Ölçme ve Değerlendirme

Yarıyıl İçi Çalışmaları	Aktivite Sayısı	Katkı Payı
Ödev	1	% 10
Ara Sınavlar	1	% 40
Final	1	% 50
Toplam		% 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI		% 50
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI		% 50
Toplam		% 100

İş Yükü ve AKTS Kredisi Hesaplaması

Aktiviteler	Aktivite Sayısı	Süre (Saat)	İş Yükü
Ders Saati	14	3	42
Laboratuvar	5	6	30
Sınıf Dışı Ders Çalışması	14	15	210
Ödevler	1	1	1
Ara Sınavlar	1	1	1
Final	1	1	1
Toplam İş Yükü			285