INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT MIXTURES OBTAINED BY USING MINERAL ADDITIVE MATERIALS

Öz

INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT MIXTURES OBTAINED BY USING MINERAL ADDITIVE MATERIALS

Abstract

The construction industry has undergone significant changes with the developing technology in the last century. Developments in technology have led to the diversification of materials used in the construction industry. More durable structures have been started to be built against earthquake, liquefaction and different settlements, where soil improvement has been made. Energy consumption in the whole world has increased significantly in recent years due to the increase in the world population and the rapid development of technology. The reduction of natural resources, air and environmental pollution have gained popularity in the idea of using industrial waste materials. Silica Fume (SF), Fly Ash (FA) and Blast Furnace Slag (BFS) are major effective waste materials used in cement or concrete due to their pozzolanic properties. Their usage is very common in our age of improving the soil with additives. With these materials, it is now possible to provide reinforcement, impermeability and structural rigidity. In this study, additive-free Portland cement (CEMI 42,5R) and 0%, 10% and 20% of cement weight SF, 0%, 10% and 20% F type FA, 0%, 20% and 40% BFS and 0%, 1% and 2% Hyper plasticizer (HP) binder material with sand were used and 81 different mortar samples with a water / binder ratio of 0.8 were prepared from their mixtures. After the preparation of samples which were kept for 28 days without changing the humidity, unconfined compressive and splitting tensile (Brazilian) strength tests were carried out on them. The highest unconfined compressive strength (mean 23,52 MPa) was obtained in the sample containing 20% SD, 20% FA and 2% HP in 81 different samples. In the short term (28 days), in samples containing predominantly BFS, the optimum HP ratio was 0%, as the YFC desorbed (shattered) water. However, since SD is fine grained in mixtures containing SF, the optimum HP ratio was determined as 1%, and this was achieved as 2% since the FA could not fully hydrate in samples containing FA.

Keywords: Blast Furnace Slag, Fly Ash, Hyper Plasticizer, Pand Cement, Silica Fume

MİNERAL KATKI MALZEMELERİ KULLANILARAK ELDE EDİLEN ÇİMENTO KARIŞIMLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Özet

İnşaat sektörü son yüzyılda gelişen teknoloji ile birlikte önemli değişiklikler geçirmiştir. Teknolojide yaşanan gelişmeler elbette inşaat sektöründe kullanılan malzemelerin de çeşitlenmesine yol açmıştır. Zemin iyileştirmesinin yapıldığı, depreme, sıvılaşmaya ve farklı oturmalara karşı çok daha dayanıklı yapılar inşa edilmeye başlanmıştır. Dünya nüfusundaki artış ve teknolojinin hızlı gelişmesinden dolayı, dünyadaki enerji tüketimi son yıllarda önemli derecede artmaktadır. Doğal kaynakların azalması, hava ve çevre kirliliği, endüstriyel atık malzemelerin kullanılma fikrine popülerlik kazandırmıştır. Silis Dumanı (SD), Uçucu Kül (UK) ve Yüksek Fırın Cürufu (YFC) puzolanik özelliklerinden dolayı çimento veya betonda kullanılan atık malzemelerin en etkili olanlarıdır. Katkı malzemeleriyle zeminin iyileştirilmesi çağımızda kullanımı oldukça yaygındır. Bu malzemeler ile güçlendirme, sızdırmazlık ve yapısal rijitlik sağlamak mümkün olmaktadır. Bu çalışmada, Katkısız Portland Çimentosu (CEMI 42,5R) ve çimento ağırlığının %0, %10 ve %20’si oranında SD, %0, %10 ve %20’si oranında F tipi UK, %0, %20 ve %40’si oranında öğütülmüş YFC ile %0, %1 ve %2’si oranında Hiper Akışkanlaştırıcı (HA) bağlayıcı malzeme kullanılmış olup, bunların karışımlarından su/bağlayıcı oranı 0.8 olan 81 farklı harç numunesi hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler 28 gün nemi değişmeyecek şekilde bekletildikten sonra üzerinde serbest basınç ve yarmada çekme (brezilyan) dayanım deneyleri yapılmıştır. Oluşturulan 81 farklı numune içerisinde %10 SD, %1 HA içeren numunede en yüksek serbest basınç dayanımı (ort. 24,66 MPa) elde edilmiştir. Kısa vadede (28 gün), baskın oranda YFC içeren numunelerde YFC suyu kusturduğu(cıvıttığı) için optimum HA oranı %0 iken SD içeren karışımlarda SD ince taneli olduğu için optimum HA oranı %1, UK içerenlerde UK tam hidrate olamadığı için bu durum %2 oranında yakalanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Yüksek Fırın Cürufu, Uçucu Kül, Hiper Akışkanlaştırıcı, Katkısız Portland Çimentosu, Silis Dumanı