Yıl: 2019 Cilt: 0 Sayı: 17 Sayfa Aralığı: 1150 - 1163 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.31590/ejosat.654733 İndeks Tarihi: 09-10-2020

Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi

Öz:
Bu çalışmada Afşin Elbistan/ Kahramanmaraş termik santral atığı C tipi uçucu kül (UK) kullanılmıştır. Bu kül öğütülmüş ve 6 farklıincelik değeri elde edilmiştir. Uçucu küle ait değişik incelik değerleri ile betonda çimento yerine % 10, % 30 ve % 50 ikame oranlarındakullanılarak katkılı ve uçucu kül katkısız referans beton örnekleri hazırlanmıştır. Sertleşmiş beton örnekleri üzerine uçucu kül incelikdeğerinin etkisini belirlemek için aşınma ve karbonatlaşma direnci deneyleri yapılmıştır. Aşınma direnci ASTM C 944-99 standardındaifade edilen Rotating Cutter yöntemine göre 28, 56 ve 90 günlük kür süresini tamamlamış beton örnekleri üzerine uygulanmıştır.Karbonatlaşma direnci için örnekler 360 gün karbondioksit miktarı yoğun bir ortama bırakılmış ve karbonatlaşma derinliğibelirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre; % 10 ve % 50 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmadaçekme dayanımı üzerinde pek fazla etkili olmamış, ama referans numuneye göre uçucu kül ikamesinin dayanımı artırdığı anlaşılmıştır.Ayrıca % 30 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmada çekme dayanımını çok az artırdığı görülmektedir, ancakbu karışım oranıda referans numunenin elde ettiği dayanım değerinin altında değer almıştır. Beton karışımlarına ikame edilen uçucu küloranlarının artmasıyla birlikte karbonatlaşma derinliği artmıştır. En yüksek karbonatlaşma derinliği değeri 0, 20, 30 ve 45 dakika öğütmesürelerine sahip % 50 UK ikameli beton örneğinde (1,0 cm), en düşük karbonatlaşma derinliği değeri (0.3 cm) ise 10 ve 45 dakikaöğütme süresine sahip % 10 UK ikameli beton örneklerinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; beton karışımlarında kullanılanUK’ün öğütme süresinin karbonatlaşma derinliği üzerinde pek fazla değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. % 10, 30 ve 50 UK ikamelibeton karışımları içerisinde en fazla aşınma miktarı 28 günlük kür süresinde meydana gelmiştir. % 10 UK ikameli beton karışımındaöğütme süresi artıkça 28 günlük kür süresi numunelerinin aşınma miktarınında genel olarak arttırdığı söylenebilir, ama 56 ve 90 günlükkür sürelerinde pek etkisi olduğu söylenemez. Diğer UK ikame oranlarında (% 30 ve 50) öğütme süresinin artmasıyla 28, 56 ve 90günlük kür süresine sahip numunelerinin aşınma miktarlarında belirgin bir değişiklik gözlemlenmemiştir.
Anahtar Kelime:

The Effect of Different Fineness and Substitution Ratios of Limy Fly Ashes on Abrasion and Carbonation Performance of Concrete

Öz:
Afşin Elbistan / Kahramanmaraş thermal power plant waste C type fly ash (UK) was used in this study. This ash was ground and 6 different fineness values were obtained. With different fineness values of fly ash, reference concrete samples with and without fly ash admixture were prepared by using 10%, 30% and 50% substitution rates instead of cement in concrete. Abrasion and carbonation resistance tests were performed to determine the effect of fly ash fineness on hardened concrete samples. Abrasion resistance was applied on concrete samples which have completed curing time of 28, 56 and 90 days according to Rotating Cutter method stated in ASTM C 944-99 standard. For carbonation resistance, the samples were left in a dense medium for 360 days and the carbonation depth was determined. According to the experimental results obtained; In 10% and 50% fly ash substitute concrete samples, grinding time did not have much effect on bending strength, but it was found that fly ash substitution increased the strength according to the reference sample. Furthermore, it is seen that the grinding time increases slightly the tensile splitting strength in 30% fly ash substitute concrete samples, but this mixture ratio is below the resistance value obtained by the reference sample. The depth of carbonation increased with the increase of fly ash content added to concrete mixtures. The highest carbonation depth value is in the 50% UK substituted concrete sample (1.0 cm) with 0, 20, 30 and 45 minutes grinding time, the lowest carbonation depth value (0.3 cm) is 10% UK substituted with 10 and 45 minutes grinding time concrete samples. According to the results obtained; It was found that the grinding time of UK used in concrete mixtures did not cause much changes on the carbonation depth. The maximum wear rate in the 10, 30 and 50% UK substituted concrete mixtures occurred during the curing period of 28 days. It can be said that the 28-day curing time increases the wear amount of the samples as the grinding time increases in the 10% UK-substituted concrete mixture, but it is not very effective in curing times of 56 and 90 days. In other UK substitution rates (30 and 50%), it cannot be said that the abrasion amounts of the samples with a curing time of 28, 56 and 90 days are increased as the grinding time increases.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Archarya, P., K., ve Patro, S.K., (2016). Strength, sorption and abrasion characteristics of concrete usingferrochrome ash (FCA) and lime as partial replacement of cement, Cement and Concrete Composites, 74, 16-25.
  • Akçaözoğlu, K., Güldür, Ş., M., (2017). Mikrokronize kalsit ve uçucu kül katkısının beton özelliklerine etkisinin araştırılması, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17, 025603 (658-668).
  • Akman, M., S., (1992). Deniz yapılarında beton teknolojisi, İstanbul Teknik Üniversitesi Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi Baskı Atölyesi; Yayın No:1481, 27, 175.
  • ASTM C 944-99, (1999). Standard test method for abrasion resistance of concrete or mortar surfaces by the rotating-cutter method, American Society For Testing and Materials, USA.
  • ASTM C 618-19, (2019). Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use in concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019, www.astm.org.
  • Atiş, C., D., (2000). Yüksek oranda uçucu kül kullanımı ile betonun aşınması, İMO Teknik Dergi, Yazı 154, 11(4) 2217-2230.
  • Beak, M., S. Kim, W., S., Kim, J., W., Kim, J.S., Kim, S.S., Jung, S.J., (2003). the experimental study on neutralization properties of high volume fly-ash concrete, Proc. Spring KCI Conference 15 (1), 69–74.
  • Bilim, C., (2011). Zeolit katkisinin harçlarin aşinma direncine etkisi, 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey.
  • Borges, P. H. R., Costa, J. O., Milestone, N. B., Lynsdale, C. J., Streatfield, R. E., (2010). Carbonation of ch and c-s-h in composite cement pastes containing high amounts of BFS. Cem. Concr. Res. 40, 284–292.
  • BS EN 13293 (2004). Products and systems for the protectgion and repair of concrete structures-test methods-determination of resistance to carbonation, (2004).
  • Da Silva, S. R. ve De Oliveira Andrade, J.J., (2017). Investigation of mechanical properties and carbonation of concretes with construction and demolition waste and fly ash, Constr. Build. Mater. 153, 704–715.
  • Erdoğan, T., Y., (1997). Admixtures for concrete, Middle East Technical University Press, Ankara, Turkey.
  • Erdoğan, T., Y., (2003). Beton, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayını, 191-502-518s. Ankara.
  • Gebler, S., H., Klieger, P., (1986). Effect of fly ash on the durability of air entrained concrete, Proceedings of ACI/Canmed Second International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete SP-91, SPAIN-Madrid, pp. 483-519.
  • Günindi, İ., (2005). Yumurtalık Sugözü uçucu külü içeren betonların basınç, eğilme, aşınma dayanımlarının araştırılması, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilemleri Enstitüsü inşaat Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi.
  • Langa, B. V., Joshi, R. C., Ward, M. A., (1990). Strength and durability of concerete containing 50 percent portland cement replacement by fly ash and other materials, Can.J. Civil Eng., 17(1), 19-27.
  • Liu, T., C., (1989). Abrasion resistance of concrete, ACI J., 86 (5), 507-514.
  • Mehta, P., K., (1993). Pozzolanic and cementitious by-products as mineral admixtures for concrete – a critical review, Proc. 1st Int. Conf. on the Use of fly ash, silica fume, slag and other mineral by-products in concrete, ACI SP-79, American Concrete Institute, Detroit, pp. 1–48.
  • Mindess, S., Young, J.F., Darwin, D., (2002). Concrete, 2nd ed., Prentice Hall, New Jersey, USA.
  • Morandeau, A., Thiéry, M., Dangla, P., (2014). Investigation of the carbonationmechanism of ch and c-s-h in terms of kinetics, microstructure changes and moisture properties, Cem. Concr. Res. 56, 153–170.
  • Naik, T., R., Singh, S., S, Hossain, M., M., (1995). Abrasion resistance of high-strength concerete made with class C fly ash, ACI Matyer, J., 92 (6), 649-659.
  • Naik, T., R., Singh, S. S, Rammer, B., W., (1998). Mechanical properties and durability of concrete made with blended fly ash, ACI Mater. J., 95(4), 454-462.
  • Özer, Ş., (2012). Farklı çimentoların betondaki karbonatlaşmaya etkisinin araştırılması, Fırat Üniversitesi, Fen Bilemleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi.
  • Papadakis, V.G., Vayenas, C.G., Fardis, M.N., (1991). Fundamental modeling and experimental ınvestigation of concrete carbonation, Mater. J. 88, 73–363.
  • Park,G., K., (1995). Durability and carbonation of concrete, Mag. KCI 7 (2), 74–81.
  • Ramyar, K., (1993), Uçucu küllerin çimento harcının büzülmesine ve betonun karbonatlaşmasma olan etkileri, Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu, TMMOB Ankara Şubesi, 133-147.
  • Ramyar, K., (2007). Portland çimentosu – süperakışkanlaştırıcı katkı uyumunu etkileyen faktörler, 2. Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu ve Sergisi, Ankara.
  • Rashad, A., M., (2015). A brief on high-volume class f fly ash as cement replacement – a guide for civil engineer, International Journal of Sustainable Built Environment, 4, 278-306.
  • Reis, R., Malheiro, R., Camões, A., Ribeiro, M., (2014). Carbonation resistance of high volume fly ash concrete, Key Eng. Mater., 634, 288–299.
  • Ruixia, E., (2010). A Study on carbonation for low calcium fly ash concrete under different temperature and relative humidity the electronic, J. Geotech. Eng. 15, 1871–1877.
  • Subaşı, S., Beycioğlu, A., Çomak, B., (2011). Puzolan katkısının betonun karbonatlaşma derinliğine etkisi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Sayı 24, ISSN-1302-3055.
  • Siddique, R. (2003). Effect of Fine Agregate replacement with class f fly ash on the abrasion resistance of concrete, Cem. Concr. Res. 33(1), 877-1881.
  • Siddique, R. (2004). Performance characteristics of high-volume Class F fly ash concrete, Cement and Concrete Research 34, 487 – 493.
  • Siddique, R., Khatib, J.M., (2010). Abrasion resistance and mechanical propertiesof high-volume fy ash concrete, Materials and Structures, 43:709–718.
  • Siddique, R., Prince, W., Kamalı, S., (2007). Influence of utilization of high-volumes of class f fly ash on the abrasion resistance of concrete, Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, p. 13-28.
  • Şahin, Y., E., (2004). Linyosülfanet esaslı beton katkılarının beton performansına etkileri, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilemleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı malzemesi Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi.
  • Teixeira, E. R., Camões, A., Branco, F. G., Aguiar, J. B., Fangueiro, R., (2019). Recycling of biomass and coal fly ash as cement replacement materialand ıts effect on hydration and carbonation of concrete, Waste Management 94, 39–48
  • Tikalsky, P., J., Carrasquilb, P., M., Carrasquillo, R., L., (1988). Strength and durability considerations affecting mix proportions of concrate containing fly ash, ACI Master, J., 86 (6), 505-511.
  • TS EN 12390-6, (2010). Beton - sertleşmiş beton deneyleri - bölüm 6: deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini, TSE.
  • TS 802, (2016). Beton karışım tasarımı hesap esasları, TSE.
  • Yazıcıoğlu, S., Demirel, B., Gönen, T., Özer, Ş., (2012). Farklı tip çimentoların betonun karbonatlaşmasına etkisi, SDU International Journal of Technologic Sciences, Vol. 4, No 3, pp. 112-120.
  • TS EN 196-3 +A1, (2010). Çimento deney yöntemleri - bölüm 3: priz süreleri ve genleşme tayini, TSE.
  • TS EN 450-1, (2013). Uçucu kül-betonda kullanılan-bölüm:1 tarif, özellikler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, 27 s, Ankara.
  • Topçu, İ. B., (2006). Yapı malzemeleri ve beton deneyleri el kitabı, Eskişehir.
APA DEMİR ŞAHİN D, Çullu M, EKER H (2019). Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. , 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
Chicago DEMİR ŞAHİN Demet,Çullu Mustafa,EKER HASAN Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. (2019): 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
MLA DEMİR ŞAHİN Demet,Çullu Mustafa,EKER HASAN Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. , 2019, ss.1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
AMA DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. . 2019; 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
Vancouver DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. . 2019; 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
IEEE DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H "Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi." , ss.1150 - 1163, 2019. 10.31590/ejosat.654733
ISNAD DEMİR ŞAHİN, Demet vd. "Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi". (2019), 1150-1163. https://doi.org/10.31590/ejosat.654733
APA DEMİR ŞAHİN D, Çullu M, EKER H (2019). Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 0(17), 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
Chicago DEMİR ŞAHİN Demet,Çullu Mustafa,EKER HASAN Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 0, no.17 (2019): 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
MLA DEMİR ŞAHİN Demet,Çullu Mustafa,EKER HASAN Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol.0, no.17, 2019, ss.1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
AMA DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; 0(17): 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
Vancouver DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; 0(17): 1150 - 1163. 10.31590/ejosat.654733
IEEE DEMİR ŞAHİN D,Çullu M,EKER H "Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi." Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 0, ss.1150 - 1163, 2019. 10.31590/ejosat.654733
ISNAD DEMİR ŞAHİN, Demet vd. "Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 17 (2019), 1150-1163. https://doi.org/10.31590/ejosat.654733