Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi

3 3

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 45 Proje No: 215M816 Proje Bitiş Tarihi: 01.03.2017 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 09-12-2019

Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi

Öz:
Portland çimentosu betonu, mekanik özelikleri sebebiyle, en çok kullanılan yapı malzemesidir. Çevresel etkenler karşısında dayanıklı oluşu inşasında kullanıldığı yapıların uzun servis ömürleri olmasını sağlamaktadır. Yapılarda gözlenen en ciddi dayanıklılık sorunlarından biri betondaki agregaların alkali silis tepkimesine (AST) bağlı genleşmelerdir. AST?den sıkça etkilenen yapılar arasında barajlar gibi su yapıları, ve yatay yüzeyler sayılabilir. Betonun AST dayanıklılığını artırmak için kullanılan en pratik ve en yaygın yöntem uygun mineral katkı maddelerinin çimento ile kısmen ikame edilerek kullanılmasıdır. Bu amaçla doğal puzolan, uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi malzemeler sıklıkla beton yapımında kullanılmaktadır. Bu malzemeler genelde beton üretim tesislerinde standartlara uygun ikame yüzdeleri seçilerek, kaynakları ve kimyasal kompozisyonları arasındaki farklar dikkatlice değerlendirilmeden kullanılmaktadır. AST kaynaklı genleşmelerin büyüklüğü ve sorun yaratıp yaratmayacakları hakkında fikir edinmek için önerilmiş olan pek çok deney mevcuttur. Bunlardan en yaygın olarak kullanılanı, kısa süren ve düşük miktarda malzeme kullanan ASTM C 1567 (veya kaynağı olan ASTM C1260) standardında tarif edilen hızlandırılmış harç çubuğu genleşme deneyidir. Son yıllarda yurt dışında bu deneyin sonuçları ile kullanılan çimento ve mineral katkıların kimyasal ve fiziksel özelikleri arasında bağıntılar önerilmiştir. Bu gibi bağıntılar çeşitli malzeme parametrelerinin genleşme miktarına etkisi hakkında fikir vermektedir. Bu çalışmalar yurt dışında mevcut mineral katkılar ile yapılmış olduğu için, Türkiye?de ortaya çıkan malzemeler ile de yapılmaları gerekmektedir. Bu çalışmada farklı kimyasal içeriğe sahip onbir mineral katkı, iki farklı çimento ile yedi farklı ikame oranında kullanılmış, ASTM C 1567 deneyi uzama sonuçlarına etkileri incelenmiş, farklı harçların uzama miktarları ile oksit içerikleri arasında istatistiksel bir model geliştirilmiştir. Geliştirilen bağıntılarla, oksit içeriği bilinen bir mineral katkı kullanılarak, bir çimento/agrega kombinasyonunun uzamasını sınır değerlerin altında tutmak için gerekecek ikame yüzdesi hesaplanabilmektedir. Deneysel sonuçlar ile tahmin edilen ikame yüzdeleri kıyaslanarak modelin başarısı tartışılmış, iyileştirilmesi için öneriler sunulmuştur. Projede kullanılan mineral katkıların ülkenin farklı bölgelerinde mevcut olması sebebiyle çalışma sonuçlarının sosyoekonomik fayda sağlayabileceği ümit edilmektedir.
Anahtar Kelime: doğal puzolan granüle yüksek fırın cürufu uçucu kül Alkali-Silis reaksiyonu istatistiksel model

Konular: Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test İnşaat ve Yapı Teknolojisi
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Akçaözoğlu, S., Atiş, C.D., Akçaözoğlu K. 2010. “An investigation on the use of shredded waste PET bottles as aggregate in lightweight concrete”, Waste Management, 30 (2), 285- 290.
  • Andiç, Ö., Yardımcı, M.Y., Ramyar K. 2008. “Performance of carbon, polyvinylalcohol and steel based microfibers on alkali–silica reaction expansion”, Construction and Building Materials, (22) 7, 1527-1531.
  • ASTM C 150, 2017. Standard Specification for Portland Cement, West Conshohocken, PA. ASTM C 1260, 2014. Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method), ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM C1567, 2013. Standard Test Method for Determining the Potential Alkali-Silica Reactivity of Combinations of Cementitious Materials and Aggregate (Accelerated Mortar-Bar Method), West Conshohocken, PA.
  • Aughenbaugh, K.L., Chancey, R. T., Stutzman, P., Juenger, M. C., Fowler, D. W. 2013. “An examination of the reactivity of fly ash in cementitious pore solutions” Materials and Structures 46 (5), 869-880.
  • Baradan, İ.B., Yazıcı, H., Ün, H. 2010. Beton ve Betonarme Yapılarda Kalıcılık (Durabilite), İstanbul: Türkiye Hazır Beton Birliği.
  • Bulteel, D., Garcia-Diaz,E., Dégrugilliers, P.. 2010. “Influence of lithium hydroxide on alkali– silica reaction” Cement and Concrete Research 40(4), 526-530.
  • Chen, W., Brouwers, H.J.H. 2010. “Alkali binding in hydrated Portland cement paste” Cement and Concrete Research 40(4), 716-722.
  • Chen J., Jayapalan, A.R., Kim, J., Kurtis, K., Jacobs, L. J. 2010. Rapid evaluation of alkali– silica reactivity of aggregates using a nonlinear resonance spectroscopy technique. Cement and Concrete Research 40 (6), 914-923.
  • Demir, İ., Arslan, M. 2013. ”The mechanical and microstructural properties of Li2SO4, LiNO3, Li2CO3 and LiBr added mortars exposed to alkali-silica reaction”, Construction and Building Materials, 42, 64-77. cements and in concrete pore solutions” Cement and Concrete Research 5(4), 329-345.
  • Diamond, S. 1975. “A review of alkali-silica reaction and expansion mechanisms 1. Alkalies in Cements and in Concrete Pore Solution”, Cement and Concrete Research 5(4), 329-345. Diamond, S. 1976. “A review of alkali-silica reaction and expansion mechanisms 2. Reactive aggregates”, Cement and Concrete Research 6(4), 549-560.
  • Erdoğan T.Y. 2010. Beton, Ankara: ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayınları.
  • Fernandes, I., Andiç-Çakır, Ö., Hooton, D. 2016. ”Assessing aggregates for alkali–aggregate reaction potential”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Construction Materials 169 (3), 172-178.
  • Fournier, B., Ideker, JH., Folliard, KJ., Thomas, MDA., Nkinamubanzi, PC., Chevrier R. 2009. ”Effect of environmental conditions on expansion in concrete due to alkali–silica reaction (ASR)”, Materials Characterization, 60 (7), 669-679.
  • Grattan-Bellew, P. E. 1997. “A critical review of ultra-accelerated tests for alkali-silica reactivity” Cement and Concrete Composites 19 (5-6), 403-414.
  • Harish, K.V., Rangaraju, P.R., 2011. “Effect of Blended Fly Ashes in Mitigating ASR”, The Journal of Transportation Research Board, 2240, 10.
  • Lindgård, J., Andiç-Çakır, Ö., Fernandes, I., Rønning, T.F., Thomas, M.D.A. 2012. Alkali– silica reactions (ASR): Literature review on parameters influencing laboratory performance testing, Cement and Concrete Research 42 (2), 223-243.
  • Malhotra, V. M., and Ramezanianpour, A. A. 1994. “Fly Ash in Concrete,” MSL 94-45(IR), CANMET, Canada Center for Mineral and Energy Technology, Natural Resources Canada, Ottawa, Ontario, Kanada.
  • Malvar, L. J.; Cline, G. D.; Burke, D. F.; Rollings, R.; Sherman, T. W.; and Greene, J. 2002. “Alkali Silica Reaction Mitigation: State-of-the-Art and Recommendations”, ACI Materials Journal, 99 (5), 480-489.
  • Malvar, L. J., Lenke L. R. 2006. “Efficiency of Fly Ash in Mitigating Alkali-Silica Reaction Based on Chemical Composition”, ACI Materials Journal, 103 (5), 319-326.
  • Rajabipour, F., Giannini, E., Dunant, C., Ideker, J. H., Thomas, M.D.A. 2015. “Alkali–silica reaction: current understanding of the reaction mechanisms and the knowledge gaps” Cement and Concrete Research 76, 130-146.
  • Ramlochan, T., Thomas, M., Gruber, K.A. 2010. “The effect of metakaolin on alkali–silica reaction in concrete” Cement and Concrete Research 30(3), 339-344.
  • Ramyar, K. 2013. “Betonda Alkali-Silis Reaksiyonu: Bir Derleme”, Hazır Beton 120. Shafaatian, S., Akhavan, A., Maraghechi, H., Rajabipour, F. 2013. ”How does fly ash mitigate alkali silica reaction (ASR) in accelerated mortar bar test (ASTM C 1567)”, Cement and Concrete Composites, 37, 143-153.
  • Schumacher, K. A., Ideker, J. H. 2014. “New considerations in predicting mitigation of alkali- silica reaction based on fly ash chemistry”, Journal of Materials in Civil Engineering 27(4). Thomas, M. 2011. “The effect of supplementary cementing materials on alkali-silica reaction: A review”, Cement and Concrete Research, 41 (12), 1224-1231.
  • Thomas, M., Fournier, B., Folliard, K., Ideker, J., Shehata, M. 2006. “Test methods for evaluating preventive measures for controlling expansion due to alkali–silica reaction in concrete”, Cement and Concrete Research, 36 (10), 1842-1856.
  • Turanli, L,. Bektas, F., Monteiro, P.J.M. 2003. “Use of ground clay brick as a pozzolanic material to reduce the alkali–silica reaction”, Cement and Concrete Research, 33 (10), 1539- 1542.
  • Türker, P., Erdoğan, B., Katnaş, F., Yeğinobalı, A. 2004. Türkiye’deki Uçucu küllerin Sınıflandırılması ve Özellikleri (2. Basım). Ankara: Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği/AR- GE/Y03.03.
  • Venkatanarayanan, H.K., Rangaraju, P.R. 2013. “Decoupling the effects of chemical composition and fineness of fly ash in mitigating alkali-silica reaction”, Cement and Concrete Composites, 43, 54-68.
  • Wright, J.R., Shafaatian, S., Rajabipour, F. 20140. “Reliability of chemical index model in determining fly ash effectiveness against alkali-silica reaction induced by highly reactive glass aggregates”, Construction and Building Materials, 64, 166-171.
APA ERDOĞAN S, TOKYAY M (2017). Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. , 1 - 45.
Chicago ERDOĞAN Sinan Turhan,TOKYAY Mustafa Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. (2017): 1 - 45.
MLA ERDOĞAN Sinan Turhan,TOKYAY Mustafa Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. , 2017, ss.1 - 45.
AMA ERDOĞAN S,TOKYAY M Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. . 2017; 1 - 45.
Vancouver ERDOĞAN S,TOKYAY M Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. . 2017; 1 - 45.
IEEE ERDOĞAN S,TOKYAY M "Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi." , ss.1 - 45, 2017.
ISNAD ERDOĞAN, Sinan Turhan - TOKYAY, Mustafa. "Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi". (2017), 1-45.
APA ERDOĞAN S, TOKYAY M (2017). Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. , 1 - 45.
Chicago ERDOĞAN Sinan Turhan,TOKYAY Mustafa Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. (2017): 1 - 45.
MLA ERDOĞAN Sinan Turhan,TOKYAY Mustafa Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. , 2017, ss.1 - 45.
AMA ERDOĞAN S,TOKYAY M Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. . 2017; 1 - 45.
Vancouver ERDOĞAN S,TOKYAY M Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi. . 2017; 1 - 45.
IEEE ERDOĞAN S,TOKYAY M "Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi." , ss.1 - 45, 2017.
ISNAD ERDOĞAN, Sinan Turhan - TOKYAY, Mustafa. "Türkiye’de Mevcut Bazı Puzolanik Malzemelerin Özelikleri ile Çimento Harcı Alkali-Silis Tepkimesi Genleşmesine Etkileri Arasında İstatistiksel Bağıntılar Geliştirilmesi". (2017), 1-45.