20 (1), 165-174, 2008 20(1), 165-174, 2008



Benzer belgeler
Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

Silis Dumanı Miktarının Kendiliğinden Yerleşen Betonun Kılcal Su Emme ve Karbonatlaşma Özelliklerine Etkisi

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

Zeolit ve Silika Dumanı Katkılı Betonların Mekanik ve Geçirimlilik Özellikleri

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

SİLİS DUMANININ VE KÜR ŞARTLARININ HARÇ BASINÇ DAYANIMINA ETKİSİ

UÇUCU KÜL KATKI MĠKTARININ BETON ĠġLENEBĠLĠRLĠĞĠ VE SERTLEġME SÜRELERĠNE OLAN ETKĠSĠ

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON ÖZELLİKLERİNE ATIK MERMER TOZUNUN ETKİSİ

Deniz Suyunun F Tip ve Dozajdaki Mineral K K Y H Mekanik Özelliklerine Etkisi

Beton Tasarımında Silis Dumanı Kullanımı. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Effect of Super plasticizers on Fresh and Hardened Properties and Cost of Self-Consolidating Concrete. Abstract

Mermer Tozu Katkılı Kendiliğinden Yerleşen Betonların Taze ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

SİLİS DUMANI VE SÜPERAKIŞKANLAŞTIRICI KATKILI HARÇLARIN ÖZELLİKLERİ ÖZET PROPERTIES OF MORTARS ADDED SILICA FUME AND SUPERPLASTICIZER ABSTRACT

FARKLI İNCELİKLERDEKİ TRAS VE UÇUCU KÜLÜN ÇİMENTO DAYANIMLARINA ETKİSİ

beton karışım hesabı

METİLEN MAVİSİ DEĞERİ YÜKSEK AGREGALAR VE FARKLI ÖZELLİKTEKİ KİMYASAL KATKILARLA YAPILAN BETON ÇALIŞMALARI

En az Miktarda Süper Akışkanlaştırıcı ve Kireçtaşı Tozu Kullanarak Düşük Maliyetli KYB Üretimi

GENLEŞTİRİLMİŞ KİL AGREGASI İLE TAŞIYICI HAFİF BETON ÜRETİMİ

Agreganın En Büyük Tane Boyutu ve Numune Boyutunun Betonun Karot Dayanımına Etkisi

Effect of Glass Fiber Addition on the Compressive and Tensile Strength of Concrete

Pirinç Kabuğu Külünün Beton Dayanımına Etkisi

mineral katkılar Paki Turgut

HAFİF AGREGALARIN YAPISAL BETON İMALATLARINDA KULLANIMI Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

SİLİS DUMANI KATKILI TAŞIYICI HAFİF BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

(276) /2732 (312)

Mineral Katkılar- Metakaolin. Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi

SĐLĐS DUMANININ BETON TEKNOLOJĐSĐNDE KULLANIMI

Beton Harcının Dayanım ve Dona Dayanıklılığının İyileştirilmesi için Farklı Tür Puzolan Kullanımı

taze beton işlenebilirlik

Köpük Beton - I. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi. Kasım, 2015

UÇUCU KÜLÜN VE TAŞ TOZUNUN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONDA AŞINMA DİRENCİNE ETKİLERİ

YAPI MALZEMESİ PUZOLANLAR

Değişik Sıcaklıklarda Kür Edilen Salt Portland Çimentolu, Yüksek Fırın Cürufu veya Uçucu Kül Katkılı Betonlarda Dayanım Gelişimi 1

Van Pomzası ve Mermer Tozu Atıkları ile ÜretilmiĢ Kendiliğinden YerleĢen Hafif Betonların Mekanik Özelliklerinin Ġncelenmesi

Silis Dumanı, Uçucu Kül ve Yüksek Fırın Cürufu Katkılı Betonların Bazı Durabilite Özellikleri

Aynı Oranlarda Đkame Edilen Silis Dumanı ve Uçucu Külün Betonun Mekanik Özelliklerine Etkisi

UÇUCU KÜL VE METAKAOLIN İÇEREN KENDILIĞINDEN YERLEŞEN HARÇLAR

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON

UÇUCU KÜL İKAMELİ BETONLARDA VİBRASYON SÜRESİNİN FİZİKSEL VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Silika Tozu ve Yüksek Oranda Uçucu Kül İçeren Kendiliğinden Yerleşen Beton. H. Yazıcı, B. Felekoğlu, S. Aydın, K. Tosun, B.

UÇUCU KÜL VE YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI KATKILI BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

SİLİS DUMANI İLE ÜRETİLEN HARÇLARIN KARBONATLAŞMA VE RÖTRE ÖZELLİKLERİ

YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN PARKE VE BORDÜR ÜRETİMİNDE KULLANILMASI

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

SÜLFONE POLİAMİN BİLEŞİKLERİNİN BETON PERFORMANSINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Uzun Süre Karıştırmaya Maruz Uçucu Kül ve Silis Dumanı İçeren Betonlarda Akışkanlaştırıcı İle Kıvam İyileştirmesi

DEĞİŞİK FAKTÖRLERİN BETON MUKEVEMETİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

YÜKSEK HACİMDE C SINIFI UÇUCU KÜL İÇEREN BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE SÜLFÜRİK ASİT DAYANIKLILIĞI

Sugözü Uçucu Külünün Beton Katkısı Olarak Kullanılabilirliği

KENDĠLĠĞĠNDEN YERLEġEN BETONLARDA ÇELĠK VE POLĠPROPĠLEN LĠF KULLANIMININ AKIġKANLIK PARAMETRELERĠ VE BASINÇ DAYANIMINA ETKĠSĠ

Mermer Tozu Katkılı Çelik Lifli Betonların Mekanik Özellikleri

lar (Sayed and Zeedan, 2012), inorganik alumina-

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN NORMAL DAYANIMLI HAFİF BETON ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

UÇUCU KÜL KULLANIMININ BETONDAKİ ETKİLERİ

Sıkıştırma İşleminin Betonarme Elemanların Sertleşmiş Betonun Dayanım Özelliklerine Etkisi

Yüksek Dayanımlı Betonlarda Pomza ve Zeolitin Kullanılabilirliği *

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

SÜLFAT ETKİSİNDE MARUZ BETONDA PUZOLANİK KATKI KULLANIMI

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

ÖĞÜTÜLMÜŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFU İÇEREN ve İÇERMEYEN BETONLARDA KIRMATAŞ KUMU İÇERİĞİNİN BETON ÖZELİKLERİNE ETKİSİ

Buhar Kürü Uygulamasında Beton Özeliklerini Etkileyen Faktörlerden Bekleme Süresi nin Önemi

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

CAC Bazlı Sıvalar İçin PCE Akışkanlaştırıcı Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

METAKAOLİN KULLANIMININ HARÇLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Mikrokalsit Katkısının Betonun İşlenebilirliğine, Mekanik Özelliklerine ve Dayanıklılığına Etkisi *

BETONDA SİLİS DUMANI KULLANIMININ EKONOMİK ANALİZİ

ALKALİ AKTİVE EDİLMİŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFLU HARÇLARDA ASİT ETKİSİ. İlker Bekir TOPÇU & Mehmet CANBAZ *

I. GİRİŞ Son yıllarda beton teknolojisinde pek çok endüstriyel atık beton agregası olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde ve dünyada çok miktarda ortaya ç

Çimentolu Sistemlerde Geçirgenlik - Sebepleri ve Azaltma Yöntemleri - Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Beton Melike Sucu ZEMİN BETONLARINDA KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU KULLANIMI. Nisan, 17

Uçucu Külün Betonun Bazı Fiziksel ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. Effect of Fly Ash on Some of the Physical and Mechanical Properties of Concrete

Alkali ile A ül Üzerine S Etkisi

FARKLI PUZOLANK KATKILARIN ÇMENTO HARÇLARININ MEKANK ÖZELLKLER ÜZERNE ETKS. Özlem ÇELK stanbul Üniversitesi, naat Mühendislii Bölümü

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 15 Sayı: 2 sh Ocak 2013

FARKLI DOZLARDA ÜRETİLEN BEYAZ BETONLARIN BASINÇ DAYANIMINA FARKLI KÜR ŞARTLARININ ETKİSİ

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

İri Agrega Türü ve Akışkanlaştırıcı Katkı Dozajının KYB nin Mekanik Performansına Etkileri

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

EKOBEYAZ. karo. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ÇİMENTO KALİTE KONTROL PARAMETRELERİ VE BETON ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Kalsiyum Aluminat Çimentosu Esaslı Reaktif Pudra Harçlar (RPM) Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Öğütülmüş Granüle Yüksek Fırın Cürufu İçeren Harçların Aşınma ve Mukavemet Özellikleri

POMZA AGREGALI TAŞIYICI HAFİF BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Çimento harçlarinda ikame malzemesi olarak zeolit ve silis dumani kullanimi. *Cahit BİLİM

UÇUCU KÜL İÇEREN YÜKSEK PERFORMANSLI GÜÇLENDİRME HARCINDA NANO SİLİKATIN ETKİSİ

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

SÜPER BEYAZ. prekast. Yüksek performanslı beyaz çimento!

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

KARIŞIM PARAMETRELERİNİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONUN TAZE ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN BELİRLENMESİ

ASİDİK POMZA İLE ÜRETİLEN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE ÖZELLİKLERİ

BETON ÜRETİMİNDE SÜPER AKIŞKANLAŞTIRICI ÇEŞİTİ VE ORANININ BELİRLENMESİ

Yüksek Performanslı betonlar

EKOBEYAZ. prekast. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

TİNKAL KONSANTRATÖR ATIĞI İÇEREN ÇİMENTOYA BAZI POLİMER VE ALKALİ TUZLARIN ETKİSİ

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

Transkript:

Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ. 20 (1), 165-174, 2008 20(1), 165-174, 2008 Farklı Oranlarda Silis Dumanı İkameli Kendiliğinden Sıkışan Betonun Mühendislik Özellikleri Kazım TÜRK, Mehmet KARATAŞ ve Zülfü Ç. ULUCAN Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Elazığ, Türkiye. kturk@firat.edu.tr (Geliş/Received: 05.11.2007; Kabul/Accepted: 09.01.2008) Özet: Bu çalışmada, dört farklı oranda (%5, 10, 15 ve 20) silis dumanı (SD) ikameli 4 tip kendiliğinden sıkışan beton (KSB) karışımı hazırlanmıştır. SD, KSB karışımlarında çimento yerine mineral katkı olarak kullanılmıştır. Kendiliğinden sıkışan beton karışımlarının işlenebilirliğinin tespiti için çökme-yayılma, t 500, L-kutusu ve elek segregasyon direnci testleri yapılmıştır. Karışımlar hazırlanırken SD oranları tek değişken olarak alınmış olup, agrega, (çimento+sd) ve polikarboksilat esaslı süperakışkanlaştırıcı miktarları sabit tutulmuştur. Optimum işlenebilirlik su/(çimento+sd) oranları değiştirilerek bulunmuştur. Sonuçta, bütün SD ikameli KSB karışım numunelerine ait erken yaş basınç ve çekme dayanımı değerlerinin yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca, 28 ve 130 günlük kür süreleri için %15 SD ikameli KSB karışım numunelerine ait basınç ve çekme dayanımları en yüksek iken, %10 SD ikameli KSB karışımına ait numunelerin ise ultrases hızı değerleri en yüksek çıkmıştır. Diğer taraftan, 28 günden sonra özellikle %20 SD ikameli kendiliğinden sıkışan beton karışım numunelerine ait basınç ve çekme dayanımı ve rölatif ultrases hızı değerlerindeki artış oldukça azalmıştır. Böylece, bu çalışmada, kendiliğinden sıkışan beton karışımlarında çimento yerine fazla miktarda SD (>%15) kullanılmasının, silis dumanlı betonlarda da sıklıkla karşılaşılan otojen rötreden dolayı beton özelliklerini genelde olumsuz etkilediği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden sıkışan beton, Silis dumanı, Basınç dayanımı, Çekme dayanımı, Ultrases hızı. The Engineering Properties of Self-Compacting Concrete Containing Different Proportions of Silica Fume Abstract: In this study, four type self-compacting concrete mixes containing different proportions of silica fume were prepared. SF was replaced with portland cement by weight as mineral admixtures. Slump-flow, t 500, L-box and sieve segregation tests were achieved for SCC workability. SF as replacement of portland cement was used as variable only, i.e. aggregates (sand and gravel), cementitious materials and modified polycarboxylates based polymer superplasticizer were constant, in all tests. Optimum workability for SCC mixes was obtained by using different water/(cement+silica fume) proportions. The results showed that the values of early age compressive and splitting tensile strength for all SCC specimens containing SF were high. Moreover, SCC specimens containing 10% SF had the highest ultrasound pulse velocity (UPV) whilst SCC specimens containing 15% SF had the highest compressive and splitting tensile strength for 28 and 130 days. The other hand, increase in the strength properties of SCC specimens containing particularly 20% SF were fairly decreased after 28 days. Therefore, in this study, containing use of the further SF (>15%) in SCC mixes as replacement of portland cement had generally negative influence on the properties of concrete due to autogenous shrinkage that also exist at the silica fume concretes. Keywords: Self-compacting concrete, silica fume, compressive strength, splitting tensile strength, ultrasound pulse velocity.

K.Türk, M.Karataş ve Z.Ç. Ulucan 1. Giriş Mükemmel plastiklik ve segregasyon direnci ile birlikte yüksek performanslı betonun yeni bir türü olan kendiliğinden sıkışan beton (KSB) ilk olarak 1980 lerin sonunda Japonya da geliştirildi. KSB, yerleştirme işlemi esnasında herhangi bir sıkıştırmaya gerek duyulmadan bir uçtan bir uca akabilen ve donatı aralarını ve kalıpların köşelerini doldurabilen özel bir beton türüdür [1]. KSB lar için karışım oranlarını veren bir standart metot henüz yoktur, ancak birçok akademik kuruluş ve hazır beton firmaları kendi karışım oranlarını geliştirmiştir. Karışım tasarımları, işlenebilirlik deneyleri esas alınarak yapılmaktadır. Bu amaçla, KSB un taze özelliklerini ölçmek ve belirlemek için çok sayıda deney metodu geliştirilmiştir. Avrupa da en yaygın kullanılan yöntemler çökme-yayılma, T 500, V-hunisi, L-kutusu ve Elek ayrışma deneyleridir [2]. EFNARC, bu işlenebilirlik deney metotlarını esas alarak uygun bir KSB karışımı elde etmenin birçok etkene bağlı olduğundan bahsetmektedir. Bu etkenlerin en önemlilerinden birisi de karışımdaki toz madde miktarıdır. KSB larda toz maddeler, 0.125 mm den daha küçük ve karışımda 380 ila 600 kg/m 3 arasında olması gereken her türlü inorganik madde olarak tanımlanır [2]. Çünkü tane boyutunun küçülmesi parçacıklar arası etkileşimin artmasına sebep olur ve bu etkileşim viskoziteyi arttırır. Toz madde kullanımı, karışımın katı iskeletini zenginleştirir ve malzemeyi daha kompakt hale getirir. Harcın agregaları daha iyi sarmasını sağlar [3]. Diğer taraftan karışım için gerekli toz madde miktarını tamamen çimento ile karşılamanın, hem ekonomik açıdan hem de beton özelliklerini olumsuz etkileyecek hidratasyona bağlı reaksiyonların gelişmesi bakımından iyi olmayacağı açıktır. Bu sebeple KSB karışım tasarımında, toz madde miktarını arttırmak amacıyla çimento yerine belli bir oranda mineral katkı (Uçucu kül, SD, yüksek fırın cürufu, kireçtaşı tozu v.b.) kullanılması kaçınılmazdır. KSB da farklı oranlarda mineral katkı kullanımı ile ilgili özellikle uçucu kül için çalışmalar mevcut olmakla birlikte [4], SD için bu konuda yeterince çalışmaya rastlanamamaktadır. SD, amorf yapıya sahip çok ince taneli ve yüksek oranda SiO 2 içeren ve diğer puzolanlara göre puzolanik reaksiyon hızı daha yüksek bir malzeme olduğundan, çok iyi derecede puzolanik özellik gösterir [5]. Dolayısıyla, sulu ortamda kalsiyum hidroksitle reaksiyona girerek mükemmel bir hidrolik bağlayıcılık sergiler. Diğer puzolanik toz maddeler gibi, amorf yapısı nedeniyle kalsiyum silika hidrat (CSH) oluşturucu çekirdekler meydana getirir. Çekirdeklerde ilave kristal yapısı oluşumuna katkıda bulunarak prizi hızlandırır ve erken dayanımı dolaylı yoldan arttırır [3]. SD nın betonda çimento yerine kullanımının beton özelliklerini iyileştirmesinin ancak, yeterli su/bağlayıcı ve optimum bir miktarda kullanılmasıyla mümkün olacağı açıktır. Çünkü karışımda çimento yerine SD katılması sebebiyle zaman geçtikçe beton dayanımının azalmasıyla ilgili raporlar son birkaç yıldan beri verilmektedir [6]. Beton dayanımındaki azalma, SD ikameli betonda meydana gelen mikro çatlama miktarı ile ilişkilidir. Bu sonuçların birkaçı ise, basınç dayanımı deneyleri yapılırken betondaki farklı nem durumlarıyla açıklanmaktadır [7]. SD ikameli betonlarda basınç dayanımı ile karşılaştırıldığında, yarmada çekme dayanımındaki azalma otojen rötre ile alakalıdır [8]. Hidratasyon gelişimi, SD içeren ve içermeyen betonlar arasında önemli bir şekilde farklılık gösterir [9]. SD ve Portland çimentosu arasındaki puzolanik etkileşim esnasında, bazı kalsiyum hidroksitler dayanımı arttıran silikat hidratlara dönüştürülür [10]. Tüm kalsiyum hidroksiti tüketmek için ihtiyaç duyulan SD miktarının, su/çimento oranına bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan bir çalışmada, su/çimento oranı 0.48 olan bir karışımda, tüm kalsiyum hidroksiti tüketmek için %15 civarında SD na ihtiyaç duyulurken, su/çimento oranı 0.28 olan karışım için sadece %10 SD nın yeterli olduğu görülmüştür [11]. Teorik olarak, puzolanik reaksiyonun meydana gelmesi için yeterli su olması şartıyla, çimento yerine %16 civarında silis dumanı miktarına ihtiyaç duyulduğu bulunmuştur [12]. Bu çalışmada, çimento yerine farklı oranlarda SD kullanımının KSB karışımlarının mühendislik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. 166

Farklı Oranlarda Silis Dumanı İkameli Kendiliğinden Sıkışan Betonun Mühendislik Özellikleri 2. Deneysel Çalışma 2.1 Malzemeler Bu çalışmada, Oyak Elazığ Çimento Fabrikası ndan temin edilen Portland Çimentosu (CEM I 42,5) kullanılmıştır. Ayrıca, KSB daki ince toz malzeme (<0.125 mm) miktarına da katkı sağlamak amacıyla Eti Elektro Metalurji A.Ş. den temin edilen SD karışıma mineral katkı olarak katılmıştır. Agregalar ise Elazığ Murat nehrinden elde edilmiştir. Beton karışımındaki mümkün olabilecek en yüksek homojenlik ve doluluğu sağlamak amacıyla, agregalar 0 7, 7 15 ve 15 20 mm tane sınıflarına ayrılmış olup, karışım hesaplarında agregaların doygun kuru yüzey özgül ağırlıkları sırasıyla 2.63, 2.64 ve 2.66 g/cm 3 ve ağırlıkça su emme oranları sırasıyla % 1.57, 1.00, ve 0.7 olarak alınmıştır. Kullanılan SD ve Portland çimentosuna ait kimyasal bileşim ve fiziksel özellikler Tablo 1' de verilmiştir. Tablo 1. Portland çimentosu ve SD nın kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri Muhteva PC (%) SD (%) SiO 2 20.2 91 Al 2 O 3 5.8 0.58 Fe 2 O 3 3.23 0.24 CaO 64.1 0.71 MgO - 0.33 SO 3 2.66 - Klorür (Cl - ) 0.006 - Kızdırma kaybı 2.58 1.84 Özgül ağırlık (g/cm 3 ) 3.1 2.2 Özgül yüzey alanı (cm 2 /g) 3484 96.5%<45 µm Tablo 2. SD ikameli KSB lara ait karışım oranları (kg/m 3 ) Karışım Silis Dumanlı KSB su/bm a 0.38 0.38 0.40 0.40 Bağlayıcı malzeme 450 450 450 450 Çimento 427.5 405 382.5 360 SD 22.5 45 67.5 90 Agrega büyüklüğü (mm) 0 7 990 990 990 990 7 15 450 450 450 450 15 20 285 285 285 285 Hiperakışkanlaştırıcı 8.00 8.00 8.00 8.00 a w/bm =su/bağlayıcı malzeme (PÇ+SD) oranı 167

K.Türk, M.Karataş ve Z.Ç. Ulucan Tablo 3. Taze beton özellikleri İşlenebilirlik Silis dumanlı KSB Çökme-yayılma (mm) 707 701 708 707 T500 (s) 2.30 1.80 1.20 1.00 L-kutusu; H2/H1 0.865 0.876 0.888 0.890 Segregasyon (%) 15.3 17.9 19.8 22.0 Bu çalışmada, Portland çimentosu yerine % 5, 10, 15 ve 20 oranlarında SD kullanılarak 4 farklı KSB karışımı (,, ve ) üretilmiştir. Kullanılan betonlara ait karışım oranları ve bu betonların işlenebilirliğiyle ilgili esas özellikler sırasıyla, Tablo 2 ve 3 de verilmiştir. Betonların üretiminde, maksimum tane çapı 20 mm olan doğal çakıl ve nehir kumu (<4 mm) kullanılmıştır. Ayrıca, elde edilecek karışımın kendiliğinden sıkışabilirliği için gereken işlenebilirlik değerlerini sağlamada karışımın önemli bir bileşeni olan ve 1.06 gr/cm3 yoğunluğa sahip polikarboksilat esaslı bir. hiperakışkanlaştırıcı karışıma (çimento+sd) miktarının 1.78 i oranında katılmıştır. KSB karışım oranları deneme testleri ile birlikte EFNARC (2005) esas alınarak tayin edilmiştir. KSB karışımı için Şekil 1 deki çökme-yayılma, t500, L-kutusu ve elek segregasyon işlenebilirlik deneylerine ait değerlere karışımlardaki su miktarları ayarlanarak ulaşılmıştır. İşlenebilirlik testlerinden elde edilen değerler göstermiştir ki, KSB karışımları genelde iyi bir doldurma ve geçme kabiliyetinin yanında, yeterli segregasyon direncine sahiptir (Tablo 3) (a) (b) (c) Şekil 1. Kendiliğinden sıkışan beton için a) çökme-yayılma ve t500 b) L-kutusu c) elek segregasyon deneyleri. 2.2 Deney Numunelerinin Hazırlanması ve Metot KSB karışımlarının karıştırma işlemi, karışımda homojenliği sağlamak amacıyla öncelikle etüv kurusu durumda olan çakıl ve kum, karışım suyunun %60 ı ile birlikte 1 dakika karıştırılmıştır. Daha sonra, bu işlem çimento, mineral katkı ve geriye kalan su ile süper akışkanlaştırıcı birlikte olmak üzere karışıma katılarak 45 L hacimli mikser yardımıyla toplam 3 dakikada tamamlanmıştır. Deneylerde, karışıma giren agregalardan doğal kum ve çakıl oranları ile süper akışkanlaştırıcı miktarı sabit tutulmuş olup, çimento yerine kullanılan SD oranları değiştirilmiştir. KSB karışımlarının karşılaştırabilirliği için su/bağlayıcı oranı 0.38 ile 168

Farklı Oranlarda Silis Dumanı İkameli Kendiliğinden Sıkışan Betonun Mühendislik Özellikleri 0.40 arasında yaklaşık olarak birbirine yakın tutulmuştur. Elde edilen karışımlardan, basınç dayanımı, rölatif ultrases hızı ve yarmada çekme dayanımı deneyleri için sırasıyla, 150 mm küp ve φ 150 x 300 mm silindir numuneler hazırlanmıştır. Kalıplara sıkıştırılmaksızın kürek yardımıyla dökülen numuneler, 24 saat sonra kalıptan çıkarılıp, toplam 3, 7, 28 ve 130 gün 20±2 o C su içinde küre maruz bırakılmıştır. Bütün kür periyotları sonunda, her bir beton tipi için 3 er adet numune kullanılarak basınç ve çekme dayanımı ile rölatif ultrases hızı deneyleri gerçekleştirilmiştir. 3. Bulgular ve Tartışma 3.1 Basınç Dayanımı Şekil 2 de farklı oranlarda SD ikameli KSB karışımlarına ait numunelerin 3, 7, 28 ve 130 gün kür süreleri için basınç dayanımları gösterilmiştir. Görüldüğü gibi, KSB da çimento yerine mineral katkı olarak kullanılan SD nın karışımdaki miktarının basınç dayanımı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu açıktır. Bu etki özellikle, erken yaşlarda (3 28 gün kür periyotlarında) daha belirgin olarak görülmektedir [13, 3]. Yani, 28 günden sonra bütün karışımlara ait dayanım artışlarının oldukça azaldığı görülmektedir [14]. Ayrıca, bütün SD içeren karışımlara ait 3 günlük basınç dayanım değerlerinin 30 MPa dan daha büyük ve karışım numunelerine ait basınç dayanımı değerlerinin 28 ve 130 günlük kür sürelerinde en yüksek olduğu gözlemlenmektedir. Burada SD ve Portlant çimentosu arasındaki puzolanik etkileşim esnasında serbest Ca(OH) 2 in dayanımı arttıran amorf C-S-H jeline dönüşümünün olumlu etkisi görülmektedir. Diğer taraftan, karışım numunelerine ait basınç dayanımı değerinin 28 günden sonraki dayanım artışı oldukça azdır. Bu davranış, çok ince taneli olan SD miktarının artmasına karşın düşük su/bağlayıcı oranının sonucu hidrate olamamış çimentonun hidratasyonu ile birlikte kılcal boşluklardan suyun çekilmesi (kendiliğinden-kuruma) ile oluşan otojen rötreye dayandırılabilir [15, 16] 80 Basınç Dayanımı (N/mm 2 ) 70 60 50 40 30 20 3 7 28 130 Kür Süreleri (Gün) Şekil 2. SD miktarının KSB un basınç dayanımına etkisi 3.2 Yarmada Çekme Dayanımı Mineral katkı olarak çimento yerine farklı oranlarda SD içeren KSB karışımlarına ait 3, 7, 28 ve 130 günlük kür süreleri için yarmada çekme dayanımları Şekil 3 te gösterilmektedir. Basınç dayanımında olduğu gibi, bütün karışımlara ait erken yaş çekme dayanımı değerlerinin 2,5 MPa dan büyük olmasının 169 yanında, karışımına ait numunelerin 28 ve 130 günlük kür periyodu sonundaki çekme dayanımlarının diğer karışımlara ait numunelerin çekme dayanımlarından daha yüksek olduğu görülmüştür. Burada, puzolanik reaksiyon hızı yüksek olan SDnın, sulu ortamda kalsiyum hidroksitle reaksiyonu sonucu C-S-H oluşturucu

K.Türk, M.Karataş ve Z.Ç. Ulucan çekirdeklerde ilave kristal yapısı oluşumuna katkıda bulunarak erken dayanımı dolaylı yoldan arttırma etkisi görülmektedir [3]. Ancak, 28 günlük kür periyodu sonunda karışım numunelerine ait çekme dayanımı artışındaki. azalmada [14] ise, genelde düşük su/bağlayıcı oranına sahip silis dumanlı betonlarda oluşan otojen rötreye bağlı olarak meydana gelen mikroçatlakların [17, 18] etkili olduğu sonucu çıkmaktadır Yarmada Çekme Dayanımı (N/mm 2 ) 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 3 7 28 130 Kür Süreleri (Gün) Şekil 3. SD miktarının KSB un çekme dayanımına etkisi 3.3 Rölatif Ultrases Hızı Farklı oranlarda SD ikameli KSB karışımlarına ait 3, 7, 28 ve 130 günlük rölatif ultrases hızı değerleri Şekil 4 te gösterilmektedir. Görüldüğü gibi, karışımına ait numunelerin 28 ve 130 gün kür periyotlarındaki rölatif ultrases hızı değerleri bütün diğer karışımlarınkinden daha yüksektir. Buradan, yeterli su/bağlayıcı oranı durumunda SD nın diğer puzolanlar gibi yeni C-S-H jelleri oluşmasını sağlamasının yanında, ince SD tanelerinin agrega-hamur arayüzey bölgesini sıkıladığı sonucu ortaya çıkmaktadır [19]. Karışımda çimento yerine kullanılan SD miktarının artmasıyla (özellikle >%10SD) 7 günlük kür periyodundan sonra bu karışımlara ait rölatif ultrases hızı değerlerindeki artışın oldukça azaldığı ve özellikle daha fazla miktarda SD içeren karışımına ait numunelerde ise bu artıştaki azalmanın çok daha fazla olduğu görülmüştür. Yine burada da, genelde düşük su/bağlayıcı oranına sahip silis dumanlı betonlarda rastlanan kendiliğinden kuruma sonucu oluşan otojen rötrenin olumsuz etkisi ortaya çıkmaktadır [15, 16]. Yani, otojen rötre sonucu meydana gelen mikro-çatlakların [17] ultrases hızı değerlerini düşürdüğü anlaşılmaktadır. 170

Farklı Oranlarda Silis Dumanı İkameli Kendiliğinden Sıkışan Betonun Mühendislik Özellikleri Rölatif Ultrases Hızı (km/s) 5,000 4,650 4,300 3 7 28 130 Kür Süreleri (Gün) Şekil 4. SD miktarının KSB un rölatif ultrases hızına etkisi 171

K.Türk, M.Karataş ve Z.Ç. Ulucan 3.4 Basınç Dayanımı ile Çekme Dayanımı ve Rölatif Ultrases Hızı Arasındaki İlişkiler Şekil 5 de bu çalışmadaki bütün KSB karışımlarına ait numunelerin çekme ve basınç dayanımı değerleri karşılaştırılmıştır. Şekilde, bütün KSB karışımlarına ait numunelerde basınç dayanımı artarken çekme dayanımının da arttığı görülmektedir. Ayrıca, betonlara ait hem çekme hem de basınç dayanımları arasında genelde erken yaşlarda (3 ve 7 gün kür periyotlarında) çok önemli bir fark olduğu görülürken, daha sonraki yaşlarda (28 ve 130 kür periyotlarında) dayanımlar arasındaki fark azalmaktadır. Diğer taraftan, bütün KSB karışımları için çekme ve basınç dayanımları arasındaki korelâsyonun oldukça yüksek (R 2 >0.90) olması önemli bir sonuç olarak ortaya çıkmaktadır. Yarmada Çekme Dayanımı (N/mm 2 ) 6 5 4 3 2 R 2 = 0,96 R 2 = 0,93 R 2 = 0,94 R 2 = 0,94 1 10 20 30 40 50 60 70 80 Basınç Dayanımı (N/mm 2 ) Şekil 5. SD miktarının KSB un basınç ve çekme dayanımı arasındaki ilişkisine etkisi Şekil 6 dan görüleceği üzere, SD ikameli KSB karışımlarında SD miktarının artmasıyla birlikte basınç dayanımı ve rölatif ultrases hızı değerleri arasındaki korelâsyon azalmaktadır. Buna ilaveten, özellikle %20 SD ikameli KSB karışımlara ait numunelerin basınç dayanımları artarken rölatif ultrases hızı değerlerinin azalmasının da, yine düşük su/bağlayıcı oranına sahip silis dumanlı betonlarda görülen otojen rötre sonucu çimento hamurunda oluşan mikroçatlaklardan kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Çünkü ultrasonik test uygulanırken, ultrases geçiş hızı bu mikro-çatlaklar sebebiyle iç kusurların fazla olduğu bu ortamdan dolayı azalacak ve dolayısıyla geçiş zamanı artacaktır. Böylece, %10 dan daha fazla SD ikameli KSB karışımlarına ait numunelerin ultrases hızı değerleri yardımıyla basınç dayanımlarının 172 tespitinin sağlıklı olamayacağı Şekil 6 dan da açıkça görülebilir. Bununla birlikte, % 5 ve %10 SD ikameli KSB karışımlarının basınç dayanımı ile rölatif ultrases hızı değerleri arasında iyi bir korelâsyon (R 2 >0.90) olduğu tespit edilmiştir.

Farklı Oranlarda Silis Dumanı İkameli Kendiliğinden Sıkışan Betonun Mühendislik Özellikleri 5,00 R 2 = 0,93 Rölatif Ultrases Hızı (km/s) 4,75 4,50 R 2 = 0,92 R 2 = 0,82 R 2 = 0,68 4,25 15 25 35 45 55 65 75 Basınç Dayanımı (N/mm 2 ) Şekil 6. SD miktarının KSB un basınç ve ultrases hızı arasındaki ilişkisine etkisi 4. Sonuçlar Bu çalışmada, yürütülen deneysel incelemeye ait bulgulardan aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir: Puzolanik etkileşim sonucu serbest Ca(OH) 2 in dayanımı arttıran amorf C-S-H jeline dönüşümünün olumlu etkisi olarak, bütün SD ikameli KSB karışım numunelerine ait erken yaş basınç ve çekme dayanımı değerlerinin yüksek olduğu görülmüştür. Buna ilaveten, %15 SD ikameli KSB karışım numunelerine ait hem basınç hem de çekme dayanımı değerlerinin 28 ve 130 günlük kür sürelerinde incelemeye konu olan bütün karışımlar içerisinde en yüksek olduğu tespit edilmiştir. Diğer taraftan, %20 SD ikameli KSB karışım numunelerine ait basınç ve çekme dayanımı değerlerinin 28 günden sonraki artışlarında önemli bir azalma görülmüştür. Buradan, silis dumanlı betonlarda olduğu gibi otojen rötreden dolayı çimento yapısında meydana gelen mikro-çatlakların, 28 günden sonraki dayanımda azalmaya sebep oldukları anlaşılmaktadır. Ayrıca, 28 ve 130 gün kür süreleri için %10 SD ikameli KSB karışımına ait numunelerin rölatif ultrases hızı değerlerinin bütün diğer karışımlarınkinden daha yüksek olduğu görülürken, karışımdaki SD miktarının daha fazla olduğu (%15 ve özellikle %20SD) KSB karışım numunelerine ait rölatif ultrases hızı değerlerindeki artışın oldukça azaldığı görülmüştür. %15 SD ikameli KSB karışımına ait numunelerin basınç dayanımları artarken, ultrases hızı değerlerinin azalmasında, yine çimento yapısındaki mikro-çatlakların etkili olduğu anlaşılmaktadır. Özet olarak, KSB karışımlarında çimento yerine fazla miktarda SD (>%15) kullanılmasının, silis dumanlı betonlarda da sıklıkla karşılaşılan otojen rötreden dolayı beton özelliklerini genelde olumsuz etkileyeceği sonucu ortaya çıkmaktadır. 5. Kaynaklar 1. Okamura H., Maekawa K. and Ozawa K. (1993). High Performance Concrete. Gihoudou Pub., Tokyo, (in Japanese). 2. EFNARC (2005). European Guidelines for Self- Compacting Concrete. Specification and Production and Use, Association House, UK. 3. Sari, M., Prat, E. and Labastire, J.F. (1999). High strength self-compacting concrete Original solutions associating organic and inorganic admixtures. Cement and Concrete Research, 29, 813-818. 4. Türk, K., Karataş, M. ve Ulucan, Z. Ç. (2006). Farklı oranlarda F sınıfı uçucu kül içeren kendiliğinden sıkışan betonun dayanım özellikleri. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Elazığ, 513 520. 5. Skarp, U., Engstrand, J. and Jansson, I. (2002). A Concept for Enhancing Early Strength Development in Self-Consolidating and Normal Concrete by Means of Increased Stability and Homogeneity. First North American Conference 173

K.Türk, M.Karataş ve Z.Ç. Ulucan on the Design and Use of Self-Consolidating Concrete, 363 370. 6. Larsen, E.S., Lauridsen, J.L., Eriksen, K., Hansen, O.R. and Mølgaard, T. (1993). Durability of Concrete in the Ryå Bridge, Changes of Properties in Concrete with Silica Fume Between Years 1981 and 1993. Report 6; The Danish Road Department: Roskilde, Denmark, 16 22. 7. Perraton, D., de Larrard, F. and Ai tcin, P. C. (1994). Additional Data on the Strength Retrogression of Air-cured Silica Fume Concretes. 2nd CANMET/ACI conference on durability of concrete: Nice, France, 2-15. 8. Persson, B. (1997). Long-term shrinkage of High- Performance Concrete. Proceedings of the 10th International Symposium on the Chemistry of Cement, Gothenburg, Sweden, 9. 9. Persson, B. (1996). Hydration and Strength of High Performance Concrete. Advanced Cement Based Material, 3(4), 107 123. 10. Caliskan, S. (2003). Aggregate/mortar interface: influence of silica fume at the micro- and macrolevel. Cement and Concrete Composites, 25(45), 557 564. 11. Yogendran, V.; Langan, B.W. and Ward, M.A. (1991). Hydration of Cement and Silica Fume Paste, Cement and Concrete Research, 21(5), 691 708. 12. Peterson, O. (1976). Interaction Between Silica Fume and Standard Portland Cement in Mortar and Concrete. Cementa Ltd.: Malmö, Sweden, 1 8. 13. Khayat K. H. and Aitcin P. C. (1993). Silica Fume in Concrete An Overview. Proceedings of the 4th International Conference on the Use of Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, held May 3-8, 1992, Istanbul, Turkey; Sponsored by CANMET in Association with ACI and Others, ACI SP-132, Vol. 2, 835-872. 14. Maage M., Smeplass S., and Johansen R. (1990). Long Term Strength of High-Strength Silica Fume Concrete. Second International Symposium, Berkeley, California, 399-408. 15. Persson, B. (1997). Self-desiccation and Its Importance in Concrete Technology. Materials and Structures, 30(199), 293 305. 16. Jensen, O. M. and Hansen, P. F. (1996). Autogenous deformation and change of relative humidity in silica fume-modified cement paste. ACI Materials Journal, 6(93), 539 543. 17. Neville, A.M. (1995). Properties of concrete. 4th edition, Longman Group, London. 18. Persson, B. (1998). Seven-Year study on the effect of silica fume in concrete. Advanced Cement Based Material, 7(3), 139-155. 19. Jahren, P. (1983). Use of silica fume in concrete. ACI SP-79, Vol. 1, 625-645. 174