Uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve translı çimentolarla üretilen aynı mukavemet sınıfındaki harçkarın dayanım ve dayanıklılığının incelenmesi

Abstract

ÖZETBu yüzyılın başlarından itibaren puzolanlı çimentolar önemli derecede ilgi görmektedir.Katkılı çimentolar, Portland çimentosunda olmayan performans özelliklerine sahipolmalarının yanında çelik, elektrik ve silikon endüstrisinin ikincil ürünlerinin faydalı birşekilde kullanılmasına imkân sağlamaktadır. Ancak, değişik kimyasal, mineralojik vefiziksel özelliklere sahip katkı malzemelerinin klinkere ilavesi çimento sisteminde önemliölçüde farklılıklara neden olmaktadır. Bu çalışmada, katkı türünün ve katkı oranının,çeşitli çevresel koşullar altında, puzolanlı çimentoların dayanım ve dayanıklılıközelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, üç tür katkı (Yüksek Fırın Cürufu, UçucuKül V (veya F) sınıfı, Tras), üç farklı oranda (%9, %14, %19) ayrı öğütme tekniği ilePortland çimentosuna katılarak, birbirlerine yakın inceliklerde (3500 cm2/g ~ 3700cm2/g) dokuz tip katkılı çimento ve referans (kontrol) Portland çimentosu üretilmiştir.Çimentolarla üretilen harçlar ilk 28 gün kür havuzunda bekletilmiş ardından birinci grupnumuneler donma-çözülme etkisine, ikinci grup numuneler ıslanma-kuruma etkisine ,üçüncü grup numuneler ise standart kür etkisine maruz bırakılmıştır. Ayrıca 28 günlük eşdayanım sınıfındaki farklı tip katkılı çimentoların, benzer çevresel etki koşullarındagösterdikleri performanslar incelenmiştir.Çalışmadan elde edilen belli başlı sonuçlar şöyledir: 28. günün sonunda % 14 ve % 19yüksek fırın cürufu ve % 9 uçucu kül katkılı çimentoların dayanımları katkısızçimentonunkinden fazla olmaktadır. Uçucu kül katkılı ve tras katkılı çimentolarda katkıoranın artması ile dayanım düşüşleri gözlenmektedir. Erken yaşlarda ise, katkılıçimentoların dayanımları katkı miktarına ters orantılı olarak azalmakta ve referansçimentonun dayanımından düşük değerler almaktadır. Donma / çözülme ve ıslanma /kuruma etkisine maruz bırakılan numuneler içinde en iyi performansı % 9 oranında uçucukül içeren CEM II-A/V (%9) çimentosu göstermektedir. Uçucu kül katkılı çimentolardakatkı oranının artması ile donma / çözülmeye olan dayanıklılığın olumsuz yöndeetkilendiği görülmektedir. Uçucu kül ve tras katkılı çimentolarda katkı oranı arttıkçaıslanma kuruma etkisine olan dayanıklılık azalmakta, yüksek fırın cürufu katkılıçimentolarda ise katkı oranı arttıkça dayanıklılık artmaktadır. 28. gün sonunda yakındayanımlarda olan referans ve % 9 katkılı çimentolar arasında donma / çözülme veıslanma / kuruma etkisine karşı en iyi performansı, uçucu kül içeren çimentogöstermektedir. Tras katkılı numuneler ise yıpratıcı koşullardan en fazla etkilenennumuneler olmaktadır.xii

SUMMARYPozzolanic cements have attracted considerable interest since the beginning of thiscentury. Blended cements are characterized not only by their performance properties thatare absent in Portland cement, but they also represent gainful utilization of by-productsfrom steel, electric power, and silicon industries. However, the addition of blendingmaterials of different chemical, mineralogical and physical properties introducessignificant diversity into the cement system. In this study, the effects of additive typesand additive percentage on strength and durability properties of cements under differentenvironmental conditions were investigated. For this purpose, three types of additives(Blast Furnace Slag, Fly Ash V (or F) class and Trass), were admixtured to Portlandcement in three different ratios (%9, %14, %19) by means of a seperate girinding system.Thus, nine types of blended cements and a reference (control) Portland cement havingnearly the same fineness have been produced. The mortars produced from the mentionedcements were left to curing for 28 days. Then the first, second and the last groups ofspecimens were exposed to freezing-thawing, wetting-drying effects and standart curingrespectively. Furthermore, the performance of different types of cements, which are inthe same strength range for 28 days, are examined under similar enviromental conditions.The results showed that the strenghts of the cements with 14% and 19% blast furnaceslag and 9% fly ash, after 28 days, are higher than the specimens with no additives.Decrease in the strenghts is observed with the increase in the percentage of fly ash andtrass additives in the cements. In early ages, the strenghts of the cements with additivesdecrease with the increase in the amount of additives and the strength is less than thereference cement without any additives. The best performance amongst the specimens,which are exposed to the effects of freezing / thawing and wetting / drying, is observed inthe cement sample with 9% fly ash additive, CEM II-A/V (9%). It is observed in thecements with fly ash additives that the strengths against freezing / thawing are badlyaffected with the increase in the additives. In the cements with fly ash and trass additives,the increase in the additives decreases the strengths against the effects of wetting-drying,however in the cements with blast furnace slag, the strength increases. At the and of 28thday, among the reference cement and blended cements which have similar strengthscements and including 9% additives, the best performance against freezing-thawing andwetting-drying is observed in the specimen with fly ash additives. The specimens withtrass additives are the most effected by the aggressive circumstances.xiii