Effects of high-calcium and low-calcium fly ashes on various properties of fly ash concretes

Abstract

ÖZET YÜKSEK KALSİYUMLU VE DÜŞÜK KALSİYUMLU UÇUCU KÜLLERİN UÇUCU KÜLLÜ BETONUN ÇEŞİTLİ ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİ PARLA, Berrin Yüksek Lisans Tezi, i nş. Müh. Bölümü Tez Yönetici3i: Prof. Dr. Turhan Y. Erdoğan Şubat 1988, 87 sahife Uçucu külün betonda kullanımı beton özelliklerini bütün yönleriyle etkiler. Düşük kalsiyumlu uçucu küllerin, uçucu küllü betonun özelliklerine etkisi son 3 0 yıl içinde detaylı olarak incelenmiştir. Yüksek kalsiyumlu uçucu kül lerin beton malzemesi olarak kullanımı ile ilgili az sayıda araştırma yapılmıştır. Bu nedenle bu konuda geniş kapsamlı araştırma çalışmaları yapılmalıdır. Bu çalışmada Türkiye'de üretilen biri yüksek, diğeri düşük kalsiyumlu iki uçucu külün (sırasıyla Soma-B ve Tunç- bilek) taze ve sertleşmiş betonun çeşitli özelliklerine olan etkileri karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Port land çimentosunun bir kısmının yerine (ağırlıkça %2 0 ve %40'ı) direkt olarak uçucu kül konulmuş ve su/çimento+uçucu kül ora nı (ağırlıkça) sabit tutulmuştur. Aynı zamanda uçucu küllü betonlar kontrol betonlarıyla (uçucu külsüz) da karşılaştı- rılmıştır. Bu araştırmadaki test sonuçları taze haldeki uçucu -v-küllü beton ve kontrol betonu (uçucu külsüz) arasında belirgin farklılıklar olmadığını ortaya koymuştur. Diğer taraftan, uçucu küllü betonların 7 günlük dayanımları kontrol betonlarına oranla düşüktür. Bu durum düşük kalsiyumlu uçucu küllü betonlarda daha belirgindir. Kontrol betonu ile uçucu küllü betonlar arasındaki dayanım farklılıkları zamanla azalmaktadır. Yük sek kalsiyumlu betonların mukavemet artış hızlarının düşük kalsiyumlu betonların mukavemet artış hızlarından daha yüksek olması, yüksek kalsiyumlu betonlardaki pozzolanik aktivite- nin diğerinden daha fazla olduğunu doğrular. Sonuç olarak, yüksek kalsiyumlu uçucu külün, düşük kalsiyumlu uçucu küle göre beton mukavemetini daha hızlı reaksiyon ve daha yüksek mukavemet artışı yönünde etkileyen bazı Özelliklere sahip ol duğu tesbit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Portland çimentosu-uçucu kül betonları, yüksek kalsiyumlu uçucu kül, düşük kalsiyumlu uçucu kül, taze beton, sertleşmiş beton, basınç dayanımı. -vı-

ABSTRACT EFFECTS OF HIGH-CALCIUM AND LOW-CALCIUM FLY ASHES ON VARIOUS PROPERTIES OF FLY ASH CONCRETES PARLA, Berrin M.S. in Civil Engineering Supervisor: Prof.Dr. Turhan Y. Erdoğan February 1983, 87 pages The use of fly ash in concrete affects all aspects of concrete properties. The effects of low-calcium fly ashes on the properties of fly ash concretes have been studied thoroughly during the last 30 years. There are limited investigations on the use of high-calcium fly ashes as a concrete ingredient. Therefore, extensive research studies must be done on this subject. In this study the effects of a high-calcium and a low- calcium fly ash produced in Turkey (Soma-B and Tunçbilek, respectively) on various properties of fresh and hardened concretes were investigated comparatively. The fly ash substitutions performed on two levels, 20 and 40% by weight of portland cement, and the water/cement+f ly ash ratio was held constant. Comparisons were also made between non-fly ash and fly ash concretes. The test results in this investigation revealed that the differences between the fly ash concretes and portland -iii-cement concrete in fresh state are not significant. On the other hand, fly ash incorporation results in lower 7-day strength than non-fly ash concrete, the reduction being more pronounced for low-calcium fly ash substitution. The difference between the strengths of port land cement concrete and the fly ash concretes decreases with time. The rate of strength development of high-calcium fly ash concrete was found to be higher than that of low-calcium fly ash concrete which verifies that the pozzolanic activity of the former is higher than the pozzolanic activity of the latter. Thus, it was determined that the high-calcium fly ash possesses certain characteristics which effect the concrete strength in the favorable directions of faster reaction and higher strength gain than low-calcium fly ash. Key Words: Portland cement-fly ash concretes, high-calcium fly ash, low-calcium fly ash, fresh concretes, hardened concretes, compressive strength -xv-