Yüksek oranda, yüksek kalsiyumlu uçucu kül katılmasının beton özelliklerine etkisi

Abstract

ÖZET Ülkemizde elektrik enerjisi üretiminin bir kısmı termik santral lardan elde edilmektedir. Bu santralların en önemli yan ürünleri uçucu küllerdir. Uçucu küllerin santra 11 ardan uzaklaştırılması ekonomik ve ekolojik sorunları arttırır. Dolayısıyla, uçucu küllerin beton malzemesi olarak kullanılması yarar sağlamaktadır. Bir yandan uçucu kül atım masrafını ve sorunlarını azaltması, diğer- yandan da üretilen betonun maliyetinin düşürülmesi ve en önemlisi yüksek oranda, yüksek kalsiyumlu uçucu külün beton özelliklerine etkisinin bilinmesidir. Bu araştırmada, Ege Bölgesinde bulunan Yatağan, Tunçfoilek ve Seyidömer termik santral lar mdan elde edilen uçucu küllerin kimyasal yapıları, hidratasyon ve puzzolanik özellikleri saptanmıştır. Yatağan uçucu külü toplası kalsiyum oksit miktarına göre yüksek kalsiyumlu (Ca0>%10) olarak sınıflandırılmıştır. Çimento, beton teknolojisinde, en önemli etkendir. Yerini alabilecek bir malzeme henüz bilinmemektedir. Ancak betonda çimentonun bir kısmı yerine belirli oranlarda uçucu kül katılmasının özelliği araştırılmıştır. Ayrıca betonun bazı özelliklerini iyileştirme amacı ile uçucu kül katkılı betonlara başka bir P'iızzolan silis dumanı ve beton katkı maddesi süper akısfcanlaştırıcmm etkisi de incelenmiştir. Dolayısıyla, bu özellikleri sağlamak amacıyla bu araştırmada, uçucu kül ( t karne olarak) normal kür ve ısıl işlem koşullarında kullanılmıştır. Böylece, bu iki yöntem birlikte kullanılarak betonun ilk ve ileri yaşlardaki basınç dayanımı, ultrases hızı, birim ağırlık, özgül (xv)ağırlık, görünen porozite, kılcallık ile bu geçirimlili ğinim nasıl etkilendiği incelenmiştir. Bu amaçla üretilen betonlarda, karışım agregasınm granüloinetri eğrisi TS 706 standardına göre (Air- Bıe) eğrileri arasında kalacak şekilde saptanmıştır. Çimearito dozajı ise 300 kg/m3 seçilmiş ve Afyon Çimento Fabrikasına ait normal Portland çimentosu (PÇ325) kullanılmıştır. Uçucu kül katkılı ve katkısız beton numraselerin kıvamı normal plastiktir. Bu araştırmada katkı olarak (çimentonun bir kısBa. yerine) kullanılan uçucu kül ve silis dumanı miktarları %10, %30, %50 ve %70 olarak değişmektedir. Uygulanan ısıl /işlem çevrimi 60°C yi aşmayan yavaş çevrimdir. Uçucu kül, betonda çimentonun bir kısmı yerine kullanıldığında sertleşmiş betonun özelliklerine etkiler. Uçucu kül katkılı betonların basınç dayanımı, katka. oranı arttıkça düşük olmaktadır. Isıl işlem görmüş nuiMoelerde uçucu kül olumlu etkisini erken yaşlarda göstermiş, hızlı bir dayanım artışı sağlamıştır. Uçucu kül ve silis dumanı katkılı betonlarda dayanımın arttığı görülmüştür. Karışım içindeki uçucu kül miktarı arttıkça ultrases hızı azalmaktadır. Burada ul treses hızı ile basınç dayanımı arasında bir bağıntı vardır. Uçucu kül betonun su geçirgenliğini etkiler. Bu araştırmada tüm deney sonuçları istatistik ve regresyon analizine tabi tutulmuştur. Ayrıca deney sonuçlarını temsil eden regresyon modellerin saptanması amaçlanmıştır. (xvi)

SUMMARY In our country some of the electricity is generated in thermal power stations. The most important by-product of these thermal power stations are fly ashes. Taking away of fly ashes from power stations increases economical and ecological problems. Therefore, the use of fly ashes as concrete material is beneficial. Because it not only decreases the cost of produced concrete, but also decreases the cost of produced concrete. But the most important is that at the highest level the effect of high calcium fly ash on concrete is known. In this research, the chemical, hydration and pozzolanic properties of fly ashes which are obtained from Yatağan, Tunçbilek and Seyidömer Thermal Power Stations in Aegean district have been found out. The high calcium fly ash of Yatağan was classified according to total calcium oxide amount which is over 10%. In concrete technology cement is the most important material. Any other substance which will replace it is not known. However, in place of some cement the properties of fly ash were searched. In addition to this, in order to make some properties of concrete better, concrete to which fly ash was added, another pozzolan silica fume and super plastic izer were added. Therefore, in this study in order to get these peculiarities as additive fly ash has been used in normal curing and conditions of heating operitions. Thus, pressure strength, ultrasound speed, weight of volume (xvii)unit, mass weight, apparent porosity, capillarity and permeability of concrete have been searched during first and late ages of concrete by using these two methods together. In concrete produced for these purposes the granulemetry crooked of mixture according to TS 706 standardization has been determined within (Aie-Bi6). Cement dose was also chosen as 300 kg/m3 and normal Portland Cement (PC325) produced in Afyon Cement Factory was used. The fludity of concrete samples, whether fly ash added or not, is normally plastic. In this research, in place of some of the cement the amount of fly ash and silica fume used as additives in concrete vary between 10%, 30%, 50% and 70%. The applied condition of heating operation is slow change which is less than 60°C. The use of fly ash as a replacement for part of the cement content in concrete affects the properties of the hardened concrete. The pressure strength of concrete added fly ash decreases as the rate of additive increases. In concrete samples with heating operations the effect of fly ash has been seen in early ages and a rapid increase of strength has been obtained. It was seen that the pressure strength of concrete added fly ash and silica fume increased. As the amount of fly ash in concrete mixture increases, the ultrasound speed lessened. Thus, there is a correlation (xviii)between ultrasound speed and pressure strength, and the use of fly ash affects the permeability of concrete. As a result, in this research in addition to these, all experiment results have been analyzed statistically and regressively. And the regression samples which represent experiment results have been obtained. (xix)