Uçucu kül ve öğütülmüş yüksek fırın cürufu içeren betonların mekanik ve durabilite özellikleri açısından optimum bileşiminin belirlenmesi

Abstract

UÇUCU KÜL VE ÖĞÜTÜLMÜŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFU İÇEREN BETONLARIN MEKANİK VE DURABİLİTE ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN OPTİMUM BİLEŞİMİNİN BELİRLENMESİ Adnan ÖNER Anahtar Kelimeler: Uçucu Kül, Öğütülmüş Yüksek Fırın Cürufu, Mekanik Özellikler, Durabilite, Optimum' miktar, Etkinlik. Özet: Bu çalışmada, F sınıfı uçucu kül ve öğütülmüş yüksek fırın cürufundan oluşan iki mineral katkı ile üretilen betonların mekanik özelliklerinin gelişimi ve durabilite özellikleri incelenmiştir. İki tip mineral katkı kullanıldığından dolayı betonlar, uçucu kül katkılı ve öğütülmüş yüksek fırın cürufu katkılı betonlar olmak üzere iki gruba ayrılmışlardır. Her iki grupta da 250, 300, 350 ve 400 kg/m3 dozajlı kontrol betonları üretilmiştir. Bunlara ek olarak, uçucu kül içeren betonlarda, kontrol betonu çimento dozaj lamım yaklaşık %15' i çıkarıldıktan sonra yine bu çimento dozajının yaklaşık %0, %7.5, %15, %25, %35, %45 ve %55' i kadar uçucu kül koyarak 32 seri beton üretilmiştir. Yüksek fırın cürufu içeren betonlar da ise, kontrol betonu çimento dozajlarının yaklaşık %30' u çıkarıldıktan sonra yine bu çimento dozajının yaklaşık %0, %15, %30, %50, %70, %90 ve %110' u kadar öğütülmüş yüksek fırın cürufu koyarak 28 seri beton üretilmiştir. Tüm betonlarda çökme değeri 12±1 cm olarak sabit olacak şekilde su miktarları belirlenmiştir. Üretilen karışımlar üzerinde taze beton deneyleri, mekanik ve durabilite özelliklerinin belirlendiği deneyler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, uçucu kül ve ÖYFC nun işlenebilmeyi olumlu olarak etkilediği, puzolanik reaksiyonun hem serbest kireç oluşumunu beklemesi, hem de oldukça yavaş seyreden bir reaksiyon olması dolayısıyla uçucu kül ve ÖYFC içeren betonlarda dayanım kazanımının ilerki yaşlarda uçucu kül ve ÖYFC içermeyen betonlara göre fazla olduğu saptanmıştır.Uçucu küllü betonlarda küp basınç dayanımı, eğilme dayanımı, yarma dayanımı, statik elastisite modülü gibi mekanik özellikler açısından bulunan en iyi uçucu kül miktarı toplam bağlayıcı miktarının % 35-37' si civarında bulunmuştur. Bu oran ÖYFC içeren betonlarda % 56-60 olmuştur.Durabilite açısından bulunan en iyi uçucu kül miktarları toplam bağlayıcı miktarının %30' u civarında gerçekleşmiştir. ÖYFC içeren betonlarda durabilite açısından en iyi ÖYFC miktarları toplam bağlayıcı miktarının % 52-53' ü civarında bulunmuştur. Zararlı kimyasal etkiler için en iyi uçucu kül ve ÖYFC miktarları toplam bağlayıcı miktarının % 29' u ve % 51-52' si, geçirimlilik için en iyi uçucu kül ve ÖYFC miktarları toplam bağlayıcı miktarının % 33-34' ü ve % 55-56' sı olmuştur. ıı

DETERMINATION OF OPTIMUM MIX DESIGN OF CONCRETE CONTAINING FLY ASH AND GROUND GRANULATAED BLAST FURNACE SLAG FOR MECHANICAL AND DURABILITY PROPERTIES Adnan ÖNER Keywords: Fly Ash, Ground Granulated Blast-Furnace Slag (GGBS), Mechanical Properties, Durability, Optimum Content, Efficiency. Abstract: This research presents the mechanical and durability properties of the concretes produced with two mineral additives consisting of F class fly ash and ground granulated blast furnace slag (GGBS). As two types of mineral additives were used, the concretes have been classified in two groups: 1. fly ash added and 2. GGBS added. The control mixtures with 250, 300, 350 and 400 kg/m3 cement content were produced for each group. For the group containing fly ash, 15% of the cement content of the control concrete was removed and 32 series of concretes were produced by adding fly ash in the amount of 0%, 7.5%, 15%, 25%,35%,45% and 55% of the cement content where as 30% cement content of the control concrete was removed and 28 series of control concretes were produced by adding GGBS in the amount of 0%, 15%, 30%, 50%, 70%,90% and 110% of the cement content for the group containg GGBS. For all mixtures, the water ratio was adjusted to keep the slump constant at 12±1 cm. The tests for determining the mechanical and durability properties were performed on the fresh mixtures and the test results showed that fly ash and GGBS affected the workability possitively. As the puzzolonic reaction is a slow progress and depends on the occurence of the free lime, the strength gain of the concretes containing fly ash and GGBS at future ages was found to be higher than the ones whithout fly ash and GGBS. For the concretes containing fly ash, the optimum ratio of fly ash in cementitious materials was found to be 35-37% for the mechanical properties like pressure strength, flexural strength, splitting strength and static elasticity modulus where as this ratio is 56-60% for GGBS. When considered for the durability, the fly ash content was found to be 30% and GGBS content 52-53% of the cementitious material. For hazardous chemical effects, the optimum ratio of fly ash and GGBS in cementitious materials are 29% and 51-52% respectively where as these ratios are 33-34% and 55-56% for permeability properties. m