Influence of blast furnace slag and fly ash on the wetting drying resistance of concrete

Abstract

ÖZET YÜKSEK-FIRIN CÜRUFU VE UÇUCU KÜLÜN KAPLAMA BETONLARININ ISLANMA-KURUMA DİRENCİNE ETKİSİ KOKSAL Fuat Yüksek Lisans Tezi, inşaat Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Abdurrahman GÜNER Eylül 1996, 128 sayfa Bu çalışmada su/çimento oranı 0.4, 0.5 ve 0.6 olan ve 125mm±10mm çökmeye sahip beton bileşimleri referans alındı. Beton içindeki bağlayıcıda Portland çimentosunun PÇ42.5 kütlece %0, %10, %20, %40, %60 ve %80 kadarı yerine uçucu kül, UK (Afşin-Elbistan Santralinden temin edilen) ve/veya yüksek fırın cürufundan, YFC (iskenderun Demir Çelik Fabrikalarından temin edilen) meydana gelen mineral katkı maddeleri ikame edildi. Bu pozolanik katkı maddelerinde kül ve cüruf içeriği ikame yüzdesine bağlı olarak %0 ve/veya %50 ve/veya %100 olarak alındı. 28 günlük standard bakım uygulanan beton numulerinin ıslanma-kuruma çevrimlerine dayanıklılığı belirlendi. Taze beton üzerinde birim ağırlık ve çökme deneyleri yapıldı. Islanma-kuruma hasarlarını belirlemek için 28 ve 91 günlük beton numuneler üzerinde, basınç deneyi (4»=1 50 mm ve h=300 mm silinder numuneler üzerinde), eğilmede çekme deneyi (Üçte bir noktalarından yüklenerek, 100mm*100mm*500mm prizmalar üzerinde) ve eğilmede çekme deneyinde kırılan numuneler üzerinde modifiye küp basınç deneyi ve 28 gün standard bakım uygulanan beton numuneler üzerinde ise, kuru birim ağırlık, su emme, kılcal su emme deneyleri (100mm*100mm*100mm küp numuneler üzerinde) ve büzülme deneyi (100mm*100mm*500mm prizma numuneler üzerinde) yapıldı. %20 ' ye kadar katkı maddesi içeren (kül ve/veya cüruf) betonların mukavemetlerinin kontrol numunesininkine yakın veya daha yüksek olduğu görüldü. Beton içerisindeki katkı maddelerinin (kül ve/veya cüruf) artması betonun şişmesini artırdı. Katkı maddesinin % 80' e kadar bütün oranlarında beton büzülmesinin kontrol (sadece PÇ42.5 kullanılarak üretilen) numunesininkinden daha düşük olduğu görüldü. % 40 katkı maddesinin % 50 kül ve 50 % cüruf olarak portland çimentosu (PÇ42.5) yerine ikame edilmesiyle üretilen betonların en yüksek ıslanma-kuruma dayanıklılığına sahip olduğu belirlendi. Anahtar Kelimeler : Portland Çimentosu, Uçucu Kül, Yüksek Fırın Cürufu, Basınç Deneyi, Eğilmede Çekme Deneyi, modifiye Küb Basınç Deneyi, Kuru Birim Ağırlık, Su Emme, Kılcal Su Emme, Büzülme, Islanma-Kuruma Dayanıklılık. IV

ABSTRACT INFLUENCE OF BLAST-FURNACE SLAG AND FLY ASH ON THE WETTING-DRYING RESISTANCE OF CONCRETE KOKSAL, Fuat M.S. in Civil Engeneering Supervisor : Professor Abdurrahman GÜNER September 1996, 128 pages Concrete specimens were produced with water/cement ratios of 0.4, 0.5, 0.6 having a slump of 125mm±10mm in 50 It batches as the reference concrete compositions. The blending materials, blast-furnace slag, BFS (obtained from İskenderun Iron-Steel Works) and fly ash, FA (obtained from Afşin-Elbistan Thermal Power Plant) were substituted for 10 %, 20 %, 40 %, 60 % and 80 % by mass of Portland cement. Fly ash and slag content in blending material replacement was taken as 0% and/or 50% and/or 100%. Durability tests were made on the concrete specimens by applying wetting- drying cycles following 28 of days standard curing. Slump and unit weight tests were made on the fresh concretes. To determine the wetting-drying damage, the specimens were tested for compressive strength (on cylinder specimens with 4»= 150 mm and h=300mm), flexural tensile strength (on 100 mm*100 mm*500 mm prism specimens with third point loading) and modified cube compressive strength (specimens broken in flexure) at the age of 28 days and 91 days, and dry unit mass, water absorption, capillary water absorption, (on 100 mm* 100 mm*100 mm cube specimens) and shrinkage (on 100 mm*100 mm* 500 mm prism specimens) tests were carried out on the hardened concrete specimens after 28 days of standard curing. Concretes incorporating blending materials, fly ash, FA and/or blast furnace slag, BFS üp to 20 % substitution showed similar or greater strength as compared to PÇ42.5 concretes. Increase in bending material content, fly ash and/or slag, increased the swelling of concrete. Drying shrinkage of concrete at any percent subsitution up to 80% fly ash and/or slag was lower than that of PÇ42.5 concrete. Concretes subjected to wetting-drying cycles at 40 % blending material substitution consisting of 50 % FA and 50 % BFS had the highest wetting-drying resistance. Keywords: Portland Cement, Fly Ash, Blast Furnace Slag, Compressive Strength, Flexural Tensile Strength, Modified Cube Compressive Strength, Dry Unit Mass, Water Absorption, Capillary Water Absorption, Drying Shrinkage, Wetting-Drying, Durability. m