Kayseri yöresinde üretilen PKÇ/ B-32.5R ve PÇ-42.5 çimentoları betonlarının mukavemetinin ve sülfata dayanıklılığının karşılaştırılması

Abstract

IV ÖZET Puzolan olarak, tras, öğütülmüş şist gibi doğal puzolanların yanı sıra, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silika füme gibi endüstriyel puzolanların hepsini kabul etmesinden dolayı, Kayseri civarındaki iki çimento fabrikasında ve ülkenin diğer birçok çimento fabrikasında TS-12143'te tanımlanan `Portland Kompoze Çimento` nun PKÇ/B-32.5R türü üretilmektedir. Öğütülmüş klinker puzolan katkısız halde iken mukavemet bazına göre bir üst sınıf olan PÇ-42.5 oluşturmaktadır. Dolayısıyla, Kayseri yöresi çimento fabrikalarında PÇ-42.5 ve PKÇ/B-32.5R türü çimentolar piyasaya sunulmakta, PÇ-32.5 bulunmamaktadır. Bu deneysel çalışmada, PÇ-42.5 ve PKÇ/B-32.5R ile aynı çimento dozajı ve reçete ile üretilen betonların, 2-günlük, 7-günlük, 28-günlük, 6-aylık ve 1 -yıllık mukavemetleri karşılaştırılmıştır. Servis ömrü boyunca su ile temas halinde olan, köprü ayakları, yer altı su seviyesinin altında inşa edilen yapılar, kanalizasyon yapıları, ve deniz yapıları sülfatlı suların etkisinde kalabilmektedir. Puzolan katkılı çimentolarla üretilen yapıların kimyasal etkilere karşı katkısız portland çimentosuna kıyasla daha dayanıklı olduklarına dair ilgili literatürde yaygın bir kanı mevcuttur. Değişik kombinezonda deneyler ile, literatürde iddia edilen, `Puzolan-katkılı portland çimentosunun sülfat iyonu tahribatına daha dayanıklı` olduğu yargısını tahkik etmek amacıyla, PKÇ/B-32.5R, PÇ-42.5 ve SDÇ-32.5 (Sülfatlara Dayanıklı Çimento) çimentoları betonlarından yeterli sayıda numuneler, 5000 ppm ve 10000 ppm SO4` konsantrasyonlu sülfürik asit (H2SO4) ve sodyum sülfat (Na2SO4) çözeltileri içinde bir yıl süreyle tutulup, 1 yıl sonundaki basınç dayanımları karşılaştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonunda, PKÇ/B-32.5R ve PÇ-42.5 çimentolu betonların üç farklı çimento dozajında (su/çimento oranları: 0.75, 0.62,.053) değişik süreçler sonundaki mukavemetleri belirlenmiş, 1 yıl sonunda 28-günlük dayanımlarına oranla « % 50 mukavemet artışı kazandıkları görülmüştür. Sülfürik asit tahribatının sodyum sülfat tahribatından daha etkili olduğu ve puzolan katkılı PKÇ/B-32.5R çimentolu betonların PÇ- 42.5 çimentolu betonlardan hem yıpranma hem de mukavemet kayıp oranlan açısından daha üstün olduğu görülmüştür. «rlW^tKU^^^rtiatftf `.^Sr**^*

V ABSTRACT The two cement factories nearby Kayseri and most others in Turkey produce the pozzolan- blended portland cement known as `Portland Composed Cement` PKÇ/B-32.5R in compliance with the Turkish Standard: TS-12143 mainly because this standard allows for all the possible natural and industrial pozzolans to be blended with the portland cement clinker such as trass, ground shist, blast furnace slag, fly ash, and silica fume. Clincer ground finely in the cement factories nearby Kayseri yields the strength-based upper class cement known as PÇ-42.5. Hence, these factories commercially deal only two types of cements, namely: PKÇ/B-32 5R and PC-42.5, and unblended PÇ-32.5 type is not available. In this study, various concrete batches using PÇ-42.5 and PKÇ/B-32.5R, separately, each with the same cement dosage and the same mix recipe are produced, and their 2-day, 7-day, 28-day, 6-month, and 1 -year strengths are compared. Those structures which remain in contact with water throughout their service lives such as bridge piers, sub-structures built at lower elevations than water table, seawage treatment and conveyance structures, and marine structures may be subjected to the effects of sulfate waters. There exists a common conviction in the relevant literature that structures produced using pozzolan-blended portland cement concretes are more resistant to chemical attacks than those of unblended ordinary portland cement. In this study, various combination concrete batches using the three different cement types of PKÇ/B-32.5R, PÇ- 42.5, and SDÇ-32.5 (Sulfate-Resistant Cement), are produced and a sufficient number of specimens are taken, which are kept in two different sulfuric acid (H2SO4) and sodium sulfate (Na2S04) solutions of 5000 ppm and 10000 ppm sulfate ion (S04=) concentrations each for a period of one year, and measured 1-year compressive strengths are compared with the purpose of checking the allegation in the pertinent literature that: `Pozzolan- blended portland cement concrete is more resistant to sulfate attack`. As a result of the experiments performed, firstly it is determined that with three-different cement dosage concrete batches (whose water/cement ratios are: 0.75, 0.62, 0.53) with the two cement types of PKÇ/B-32.5R and PÇ-42.5, the average strength gain between the 1- year and 28-day concretes is « % 50, consistently with both cement types. Sulfate ion damage is observed to be more effective in sulfuric acid solutions than those of sodium sulfate for the same sulfate ion concentrations, and concretes with pozzolan-blended PKÇ/B-32 5R is observed to be superior to concretes with plain portland cement of PÇ- 42.5 from the standpoints of both percentage of loss of strength in one year and, visual appearance and cracking, scaling, and spalling.