Bigadiç ve Turnatepe (Balıkesir) yörelerindeki zeolitik ve perlitik tüflerin puzolanik özellikleri

Abstract

Günümüzde inşaat sektörünün gelişmesine bağlı olarak, genel ve özel maksatlı çeşitli tip ve özelliklerde çimento üretilmektedir. Bu çimentoların bir bölümü katkısız bir bölümü katkılıdır. Doğal ve yapay birçok puzolan çimento üretiminde katkı maddesi olarak tüketilmektedir. Bu çalışmada Zeolitik (Bigadiç), Perlitik (Turnatepe) volkanik tüflerinin çimento katkı maddesi olarak değerlendirilebilmesi için, saha etüdleri yapılmış, puzolanik karakterleri belirlenmiş, çimento hammaddesi olabilme özellikleri araştırılmış ve bunlarla üretilen çimentoların beton özellikleri dayanıklılık açısından portland çimentosu ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bigadiç Bölgesinde boratlı tüf olarak tanımlanan seviyeler Neojen yaşlı volkano tortul oluşumun en üst katmanlarım oluşturmaktadır. Boratlı zeolitik tüfler riyolitik, camsal veya yarı camsal hamurlu dasitikdir. Tülü ovasındaki Üsttüfler %98 zeolitik (klinoptilolit), alttüfler (Dedeçınar) %65 zeolitik (klinoptilolit) 'dir. Turnatepe Bölgesinde, riyolitik ince taneli kısım ile andezitik breşik tüllerin varolduktan ortaya konmuştur. Alttüfler, düşük su emme ve gözenekli, orta düzeyde basınç dayanımlı olup yüksek birim ağırlıklara sahiptir. Üsttüfler de ise, orta düzeyde su emme ve gözeneklilik değerleri, fakat yüksek basınç dayanımları bulunmuştur. Turnatepe tüflerinde, en düşük birim hacim ağırlıkları ve basınç dayanımları izlenirken, en yüksek su emme ve porozite değerleri ölçülmüştür. Zeolitik, perlitik ve bunlara alternatif diğer yakın çevre puzolanlanyla TS 24 'e uygun olarak katkılı çimentolar hazırlanmıştır. Katkı oranlan Balıkesir SET Çimento Fabrikası işletme koşullarına uygun %24, %26,%28 olarak belirlenmiştir. Zeolitik tüflerin puzolanik aktiviteleri yüksektir. Kolay öğütülürler. 28. gün sonunda basınç mukavemetleri yüksektir. Buna karşılık, perlitik tüflerde puzolanik aktivite yüksek olmakla beraber, zor öğütülebilmekte ve 28. gün sonunda basınç mukavemetleri standartlan aşmakta fakat zeolitik tüflere göre çok daha düşüktür. Zeolitik tüfler kaliteli bir puzolandır. Perlitik tüfler ise kullanılabilir bir puzolan olmakla beraber, zeolitik tüflerle uygun bir harmanlamayla kullanılmalıdır. Aynca doğal puzolanların 7 günlük mukavemetleri hiç etkilemediği fikrinin de tartışılabileceği görülmüştür. Zeolitik ve perlitik tüf katkılı çimentolar ve portland çimentosunun dayanıklılık özelliklerini belirlemek için %24, %28, %32 katkılı çimentolar ve aynı klinkerden portland çimentosu (şahit çimento) üretilmiştir. Bu çimentolarla hazırlanan harçlar 28 gün normal şartlarda su içinde, 28. gün (0. başlangıç yaşı) den sonra 12 hafta su ve sülfat çözeltisinde kür edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre katkılar, portland çimentosuna göre sülfatlı ortamda haran dayanıklılığını arttırmıştır. Özellikle zeolit katkılı harçlarda bu özellikler daha belirgindir. Fakat çimentoya katılacak katkı miktan çok önemlidir. X-Ray Difraktometre incelemelerinde şahit harçda etringit oluşumuna rastlanırken, katkılı harçlarda rastlanmamıştır. Bu da katkılı çimentoların sülfatlı ortama dayanıklı olduğunu birkez daha ortaya koymuştur. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Çimento/puzolan/katkıü çimento /zeolit/zeolitik tüf/dayanıklılık/harç.

Currently, in connection with the growth of construction industry, common and particular intentional cement of various types and characteristics are produced. Some parts of them mixed and others are pure. Many natural and artificial puzzolanas (trass) are consumed as additive in cement production. In this work, to utilize the zeolitic (Bigadiç) and perlitic (Turnatepe) volcanic tuffs as additive in cement; field work, puzzolanic activity measurements and raw material tests have been achieved. The test concretes of these produced cements were meanwhile compared to that of Portland. The borates interlayered tuffs of Neogene aged volcanosedimentary formation in Bigadiç area formed uppermost levels.These borate bearing tuffs are rhyolitic and dacitic with vitreous or partly vitreous matrix.In Tülü Plain,the upper tuffs contain 98 percent zeolite (clinoptilolite) and lower tuffs at Dedeçınar are 65 percent zeolitic (clinoptilolite). In Turnatepe area it has pointed out that the fine grained rhyolitic division associated with brecciated tuffs. Lower tuffs have low absorbing capacitiy, porosity and compressive strenght but high spesific gravity. Whereas in upper tuffs fairly good absorbing and porosity but high compressive strenght values were measured. Turnatepe tuffs have lowest specific gravity and strenghts but highest absorbing and porosity values. Mixed cements were prepared with the zeolitic,perlitic and the other nearby puzzolanas. Details of the preparation are described in TS24. Additive ratios are 24, 26 and 28 percent fitting to the Balıkesir SET Cement Factory's production conditions. The puzzolanic activity of the zeolitic tuffs are high. They can easily be grinded. The 28 day strenghts are very high. In contrast, perlitic tuffs can hardly be grinded and despite their 28 day strenghts slightly over specifications, the values are significantly lower than that of zeolitic tuffs. Zeolitic tuffs are qualified puzzolanas. Though perlitic tuffs can also be utilized alone, it is better to prepare a proper blend with zeolitic tuffs. Besides the opinion that the natural puzzolanas never effect the 7 day strenghts is controversial. To determine the durability of portland cement and 24, 28, 32 percent additive containing cements,referance samples were produced from the same clinker. The mortars prepared with these cement were water cured at normal conditions for 28 days and following 12 weeks in water and in sulphate solution. The results indicated that the mixes increased the durability of the mortar in environments containing sulphate ions,when compared with portland cement. This conclusion is much more evident in zeolite added mortars. But additive ratio is very important.Etringite mineral was dedected in X-Ray diffraction analyses of reference sample but not in additive mixed mortars. Thereof it can be once more concluded that puzzolona mixed cements appear to be able to improve sulphate resistance. KEY WORDS: Cement/ puzzolana/mixed cement/zeolite/zeolitic tuff/durabiliry/mortar.