Silis Dumanı Miktarının Kendiliğinden Yerleşen Betonun
Kılcal Su Emme ve Karbonatlaşma Özelliklerine Etkisi
Mehmet Karataş
Fırat Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Elazığ, TÜRKİYE
Tel: (424) 2370000-5419
[email protected]
Kâzım Türk
Harran Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Şanlıurfa, TÜRKİYE
Tel: (414) 318 3785
[email protected]
Tahir Gönen
Tunceli Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli, TÜRKİYE
Tel: (428) 213 17 94
[email protected]
Öz
Bu çalışmada, bağlayıcı malzeme olarak sadece Portland çimentosu (PÇ) içeren kontrol
betonu ile silis dumanının (SD) çimento ile %5, %10, %15 ve %20 oranlarında yer
değiştirilerek üretildiği toplam 5 kendiliğinden yerleşen beton (KYB) karışımı
tasarlanmıştır. Üretilen taze betonların yayılma çapları 705±4 mm’de sabit tutulmuştur.
Taze betonlar üzerinde T50 yayılma zamanı, L-kutusu yükseklik oranı ve elek
segregasyon deneyleri yapılmıştır. İşlenebilirlik deneyleri sonuncunda elde edilen ve
yaklaşık aynı işlenebilirliğe sahip karışımlar 24 saat kalıpta bekletildikten sonra 20±3 °C
sıcaklıktaki su içinde farklı yaşlarda kür edilmiştir. Sertleşmiş beton numuneler
üzerinde ise 3, 7, 28 ve 91 günlük basınç dayanımı ile 28 gün küre maruz bırakılmış
numunelerde ise kılcal su emme ve hızlandırılmış karbonatlaşma deneyleri
gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre SD’nın kendiliğinden yerleşen betonların
taze özelliklerini %10’dan fazla ikame durumunda olumsuz etkilediği fakat çimento ile
ağırlıkça %5 ve %10 oranında yer değiştirilerek karışıma katıldığında betonun
işlenebilirliğini olumlu etkilediği görülmüştür. Karışımdaki SD miktarı arttıkça, tüm
KYB numunelerin 3 günlük basınç dayanımlarda azalma olurken 7, 28 ve 91 gün küre
maruz bırakılmış numunelerin basınç dayanımlarının SD miktarının artmasıyla arttığı
görülmüştür. Ayrıca, KYB karışımlarındaki SD içeriğinin artmasıyla, numunelere ait
kılcal su emme katsayısında azalma görülürken, karbonatlaşma katsayısında ise artış
olduğu görülmüştür. İstatistiksel olarak görülmüştür ki, tüm numunelerin su emme ve
karbonatlaşma katsayıları arasında R2=0.92 olan ters eğimli çok iyi bir ilgileşim vardır.
Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden Yerleşen Beton, Silis Dumanı, Kapiler Su Emme,
Hızlandırılmış Karbonatlaşma
1
Giriş
Mekanik ve dayanıklılık özelliklerini etkilediğinden ve dolayısıyla yapının servis
ömrünü azalttığından, betonun maruz kaldığı çevresel zararlı etkilerin minimuma
indirilmesi için gerekli bilimsel araştırmaların yapılması beton teknolojisi açısından
önem arz etmektedir. Genellikle betonun dayanıklılığının boşluk yapısının özellikleri ile
ilgili olduğu kabul edilir. Betonun bozulma mekanizmaları çoğunlukla hasara sebep
olan ve betonun içine nüfuz edebilen potansiyel olarak agresif maddelere bağlıdır. Bu
korozyona sebep olan karbonatlaşma (CO2’nin nüfuzu) ve Cl- iyonlarının nüfuzu
durumudur. Kimyasal bozulma betonun geçirimliliğini azaltmakla önemli ölçüde
azaltılabilir. Betonarmede en yaygın bozulma sebebi çelik donatının korozyonu olduğu
açıkça bilinmektedir. Betonun karbonatlaşmau, genellikle CO2 ve çimento hidratasyon
ürünlerinin (CH, C–S–H, C–A–H) reaksiyonu sonucu kalsiyum karbonatın (CaCO3)
oluşmasıdır.
Valcuende ve diğ. (M. Valcuende and C. Para, 2010)
yaptıkları çalışmada
kendiliğinden yerleşen ve normal betonda karbonatlaşma derinliğini ve mikro yapılarını
incelemek üzere 8 farklı beton karışımından (her beton türü için 4’er tane) Φ150x300
mm’lik silindir numuneler üretmişlerdir. Sonuçta, kullanılan kireç taşı tozu agregaçimento arayüzeyinin kompaktlığını arttırırken, porozitenin azaldığı gözlemlenmiştir.
Bunun yanında, kendiliğinden yerleşen betonun (KYB) karbonatlaşma derinliğinin
normal betonun karbonatlaşma derinliğinden daha düşük olduğu görülmüştür. Siddique
(2010) tarafından yapılan çalışmada, kendiliğinden yerleşen betonun reolojik, mekanik
ve dayanıklılık özelliklerini incelemek üzere %15 ile %35 oranında uçucu kül(UK)
içeren 5 farklı beton karışımları üretilmiştir. Sonuçta, çökme-yayılma, T50, V-hunisi
süresi, L-kutusu oranı ve U-kutusu değerlerinin sırasıyla 600–700 mm, 4.5 s, 4-10 s, 0.8
ve 5-40 mm olduğu gözlemlenmiştir. Basınç ve çekmede yarma mukavemetleri için
üretilen beton numunelerinin mukavemet değerlerinin sırasıyla 30-35 MPa ve 1.5-2.4
MPa olduğu görülmüştür. Maksimum karbonatlaşma derinliğinin 90 günde 1.67 mm ve
365 günde ise 1.85 mm olduğu (%20 UK içeren betonlar için) olmakla beraber
karbonatlaşma derinliğinin beton yaşının artması ile arttığı gözlemlenmiştir. Lo ve diğ.
(2008) yaptığı araştırmada, 3 farklı bağlayıcı oranına sahip ve iki farklı sıcaklıktaki küre
maruz normal ve hafif betonların basınç mukavemeti ve karbonatlaşma derinliklerinin
kıyaslanması için üç gruptan oluşan toplam 18 karışım üretmiştir. Sonuçta, betonun yaşı
ile paralel olarak karbonatlaşma derinliğinin arttığı ve sıcak küre maruz bırakılan NB ve
HB’daki karbonatlaşma derinliğinin normal küre maruz bırakılana oranla daha yüksek
olduğu gözlemlenmiştir. Khan ve diğ. (2002) yüksek performanslı betonu geliştirmek
için yaptıkları çalışmada ikili ve üçlü katkılı çimento sistemlerinin etkisini incelemek
için Portland çimentosu (PÇ) yerine uçucu kül (UK) ve silis dumanı (SD) değiştirilmek
üzere UK oranı %40’a ve SD oranı ise %15’e kadar çıkartılıp katkılı yüksek
performanslı beton numuneleri üretmiştir. Sonuçta, SD kullanımından dolayı erken
yaşta mukavemetin arttığı, ancak, %30 ve üzeri UK içeren numunelerin mukavemet
değerlerinin sadece PÇ’su içeren numunelere göre düşük olduğu görülmüştür. %10’ana
kadar SD içeren numunelerin oksijen geçirimliliğinde ciddi bir azalma gözlemlenmiş
olup, optimum mukavemet ve gaz geçirimlilik değerlerinin %8–12 arasında SD
kullanılması ile elde edildiği saptanmıştır. UK içeren numunelerin oksijen
geçirimliliğinde hafif bir azalma olduğu ölçülmüştür. PÇ’suna kıyasla SD ikameli
numunelerin karbonatlaşma derinliğinin hafif arttığı ve numunelerdeki UK içeriğindeki
artış ile derinliğin daha çok arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca UK içeren numunelerde UK
miktarındaki her %10’luk artış ile karbonatlaşma derinliğinde 0.3 mm’lik bir artış
2
olduğu saptanmıştır. Kim ve diğ. (2007) yaptıkları çalışmada yüksek mukavemetli
betonun (YMB) mekanik ve dayanıklılık özelliklerini saptamak ve kıyas etmek için
metakaolin (MK) ve silis dumanı (SD) içeren numuneler üretmiştir. Sonuçta en uygun
mukavemet değerlerinin hem MK hem de SD için %10-15 oranları arasında elde
edildiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, mineral katkı miktarı arttıkça karbonatlaşma
derinliğinin de arttığı gözlemlenmiştir.
Bu çalışmada, çimento yerine belli oranlarda karışıma katılan silis dumanı içeriğinin
KYB’nin basınç dayanımı, su emme ve karbonatlaşma özelliklerini nasıl etkilediği
araştırıldı.
Deneysel Çalışma
Malzemeler
Bu çalışmada, Elazığ Altınova Çimento Sanayi Tic. A.Ş.’den temin edilen CEM I 42,5
N tipi çimento ve mineral katkı olarak da silis dumanı kullanılmıştır. Kullanılan çimento
ve silis dumanının fiziksel ve kimyasal özellikleri Tablo 1’de verilmiştir. Elazığ Murat
nehrinden elde edilen agregalar ise, beton karışımındaki mümkün olabilecek en yüksek
homojenlik ve doluluğu sağlamak amacıyla 0–7, 7–15 ve 15–20 mm tane sınıflarına
ayrılmış olup, karışım hesaplarında agregaların doygun kuru yüzey özgül ağırlıkları
sırasıyla 2.63, 2.64 ve 2.66 g/cm3 ve ağırlıkça su emme oranları sırasıyla % 1.57, 1.00,
ve 0.7 olarak alınmıştır. Ayrıca, 660–750 mm çökme-yayılma değerini elde etmek
amacıyla NB için 1.22 gr/cm3 yoğunluğa sahip melamin sülfonet polimer esaslı su
azaltıcı kimyasal katkı ve KYB için 1.06 gr/cm3 yoğunluğa sahip modifiye
polikarboksilat esaslı bir hiper akışkanlaştırıcı kullanılmıştır.
Tablo 1 CEM I 42.5 N Tipi Çimento ve Silis Dumanının
Kimyasal Bileşimi ve Fiziksel Özellikleri.
Muhteva
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
Klorür (Cl -)
Kızdırma kaybı
Özgül ağırlık (g/cm3)
Özgül yüzey alanı (cm2/g)
Basınç dayanımı (MPa)
2 gün
7 gün
28 gün
CEM I 42.5 N (%)
20.2
5.8
3.23
64.1
2.66
0.006
2.58
3.1
3484
SD (%)
91
0.58
0.24
0.71
0.33
1.84
2.2
96.5%<45 m
23.7
44.0
55.2
-
Karışım Oranları
Bu çalışmada, CEM I 42.5 N yerine % 5, 10, 15 ve 20 oranlarında SD kullanılarak ve
SD’nin olmadığı 5 farklı KYB karışımı (SD0, SD5, SD10, SD15 ve SD20) ve NB
3
üretilmiştir. Kullanılan betonlara ait karışım oranları Tablo 2’ de verilmiştir. Betonların
üretiminde, maksimum tane çapı 20 mm olan doğal çakıl ve nehir kumu (<4 mm)
doygun kuru yüzeyli kabul edilerek kullanılmıştır. Elde edilecek karışımlarda gereken
işlenebilirlik değerlerini sağlamada (705 ± 4 mm çökme-yayılma değerini elde etmede)
KYB için 1.06 gr/cm3 yoğunluğa sahip modifiye polikarboksilat esaslı bir süper
akışkanlaştırıcı karışıma bağlayıcı miktarının 1.78’ i oranında katılmıştır. Ayrıca NB
için 68 mm’lik çökme değerini elde etmede 1.22 gr/cm3 yoğunluğa sahip melamin
sülfonet polimer esaslı su azaltıcı kimyasal katkı kullanılmıştır.
Tablo 2 NB ve KYB Karışım Oranları.
Karışımlar
NB
SD0
su/bm
0.39
0.36
Bağlayıcı malzeme
3
50
350
a
Çimento
SD10
SD15
SD20
0.36
0.38
0.40
0.40
500
450
450
450
450
500
427.5
405
382.5
360
-
22.5
45
67.5
90
SD
Agrega büyüklüğü (mm)
SD5
0-7
800
893
990
990
990
990
7-15
500
450
450
450
450
450
15-20
650
285
285
285
285
285
Su Azaltıcı katkı
5.50
-
-
-
-
-
8.00
8.00
8.00
7
8.00
Hiperakışkanlaştırıc
aı
su/bm: su/bağlayıcı malzeme (PC+ SF) oranı
Taze Beton Özellikleri
KYB karışım oranları deneme testleri ile birlikte EFNARC (2005) esas alınarak tayin
edilmiştir. KYB karışımı için çökme-yayılma, T50cm, L-kutusu ve elek segregasyon
işlenebilirlik deneylerine ait değerlere karışımlardaki su miktarları ayarlanarak
ulaşılmıştır. NB’ un işlenebilirlik deneyi için ASTM C143 (2002) standardındaki çökme
deneyi yapılmıştır. İşlenebilirlik testlerinden elde edilen değerler göstermiştir ki, KYB
karışımları genelde iyi bir doldurma ve geçme kabiliyetinin yanında, yeterli
segregasyon direncine sahiptir (Tablo 3). KYB numuneler hazırlanırken herhangi bir
sıkıştırma işlemi uygulanmazken, tüm geleneksel beton numunelere optimum sıkışmayı
sağlamak için vibrasyon uygulanmıştır.
Tablo 3 Taze Beton Özellikleri.
İşlenebilirlik
NB
SD0
68
709
b
T50cm (s)
-
2.30
2.30
L-kutusu;
H2/H1
Segregasyon (%)
-
0.893
-
19.1
Çökme (mm)
b
SD5
SD10
SD15
SD20
b
b
707b
1.80
1.20
1.00
0.865
0.876
0.888
0.890
15.3
17.9
19.8
22.0
707
Çökme-yayılma (mm)
4
b
701
708
Sertleşmiş Beton Özellikleri
Basınç Dayanımı Deneyi
Basınç dayanımı deneyi ASTM C39 (2002) standardına uygun olarak 150 mm küp
numuneler üzerinde 3, 7, 28 ve 130 günlük kür sürelerinin sonunda gerçekleştirilmiştir.
Kapiler Su Emme Deneyi
Her bir karışım için 100 mm boyunda hazırlanan numuneler, sabit ağırlığa gelinceye
kadar 105 °C ± 5’de hava sirkülasyonlu etüvde bekletilmiştir. Deney esnasında suyun
buharlaşarak uzaklaşmasını engellemek amacıyla numunelerin çevresi Şekil 1’deki gibi
parafinle kaplanmıştır. Numuneler daha sonra saf su içerisine 5 mm batacak şekilde
yerleştirilmiş ve 5, 10, 30, 60, 240 ve 1440 dakikalık sürelerde, numunelerin
yüzeylerindeki serbest su, nemli bir bez ile silinerek, 0.01 g hassasiyetli bir tartı ile kütle
artışları belirlenmiştir. Numunelerin başlangıçtaki ağırlıklarına göre, ağırlık farkları
hesaplanarak kapiler su emme değerleri bulunmuştur. Kapiler su emme deneyi, TS 4045
(1984) standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
N umune
Pa ra fin
Su
Şekil 1 Kapiler su emme deneyi.
Kapilarite katsayılarının hesaplanmasında;
Q
 k t eşitliği kullanılmıştır. Burada k : Kapilarite katsayısı (cm/s0.5), A : Su ile
A
temas eden alan (cm²), t : Geçen zaman (s), Q : Emilen su miktarı (cm³)’dır. Kapilarite
katsayısı, MS Excel programında en küçük kareler metodu kullanılarak Q / A ile
t arasındaki lineer ilişkinin eğiminden elde edilmiştir.
Hızlandırılmış Karbonatlaşma Deneyi
Hızlandırılmış karbonatlaşma testi betonun zenginleştirilmiş karbondioksit
ortamına maruz bırakılmasıdır. En belirgin avantajlarından biri sonuçların çabuk elde
edilmesidir. Karbonatlaşma deneylerinin sonuçlarının daha çabuk elde edilmesi
amacıyla, ortam neminin, sıcaklığının ve karbondioksit miktarının kontrol edilebildiği
şekil 2a ve b’de enine ve boyuna kesitleri verilen bir deney düzeneği kullanılmıştır.
Hazırlanan bu düzenek ile daha önceki çalışmalarda denemeler yapılmış ve başarılı
sonuçlar alınmıştır (Gönen and Yazıcıoğlu, 2007a, 2007b). Hazırlanan 100 mm
boyutlarında küp beton numunelere 28 gün, %95±5 bağıl nemli ortamda kür
5
uygulanmıştır. Her bir zaman dilimi için 6’şar adet olmak üzere farklı zamanlarda
toplam 18 adet 100 mm’lik küp numune hızlandırılmış karbonatlaşma deneyi için
hazırlanmıştır. Bu numuneler sırası geldiklerinde deneye maruz bırakılmadan önce 24
saat hızlandırılmış karbonatlaşma deney düzeneğine karbondioksit verilmeden
bekletilmiş ve bu şekilde deney düzeneğinin içerisindeki nemin betona nüfuz etmesi
sağlanmıştır. Daha sonra numuneler %55 bağıl nemde ve %40 karbondioksitli ortamda
6, 24 ve 72 saatlik zaman dilimlerinde bekletilmiştir. Hızlandırılmış karbonatlaşma
tankından çıkarılan numunelerin karbonatlaşma derinliklerinin ölçümü için %1
phenolphtaleinin %70 etil alkolde çözülmesiyle indikatör hazırlanmıştır (RİLEM
Comittee CPC-18, 1988). İndikatör taze olarak kesilen yüzeyin temizlenmesinin hemen
ardından püskürtülmüş ve renksiz kalan kısımların derinliği 0,01 mm hassasiyetli
elektronik kumpas ile ölçülmüştür. Fenol fitalein püskürtüldüğü yüzeydeki renksiz
bölgelerin pH derecesi 9,0’ın altındadır. Mor renge dönüştüğü alanlar ise betonun
alkalin olduğu bölgelerdir. Taze betonun kalıba yerleştirilmesi sırasında üst yüzeylerine
mala ile düzeltme yapıldığından dolayı, numuneler kalıp gören yüzleri doğrultusunda
kesilmiş ve bu yüzeylerdeki karbonatlaşma derinliği (D) hesaplanmıştır (Şekil 3). Bu tip
ölçüm daha önce Ramezanianpour (1987), Claisse (1988) ve Paillere (1986) tarafından
kullanılmıştır.
a Boyuna Kesit.
b Enine Kesit.
Şekil 2 Hızlandırılmış karbonatlaşma tankı.
A1  A2  B1  B2  C1  C 2
6
Şekil 3 Karbonatlaşma derinliğinin belirlenmesi.
D
6
Bulgular ve Tartışma
Basınç Dayanımı Gelişimi
NB ve SD içeren ve içermeyen KYB’lara ait basınç dayanımı sonuçları sırasıyla 3, 7, 28
ve 130 günlük kür süreleri için Şekil 4’te verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi SD
içeren ve içermeyen KYB’ların basınç dayanımları NB’un basınç dayanımından
yüksektir. Tüm kür periyotları için en yüksek basınç dayanımları SD içeren
karışımlardan elde edilmiştir. Ayrıca, bütün SD içeren karışımlara ait 3 günlük basınç
dayanım değerlerinin 30 MPa’ dan daha büyük ve SD15 karışım numunelerine ait
basınç dayanımı değerlerinin 28 ve 130 günlük kür sürelerinde en yüksek olduğu
gözlemlenmektedir. Burada SD ve Portlant çimentosu arasındaki puzolanik etkileşim
esnasında serbest Ca(OH)2’in dayanımı arttıran amorf C-S-H jeline dönüşümünün
olumlu etkisi görülmektedir. Diğer taraftan, SD20 karışım numunelerine ait basınç
dayanımı değerinin 28 günden sonraki dayanım artışı oldukça azdır. Bu davranış, çok
ince taneli olan SD miktarının artmasına karşın düşük su/bağlayıcı oranının sonucu
hidrate olamamış çimentonun hidratasyonu ile birlikte kılcal boşluklardan suyun
çekilmesi (kendiliğinden-kuruma) ile oluşan otojen rötreye dayandırılabilir (Persson
1997, Jensen and Hansen, 1996).
70
2
Basınç Dayanımı (N/mm)
80
60
50
40
30
20
10
0
NB
KYB-SD0
3 Gün
KYB-SD5
KYB-SD10
KYB-SD15
Beton
Türleri 28 Gün
7 Gün
KYB-SD20
130 Gün
Şekil 4 Basınç dayanımı sonuçları.
Kapilarite-Kapiler Su Emme
Şekil 5’ te kapilarite ve karbonatlaşma katsayıları birlikte gösterilmiştir. Şekil 5
incelendiğinde KYB’ların kapilarite katsayılarının oldukça düşük olduğu görülmektedir.
Özellikle mineral katkı olarak kullanılan SD, karışımdaki boşlukların çoğunu
doldurarak boşluksuz bir beton elde edilmesini sağlamıştır. Böylece SD miktarı %5’ten
%20’ye arttıkça kapiler su emme değerleri de azalmıştır.
7
1.40
2.70
1.30
2.60
Karbonatlaşma Katsayısı
2.50
1.20
Kapilarite Katsayısı
2.40
1.10
2.30
1.00
2.20
2.10
0.90
2.00
0.80
1.90
0.70
1.80
1.70
Kapilarite Katsayısı (x10-3), mm/s0.5
Karbonatlaşma Katsayısı, mm/hour0.5
2.80
0.60
NB
KYB-SD0
KYB-SD5 KYB-SD10 KYB-SD15 KYB-SD20
Beton Türleri
Şekil 5 Kapilarite ve karbonatlaşma katsayıları.
Hızlandırılmış karbonatlaşma deney sonuçları
Tüm numunelerde 3 farklı zaman diliminde karbonatlaşma derinlikleri ölçülmüştür.
Numunelerin karbonatlaşma derinliği süreyle birlikte artmakta fakat artış ivmesinde
azalma meydana gelmektedir (Şekil 6). Betonda karbonatlaşma reaksiyonunun ürünü
olan ve yerini aldığı Ca(OH)2’den hacimce büyük olan CaCO3’ün ortaya çıkmasıyla
karbonatlaşan kısımlarda yoğunluk artmaktadır. Yüzeydeki yoğunluğun artışı da
karbondioksit girişini yavaşlamaktadır.
Normal beton ile kendiliğinden yerleşen betonun karbonatlaşma davranışları
incelendiğinde; aralarında çok büyük farklılık olduğu görülmektedir. Betonlara
kendiliğinden yerleşebilir özelliği verebilmek için arttırılan toz miktarı hem
mukavemeti arttırmakta hem de geçirimliliği azaltmaktadır. Geçirimsizlik tamamen
sağlanamasa bile karbondioksit girişini önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu nedenle normal
betona göre kendiliğinden yerleşen betonlarda karbonatlaşma miktarı ve hızı azalmıştır.
Kendiliğinden yerleşen betonların karbonatlaşma miktarları kendi aralarında
kıyaslandığında; silis dumanı miktarındaki artışın karbonatlaşma hızını ve derinliklerini
arttırdığı görülmektedir. Silis dumanı betondaki kalsiyum hidroksiti bağladığı için
betonun pH seviyesi düşer. Betonun pH seviyesindeki düşüş karbonatlaşma süreci
kolaylaştırmaktadır (Lo et al, 2009, Song et al, 2010 and Kulakowski et al, 2009). Her
ne kadar silis dumanı sonradan kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girerek boşluk oranını
azaltsa da tamamen gaz geçirimsiz beton elde etmek çok zordur. Bu nedenle silis
dumanı kılcal geçirimliği azaltmış ancak karbondioksit ile kalsiyum hidroksitin
reaksiyona girmesine tamamen engel olamamıştır.
8
Şekil 6 Karbonatlaşma derinlikleri.
Ayrıca, Şekil 7’de görüldüğü gibi silis dumanlı KYB karışımların su emme ile
karbonatlaşma katsayıları arasında R2=0.92 olan ters eğimli çok iyi bir ilgileşim
mevcuttur.
1.94
Karbonasyon Katsayısı (mm/hour0.5)
1.92
1.90
y = -0.87x + 2.53
R2 = 0.92
1.88
1.86
1.84
1.82
1.80
1.78
1.76
1.74
1.72
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.5
Kılcal Su Emme Katsayısı (x10-3) (mm/s )
Şekil 7 Silis dumanlı KYB’nin su emme ile karbonatlaşma katsayısı arasındaki ilişki.
9
Sonuçlar
1. SD içeren ve içermeyen KYB numunelerinin basınç dayanımlarının NB’unkinden
daha yüksek olduğu görülmüştür. 3 ve 7 günlük kür süresinin sonunda SD oranının
artmasıyla KYB numunelerin basınç dayanımlarında bir miktar düşmeler tespit
edilmiştir. Kür süreleri arttıkça basınç dayanımı gelişimi değişmiş ve agrega hamur
geçiş bölgeleri silis taneleriyle güçlendirildiği için özellikle 130 günlük kür
periyodu sonunda KYB-SD15 numunesi en yüksek basınç dayanımına (73.87 MPa)
ulaşmıştır.
2. KYB’ların kapilarite katsayıları NB’un kapilarite katsayısından çok düşüktür. SD
oranı arttıkça KYB’ların kapilarite katsayıları artış göstermiştir.
3. Tüm hızlandırılmış karbonatlaşma periyotlarında NB’un karbonatlaşma katsayısı
KYB’ların karbonatlaşma katsayılarından daha yüksektir. SD oranının artmasıyla
karbonatlaşma katsayısı artış göstermiştir. SD dozajının KYB’ların karbonatlaşma
katsayısı üzerindeki etkisinin önemsiz bir düzeyde kaldığı tespit edilmiştir.
4. Silis dumanlı KYB karışımların karbonatlaşma ve kılcal su emme katsayıları
arasında R2=0.92 olan ters eğimli çok iyi bir ilgileşim mevcuttur.
5. SD içeren KYB numunelerin basınç dayanımlarının artması ile karbonatlaşma
katsayılarının azaldığı görülmüştür.
.
Kaynaklar
ASTM C 39 (2002) Standard test method for compressive strength of cylindrical
concrete specimens. Annual Book of ASTM Standards vol. 04.02, American Society for
Testing and Materials, Philadelphia.
ASTM C 143 (2002) Standard test method for slump of hydraulic-cement concrete.
Annual Book of ASTM Standards vol. 04.02, American Society for Testing and
Materials, Philadelphia.
Claisse PA (1988) The properties and performance of high strength silica fume
concrete. PhD Thesis, The University of Leeds: UK.
EFNARC (2005) European guidelines for self-compacting concrete: Specification,
Production and Use;. http://www.efnarc.org/pdf/SCCGuidelinesMay2005.pdf
Ha-Won Song, Seung-Woo Pack, Sang-Hyeok Nam, Jong-Chul Jang, Velu Saraswathy
(2010) Estimation of the permeability of silica fume cement concrete. Construction and
Building Materials, Vol.24, pp. 315–321.
Hong-Sam Kim, Sang-Ho Lee, and Hon-Young Moon (2007) Strength properties and
durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin. Construction and
Building Materials, Vol.21, pp. 1229-1237.
Jensen, O. M. and Hansen, P. F. (1996) Autogenous deformation and change of relative
humidity in silica fume-modified cement paste. ACI Materials Journal, Vol.6(93), pp.
539–543.
10
Marlova P. Kulakowski, Fernanda M. Pereira, Denise C.C. Dal Molin (2009)
Carbonation-induced reinforcement corrosion in silica fume concrete. Construction and
Building Materials, Vol.23, pp. 1189–1195.
M. I Khan and C. J. Lynsdale (2002) Strength, permeability and karbonation of high
performance concrete. Cement and Concrete Research, Vol.32, pp. 123-131.
M. Valcuende and C. Parra, (2010) Natural carbonation of self-compacting concrete.
Construction and Building Materials, Vol.24, pp. 848-853.
Paillere AM, Raverdy M, Grimaldi G. (1986) Carbonation of concrete with lowcalciumfly ash and granulated blast furnace slag: Influence of air-entraining agents and
freezing and thawing cycles. In: Proceedings of ACI Canmet Second International
Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete. SP-91,
pp. 541–562.
Persson, B. (1997) Self-desiccation and Its Importance in Concrete Technology.
Materials and Structures, Vol.30, pp. 293–305.
Ramezanianpour AA (1987) Properties and durability of pozzolanic cement mortars and
concretes. PhD Thesis, Civil Engineering Department, The University of Leeds: UK.
RILEM Committee CPC18 (1988) Measurement for Hardened Concrete Carbonated
Depth. TC14-CPC.
Siddique, Rafat (2010) Properties of self-compacting concrete containing class F fly
ash. J Mater Design doi:10.1016/j.matdes.2010.08.043
Tahir Gönen and Salih Yazıcıoğlu (2007) The influence of mineral admixtures on the
short and long-term performance of concrete. Building and Environment, Vol.42, pp.
3080-3085.
Tahir Gönen and Salih Yazıcıoğlu (2007) The influence of compaction pores on
sorptivity and carbonation of concrete. Construction and Building Materials, Vol.21, pp.
1040-1045.
TS 4045 (1984) Yapı Malzemelerinde Kapiler Su Emme Tayini. Türk Standartları
Enstitüsü, Ankara.
T.Y. Lo, A. Nadeem, W.C.P. Tang, P.C. Yu (2009) The effect of high temperature
curing on the strength and carbonation of pozzolanic structural lightweight concretes.
Construction and Building Materials, Vol.23, pp. 1306–1310.
T.Y. Lo, W. C. Tang and A. Nadeem (2008) Comparison of lightweight concrete with
normal weight concrete at similar strength levels. Construction and Building Materials,
Vol.22, pp. 1648-1655.
11
Download

Silis Dumanı Miktarının Kendiliğinden Yerleşen