Uzun Süre Karıştırmaya Maruz Uçucu Kül ve Silis Dumanı
İçeren Betonlarda Akışkanlaştırıcı İle Kıvam İyileştirmesi
Caner Arslantürk
Şakir Erdoğdu
Şirin Kurbetci
KTÜ Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü 61080 Trabzon
Tel: (0462) 377 2051
E-posta: [email protected]
Öz
Hedeflenen mühendislik özelliklerine sahip beton üretmek için betonun şantiyeye
teslimi anındaki işlenebilirliği arzu edilir düzeyde olmalıdır. Transmikserin
arızalanması, trafikteki muhtemel tıkanmalar ve benzeri nedenlerle betonun şantiyeye
ulaşımı çoğu zaman arzulanan sürede gerçekleşmez. Bundan dolayı betona başlangıçta
konan karışım suyunun bir kısmı buharlaşmış olmakta ve şantiyede betonun çökmesi
hedeflenenden daha az olmaktadır. Dolayısıyla betonun işlenebilirliği çökme kaybına
bağlı olarak olumsuz etkilenmektedir. İşlenebilirliği kötüleşen betonun sıkılanması ve
kalıbına yerleştirilmesi güçleşmekte ve neticede betonun dayanımı düşmektedir. Bu
bakımdan çökme kaybı nedeniyle betonun kıvamında meydana gelen kötüleşmenin
döküm öncesi iyileştirilmesi çok önemlidir.
Çalışmada, uçucu kül ve silis dumanı içeren C25/30 sınıfı betonlar üretilmiş ve 30, 60
ve 90 dakika süreyle mikserde karıştırıldıktan sonra çökmeleri ve hava içerikleri
ölçülmüştür. Bu karıştırma periyotları sonunda çökmedeki azalmaya bağlı olarak
kıvamda meydana gelen kötüleşmeyi iyileştirmek amacıyla karışımların çökmeleri
başlangıçtaki çökme değerlerine çekilmiştir. Bunun için ASTM C 494 F tipi süper
akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. Bu şekilde meydana gelen çökme
kayıplarını iyileştirmek için beton bileşimine bağlı olarak kullanılması gereken süper
akışkanlaştırıcı miktarı belirlenmiş ve bu doğrultuda uçucu kül ve silis dumanı içeren
betonların çökme kayıplarının iyileştirilmesinde süper akışkanlaştırıcının etkinliği
belirlenmiştir. Karşılaştırma yapmak amacıyla uçucu kül ve silis dumanı içermeyen
betonlar da üretilmiştir. Sonuç olarak bileşimden bağımsız olarak betonların basınç
dayanımlarının karıştırma süresi arttıkça hafif artış gösterdiği; uçucu kül ve silis dumanı
içeren betonların karıştırma süresine bağlı olarak çökme kayıplarının mineral katkı
maddesi içermeyen karışıma nazaran farklılık gösterdiği ve buna bağlı olarak
kıvamlarını iyileştirmek için gereksinim duyulan süper akışkanlaştırıcı miktarının da
değiştiği gözlemlenmiştir.
Anahtar sözcükler: Kıvam; İşlenebilirlik; Çökme kaybı; Süperakışkanlaştırıcı; Uçucu
kül; Silis dumanı
383
Giriş
Şantiye ortamına taşınmış taze betonda meydana gelen çökme kaybı betonun basınç
dayanımını ve durabilitesini etkileyen ana sebeplerden birisidir. Betonun transmikser
içerisinde uzun süre karıştırılması taze betonun katılaşmasını hızlandırmakta dolayısı ile
çökme kaybı artmakta; bu da betonun işlenebilirliğini azaltmaktadır.
Çökme kaybı zamanla betonda meydana gelen kıvam azalması olarak tanımlanabilir
(Previte, 1977). Bu olay tamamıyla taze beton içerisinde yer alan serbest haldeki suyun
buharlaşmasından kaynaklanmaktadır. Teorik olarak çökme kaybı taze betonu
karıştırma sırasında betonda meydana gelen fiziksel ve kimyasal olaylar nedeniyle
oluşmaktadır. Beton içindeki serbest su hidratasyon ve buharlaşmadan dolayı
azalmaktadır (Soroka, Ravina, 1998). Bu nedenle hidratasyonun ve buharlaşmanın
hızlanması betonda çökme kaybını artırmakta; bu da kıvamın aynı oranda azalmasına
neden olmaktadır. Oluşan çökme kaybının doğurduğu en belirgin olumsuzluk betonun
kalıplara uygun bir biçimde yerleştirilememesidir. Bunun neticesinde beton içerisindeki
boşluk oranı ve dolayısıyla betonun porozitesi artar. Bunun sonucunda doğal olarak
basınç dayanımı azalır (Al-Gahtani, Abbas, Al-Amoudi, 1998). Betonun karılması,
taşınması, kalıplara yerleştirilmesi, sıkılanması ve yüzey işlemlerinin tamamlanması
sırasında geçen süre betonda meydana gelen çökme kaybını belirleyen en önemli
parametredir. Hazır beton sektöründe bu süreye etkiyen diğer faktörler; uzun mesafelere
beton taşıma, trafik yoğunluğu, transmikserde meydana gelebilecek arızalanmalar ve
şantiyede betonun kazan içinde bekletilmesi ve geç boşaltılması olarak sıralanabilir
(Soroka, 1994). Taşıma sırasında karıştırma sonucu malzemeler arasında meydana gelen
sürtünme ve hidratasyon kazan içinde sıcaklığın artmasına neden olmaktadır; bu da
betonda mevcut serbest suyun azalması anlamına gelmektedir (Ravina, 1975).
Uzun süre karıştırmadan dolayı betondaki serbest su miktarı azalır; buna bağlı olarak
işlenebilirlik kaybı artar ve sonuçta bu, betonun katılaşmasına neden olur (Meyer,
Pernechio, 1979). Betonda meydana gelen çökme kaybı betonun işlenebilirliğini
olumsuz yönde etkilediği için şantiyede çoğu zaman betonun kıvamını iyileştirme
yoluna gidilir. Bunun için su kullanıldığı gibi çeşitli kimyasal katkı maddeleri de
kullanılmaktadır. Şantiye ortamında betonun kalıbına uygun yerleştirilmesi ve istenilen
basınç dayanımını sağlayabilmesi için betonun çökme değeri santral çıkışı çökme
değerine eşit veya en azından yakın olmalıdır (Ravina, 1996). Santral çıkışında betonun
başlangıçtaki çökme değeri yüksek tutularak şantiye ortamında meydana gelebilecek
olası çökme kayıplarının üstesinden gelinebilir. Fakat betonun boşaltılacağı zaman
bilinmediği için bu yöntem çok güvenilir değildir. Oluşan çökme kayıplarını gidermenin
diğer bir yolu da beton boşaltılmadan önce betona ilave su ve/veya akışkanlaştırıcı katkı
maddesi katılmasıdır (Ravina, 19958). Bu olay kıvamın yeniden ayarlanması olarak da
adlandırılabilir. Kıvamı ayarlamada su kullanıldığında su/çimento oranı artarken basınç
dayanımı önemli ölçüde azalmaktadır. Bu nedenle bu yöntem genellikle tavsiye
edilmez. Bundan dolayı su yerine kimyasal ya da mineral katkı maddeleri ile kıvam
iyileştirmesi yapılması dayanım açısından daha avantajlıdır (Kırca, Turanlı, Erdoğan,
2002). Kıvam iyileştirmesinin su ve kimyasal katkı maddesi ile birlikte yapılması
halinde basınç dayanımında meydana gelen azalma oldukça azdır (Erdoğdu, 2005).
Kıvam iyileştirmesinin kimyasal katkı ile yapılması durumunda ise kullanılan katkı
maddesinin tipine ve miktarına bağlı olarak betonun reolojik özellikleri değişebileceği
unutulmamalıdır (Bonen, Sarkar, 1995; Hanehara, Yamada, 1999).
384
Deneysel Gerçekleme
Amaç ve Kapsam
Araştırmada C25/30 sınıfı mineral katkısız, silis dumanı ve uçucu kül katkılı beton
olarak hazırlanan karışımlarda karıştırma süresine bağlı olarak meydana gelen çökme
kayıplarının belirlenmesi ve bu çökme kayıplarının süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi
kullanmak suretiyle iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Her bir karışım için belirlenen
karıştırma süresi sonunda ölçülen çökme değerleri başlangıç çökmesine çekilerek kıvam
iyileştirmesi yapılmış ve her bir karışımdan 15 cm küp numune alınmış ve 28 günlük
basınç dayanımları tespit edilmiştir. Sonuçlar mineral katkı maddesi içermeyen
karışımlarla karşılaştırılmıştır.
Kullanılan Malzemeler
Deneysel çalışmada maksimum tane çapı 25 mm olan yöresel bazalt ve kalker agrega ile
Ünye Çimento Fabrikası üretimi PÇ 42.5 (CEM I) çimentosu, F tipi uçucu kül ve silis
dumanı kullanılmıştır. Çimentoya ait fabrikaca temin edilen kimyasal bileşim ve
fiziksel özellikler ile uçucu kül ve silis dumanına ilişkin kimyasal bileşim ve fiziksel
özellikler Tablo 1`de verilmiştir. Kıvam iyileştirmesi için ASTM C 494 F tipi melamin
esaslı yoğunluğu 1.21 olan süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. Hazır
beton uygulamalarında beklenmedik çökme kayıplarının yaşanması ihtimali göz önünde
tutularak şantiyede betonun yerleştirilmesi ve sıkılanmasıyla ilgili sıkıntı yaşanmaması
için bu çalışmada beton karışımları için başlangıç çökme değeri 20±1 cm olarak
hedeflenmiştir.
Tablo 1. Çimento, silis dumanı ve uçucu küle ait kimyasal bileşim ve bazı fiziksel
özellikler.
CaO (Toplam)
Serbest CaO
SiO2 (Toplam)
Al2O3
Fe2O3
MgO
SO3
Kızdırma kaybı
Çözünmeyen kalıntı
Özgül ağırlık (g/cm3)
İncelik (cm2/g)
200 μ elek üstü kalan (%)
90 μ elek üstü kalan (%)
45 μ elek üstü kalan (%)
C3S
C2S
C3A
C4AF
Çimento
Uçucu Kül
Kimyasal Bileşim (%)
3.08
63.41
-1.20
55.18
20.22
19.55
5.67
10.58
2.91
5.86
0.96
0.70
2.92
1.04
3.32
-0.93
Fiziksel Özellikler
2.09
3.07
2550
3564
-0.0
-1.0
-9.3
Potansiyel Bileşim (%)
51.15
16.72
10.10
8.86
385
Silis Dumanı
1.09
-76.66
0.25
0.65
7.98
1.61
4.75
-2.40
-----
Deney Programı
Hedeflenen başlangıç çökme değerini tutturabilmek için toplam bağlayıcı oranının %1
oranında orta düzey akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. Dayanım düzeyi
C25/30 sınıfı olacak şekilde mineral katkısız, %20 uçucu kül ilaveli, %30 uçucu kül
ilaveli, 25 kg uçucu kül ikameli ve %10 silis dumanı ilaveli karışımlar hazırlanmıştır.
Homojenliği sağlamak için başlangıçta her karışım 5 dakika süreyle karıştırma hızı 20
devir/dakika olan bir mikserde karıştırılmış ve devamında 30, 60 ve 90 dakika
karıştırma periyotları uygulanmıştır. Bu karıştırma periyotları süresince mikserin
karıştırma hızı 4 devir/dakika olacak şekilde ayarlanmıştır. Bunun nedeni laboratuardaki
mikser ile transmikserin hızlarını eşit tutmaktı. Her bir karıştırma periyodu sonunda
karışımın çökmesi ölçülmüştür. 30, 60 ve 90 dakikalık karıştırma periyotları sonunda
betonun çökmesini 5 dakikalık karıştırma sonrası çökme değeri olan 20±1 cm çekmek
için karışıma gerekli miktarda süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi ilave edilmiş ve
karıştırma işlemine kısa bir süre daha devam edilmiştir. Karıştırma işlemi tamamlanmış
olan taze beton betoniyerden alındıktan sonra sırasıyla çökmesi, hava içeriği ve birim
ağırlığı ölçülmüştür. Betonun basınç dayanımını belirlenmesi için üçer adet 15 cm küp
numune hazırlanmış ve bu numuneler sıcaklığı 20±1ºC kür havuzunda 28 gün
bekletildikten sonra dayanımlarını belirlemek amacıyla basınç deneyine tabi
tutulmuştur.
Sonuçlar ve Değerlendirme
Karıştırma Süresinin-Çökme Kaybı İlişkisi
Şekil 1’de karıştırma süresine bağlı olarak her bir beton karışımı için ölçülen çökme
değerleri gösterilmektedir.
30
Mineral katkısız
%20 Uçucu Kül ilaveli
25
%30 Uçucu Kül ilaveli
25 kg Uçucu Kül ikameli
%10 Silis Dumanı ilaveli
20
Çökme (cm)
15
10
5
0
0
20
40
60
Karıştırma Süresi (Dakika)
80
Şekil 1. Karıştırma süresine bağlı olarak ölçülen çökme değerleri.
386
100
Şekilden açıkça görüldüğü üzere karıştırma süresi uzadıkça farklı mertebede olmak
üzere beton karışımlarının tümünde çökme kayıpları meydana gelmiştir. Karıştırma
süresine bağlı olarak en belirgin çökme kaybı 25 kg uçucu kül ikameli beton
karışımında meydana gelirken bunu sırasıyla silis dumanı ilaveli ve mineral katkısız
beton karışımları izlemektedir. Çökme kaybının en yavaş gözlemlendiği karışım %30
uçucu kül ilaveli beton karışımıdır.
Kıvam İyileştirmesinin Basınç Dayanımına Etkisi
Betonun basınç dayanımını belirlemek amacıyla 30, 60 ve 90 dakika karıştırma
periyotları sonunda süper akışkanlaştırıcı kullanarak meydana gelen çökme kaybı telafi
edilmiş ve çökmesi başlangıç çökmesine çekilmiş her bir beton karışımından üçer adet
numune alınmıştır. Standart kür koşullarında 28 gün bekletilen numuneler üzerinde elde
edilen ilgili basınç dayanımı değerleri Şekil 2’de verilmiştir.
50
45
Basınç Dayanımı (MPa)
40
35
30
Mineral Katkısız
25
%20 Uçucu Kül İlaveli
%30 Uçucu Kül İlaveli
20
25 kg Uçucu Kül İkameli
%10 Silis Dumanı İlaveli
15
10
0
20
40
60
80
100
Karıştırma Süresi (Dakika)
Şekil 2. Belirlenen karıştırma süreleri sonunda ölçülen 28 günlük basınç dayanımları.
Kıvam iyileştirmesi yapılması halinde tüm beton karışımları için geçerli olmak üzere
karıştırma süresinin artışına bağlı olarak betonun basınç dayanımı artmaktadır. Bunun
nedeni beton karışımındaki suyun zamanla hidratasyon ve buharlaşma nedeniyle
azalmasıdır. Karışım suyunda meydana gelen azalma betonun su/çimento oranının
azalması demektir. Bu durumda yerleştirme ve sıkılamanın tam yapılması halinde
betonun basınç dayanımının artması doğal karşılanmalıdır. Şekil 2`den görüldüğü üzere,
karıştırmaya bağlı olarak betonun çökmesinde meydana gelen kaybın telafisi için
karışıma su yerine akışkanlaştırıcı katkı maddesi ilave edildiğinde ve sıkıştırma tam
387
olarak gerçekleştirildiğinde bileşimden bağımsız olarak betonun basınç dayanımı
artmaktadır.
Silis dumanının çok ince taneli olması betonda boşlukları doldurma etkisi yapmaktadır.
Diğer taraftan silis dumanı puzolanik aktivitesi oldukça yüksek bir mineral katkı
maddesidir. Silis dumanının bu iki özelliği kullanıldığı beton karışımlarının basınç
dayanımlarının daha yüksek olmasına neden olmaktadır. Ayrıca silis dumanı içeren
beton karışımları daha az terleme eğilimi gösterdikleri için iri agrega tanelerinin
altlarında daha az miktarda su cepleri oluşmuş olacağından bu tür betonlardaki bağlayıcı
hamur ile agrega taneleri arasındaki geçiş bölgesi daha sağlam olabilecek; bu da
betonun basınç dayanımını doğal olarak arttırmaktadır.
Karıştırma Süresi-Hava İçeriği İlişkisi
30, 60 ve 90 dakika karıştırma periyotları sonunda süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi
ile kıvam iyileştirmesi yapıldıktan sonra taze beton üzerinde ölçülen hava içeriği
değerleri karıştırma süresine bağlı olarak Şekil 3`de verilmiştir. Başlangıç hava içeriği
itibariyle ilk sırayı mineral katkısız beton alırken en düşük hava içeriği silis dumanı
içeren beton karışımında görülmektedir. Silis dumanı içeren betonda hava içeriğinin az
olması silis dumanının çok ince yapısı nedeniyle olduğu açıktır. Uçucu kül ilaveli ve
ikameli beton karışımlarının hava içerikleri itibariyle birbirleriyle benzer ve uyum
içerisinde oldukları görülmektedir.
2.0
Hava İçeriği (lt/m³)
1.8
1.6
1.4
Mineral Katkısız
%20 Uçucu Kül İlaveli
%30 Uçucu Kül İlaveli
25 kg Uçucu Kül İkameli
1.2
%10 Silis Dumanı İlaveli
1.0
0
20
40
60
Karıştırma Süresi (Dakika)
80
100
Şekil 3. Çeşitli beton karışımları için ölçülen hava içerikleri.
Şekil 3 incelendiğinde çeşitli karıştırma süreleri sonunda ölçülen hava içeriklerinin
betonun bileşimine bağlı olarak mineral katkı içermeyen beton karışımı hariç diğer
karışımların birbirlerinden çok farklı bir eğilim göstermedikleri görülmektedir. Mineral
388
katkısız betonun hava içeriği karıştırma süresine bağlı olarak hafif bir azalma
gösterirken diğer karışımlarında hava içerikleri karıştırma süresine bağlı olarak ciddi bir
değişim göstermemektedir.
Retemperleme yapılmamış beton karışımlarında normalde karıştırma süresi uzadıkça
betonun hava içeriğinde belirgin bir azalma beklenir (Neville, 1986). Burada görüldüğü
gibi uzun süre karıştırma sonucu muhtemel hava içeriği azalması retemperleme
nedeniyle engellendiği görülmektedir. Başka bir deyişle, süper akışkanlaştırıcıyla
retemperleme yapıldığında uzun süre karıştırmaya maruz betonda olası dayanım
azalması önlendiği gibi hava içeriğinde de muhtemel azalma benzer şekilde
engellenmektedir.
Kıvam İyileştirmede Gereksinim Duyulan Akışkanlaştırıcı Miktarı
Her bir karıştırma periyotu sonunda ölçülen çökme değerlerini betonun ilk çökme
değerine çekmek için beton karışımına bir miktar süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi
ilave edildikten sonra homojen bir karışım elde edilinceye kadar karıştırılmış ve çökme
değeri ölçülmüştür. Çökme değeri hedeflenen değerden daha küçük çıkması halinde
karışıma bir miktar daha süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi ilave edilerek bu işlem
tekrarlanmıştır. Çeşitli karıştırma periyotları sonunda her bir beton karışımı için ölçülen
çökme değerlerini başlangıç çökme değerine çekmek için beton karışımlarına ilave
edilen süper akışkanlaştırıcı katkı miktarları Şekil 4’de verilmiştir.
8.0
Mineral Katkısız
7.0
%20 Uçucu Kül İlaveli
Akışkanlaştırıcı Miktarı (kg/m³)
%30 Uçucu Kül İlaveli
25 kg Uçucu Kül İkameli
6.0
%10 Silis Dumanı İlaveli
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0
20
40
60
Karıştırma Süresi (Dakika)
80
100
Şekil 4. Başlangıç çökmesine çekmek için gereksinim duyulan akışkanlaştırıcı miktarı.
Şekil 1`den görüldüğü üzere karıştırma süresine bağlı olarak çökme kayıpları beton
bileşimi itibariyle farklı mertebede olmak üzere artış göstermektedir. Haliyle buna
paralel olarak her bir beton karışımı için çökme kayıplarını başlangıç çökme değerine
389
çekmek için kullanılan akışkanlaştırıcı katkı maddesi miktarlarının da artmış olması
normal karşılanmalıdır.
Şekil 4 incelendiğinde çeşitli karıştırma periyotları sonunda ölçülen çökme değerlerini
başlangıç çökme değerine çekmek için kullanılan süper akışkanlaştırıcı miktarının beton
bileşiminden bağımsız olarak ancak farklı mertebe olmak üzere değiştiği görülmektedir.
Bu anlamda mineral katkısız, 25 kg uçucu kül ikameli ve %10 silis dumanı içeren beton
karışımları %20 ve %30 uçucu kül ilaveli beton karışımlarına kıyasla farklı davranış
göstermişlerdir. Başka bir deyişle, mineral katkısız, 25 kg uçucu kül ikameli ve %10
silis dumanı içeren beton karışımlarında meydana gelen çökme kayıplarını telafi etmek
için kullanılan süper akışkanlaştırıcı miktarının %20 ve %30 uçucu kül ilaveli
karışımlar için kullanılana kıyasla oldukça fazladır. Örneğin, 60 dakika karıştırma
periyodu sonunda %30 uçucu kül içeren karışımın kıvamını iyileştirmede yaklaşık
olarak 1.5 kg/m3 akışkanlaştırıcıya gereksinim duyulurken 25 kg uçucu kül ikameli
betonda bunun üç kadar akışkanlaştırıcıya gereksinim duyulmaktadır. Bu sonuç,
karışıma yüksek oranda uçucu kül ilave etmenin çökme kaybını telafi etmede
gereksinim duyulan süper akışkanlaştırıcı miktarını azaltması bakımından son derece
yararlı olduğunu göstermektedir.
Beton bileşiminden bağımsız olarak çökme kaybını telafi etmek için gereksinim
duyulan süper akışkanlaştırıcı miktarı Şekil 5’de verilmektedir. Sözkonusu şekil
incelendiğinde, örneğin 10 cm çökme kaybını telafi etmek için beton bileşimi ne olursa
olsun karışıma ortalama 3 kg/m3 akışkanlaştırıcı katmanın gerekli olduğu
görülmektedir. Bu değer, örneğin 3 cm çökme kaybı için sadece 1.0 kg/m3 tür.
6.0
Mineral Katkısız
%20 Uçucu Kül İlaveli
5.0
%30 Uçucu Kül İlaveli
Akışkanlaştırıcı Miktarı (kg/m³)
25 kg Uçucu Kül İkameli
%10 Silis Dumanı İlaveli
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Çökme Kaybı (cm)
Şekil 5. Çeşitli beton karışımları için çökme kaybı-akışkanlaştırıcı miktarı ilişkisi.
390
Kullanılan toplam bağlayıcı miktarına oranla kıvam iyileştirmesi için karışıma ilave
edilen akışkanlaştırıcı miktarının karıştırma süresine bağlı olarak değişimi Şekil 6`da
verilmektedir. Sözkonusu ilişki incelendiğinde bağlayıcı miktarı farklı olduğu için
kıvam kaybını iyileştirmede kullanılan akışkanlaştırıcı miktarının betonun bileşimine
bağlı olarak farklılık gösterdiği görülmektedir. Diğer karışımlara oranla mineral katkısız
ve 25 kg uçucu kül ikameli karışımlarda kıvam iyileştirmesi için kullanılan
akışkanlaştırıcı miktarı daha fazladır. Örneğin, 60 dakika karıştırma sonunda kıvam
iyileştirmesi için mineral katkısız ve 25 kg uçucu kül ikameli beton karışımı için toplam
bağlayıcının %1.3`ü oranında akışkanlaştırıcıya gereksinim duyulurken; %10 silis
dumanı içeren karışım için %1.1, %20 ve %30 uçucu kül ilaveli karışımlar sırasıyla
%0.5 ve %0.3 oranında akışkanlaştırıcıya gereksinim duyulduğu görülmektedir.
2.0
Mineral Katkısız
1.8
%20 Uçucu Kül İlaveli
%30 Uçucu Kül İlaveli
Akışkanlaştırıcı/Bağlayıcı (%)
1.6
25 kg Uçucu Kül İkameli
%10 Silis Dumanı İlaveli
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
20
40
60
Karıştırma Süresi (Dakika)
80
100
Şekil 6. Karıştırma süresine bağlı olarak akışkanlaştırıcı/bağlayıcı oranının değişimi.
Sonuçlar
Gerçekleştirilen deneysel çalışmadan aşağıda sıralanan sonuçlar ve öneriler çıkarılabilir:
• Karma süresi arttıkça hidratasyon ve buharlaşmaya bağlı olarak karma suyu azalır
ve buna paralele olarak çökme kaybı meydana gelir; sonuçta betonun işlenebilirliği
kötüleşir.
• %20 ve %30 uçucu kül ilaveli beton karışımlarında olduğu gibi karışımda toplam
bağlayıcı miktarı arttıkça zamanla meydana gelen çökme kayıpları azalmaktadır. Diğer
karışımlara kıyasla 25 kg ikameli beton karışımında çökme kaybı nispeten fazladır.
• Kıvam iyileştirmesi su kullanılarak yapıldığında su/bağlayıcı oranı artmış
olacağından doğal olarak betonun basınç dayanımı düşer. Buna mukabil kıvam
391
iyileştirmesi su yerine kimyasal katkı kullanarak yapıldığında dayanımda belirgin bir
artış görülebilir.
• Kıvam iyileştirmesi süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi ile yapılması durumunda
su/çimento oranında başlangıç değerine göre bir artış olmadığı; tam sıkılama ve
yerleştirme gerçekleştiği için beton dayanımı doğal olarak artış göstermektedir.
• Uzun süre karıştırmaya bağlı olarak meydana gelen çökme kaybının telafi edilmesi
için kullanılan süper akışkanlaştırıcı katkı maddesi miktarı beton bileşimine bağlı olarak
farklılık göstermektedir. Karıştırma süresine bağlı olarak kullanılan süper
akışkanlaştırıcı miktar olarak %30 uçucu kül ilaveli beton karışımda en düşük oranda
kullanılırken mineral katkısız ve 25 kg uçucu kül ikameli beton karışımlarında en
yüksek oranda kullanılmıştır.
• Kıvam iyileştirmede kullanılan süper akışkanlaştırıcı miktarı ile çökme kaybı
arasında doğrusala yakın bir ilişki sözkonusudur.
• Kıvam iyileştirmede deneysel olarak elde edilen bulgular sözkonusu araştırmanın
gerçekleştirildiği koşullar için geçerlidir. Örneğin, deneysel olarak 10 cm çökme
kaybını iyileştirmede kullanımı önerilen 3 kg/m3 süper akışkanlaştırıcı oldukça fazladır;
dolayısıyla pratik değildir. Bunun geçerliliği sözkonusu bu araştırmanın verileri ışığında
şantiye koşullarında mutlaka test edilmelidir.
Kaynaklar
Previte, R.W. (1977) Concrete slump loss. ACI Journal Proceedings, Vol. 74, pp. 361367.
Soroka, I. and Ravina, D. (1998) Hot weather concreting with admixtures. Cement and
Concrete Composites, Vol. 20, pp. 129-136.
Al-Gahtani, H. J. Abbas, A.G. F. and Al-Amoudi, O.S.B. (1998) Concrete mixtur
design for hot weather: experimental and statistical analyses. Magazine and Concrete
Research, Vol. 50, pp. 95-105.
Ravina, D. and Soroka, I. (1994) Slump loss, compressive strength of concrete made
with WRR and HRWR admixtures and subjected to prolonged mixing. Cement and
Concrete Research, Vol. 24, pp. 455-1462.
Ravina, D. (1975) Retempering of prolonged-mixed concrete with admixtures in hot
weather. ACI Journal Proceedings, Vol. 72, pp. 291-295.
Meyer, L. M. and Pernechio, F. (1979) Theory of concrete slump loss as related to the
use of chemical admixtures. ACI Concrete International, Vol. 1, pp. 36-43.
Ravina, D. (1996) Effect of prolonged mixing on compressive strength of concrete with
and without fly ash and/or chemical admixtures. ACI Materials Journal, Vol. 93, pp.
451-456.
Ravina, D. (1995) Slump retention of fly ash concrete with and without chemical
admixtures. ACI Concrete International, Vol. 17, pp. 25-29.
392
Kırca, Ö., Turanlı, L. and Erdoğan, T.Y. (2002) Effect of retempering on consistency
and compressive strength of concrete subjected to prolonged mixing. Cement and
Concrete Research, Vol. 32, pp. 441-445.
Erdoğdu, Ş. (2005) Efect of retempering with superplasticizer admixtures on slump loss
and compressive strength of concrete subjected to prolonged mixing. Cement and
Concrete Research, Vol. 35, pp. 907-912.
Bonen, D. and Sarkar, S. L. (1995) The superplasticizer adsorption capacity of cement
pastes, pore solution, and parameters affecting flow loss. Cement and Concrete
Research, Vol. 25, pp. 1423-1434.
Hanehara, S. and Yamada, K. (1999) Interaction between cement and chemical
admixture from the point of cement hydration, absorption behaviour of admixture, and
paste rheology. Cement and Concrete Research, Vol. 29, pp. 1159-1165.
Neville, A.M. (1986) Properties of Concrete, Third Edition, Longman Scientific &
Technical, Essex, England, p. 480.
393
394
Download

Uzun Süre Karıştırmaya Maruz Uçucu Kül ve Silis Dumanı İçeren