Bazalt tozu katkılı harçların mekanik ve geçirimlilik özeliklerinin araştırılması

Bazalt beton üretiminde agrega olarak tercih edilen ancak üretimi esnasında yan ürün olarak yüksek miktarda atık bazalt tozu malzemesi ortaya çıkaran bir kayaçtır. Bu atık malzemenin geri dönüşümüyle çevreye ve insan sağlığına verdiği zararın azaltılmasının yanında çimentoyla ikame edilmesi harç (beton) hammadde maliyetinde bir miktar düşme sağlayacaktır. Çalışma kapsamında kontrol serisi ve %5, %10, %15, %20 oranlarında bazalt tozu çimento ile ikame edilerek toplamda 5 seri harç numune üretilerek taze ve sertleşmiş harç deneyleri gerçekleştirildi. Taze harç deneyi olarak kıvam tayini, sertleşmiş harç deneyi olarak basınç, eğilme, yarmada çekme ve geçirimlilik deneyi olarak basınç altında su işleme derinliği deneyleri yapıldı. %10 ikameli seride basınç dayanımında yaklaşık olarak %8 oranında artış elde edilirken, eğilme dayanımında ise %15 ikameli seride önemli bir artış elde edildi. %10 bazalt tozu ikame oranına sahip seride basınç altında su işleme derinliği düşüş göstererek olumlu bir katkı sağlamaktadır.

Investigation of the mechanical and permeability properties of mortars containing basalt powder

Basalt can be used as aggregate in concrete however, very fine waste basalt powder is released as by-product during aggregate production. The hazardous effect of this waste material on human health and environment can be diminished while using basalt powder as cement replacement material. In this study, reference and basalt powder added mortars were casted. Basalt powder was replaced at different percentages by weight of cement such as 5%, 10%, 15% and 20%. Workability (flow-table), compressive strength, flexural strength, splitting tensile strength and permeability tests were performed at fresh and hardened state of mortars. In the 10% incremental series, an increase of approximately 8% was obtained in the compressive strengths and a significant increase in the flexural strength in the 15% substituted grades was obtained. A significant decrease was obtained at permeability of mortar with 10% basalt powder replacement as result of having denser structure at paste phase.

Keywords:

Waste basalt powder, mortar, compressive strength, flexural strength splitting tensile strength, permeability,

PDF

___

[1] Öztürk, Ö., Çelikkol M. ve Erkan M., Türkiye Agrega Sektör Raporu, Agrega Üreticileri Birliği, İstanbul, (2007).
[2] Bacarji, E., Toledo Filho, R. D., Koenders, E.A.B., Figueiredo, E.P. and Lopes, J.L.M.P., Sustainability perspective of marble and granite residues as concrete fillers, Construction and Building Materials, 45, 1-10, (2013).
[3] TS EN 13055, Hafif agregalar - Bölüm 1: Beton, harç ve şerbette kullanım için, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2016).
[4] Baradan, B., Yazıcı, H. ve Aydın S., Beton, DEÜ Mühendislik Yayınları, (2012).
[5] Neville A.M. and Brooks J.J., Concrete Technology, Pearson, Prentice Hall, 257-262, (2001).
[6] Neville, A. M., Properties of Concrete, Longman, 433-434, (1995).
[7] Mehta, P.K., Pore Size Distribution and Permeability of Hardened Cement Pastes, 7th Int. Cong. on the Chemistry of Cement, Paris, 3 (7), 1-5, (1980).
[8] Ertün, T., Türker, P. ve Başkoca, A., Farklı çimento tipleriyle hazırlanan yüksek performanslı harçların geçirimliliği, 6. Ulusal Beton Kongresi, 361-369, (2005).
[9] Dobiszewska, M., Schindler, A.K., Pichór, W., Mechanical properties and interfacial transition zone microstructure of concrete with waste basalt powder addition, Construction and Building Materials, 177, 222-229, (2018).
[10] Saraya, M.E.I., Study physico-chemical properties of blended cements containing fixed amount of silica fume, blast furnace slag, basalt and limestone, a comparative study, Construction and Building Materials, 72, 104-112, (2014).
[11] Laibao, L., Yunsheng, Z., Wenhua, Z., Zhiyong, L. and Lihua, Z., Investigating the influence of basalt as mineral admixture on hydration and microstructure formation mechanism of cement, Construction and Building Materials, 48, 434-440, (2013).
[12] TS EN 196-1, Çimento deney metotları - Bölüm 1: Dayanım tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2009).
[13] TS 25, Doğal puzolan (tras) - Çimento ve betonda kullanılan - Tarifler, gerekler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2008).
[14] TS EN 1015-3, Kagir harcı- Deney metotları- Bölüm 3: Taze harç kıvamının tayini (yayılma tablası ile), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2000).
[15] TS EN 12390-8, Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 8: Basınç altında su işleme derinliğinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2010).
[16] Duan, P., Shui, Z., Chen, W., and Shen, C., Effects of metakaolin, silica fume and slag on pore structure, interfacial transition zone and compressive strength of concrete, Construction and Building Materials, 44, 1-6, (2013).
[17] Mindess, S., Young, J.F., and Darwin, D., Concrete, second ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ., (2003).
[18] Maekawa, K., Chaube, R., and Kishi, T., Modeling of concrete performance: hydration, microstructure formation and mass transport, Taylor & Francis Group, London, (1999).
[19] Jiang, G., Rong, Z., and Sun, W., Effects of metakaolin on mechanical properties, pore structure and hydration heat of mortars at 0.17 w/b ratio, Construction and Building Materials, 93, 564-572, (2015).
[20] Kuzielová, E., Žemlička, M., Bartoničková, E., ve Palou, M.T., The correlation between porosity and mechanical properties of multicomponent systems consisting of Portland cement–slag–silica fume–metakaolin, Construction and Building Materials, 135, 306-314, (2017).