Farklı Mineral Katkılı Hafif Harçların Mekanik ve Fiziksel Özelliklerine Yüksek Sıcaklığın Etkisi

Bu çalışmada, Kolemanit (K) ve Yüksek Fırın Cürufu (YFC) katkılı ponza agregası ile üretilen hafif harçların yüksek sıcaklık etkisi altında fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Hafif harç numuneleri üretimin de bağlayıcı olarak CEM I 42.5 R Portland Çimentosu, agrega olarak 0-4 mm tane büyüklüğüne sahip ponza agregası kullanılmıştır. Hafif harç numuneleri 40x40x160 mm boyutlarında üretilmiştir. Hafif harçlara çimentoyla yer değiştirmek suretiyle ağırlıkça %1, %2 ve %3 oranlarında K, %10, %20 ve %30 oranların da YFC ikame edilmiştir. Üretilen harç numuneleri 28 gün boyunca standart kür havuzunda kür edilmiştir. 7 günlük erken yaştaki harç numunelerinin eğilme ve basınç dayanımları belirlenmiştir. 28 günü dolduran numunelerin su emme ve porozite gibi fiziksel özellikleri, eğilme ve basınç dayanımları gibi mekanik özellikleri belirlenmiştir. 28 günlük harç numuneleri, 200 °C, 400 °C, 600 °C ve 800 °C sıcaklıklara maruz bırakıldıktan sonra basınç ve eğilme dayanımları ve ağırlıkça yüzde kayıpları incelenmiştir. Mineral katkı kullanılması, harçların ağırlıklarında azalmaya neden olmaktadır. Mineral katkı kullanılarak harçların yüksek sıcaklık sonucunda meydana gelen ağırlık kayıplarında %55 oranlarına varan azalmalara neden olmuştur. Referans numuneye kıyasla mineral katkılı harçların yüksek sıcaklık altın meydana gelen mekanik kayıplar daha az olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

Hafif Harç, Kolemanit, Ponza agregası, Yüksek Fırın Curufü, Mineral katkı, Yüksek sıcaklık

PDF

___

[1] Wang W, Lu C, Li Y, Li Q. An investigation on thermal conductivity of fly ash concrete after elevated temperature exposure. Constr. Buıld. Mater. 2017; 148: 148-157.
[2] Fu YF, Wong Y. L, Tang C. A, Poon CS. Thermal induced stress and associated cracking in cement-based composite at elevated temperatures-Part II: Thermal cracking around multiple inclusions. Cem. Concr. Compos. 2004; 26 (2): 99-111.
[3] Yüzer N, Aköz F, Öztürk LD. Compressive strength-color change relation in mortars at high temperature. Cem. Concr. Res, 2004; 34 (10): 1803-1807.
[4] Abid M, Hou X, Zheng W, Hussain RR. High temperatureandresidualproperties of reactive powder concrete-A review. Constr. Buıld. Mater; 2017;147: 339-351.
[5] Noumowe AN, Siddique R, Debicki G. Permeability of high-performance concrete subjected to elevated temperature (600°C). Constr. Buıld. Mater.. 2009; 23 (5): 1855-1861.
[6] Abaeian R, Behbahani P, Moslem SJ. Effects of high temperatures on mechanical behavior of high strength concrete reinforced with high performance synthetic macro polypropylene (HPP) fibres. Constr. Buıld. Mater.. 2018; 165: 631-638.
[7] Köksal F, Şahin M, Lopez MAS, Gencel O. Combined effect of steel fibre and expanded vermiculite on properties of lightweight mortar at elevated temperatures. Mater. Struct.. 2015; 48: 2083-2092.
[8] Arioz O. Effects of elevated temperatures on properties of concrete. Fire Saf. J. 2007; 42 (8):516-522.
[9] Gavin D, Pesavento F, Schrefler A. Modelling of deformations of high strength concrete at elevated temperatures, Mater. Struct. 2004; 37 (4): 218-236.
[10] Aydın S, Baradan B. Effect of pumice and fly ash in corporation on high temperature resistance of cement-based mortars. Cem. Concr. Res. 2007; 37: 988-995.
[11] Lin WM, Lin TD, Powers LJ. Microstructures of fire-damaged concrete, ACI Mater. J. 1996;93 (3): 199–205.
[12] Mendes A, Sanjayan JG, Collins F. Effects of slagandcooling method on the progressive deterioration of concrete after exposure to elevated temperatures as in a fire event. Mater. Struct. 2011; 44:709-718.
[13] Oner A, Akyüz S, Yildiz R. An experimental study on strength development of concrete containing fly ash and optimum usage of fly ash in concrete. Cem. Concr. Res. 2005; 35 (6): 1165-1171.
[14] Yüksel I, Siddique R, Özkan Ö. Influence of high temperature on the properties of concrete made by industrial by-products as fine aggregate replacement. Constr. Buıld. Mater. 2011; 25 (2): 967-972.
[15] Crook DN, Murray MJ. Regain of strength after firing of concrete. Mag. Concr. Res. 1970; 22(72): 149-154.
[16] Akça AH, Özyurt N. Effects of re-curing on microstructure of concrete after high temperature exposure. Constr. Buıld. Mater. 2018; 168: 431-441.
[17] Liang X, Wu C, Su Y, Chen Z, Li Z. Development of ultra-high-performance concrete with high fire resistance. Constr. Buıld. Mater. 2018; 179: 400-412.
[18] Bideci ÖS. The effect of high temperature on lightweight concretes produced with colemanite coated pumice aggregates. Constr. Buıld. Mater. 2016; 113: 631-640.
[19] Chan YN, Luo X, Sun W. Compressive strengt hand porestructure of high-performance concrete after exposure to high temperature 800°C. Cem. Concr. Res. 2000; 30: 247-251.
[20] Kütük S, Kütük-Sert, T. An examination of nanoparticle colemanite mineral added warm mix asphalt. Constr. Buıld. Mater. 2020; 118252. [21] Kütük-Sert TK, Kütük S. Physical and marshall properties of borogypsum used as filler aggregate in asphalt concrete, J. Mater. Civ. Eng. 2013; (25): 266-273.
[22] Kütük-Sert T, Stability analyses of submicron-boron mineral prepared by mechanical milling process in concrete roads, Constr. Build. Mater. 2016; (121): 255-264.
[23] Uysal M, Al-Mashhadani MM, Aygörmez Y, Canpolat O. Effect of using colemanite waste and silicafume as partial replacement on the performance of metakaolin-based geopolymer mortars. Constr. Build. Mater., 2018; 176: 271-282.
[24] Korkut T, Karabulut A, Budak G, Aygün B, Gencel O, Hançerlioğulları A. Investigation of neutron shielding properties depending on number of boron atoms for colemanite, ulexite and tincal ores by experiments and FLUKA Monte Carlo simulations. Appl. Radiat. Isot. 2012; 70 (1): 341-345.
[25] Oto B, Gür, A, Kaçal MR, Doǧan B, Arasoğlu A. Photon attenuation properties of some concretes containing barite and colemanite in different rates. Annals of Nuclear Energy, 2013; 51: 120-124.
[26] Dündar B, Çınar E, Çalışkan AN. An investigation of high temperature effect on pumice aggregate light mortars with brick flour. Res. Eng. Struct. Mat. 2020; X (X): 1-15, http://dx.doi.org/10.17515/resm2019.163ma1121 (basımda)
[27] Yalçın S. The inhibitive effect of colemanite added cement on the corrosion of reinforcing steels M.Sc. Thesis, Gazi University, Institute of Science and Technology, Ankara, 1996 Türkiye.
[28] Yaşar E, Erdoğan Y. Asidik (Nevşehir) ve bazik (Osmaniye) ponzalarınyapı sektöründe değerlendirilmesi. Türlüye 19. Uluslararant Madencilik Kongresi ve Fuarı. 2005; İzmir, 409-413
[29] Türker P, Erdoğdu K, Erdoğan B. Farklı tiplerde agregalar içeren yangına maruz kalmış harçların incelenmesi, Çim. Bet. Dün. 2001; 6: 52-69.
[30] Shoaib MM, Ahmed SA, Balaha MM. Effect of fire and cooling mode on the properties of slag mortars, Cement Concrete Res. 2001; 31 (11): 1533-1538.
[31] TS EN 197-1. Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar-Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2012.
[32] TS EN 1008. Beton-Karma suyu-Numune alma, deneyler ve beton endüstrisindeki işlemlerden geri kazanılan su dahil, suyun, beton karma suyu olarak uygunluğunun tayini kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2003.
[33] TS EN 196-1. Çimento deney metotları-Bölüm 1: Dayanım tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2016.
[34] ASTM C 618. Standart Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Naturel Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete. Annual Book of ASTM Standards, 1994.
[35] TS EN 12390-4. Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm 4: Basınç dayanım Deney makinelerinin özellikleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2002.
[36] TS EN 1170-6. Ön yapımlı beton mamuller-Cam elyaf takviyeli çimento (ctc) deney metodu-Bölüm 6: Suya daldırma yoluyla su emme ve kuru yoğunluk tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1999
[37] TS EN 13501-1+A1. Yapı mamulleri ve yapı elemanları, yangın sınıflandırması bölüm 1: Yangın karşısındaki davranış deneylerinden elde edilen veriler kullanılarak sınıflandırma, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2013.
[38] Sarshar, R. and G.A.Khoury (1993) Material and environmental factors ınfluencing the compressive strength of unsealed cement paste and concrete at high temperatures. Magazine of Concrete Research, Vol. 45, No.162, pp. 51-61.
[39] Yüzer, N., F.Aköz and L.D.Öztürk. (2004) Compressive strength-color change relation in mortars at high temperature. Cement and Concrete Research, Vol. 34, No. 10, pp. 1803-1807.