Silindirle Sıkıştırılmış Beton Karışımlarında Kullanılan Malzemelerin Özellikleri

Son yıllarda dünya genelinde silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) teknolojisi yaygın şekilde kullanılmaktadır. SSB, düşük maliyeti ve hızlı yerleştirilebilmesi nedeniyle baraj ve yol inşaatlarında tercih edilmektedir. SSB, normal betonla aynı temel bileşenlere sahiptir ve aynı yöntemler kullanılarak üretmektedir. Ancak, geleneksel betondan farklı olarak daha düşük miktarda çimento kullanılmasının yanı sıra kuru kıvamından dolayı silindirle sıkıştırılarak yerleştirilir. Bu çalışmada SSB’nin genel özellikleri ve SSB karışımlarında kullanılan çimentonun tipi, uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve silis dumanı gibi mineral katkıların özellikleri, agrega boyutları ve gradasyonu, su, kimyasal katkılar ve lif kullanımının SSB karışımlarının özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bunun yanında söz konusu bu malzemelerin dünya üzerindeki SSB uygulamalarında kullanımlarından ve avantajlarından bahsedilmiştir. İncelenen çalışmalara göre, geleneksel beton karışımlarına kıyasla, düşük miktarda çimento kullanımı ile SSB karışımlarının hidratasyon ısısında azalmalar meydana gelmektedir. Ayrıca bağlayıcı olarak uçucu kül, yüksek cürufu ve silis dumanı kullanımı SSB’lerin işlenebilirliğini ve erken yaş dayanımını ciddi mertebede etkilediği araştırmacılar tarafından vurgulanmıştır. Yazarlara göre, SSB karışımlarında geleneksel betona kıyasla daha büyük tane çapına sahip agregalar kullanıldığından karışımların ayrışmaya karşı direncinin incelenmesi önem kazanmaktadır. Beton karışımların performansını artırmaya yönelik, geleneksel betonlarda kullanılan kimyasal katkıların, çelik veya polipropilen liflerin SSB’lerde de kullanılabilirliği bildirilmiştir.

Properties of Materials Used in Roller Compacted Concrete Mixtures

In recent years, roller compacted concrete (RCC) technology has been widely used around the world. As it is known that the RCC is preferred in dams and road constructions due to its low cost and rapid placement. RCC has the same basic components as normal concrete and manufactures using the same methods. However, unlike conventional concrete, a lower amount of cement is used as well as being compacted by a roller because of its dry consistency. In this study, general properties of RCC and type of cement used in RCC mixtures, properties of mineral admixtures such as fly ash, blast furnace slag and silica fume, aggregate dimensions and gradation, water, chemical admixtures and utilization effect of fiber on RCC mixtures were investigated. In addition, the advantages of these materials in RCC applications are mentioned. According to the studies examined, the heat of hydration of RCC mixtures decrease by using low amount of cement compared to conventional concrete mixtures. Besides, it was emphasized by researchers that fly ash, blast furnace slag and silica fume as binder significantly affect the workability and early age strength of RCCs. According to the authors, it is important to investigate the resistance to segregation of RCC mixtures because aggregates having a larger grain diameter are used than conventional concrete. In order to improve the performance of concrete mixtures, the chemical admixtures, steel or polypropylene fibers in conventional concrete was used in RCC mixtures as well.

Kaynakça

ACI 207 5R-99, (1999). Roller-compacted Mass Concrete. ACI Manual of Concrete Practice. Part 1, USA 47p.

Ağıralioğlu, N. (2005). Baraj Planlama ve Tasarımı, Cilt 2, Su Vakfı Yayınları, İstanbul, 259s.

Andriolo, F.R. (1998). The use of roller compacted concrete. Oficina de textos.

Andriolo, F.R., & Polat, O. (2006). Beydağ Barajı Gövde İnşaatında Kullanılacak SSKD Agregası Raporu, İzmir, 17p. ASTM C494/494M-99a, Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete, Annual Book of ASTM Standards.

Atiş, C. D. (2001). Uçucu Kül içeren Silindirle Sıkıştırılabilen Betonların Özellikleri. Turk J Engin Environ Sci, 503-515.

Benouadah, A., Beddar, M., & Meddah, A. (2017). Physical and mechanical behaviour of a roller compacted concrete reinforced with polypropylene fiber. Journal of Fundamental and Applied Sciences, 9(2), 623-635.

Cao, C., Sun, W., & Qin, H. (2000). The analysis on strength and fly ash effect of roller-compacted concrete with high volume fly ash. Cement and concrete research, 30(1), 71-75.

Courard, L., Michel, F., & Delhez, P. (2010). Use of concrete road recycled aggregates for roller compacted concrete. Construction and Building Materials, 24(3), 390-395.

Debieb, F., Courard, L., Kenai, S., & Degeimbre, R. (2009). Roller compacted concrete with contaminated recycled aggregates. Construction and Building Materials, 23(11), 3382-3387.

Delatte, N., Amer, N., & Storey, C. (2003). Improved management of RCC pavement technology. UTCA Report, 1231, 54.

Erdoğan, T.Y. (2003). Beton, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş., 741s.

Gauthier, P., & Marchand, J. (2005). Design and Construction of Roller Compacted Concrete Pavements in Quebec, the Association beton Québec (ABQ), The Cement Association of Canada (CAC), 111p.

Hansen, K.D., & Reinhardt, W.G. (1991). Roller Compacted Concrete Dams, McGraw-Hill, Inc., 298p

Hashemi, M., Shafigh, P., Karim, M. R. B., & Atis, C. D. (2018). The effect of coarse to fine aggregate ratio on the fresh and hardened properties of roller-compacted concrete pavement. Construction and Building Materials, 169, 553-566.

Horzum, U., (2009). Silindirle sıkıştırılmış betonun basınç dayanımının hızlandırılmış deney yöntemleri kullanılarak belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.

Kiran, Y.M.S., Rao, S.K., & Babuji, Y.K. (2015). Effect of Mineral Admixture on Strength Properties of Roller Compacted Concrete. International Journal of Scientific Research, 4(9), 265-267).

Lin, Y., Karadelis, J. N., & Xu, Y. (2013). A new mix design method for steel fibre-reinforced, roller compacted and polymer modified bonded concrete overlays. Construction and Building Materials, 48, 333-341.

Ludwig, D., Nanni, A., & Shoenberger, J. E. (1994). Application of roller-compacted concrete (RCC) technology to roadway paving. Final report (No. Tech Rept CPAR-GL-94-1).

Malcolm Dunstan and Associates, (2019). Roller compacted concrete dams in Turkey. http://www.rccdams.co.uk/searchresults/?country=turkey

Marchand, J., Pigeon, M., Boisvert, J., Isabelle, H. L., & Houdusse, O. (1992). Deicer salt scaling resistance of roller-compacted concrete pavements containing fly ash and silica fume. Special Publication, 132, 151-178.

Mehta, P.K., & Monteiro, P.J.M. (2006). Concrete Microstructure, Properties, and Materials, Third Editon, McGraw-Hill, 659p.

Mindness, S., Young J.F., & Darwin D. (2003). Concrete, Second Edition, Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ 07458, 644p.

Neocleous, K., Angelakopoulos, H., Pilakoutas, K., & Guadagnini, M. (2011). Fibre-reinforced roller-compacted concrete transport pavements. Proceedings of the ICE-Transport, 164(TR2), 97-109.

Özkan, Ö. (2006). Çelikhane ve yüksek Fırın Cürufu Katkılı Portland Çimentosunun Özellikleri, _MO Teknik Dergi, 257: 3893- 3902.

PCA. (2006). Portland Cement Association, Production of Roller Compacted Concrete.

Pigeon, M., Beaupre, D., Marchand, J., & Reid, E. (1998). Le service d'expertise en matériaux, un outil de transfert technologique. In Material science and concrete properties. International meeting (pp. 341-348).

Piggott, R.W. (1999). Roller Compacted Concrete Pavements, A Study of Long Term Performance, Portland Cement Concrete – Research & Development RP366.01P, 62p.

Postacıoğlu, B. (1986). Beton, Bağlayıcı Maddeler, Agregalar Cilt-1.

Qasrawi, H.Y., Asi, I.M., & Wahhab, H.A.A. (2005). Proportioning RCCP mixes under hot weather conditions for a specified tensile strength. Cement and Concrete Research, 35(2), 267-276.

Rao, S.K., Sravana, P., & Rao, T.C. (2015). Investigation on pozzolanic effect of mineral admixtures in roller compacted concrete pavement. i-manager's Journal on Structural Engineering, 4(2), 28-38.

Rao, S.K., Sravana, P., & Rao, T.C. (2016). Investigating the effect of M-sand on abrasion resistance of roller compacted concrete containing GGBS. Construction and Building Materials, 122, 191-201.

Reid, E., Marchand, J., & Ouellet, E. (2000). Mechanical Properties and Frost Durability of Low binder Content RCC. Transportation 2000, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C., USA, 11 pages.

Rooholamini, H., Hassani, A., & Aliha, M. R. M. (2018). Evaluating the effect of macro-synthetic fibre on the mechanical properties of roller-compacted concrete pavement using response surface methodology. Construction and Building Materials, 159, 517-529.

Saluja, S., Kaur, K., Goyal, S., & Bhattacharjee, B. (2019). Assessing the effect of GGBS content and aggregate characteristics on drying shrinkage of roller compacted concrete. Construction and Building Materials, 201, 72-80.

Sun, W., Liu, J., Qin, H., Zhang, Y., Jin, Z., & Qian, M. (1998). Fatigue Performance and Equations of Roller Compacted Concrete with Fly Ash. Cement and Concrete Research, 28(2): 309-315

Tokyay, M., & Erdoğdu, K. (2001). Cüruflar ve Cüruflu Çimentolar, TÇMB AR-GE Enstitüsü, Ankara.

Topličić-Ćurčić, G., Grdić, D., Ristić, N., & Grdić, Z. (2015). Properties, materials and durability of rolled compacted concrete for pavements. Zaštita materijala, 56(3), 345-353.

TS EN 197-1 “Genel Çimentolar- Bölüm 1: Genel Çimentolar- Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri”, Türk Standardları Enstitüsü, 2002.

USACE. (2000). Roller Compacted Concrete. US Army Corps of Engineers, Engineer Manual, EM 1110-2-2006, 56p.

U.S. Department of the Interior BR. (1987). Guidelines for Designing and Constructing Roller-compacted Concrete Dams. ACER Technical Memorandum no.8, U.S. Deptt. of Interior, Bureau of Reclamation, USA, 86p.

Vahedifard, F., Nili, M., & Meehan, C. L. (2010). Assessing the effects of supplementary cementitious materials on the performance of low cement roller compacted concrete pavement. Construction and Building Materials, 24(12), 2528-2535.

Zdiri, M., Abriak, N. E., Ouezdou, M. B., & Neji, J. (2009). The use of fluvial and marine sediments in the formulation of roller compacted concrete for use in pavements. Environmental technology, 30(8), 809-815.

Zhang, W., Gong, S., & Zhang, J. (2018). Effect of rubber particles and steel fibers on frost resistance of roller compacted concrete in potassium acetate solution. Construction and Building Materials, 187, 752-759

Kaynak Göster