Utilization of Afyon and Kütahya Volcanites as Mineral Additive in Concrete

Abstract

The construction sector, which forms the basis of the industrial and housing needs triggered by the increasing population, is a market with intense material consumption. Widely used in the construction industry, concrete is a composite building material obtained by combining different materials. The reduction of cement consumption, which is the basic and most expensive component of concrete, in concrete design, provides both economic and environmental benefits. In this study, the usability of volcanites (Tuff, Pumice) and weathering product of limestone/dolomitic limestone (Terra Rossa) which are abundant in Afyon and Kütahya regions, as natural mineral additives in concrete production was investigated. The workability and strength performance of these materials, which are used at the ratios of 10%, 20% and 30% instead of cement in the concrete mixture, have been compared with the reference mixture. Workability in concretes using pumice has decreased by 15%; compressive strength has decreased up to 40% in concretes using tuff. It was seen from the results that the strength performance was positively affected, especially in older ages.

Keywords

• Tuff
• Terra Rossa
• Pumice
• Concrete
• Strength

Project Number

2018-02.BŞEÜ.03-04

Afyon ve Kütahya Volkanitlerinin Betonda Mineral Katkı Olarak Kullanımı

Abstract

Artan nüfusun tetiklediği sanayi ve barınma ihtiyaçlarının temelini oluşturan inşaat sektörü yoğun malzeme tüketiminin olduğu bir pazardır. İnşaat sektöründe yaygın şekilde kullanılan beton farklı malzemelerin bir araya gelmesiyle elde edilen kompozit bir yapı malzemesidir. Betonun temel ve en pahalı bileşeni olan çimento tüketiminin beton tasarımında azaltılması hem ekonomik hem de çevresel kazanımlar sağlamaktadır. Bu çalışmada Afyon ve Kütahya yöresinde bol miktarda bulunan volkanitlerin (tüf, pomza) ile dolomitik kireçtaşlarının alterasyonundan oluşan Terra Rosaların beton üretiminde doğal katkı malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Beton karışımında çimento yerine %10, %20 ve %30 oranlarında kullanılan bu malzemelerin işlenebilirlik ve dayanım performansı referans karışım ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Pomza kullanılan betonlarda işlenebilirlik %15 azalmış Tüf kullanılan betonlarda Basınç dayanımları %40’a kadar düşmüştür. Elde edilen sonuçlardan özellikle ileri yaşlarda dayanım performansının olumlu yönde etkilendiği görülmüştür.

Keywords

• Tüf
• Terra Rosa
• Pomza
• Beton
• Dayanım

Supporting Institution

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

Project Number

2018-02.BŞEÜ.03-04

Thanks

Yapılan bu çalışma 2018-02.BŞEÜ.03-04 numaralı proje kapsamında yapılmış olup yazarlar desteğinden ötürü Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğüne teşekkür eder.

References

1. Kap, T, Sağlık, M. (2018). Tarihi eser restorasyonunda beton teknolojisi kullanımı. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 7 (2) , 88-99.
2. İnce, H., Öcal, C., Alkan Çakıroğlu, M., Çeli̇k, S. (2015). Püskürtme Beton Uygulamaları ve Kullanım Alanları. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6 (2) , 100-107.
3. Kırgız, M. (2016). Mineralojik katkıların çeşitli tanımları, sınıfları, özellikleri ve kullanım alanları (Bölüm 1) . Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9 (2) , 118-127.
4. Ki̇bi̇ci̇, Y., Di̇nç, D., Uçar, A. (2012). Afyonkarahisar Yöresi Volkanik Kayaçlarının Mineralojik ve Petrografik Özellikleri. Journal of Science and Technology of Dumlupınar University, (029), 53-70.
5. Çeli̇k, M., Kavas, T. (2001). Elvanpaşa (Afyon) Trakiandezitlerinin Jeolojisi Ve Yapı Taşı Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 14 (2), 24-36.
6. Bayırlı, M., Peki̇n, A. (2013). Volkanik Tüf Yüzeyi Gözeneklerinin Özeliklerinin Birikinti Geometrisi Kullanarak İncelenmesi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 15 (2), 66-72.
7. Kılınç Aksay, E., Akar, A., Cöcen, İ. (2016). Pomza Cevherinin Hazırlanması ve Zenginleştirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16 (2), 384-390.
8. Karadağ, M., Arık, F., Öztürk, A. (2006). Çatmakaya (Seydişehir-Turkiye) boksit yatağının kökenine jeoistatistiksel ve jeokimyasal bir yaklaşım. Yerbilimleri, 27 (2), 63-85.

9. Doğan Külahcı, G., Temel, A., Gourgaud, A., Demi̇rbağ, H. (2016). Afyon Volkanik Kayaçlarının (Batı Anadolu, Türkiye) Mineralojik-Petrografik Özellikleri ve P-T Hesaplamaları. Yerbilimleri, 36 (3) , 137-162.
10. Beyci̇oğlu, A., Başyi̇ği̇t, C., Kılınçarslan, Ş. (2014). Pomza Agregalı Hafif Beton Özelliklerine Silis Dumanının Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14 (2) , 200-205.
11. Yazıcıoğlu, S., Bozkurt, N. (2013). Pomza ve mineral katkılı taşıyıcı hafifbetonun mekanik özelliklerinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21 (4), 675-680.
12. Gökçe, H., Taban, S., Şi̇mşek, O. (2013). Zeolitik tüf ikamesinin farklı agregalar üzerinde alkali-silika reaksiyonu etkilerinin belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25 (4), 803-809.
13. Korkmaz, A. (2019). Yozgat Yöresi Tüflerinin Çimento Katkısı Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi. Yerbilimleri, 40 (3), 253-267.
14. Akyüncü, V. (2019). Pomza agregalı hafif beton blokların mekanik özelliklerinin ve yangın etkisi altındaki davranışının incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8 (1) , 147-157.
15. Nagrockienė, D., Girkas, G., & Skripkūnas, G. (2017). Properties of concrete modified with mineral additives. Construction and Building Materials, 135, 37-42.
16. TS 802. (2016). Beton karışım tasarımı hesap esasları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. TS EN 12350-2. (2019). Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 2: Çökme (slump) deneyi. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. TS EN 12350-5. (2019). Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 5: Yayılma tablası deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
19. Topçu, İ., Bi̇li̇r, T., Baylavlı, H. (2008). Kendiliğinden Yerleşen Betonun Özellikleri, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21 (1), 1-22.
20. Şahi̇n, R., Taşdemi̇r, M., Gül, R., Çeli̇k, C. (2011). Taze Beton Özelliklerinin Optimizasyonu . Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi , 38 (2), 127-135.
21. Kavas, T., Çeli̇k, M. (2001). Ayazını (Afyon) tüflerinin çimento sanayiinde tras olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi. Bilimsel Madencilik Dergisi, 40 (4), 39-46.
22. Uzun, M., Korkmaz, H0. (2019). Deprem bölgesindeki bazı ülkelerde eşdeğer deprem yükü metodunun karşılaştırılması. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7 (1), 189-212.