INVESTIGATION OF THE MECHANICAL CHARACTERISTICS AND SULFATE RESISTANCE OF THE MORTARS CONTAINING BORON MINERAL AND FLY ASH

Abstract

Turkey takes first place in the world in terms of the richness of the boron mine. In our country, fly ash and blast furnace slag are coming out as Pozzolanic materials such as industrial waste. In this study, different proportions used with portland cement, colemanite mineral (%0, %2, %4, %6, %8, %10) and fly ash’s (%0, %10, %20, %30) compressive strength bending strength 7, 28, 56, 90 days, setting time and volume expansion of some paste were examined. Sulfate resistance of mortars are determine according to ASTM C1012. According to strength results, colemanite is proposed can be used in the cement of %2 and %4 by mass. According to sulfate resistance results, sulfate resistance was observed to be enhanced with the increasing amount of colemanite

Keywords

• Bor mineral, Colemanite Fly ash, Strength Sulfate resistance

BOR MİNERALİ VE UÇUCU KÜL İÇEREN HARÇLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN VE SÜLFATA DAYANIKLILIĞININ İNCELENMESİ

Abstract

Türkiye bor madeni zenginliği açısından dünyada birinci sırada yer alan bir ülkedir. Ülkemizde uçucu kül ve yüksek fırın cürufu gibi puzolanik maddeler endüstriyel atık olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, portland çimentosu ile farklı oranlarda kullanılan kolemanit mineralinin (%0, %2, %4, %6, %8, %10) ve uçucu kül içeren harçların (%0, %10, %20, %30) 7, 28, 56, 90. günlerdeki basınç ve eğilme dayanımları incelenmiştir. Ayrıca bazı karışımların priz süreleri ve hacim genleşmeleri ile karışımların ASTM C1012’ye göre sülfata dayanıklılıkları belirlenmiştir. Dayanım sonuçlarına göre, kolemanitin çimentoya kütlece %2 ve %4 oranlarında kullanılabileceği önerilmektedir. Sülfata dayanıklılık sonuçlarına göre, kolemanit miktarının artmasıyla sülfata dayanıklılığın geliştiği görülmüştür

Keywords

• Bor minerali, Dayanım Kolemanit, Uçucu Kül Sülfat direnci

References

1. Erdoğmuş E. 2014. Combined Effect of Waste Colemanite and Silica Fume on Properties of Cement Mortar, Science and Engineering of Composite Materials, Cilt. 21, No. 3, s.369-375.
2. Topçu İB, Boğa AR. 2010. Effect of Boron Waste on the Properties of Mortar and Concrete, Waste Management & Research, Cilt. 28, s.626-633.
3. Kavas T, Olgun A, Erdoğan Y. 2005. Setting and Hardenin of Borogypsum- Portland Cement Clinker- Fly Ash Blends. Studies on Effects of Molasses on Properties Borogypsum, Cement and Concrete Research, Cilt. 35, s.711-718.
4. Çelik RS, Kocabeyler MF, Tunç E, Sağlık A, Sümer O. 2009. Borlu Aktif Belit (BAB) Çimentosu ve DSİ Projelerinde Uygulanabilirliği, DSİ Teknik Bülten, No. 105, s.1-23.
5. Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü(ETİ)[http://www.etimaden.g ov.tr/], 2016, Erişim Tarihi: 20.06.2016.
6. Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN), [http://www.boren.gov.tr/], 2012, Erişim Tarihi: 12.05.2016.
7. Erdoğan Y, Zeybek MS, Demirbaş A. 1998.
8. Colemanite from Concentrator Wastes, Cement and Concrete Research, Cilt. 28, No. 4, s.605-609.

9. Boncukoğlu R, Yılmaz MT, Kocakerim MM, Tosunoğlu V. 2002. Utilization of Borogypsum as Set Retarder in Portland Cement Production, Cement and Concrete Research, Cilt. 32, s.471-475.
10. Sevim UK, Tümen Y. 2013. Strength and Fresh Properties of Borogypsum Concrete, Construction and Building Materials, Cilt. 48, s.342-347.
11. Kula I, Olgun A, Erdoğan Y, Sevinç V. 2001. Effect of Colemanite Waste, Cool Bottom Ash, and Fly Ash on the Properties of Cement, Cement and Concrete Research, Cilt. 31, s.491-494.
12. Özdemir M, Öztürk NU. 2003. Utilization of Clay Wastes Containing Boron as Cement Additives, Cement and Concrete Research, Cilt. 33, s.1659-1661. Kontrolü, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, 1998.
13. Colemanite, Specification for Coal Fly Ash and Raw or Standard [18] TS EN 196–1. Çimento Deney Metotları Bölüm 1: Dayanım Tayini, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
14. ASTM C1012/C1012M-13. Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution, USA: American Society for Testing and Materials, 2013.
15. TS EN 196-3. Çimento Deney Metotları Bölüm 3: Priz süresi ve genleşme tayini, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, 2002.
16. Erdoğmuş E, Erdoğan Y, Gencel O, Targan S, Avcıata U. 2012. Influence of Colemanite Admixture on Portland Cement Durability, Advaces in Cement Research, Cilt. 24, No. 3, s.155-164.
17. Pehlivanoğlu HE, Davraz M, Kılınçarslan Ş. 2013. Bor Bileşiklerinin Çimento Priz Süresine Etkisi ve Denetlenilebilirliği, SDU International Technologic Science, Cilt. 5, No. 3, s.39-48
18. Davraz M. 2010. The Effects of Boron Compounds on the Propereties of Cementitious Composites, Science and Engineering of Composite Materials, Cilt. 17, No. 1, s.1-17
19. [24] Mutuk T, Mesci B. 2014. Analysis of Mechanical Properties of Cement Containing Boron Waste and Rice Husk Ash Using Full Factorial Design, Journal of Cleaner Production, Cilt. 69, s.128-132.
20. [25] Targan Ş, Olgun A, Erdoğan Y, Sevinç V. 2002. Effect of Supplementary Cementing Materials on the Properties of Cement and Concrete, Cement and Concrete Research, Cilt. 32, s.1551-1558.
21. [26] Ustabaş I. 2011. Kolemanit ve Üleksitin Çimentoda Kullanılabilirliğinin Araştırılması, Hazır Beton Kongresi Bildirileri, No. 417501, s.367-375.
22. [27] Targan Ş, Olgun A, Erdoğan Y, Sevinç V. 2003. İnfluence of Natural Pozzzolan, Colemanite Ore Waste, Bottom Ash and Fly Ash on the Properties of Portland Cement, Cement and Concrete Research, Cilt. 33, s.1175-1182.
23. [28] Erdoğmuş E. 2006. Çimentoya Bor Katkısı, Uçucu Kül, Yüksek Fırın Cürufu İlavesiyle Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, İstanbul: Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.239.
24. [29] Olgun A, Kavas T, Erdoğan Y, Once G. 2007. Physico-Chemical Characteristics of Chemically Activated Cement Containing Boron, Building and Environment, Cilt. 42, s.2384-2395