THE EFFECTS OF SEA WATER ON THE MORTARS MADE WITH DIFFERENT TYPE OF CEMENTS

Abstract

Sulfate ion in seawater is one of the main problems that affect the cement mortars and concrete by creating expansion cracks and spills. For the durability of concrete under the effects of sea water, the type of cement used in the concrete production have an important role as well as at low water / cement ratio which is necessary to be impervious. In this study, the mortar specimens have been produced by the using of five different types of cement at two water/cement proportions. After the 28-days curing, the samples have been exposed to sea water effect in the form of wetting and drying. The effects of sea water on the sample properties have been determined by experiments such as compressive strength, capillary water absorption, rapid chloride permeability and dimensional stability. The results of the experiments showed that using of the pozzolan blended cements could be obtained a better performance from the samples made with the portland cement.

Keywords

• Cement, seawater effect, mechanical properties, physical properties

DENİZ SUYUNUN FARKLI TİP ÇİMENTOLARLA YAPILAN HARÇLARA ETKİSİ

Abstract

Deniz suyunda bulunan sülfat iyonları çimento harçlarında ve betonda genleşme yaratarak çatlak, dökülme vb. hasarlar oluşturan başlıca problemlerden biridir. Betonların deniz suyu etkilerine dayanıklılığı için düşük su/çimento oranları ile geçirimsiz olacak şekilde üretilmesinin yanı sıra kullanılan çimento tipinin de önemli bir rolü vardır. Bu çalışmada, beş farklı tip çimento kullanılarak iki farklı su/çimento oranında çimento harcı örnekleri üretilmiştir. Hazırlanan örnekler 28 günlük kür süresinden sonra ıslanma-kuruma şeklinde deniz suyu etkisinde bırakılmıştır. Deniz suyunun örnekler üzerindeki etkisi; basınç dayanımı, kılcal yolla su emme, hızlı klor geçirimliliği ve boyutsal kararlılık deneyleri yapılarak belirlenmiştir. Deney sonuçları deniz suyu etkisinde puzolan katkılı çimentolarla hazırlanan örneklerin portland çimentosuyla hazırlanan örneklerden daha iyi performans sağladığını göstermiştir.

Keywords

• Çimento, deniz suyu etkisi, mekanik özellikler, fiziksel özellikler

References

1. ACI 201.1R (2008): “Guide for Conducting a Visual Inspection of Concrete in Service”, American Concrete Institute, Detroit (MI).
2. ASTM C 109 (2002): “Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars”, USA.
3. ASTM C 349 (2002): “Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using Portions of Prisms Broken in Flexure)”, USA.
4. ASTM C 1585(2004): “Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes”. USA.
5. ASTM C 1202(2007): “Standard Test Method For Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration”. USA.
6. Bader, M. A., (2003): “Performance of concrete in a coastal environment”, Cement and Concrete Composites, Cilt 25, s. 539–548.
7. Baradan, B., (2003): “İnşaat Mühendisleri İçin Malzeme Bilgisi”, İzmir D.E.Ü. Müh. Fak. Yayın No. 307, 394 s.
8. Baradan, B., Yazıcı, H. ve Ün, H., (2010): “Beton ve Betonarme Yapılarda Kalıcılık (Durabilite)”, İstanbul, 317s.

9. Boyd, A.,J. ve Mindess, S., (2004): “The use of tension testing to investigate the effect of w/c ratio and cement type on the resistance of concrete to sulfate attack”, Cement and Concrete Research, Cilt 34, s. 373–377.
10. Chindaprasirt, P., Chotithanorm, C., Cao, H. T. and Sirivivatnanon, V., (2007): “Influence of fly ash fineness on the chloride penetration of concrete”, Construction and Building Materials, Cilt 21, s. 356–361.
11. Dongxue, L., Xinhua, F., Xuequan, W. and Mingshu, T.,(1997): “Durability study of steel slag cement”, Cement and Concrete Research, Cilt 27, No 7, s. 983-987.
12. Erdoğan, T. Y., (2003): “Beton”, Ankara, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim Yayınları, 741s.
13. Erdoğdu, Ş. ve Karataş, E.,(2003): “Sülfat iyonu konsantrasyonu düşük ortamlara maruz betonun durabilitesinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi”, 5. Ulusal Beton Kongresi. Bildiriler Kitabı, s.555-565, İstanbul.
14. Erten, E.,(2009): “Deniz Suyunun Çimento Tipi Farklı Harçların Mekanik ve Fiziksel Özelliklerine Etkisi”, İzmir, DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 248s.
15. Han, S.-H.,(2007): “Influence of diffusion coefficient on chloride ion penetration of concrete structure”, Construction and Building Materials, Cilt 21, s. 370–378.
16. Kutlu, O. ve Demiriz, M.,(2007): “Cem III tipi çimentoların betonda kullanımının teknik ve ekonomik yönlerinin değerlendirilmesi”, 7. Ulusal Beton Kongresi, Bildiriler Kitabı, İstanbul.
17. Lorenzo, M. P., Goni, S. and Guerrero, A.,(2003) “Role of aluminous component of fly ash on the durability of portland cement-fly ash pastes in marine environment”, Waste Management, Cilt 23, No 8, s. 785-792.
18. Mehta, P. K., Monteiro, P. J. M., (2005): “Concrete: Microstructure, Properties, and Material”, McGraw Hill, 548s.
19. Neville, A., (2004):“The confused world of sulfate attack on concrete”, Cement and Concrete Research, Cilt 34, s. 1275–1296.
20. Santhanam, M., Cohen, M. D. ve Olek, J.,(2003): “Effects of gypsum formation on the performance of cement mortars during external sulfate attack”, Cement and Concrete Research, Cilt 33, s. 325–332.
21. Santhanam, M., Cohen, M. ve Olek, J.,(2006): “Differentiating seawater and groundwater sulfate attack in Portland cement mortars”, Cement and Concrete Research, Cilt 36, s. 2132–2137. Sayfa No: 11
22. Shannag, M. J. ve Shaia, H. A.,(2003): “Sulfate resistance of high-performance concrete” Cement and Concrete Composites, Cilt 25, s. 363–369.
23. Sibbick, T., Fenn, D. and Crammond, N.,(2003): “The occurrence of thaumasite as a product of seawater attack”, Cement and Concrete Composites, Cilt 25, s. 1059–1066.
24. Şahmaran, M., Kasap, O., Duru, K. ve Yaman, İ. Ö., (2007): “Effects of mix composition and water–cement ratio on the sulfate resistance of blended cements”, Cement and Concrete Composites, Cilt 29, s.159–167.
25. Şengül, Ö., Taşdemir, M. A., Yüceer, Z. ve Erenoğlu, T., (20031): “Uçucu kül ve yüksek fırın cürufunun betonun klor geçirimliliğine ve basınç dayanımına etkisi”, 5. Ulusal Beton Kongresi Bildiriler Kitabı, s.75-85, İstanbul.
26. Şengül, Ö., Taşdemir, M. A. ve Sönmez, R., (20032): “Yüksek oranda uçucu kül içeren normal ve yüksek dayanımlı betonların klor geçirimliliği”, 5. Ulusal Beton Kongresi Bildiriler Kitabı, s.483-492, İstanbul.
27. Şengül, Ö. ve Gjİrv, O. E., (2005): “Öğütülmüş yüksek fırın cürufunun betonda klor iyonu yayınımına etkisi”, 6. Ulusal Beton Kongresi Yüksek Performanslı Betonlar Bildiriler Kitabı, İstanbul.
28. Thomas, M. D. A. ve Matthews, J. D., (2004): “Performance of pfa concrete in a marine environment- 10 year results”, Cement and Concrete Composites, Cilt 26, s. 5–20.
29. Yazıcı, H., (2006): “Yüksek fırın cürufu katkılı harçların sülfat dayanıklılığının incelenmesi” DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt 8, No 1, s. 51–58.
30. Yiğiter, H., Yazıcı, H. ve Aydın, S., (2007): “Effects of cement type, water/cement ratio and cement content on sea water resistance of concrete”, Building and Environment, Cilt 42, s. 1770–1776.