Erken Yaşta Önyüklemenin Betonun Mekanik Özellikleri ve Geçirimliliğine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, erken yaşta uygulanan önyüklemenin betonun mekanik özellikleri ve geçirimliliğine etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, iki farklı maksimum tane boyutuna (Dmax) sahip agrega (16 mm ve 22.4 mm) içeren beton karışımı oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında bir günlük numunelere basınç dayanımlarının %90’ı mertebesinde önyükleme yapılmıştır. Havada ve suda olmak üzere iki farklı koşulda kürlenen numunelerin basınç dayanımı, ultrases geçiş hızı, dinamik ve statik elastisite modülü, ağırlıkça su emme oranı ve kılcal yolla su emme oranları kontrol numuneleri ile kıyaslamalı olarak incelenmiştir. 2, 7, 28 ve 56 günlük numunelerin basınç dayanımları incelendiğinde, önyüklemenin, 22,4 mm Dmax’a sahip hava kürüne tabi tutulan numuneler hariç, olumsuz bir etkisinin olmadığı hatta önyükleme yapılan numunelerin, kontrol numunelerinin dayanımlarına göre %4’e kadar daha fazla dayanım gösterdiği bulunmuştur. Ön yükleme yapılan 7 ve 28 günlük numunelerin dinamik ve statik elastisite modülünün kontrol numunesine yakın olduğu görülmüştür. 7 günlük numunelerde önyüklemenin su emme değerini, kontrol betonuna göre % 6-7 mertebesinde azalttığı, fakat 28 günlük numunelerde bu farkın kapandığı belirlenmiştir. Önyükleme yapılan ve özellikle havada bekletilen numunelerin kılcal yolla daha fazla su emdiği görülmüştür. Önyükleme yapılan bir günlük numunelerin, yüklemeden önce ve sonra ultrases geçiş hızları ölçülmüştür. Yüklemeden sonra hızlarda düşüş görülmüştür; bu da önyüklemenin betonda bazı mikroçatlaklara neden olduğunu göstermiştir. Ancak, ileri yaşlarda önyükleme yapılan ve kontrol numunelerinin ultrases geçiş hızları yakın değerler almıştır. Önyükleme sonucu oluşan hasarın zaman içinde çimentonun hidratasyonu ile onarıldığı düşünülmektedir.

Keywords

• Önyükleme,basınç dayanımı,elastisite modülü,ultrases geçiş hızı,kapiler yolla su emme,su emme

Effect of Premature Compressive Loading on the Mechanical and Transport Properties of Concrete

Abstract

n this study, the effect of premature compressive loading on the mechanical and water transport properties of concrete was investigated. For this purpose, concrete mixtures having 16 mm and 22.4 mm maximum aggregate particle sizes (D_max) were prepared. 1-day concrete specimens were subjected to an axial compressive stress corresponding to 90% of their compressive strength. The compressive strength, ultrasound pulse velocity, dynamic and static modulus of elasticity, water absorption, and sorptivity of either laboratory air-dried or moist-cured concrete specimens were determined. Test results revealed that, except for the air-dried specimens having D_max of 22.4 mm, the premature loading did not have any adverse effect on the 2-, 7-, 28- and 56-day compressive strength of concrete. Even, the preloaded specimens showed up to 4% higher compressive strength than the control specimens. Besides, the dynamic and static modulus of elasticity of the concrete mixtures did not change significantly upon premature loading. The water absorption of the preloaded 7-day concrete specimens was 6-7% lower than that of the control specimens. However, this difference was diminished in 28-day specimens. Moreover, the preloaded air-dried specimens showed higher sorptivity than the control specimens. Ultrasound pulse velocity (UPV) measurements were taken on 1-day age specimens immediately before and after application of preloading. The reduction in UPV values upon preloading indicated the presence of some microcracks (damage) in concrete specimens. At later ages, the difference between the UPV values of the control and test specimens reduced. This was attributed to the self-healing provided by the prolonged hydration of cement.

Keywords

• Premature loading,compressive strength,modulus of elasticity,ultrasound pulse velocity,capillary absorption,water absorption

References

1. Taylor, M. A., Tai, M. K. ve Ramey, M. R., 1975. Biaxial Compressive Behaviour of Fibre Reinforced Mortar, ACI Journal, September, s. 496-501.
2. Mehta, P. K., and Monteiro, P. J. M. 2006. Concrete: Microstructure, Properties, and Materials, The McGraw-Hill Companies, New York, U.S.A., 704s.
3. Santiago, S.D., Hilsdorf, H.K. 1973. Fracture Mechanisms of Concrete Under Compressive Loads, Cement Concrete Research, Cilt. 3, Sayı. 4, s. 363-388.
4. Johnston, C.D. 1970. Strength and Deformation of Concrete in Uniaxial Tension and Compression, Magazine of Concrete Research, Cilt. 22, Sayı. 70, s. 5-16.
5. Tanigawa, L., Yamadaka, K. 1978. Size Effect in Compressive Strength of Concrete, Cement and Concrete Research, Cilt. 8, Sayı. 2, s. 181-190.
6. Jones, R., Gatfield, E.N. 1955. Testing Concrete by on Ultrasonic Pulse Technique, DISR Road Research, Tech. Paper No.34, London, H.M.S.O.
7. Zaitsev, J.W., Wittmann, F.H. 1973. Fracture of Porous Viscoelastic Materials Under Multiaxial State of Stress, Cement and Concrete Research, Cilt. 3, Sayı. 4, s. 343-494.
8. Gilkey, H.J. 1926. The Autogeneous Healing of Concretes and Mortars. ASTM Proceeding, U.S.A., s. 470-488.

9. Whitlam, E.F. 1954. Autogeneous Healing of Concrete in Compression, The Structural Engineer, Cilt. 32, Sayı. 9, s. 235-243.
10. Abdel-Jawad, Y., Haddad, R. 1992. Effect of Early Overloading of Concrete on Strength at Later Ages, Cement and Concrete Research, Cilt. 22, Sayı. 5, s. 927-946.
11. Coutinho, A. 1977. A Contribution to The Mechanism of Concrete Creep. Materials and Structures, Cilt. 10, Sayı. 1, s. 3-16.
12. Liu, G.T., Gao, H., Chen, F.Q. 2002. Microstudy on Creep of Concrete at Early Age under Biaxial Compression, Cement and Concrete Research, Cilt. 32, Sayı. 12, s. 1865-1870.
13. TS EN 1097–6. 2013. Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
14. TS 802. 2016. Beton Karışım Hesapları Türk Standartları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara 19s.
15. TS EN 12350-6. 2010. Beton-Taze Beton Deneyleri-Bölüm 6: Yoğunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
16. TS EN 12350-2. 2010. Beton-Taze beton deneyleri-Bölüm 2: Çökme (slump) Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. TS EN 12390-3. 2010. Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. ASTM C469/C469M. 2014. Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression, West Conshohocken (U.S.A.), ASTM International.
19. ASTM C597. 2016. Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete, West Conshohocken (U.S.A.), ASTM International.
20. ASTM C642. 2013. Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete, West Conshohocken (U.S.A.), ASTM International.
21. ASTM C1585. 2013. Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes, West Conshohocken (U.S.A.), ASTM International.
22. Erdogan, T., Y. 2003. Beton, ODTÜ Gelistirme Vakfı Yayıncılık ve iletişim A.S., Ankara, 760s.