EFFECTS OF CERTAIN POLYMER AND ALKALI SALTS IN CEMENT CONTAINING TINCAL CONCENTRATOR WASTE

Abstract

In this study, the use of concentrator waste of tincal ore processing as a cement

replacement material has been investigated. Cement mixture was prepared by adding this

waste at a certain ratio to the portland cement clinker and gypsum then the physical and

mechanical properties of this cement was examined. Polymer based naphthalene

formaldehyde sulphonated (NFS) and melamine formaldehyde resin (MFR) which are

called superplasticizer and potassium sulfate (PS) and sodium sulfate (SS) as alkali salts

were added cement mortar and the effects of these chemicals on the properties of the cement

mortar were investigated. Physical and mechanical properties of cement containing tincal ore

waste was done according to Turkish Standards. Compressive strength of the specimens

cured for 2, 7, 28 day were examined and XRD and SEM analysis of the some selected

cement mortar specimens were also done.

As a result, experimental results showed that the reduction of early strength resulted from

boron in cement mortar could be removed by the use of these chemicals.

Keywords

• Alkali Salts,Compressive Strength,Cement Mortar,SEM,Superplasticizer,Tincal Concentrator Waste,XRD,XRF

TİNKAL KONSANTRATÖR ATIĞI İÇEREN ÇİMENTOYA BAZI POLİMER VE ALKALİ TUZLARIN ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada, tinkalin zenginleştirilmesi sırasında oluşan konsantratör atığının,

çimento hammaddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu atık belirli oranda

portland çimentosu klinkeri ve alçıtaşına katılarak çimento karışımı hazırlanmış,

hazırlanan çimentonun fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Bu çimentodan

elde edilen çimento harcına belirli oranlarda polimer kökenli, süper plastikleştiriciler

olarak da adlandırılan naftalin formaldehit sülfonat (NFS) ve melamin formaldehit

reçinesi (MFR), alkali tuzları olarak potasyum sülfat (PS) ve sodyum sülfat (SS)

ilave edilmiş ve ilave edilen bu kimyasalların çimento harcına olan etkisi

incelenmiştir. Tinkal konsantratör atığı içeren çimentonun fiziksel ve mekanik

özelliklerinin tespiti için Türk Standartlarında belirtilen deneyler uygulanmıştır.

Çimento harçlarının 2, 7, 28 günlük basınç dayanımları incelenmiş ve 28 günlük bazı

çimento harçlarının XRD ve SEM analizleri yapılmış, çimento harcında bulunan

borun erken dayanımı düşürme etkisinin, bu kimyasallar kullanılarak giderilebileceği

bulunmuştur.

Keywords

• Alkali Tuzları,Basınç Dayanımı,Çimento Harcı,SEM,Süperplastikleştirici,Tinkal Konsantratör Atığı,XRD,XRF

References

1. [1] DPT, Bor tuzları, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Cilt II (2001).
2. [2] Erdogan, Y., Genc, H. ve Demirbas, A., Utilization of borogypsum for cement, Cement and Concrete Research, 1992, 22, 841-844 pp.
3. [3] Erdogan, Y., Genc, H. ve Demirbas, A., Partially-refined chemical by product gypsums as cement additives, Cement and Concrete Research, 1994, 24, 601-604 pp.
4. [4] Kula, I., Olgun, A., Erdogan, Y. and Sevinc, V., Effects of colemanite waste, coal bottom ash and fly ash on the properties of cement, Cement and Concrete Research, 2001, 31, 491-494 pp.
5. [5] Kula, I., Olgun, A., Sevinc, V. and Erdogan, Y., An investigation on the use of tincal ore waste, fly ash and coal bottom ash as Portland cement replacement materials, Cement and Concrete Research, 2002, 32, 227-232 pp.
6. [6] Akman, M.S., 1990, Yapı malzemeleri, İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi Matbaası, İstanbul.
7. [7] Ramachandran, V.S., and Malhotra, V.M., Superplasticizers, in concrete admixtures handbook: Properties, science and technology, ed. V.S. Ramachandran, 1984, 211-268 pp.
8. [8] Shah, S.P., Wang, K. and Weiss, J., Dayanıklı beton için bileşim dizaynı (Çev. Ş. Kurbetçi), Hazır Beton Dergisi, 2003, Sayı:55, 61-68 s.

9. [9] U.S. Department of transportation. Federal Highway administration, 1999, Superplasticizers, . www.fhwadot.gov/insfrastructure/materialsgrp/suprplz.html.
10. [10] Jawed, I. and Skalny, J., 1977, Cement and Concrete Research, 7, 719-729 pp.
11. [11]Bakharev, T., Sanjayan, J.G. and Cheng, Y.B., Effect of admixtures on properties of alkali-activated slag concrete, Cement and Concrete Research, 2000, 30, 1367-1374 pp.
12. [12] Collins, F.G. and Sanjayan, J.G., Strength and shrinkage properties of alkali activated slag concrete containing porous coarse aggregate, Cement and Concrete Research, 1999,29, 607- 610 pp.
13. [13] Nawa, T., Eguchi, H. and Fukaya, Y., Effect of alkali-sulphate on the rheological behaviour of cement paste containing a superplasticizer, ACI SP, 1989, 119, 405-424 pp.
14. [14] Sarkar, S.L., Effect of blaine fineness reversal on strength and hydration of cement, Cement and Concrete Research (1990), 20, 398-406 pp.
15. [15] Sevinç, M., Madenler için kimyasal analiz yöntemleri, Yurt Madenciliğini Geliştirme Vakfı Yayınları (1997).
16. [16] TS 819, Rilem-Cembureau standart kumu, Türk Standartları Enstitüsü, 1988, Ankara.
17. [17] TS 24, Çimentoların fiziki ve mekanik deney metotları, Türk Standartları Enstitüsü, 1994, Ankara.
18. [18] TS 10156, Katkılı çimento, Türk Standartları Enstitüsü, 1992, Ankara.