Mineral ve Kimyasal Katkı Maddeleri İçeren Bazalt Betonun Performansına İlişkin Ön Çalışma

Abstract

Bu çalışmada, bazalt agrega ile hazırlanan beton karışım gruplarında, farklı oranlarda mineral ve kimyasal katkı maddelerinin taze ve sertleşmiş beton üzerindeki etkileri deneysel bir çalışma olarak incelenmiştir. Günümüzde, beton performansını artırmak için mineral ve kimyasal katkı maddelerinin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, bazalt agrega ile üretilen betonda farklı tipteki katkı maddelerinin ve oranlarının beton davranışı üzerindeki etkilerini incelemektir. Karışımlarda katkı maddelerinin kullanımının, betonun işlenebilirlik, mukavemet ve dayanıklılık özelliklerinin iyileştirilmesinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Çalışma sürecinde, bazalt agrega ile birlikte farklı mineral ve kimyasal katkı maddeleri içeren dokuz farklı beton karışımı hazırlanmıştır. Toplamda elli dört beton küp numunesi üretilmiş olup, her gruptan altı adet üretilmiştir. Numuneler 7 ve 28 gün boyunca kontrollü bir şekilde kürlenmiştir. Beton karışımları ve deney aşamaları standartlara uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, beton üretiminde mineral katkı maddelerinin ve kimyasal katkı maddesi oranlarının kullanımı, işlenebilirliği olumlu yönde etkilemiştir. Ayrıca, uygun karışım tasarımıyla hazırlanan betonların basınç dayanımını artırmada aktif rol oynar. Sonuç olarak, bazalt agregalı betonların tasarımında uygun mineral ve kimyasal katkı maddelerinin kullanılması beton üzerinde olumlu bir etki yaratır ve bu betonların mühendislik çalışmalarında güvenle değerlendirilmesi mümkün hale gelir.

Keywords

• Bazalt Agregası
• Mineral Katkı Maddesi
• Kimyasal Katkı Maddesi
• Basınç Dayanımı
• İşlenebilirlik

A Preliminary Study on the Performance of Basalt Concrete Incorporating Mineral and Chemical Admixtures

Abstract

In this study, the effects of using mineral and chemical additives in different proportions on fresh and hardened concrete in concrete mixture groups prepared with basalt aggregate were examined as an experimental study. Today, the use of mineral and chemical additives to increase concrete performance is becoming widespread. The main purpose of this study is to examine the effects of different types of additives and proportions on concrete behavior in concrete produced with basalt aggregate. It has been seen that the use of additives in mixtures has an important effect on the improvement of the workability, strength and durability properties of concrete. During the study process, nine different concrete mixtures with different mineral and chemical additives were prepared together with basalt aggregate. A total of fifty-four concrete cube samples were produced, six of which were produced in each group. The samples were kept under cure in a controlled manner for 7 and 28 days. Concrete mixtures and experiment stages were carried out in line with the standards. In line with the results of the experiment, the use of mineral additives and chemical additive ratios in concrete production positively affected the workability. In addition, it plays an active role in increasing the pressure resistance of concretes prepared with appropriate mixture design. As a result, the appropriate mineral and chemical additive in the design of basalt aggregate concretes has a positive effect on the concrete and it has become possible to safely evaluate these concretes in engineering studies.

Keywords

• Basalt Aggregate
• Mineral Admixture
• Chemical Admixture
• Compressive Strength
• Workability

References

1. [1] Z. Yu, X. Zhan, M. Jiao, J. Zhang, X. Yan, T. Zhang, X. Du, “Study on the fracture mechanical properties of high performance concrete (HPC) with rapid cooling after high temperature.” Construction and Building Materials, 422, 135718, 2024.
2. [2] X. Wang, B. Dong, F. Xing, S. Hong, X. Huang, J. Chen, “A quantitative method for water content in cement paste with different water-to-cement ratios based on X-ray digital radiography.” Construction and Building Materials, 494, 143344, 2025.
3. [3] İ. Kılıç and S. G. Gök, “The effects of water/cement ratio on properties of roller compacted concretes,” Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi (DUFED), vol. 10, no. 1, pp. 73–84, 2021. [4] A. Dixit, G. Geng, H. Du, S. Dai Pang, “The role of age on carbon sequestration and strength development in blended cement mixes.” Cement and Concrete Composites, 133, 104644, 2022.
4. [5] S. Yehia, A. Abdelfatah, and D. Mansour, “Effect of aggregate type and specimen configuration on concrete compressive strength,” Crystals, vol. 10, no. 7, Art. no. 625, 2020, doi:10.3390/cryst10070625.
5. [6] E. Tuğrul Tunç, “Effect of aggregates with different physical properties on concrete strength for different water to cement ratio and different cement content,” Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi (AKÜ FEMÜBİD), vol. 20, pp. 487–497, 2020, doi:10.35414/akufemubid.668948. [7] Z. Algın, “Geri kazanılmış agrega ikamesinin kendiliğinden yerleşen betonların bazı sertleşmiş özelliklerine etkisi,” Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, vol. 5, no. 3, pp. 183–193, 2020, doi:10.46578/humder.815685.
6. [8] E. Tuğrul Tunç, “Strength and durability of superplasticizer concrete based on different component parameters: An experimental and statistical study,” Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 50, no. 2, pp. 1649–1664, 2025, doi:10.1007/s13369-024-08985-9.
7. [9] S. U. Khan, M. F. Nuruddin, T. Ayub, and N. Shafiq, “Effects of different mineral admixtures on the properties of fresh concrete,” The Scientific World Journal, vol. 2014, Art. ID 986567, 11 pp., 2014, doi:10.1155/2014/986567.
8. [10] J. Assunção, C. Brumaud, G. Habert, “A rheometric approach to investigate the effect of cellulose ether on crack mitigation in earth-based concrete.” Cement and Concrete Composites, 161, 106077, 2025.

9. [11] M. Canbaz and C. Ünüvar, “Lif ve çimento türünün SIFCON özelliklerine etkisi,” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 22, no. 6, pp. 400–404, 2016, doi:10.5505/pajes.2015.94547.
10. [12] İ. Şanal, “Beton basınç dayanım testlerinde küçük ebatlı küp beton numunelerin yaygın kullanımı için şekil-boyut etkisinin detaylı incelenmesi,” Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, vol. 20, no. 58, pp. 103–120, 2018, doi:10.21205/deufmd.2018205809.
11. [13] Türk Standardları Enstitüsü, TS 802: Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları, Ankara, Türkiye, 2016.
12. [14] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 197-1: Çimento – Bölüm 1: Genel Çimentolar – Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Ankara, Türkiye, 2012. [15] S. Karahan, “Agrega yassılığının beton üzerindeki etkileri,” M.S. thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çukurova Üniversitesi, Adana, Türkiye, 2013.
13. [16] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 12620: Beton için Agregalar, Ankara, Türkiye, 2013.
14. [17] M. Y. Çelik and A. Şahbaz, “Ilıca (Kütahya) bazaltının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi,” Politeknik Dergisi, vol. 20, no. 4, pp. 887–898, 2017, doi:10.2339/politeknik.369061. [18] E. Tuğrul Tunç, “Effects of basalt aggregates on concrete properties,” Qualitative Studies (NWSAQS), vol. 13, no. 2, pp. 68–79, 2018, doi:10.12739/NWSA.2018.13.2.E0043.
15. [19] I. Sharaky et al., “Strength and water absorption of sustainable concrete produced with recycled basaltic concrete aggregates and powder,” Sustainability, vol. 13, no. 11, Art. no. 6277, 2021, doi:10.3390/su13116277.
16. [20] Türk Standardları Enstitüsü, TS 706 EN 12620+A1: Beton Agregaları, Ankara, Türkiye, 2009.
17. [21] M. Ali, “Effect of water to cement ratio (w/c) and age on the ultrasonic and electrical non-destructive testing of plain and chemical admixtured concrete,” Egyptian Journal of Chemistry, vol. 62, no. 7, pp. 1343–1357, 2019, doi:10.21608/ejchem.2019.45234.
18. [22] K. Akyüz, A. Atlıhan, and C. Otuzbir, “Farklı su kaynaklarının beton performansına etkileri,” in Beton 2023 Kongresi Bildirileri, Türkiye Hazır Beton Birliği (THBB) Akademi, 2023.
19. [23] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 1008: Beton Karma Suyu – Numune Alma, Deneyler ve Beton Üretimi için Suyun Uygunluğunun Değerlendirilmesi, Ankara, Türkiye, 2003.
20. [24] T. Demir, B. Demirel, and A. Demirbilek, “Farklı su/bağlayıcı ve kimyasal katkı oranlarına sahip yüksek dayanımlı betonların işlenebilirlik ve dayanım özellikleri,” Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 34, no. 1, pp. 161–170, 2022, doi:10.35234/fumbd.990036.
21. [25] İ. B. Topçu and M. Kaval, “Hazır betonda silis dumanı kullanımının sertleşmiş beton özelliklerine etkisi,” Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 13, no. 2, pp. 36–52, 2000.
22. [26] İ. B. Topçu and M. Canbaz, “Uçucu kül kullanımının betondaki etkileri,” Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 14, no. 2, pp. 11–23, 2001. [27] E. Tuğrul Tunç, “Recycling of marble waste: A review based on strength of concrete containing marble waste,” Journal of Environmental Management, vol. 231, pp. 86–97, 2019, doi:10.1016/j.jenvman.2018.10.034.
23. [28] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 206:2013 Beton – Özellikler, Performans, Üretim ve Uyumluluk, Ankara, Türkiye.
24. [29] S. Türkel and B. Felekoğlu, “Aşırı dozda akışkanlaştırıcı kimyasal katkı kullanımının taze ve sertleşmiş betonun bazı özellikleri üzerine etkileri,” Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, vol. 6, no. 1, pp. 79–91, 2004.
25. [30] G. Kaplan and İ. Bekem, “Kimyasal katkılardaki hidroliz sürecinin taze ve sertleşmiş beton özellikleri üzerindeki etkisi,” Electronic Journal of Vocational Colleges (EJOVOC), vol. 5, no. 5, pp. 54–60, 2015.
26. [31] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 934-2: Katkı Maddeleri – Bölüm 2: Beton ve Harç Katkı Maddeleri – Özellikler, Performans ve Uygunluk Kriterleri, Ankara, Türkiye.
27. [32] Türk Standardları Enstitüsü, TS EN 12390-3: Beton – Sertleşmiş Betonun Basınç Dayanımı Deneyi – Bölüm 3: Deney Metodu, Ankara, Türkiye.