Skoria ile çakıl agregalı betonun strüktüel verimlilik açısından karşılaştırılması

Öz

Strüktürel verimlilik, literatürde, betonun ‘basınç dayanımı / yoğunluk oranı’ olarak tanımlanmıştır. Betonun hacimsel olarak %60-80’ini oluşturan agreganın, betonun strüktürel verimliliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu çalışmada, hafif skoria agregalı beton ile normal çakıl agregalı beton, hedef basınç dayanımının yüksek olduğu bir üretimde, strüktürel verimlilik açısından karşılaştırılmıştır.

Karşılaştırma için, bileşenlerinin hacimsel orantıları aynı olan skoria ve çakıl agregalı beton karışımları hazırlanmış, bu beton karışımları ile de test numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan test numunelerinin basınç dayanımı ve etüv kurusu yoğunluğu değerleri ise ilgili Türk standartlarındaki prosedürler izlenerek belirlenmiştir.

Bu çalışmada üretilen skoria agregalı betonun, çakıl agregalı betona göre, basınç dayanımının ortalama %27.61 daha yüksek, etüv kurusu yoğunluğunun ortalama %10.97 daha düşük, bunlara bağlı olarak da strüktürel verimliliğinin ortalama %35.45 daha yüksek olduğu belirlenmiştir.

Bu çalışmada sınanan hafif skoria agregası, normal çakıl agregası ile üretilene göre, basınç dayanımı çok daha yüksek olan beton üretilebilmesine imkân vermiştir. Hedef basınç dayanımının yüksek olduğu bir üretimde böyle bir sonucun alınması çok önemlidir. Zira fiziksel ve mekanik özelliklerinden dolayı hafif agregalar, hedef basınç dayanımının yüksek olduğu bir üretimde normal agregalara göre oldukça dezavantajlıdır. Skoria agregasının tane yoğunluğu, normal agregadan daha düşük olduğu için skoria agregası ile yoğunluğu da çakıl agregası ile üretilenden daha düşük olan beton üretilebilmiştir. Bu çalışmada elde edilen değerler, beton üretiminde, çakıl agregası yerine skoria agregası kullanılması durumunda, betonun strüktürel verimliliğinin önemli oranda yükseleceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• skoria,hafif agrega,hafif agregalı beton,basınç dayanımı,yoğunluk,strüktürel verimlilik

References

1. ACI 213R-03, (2003). Guide for structural lightweight-aggregate concrete, American Concrete Institute, Michigan.
2. ASTM C 330-00, (2000). Standard specification for lightweight aggregates for structural concrete, American Standards, Philadelphia.
3. BE96-3942/R17, (2000). Properties of LWAC made with natural lightweight aggregates, Eurolightcon, The European Union.
4. BE96-3942/R2, (1998). LWAC material properties, state-of-the-art, Eurolightcon, The European Union.
5. Gomes, T.J., (2015). Structural lightweight concrete produced with volcanic scoria from São Miguel Island, Instituto Superior Técnico.
6. Gönül,H., (2008). Bazalt skoriasının taşıyıcı yarı hafif beton üretiminde kullanımı, Doktora tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
7. Gündüz, L. ve Uğur, İ., (2005). The effects of different fine and coarse pumice aggregate / cement ratios on the structural concrete properties without using any admixtures, Cement and Concrete Research, 35, 1859-1864.
8. Hossain, K.M.A., (2006). Blended cement and lightweight concrete using scoria: mix design, strength, durability and heat insulation characteristics, International Journal of Physical Sciences, Vol.1, 1, 5-16.

9. Kılıç, A., Ati, C.D., Teymen, A., Karahan, O. ve Arı, K., (2009). The effects of scoria and pumice aggregates on the strengths and unit weights of lightweight concrete, Scientific Research and Essay, Vol.4, 10, 961-965.
10. Kılıç, A., Atiş, C.D., Yaşar, E. ve Özcan, F., (2003). High-strength lightweight concrete made with scoria aggregate containing mineral admixtures, Cement and Concrete Research, 33, 1595-1599.
11. Lau, I., Setunge, S. ve Gamage, N., (2014). Properties of concrete using scoria lightweight aggregate concrete, Proceedings, 23rd Australasian Conference on the Mechanics of Structures and Materials, 95-100, Lismore.
12. Mehta P.K. ve Monteiro, P.J.M., (2006). Concrete - microstructure, properties, and materials, The McGraw-Hill Companies, Inc., USA.
13. Monteiro, P.J.M., (2003). The structure and properties of civil engineering materials, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Berkeley.
14. Moufti, M.R., Sabtan, A.A., El-Mahdy, O.R. ve Shehata, W.M., (2000). Assessment of the industrial utilization of scoria materials in Central Harrat Rahat, Saudi Arabia, Engineering Geology, 57, 155-162.
15. SamsonDuna, A.A., (2017). Utilization of scoria as aggregate in lightweight concrete, International Journal of Engineering Research, Volume No.6, Issue No.1, 34-37.
16. TS 1114 EN 13055-1, (2004). Hafif agregalar - Bölüm 1: Beton, harç ve şerbette kullanım için, Türk Standartları, Ankara.
17. TS 3530 EN 933-1, (1999). Agregaların geometrik özellikleri için deneyler - Bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini - Eleme metodu, Türk Standartları, Ankara.
18. TS 3814 EN 933-4, (2001). Agregaların geometrik özellikleri için deneyler - Bölüm 1: Tane şeklinin tayini - Şekil indisi, Türk Standartları, Ankara.
19. TS 706 EN 12620, (2003). Beton agregaları, Türk Standartları, Ankara.
20. TS EN 1097-3, (1999). Agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri için deneyler - Bölüm 3: Gevşek yığın yoğunluğunun ve boşluk hacminin tayini, Türk Standartları, Ankara.
21. TS EN 1097-5, (2001). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler - Bölüm 5: Hava dolaşımlı etüvde kurutma ile su muhtevasının tayini, Türk Standartları, Ankara.
22. TS EN 1097-6, (2002). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler - Bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları, Ankara.
23. TS EN 12390-1, (2002). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 1: Deney numunesi ve kalıplarının şekil, boyut ve diğer özellikleri, Türk Standartları, Ankara.
24. TS EN 12390-2, (2002). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 2: Dayanım deneylerinde kullanılacak deney numunelerinin yapımı ve küre tabi tutulması, Türk Standartları, Ankara.
25. TS EN 12390-3, (2003). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları, Ankara.
26. TS EN 12390-4, (2002). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 4: Basınç dayanımı - Deney makinelerinin özellikleri, Türk Standartları, Ankara.
27. TS EN 12390-7, (2002). Beton – Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 7: Sertleşmiş betonun yoğunluğunun tayini, Türk Standartları, Ankara.
28. TS EN 197-1, (2002). Genel çimentolar - Bölüm 1: Genel çimentolar - Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları, Ankara.
29. TS EN 206-1, (2002). Beton - Bölüm 1: Özellik, performans, imalat ve uygunluk, Türk Standartları, Ankara.
30. TS EN 932-1, (1997). Agregaların genel özellikleri için deneyler - Kısım 1: Numune alma metotları, Türk Standartları, Ankara.
31. TS EN 932-2, (1999). Agregaların genel özellikleri için deneyler - Bölüm 2: Laboratuar numunelerin azaltılması metodu, Türk Standartları, Ankara.
32. TS EN 933-2, (1996). Agregaların geometrik özellikleri için deneyler - Kısım 2: Tane boyutu dağılımı tayini - Deney elekleri, elek göz açıklıklarının anma büyüklükleri, Türk Standartları, Ankara.
33. Varga, I.D.L., vd., (2012). Application of internal curing for mixtures containing high volumes of fly ash, Cement and Concrete Composites, 34, 1001-1008.
34. Yaşar, E., Atiş, C.D., Kılıç, A. ve Gülsen, H., (2003). Strength properties of lightweight concrete made with basaltic pumice and fly ash, Materials Letters, 57, 2267-2270.