H2SO4 ETKİSİNE MARUZ RİJİT YOL KAPLAMALARININ BAZI MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada, asit yağmurları olarak da bilinen sülfüroz asit (HSO), sülfürik asit (H₂SO₄) ve nitrik asit (HNO₃) gibi maddelerin rijit yol kaplamalarına etkisi incelenmiştir. Karayollarında, trafik yükleri ile birlikte çevresel etkilere en çok maruz kalan tabaka aşınma tabakasıdır. Bu nedenle asit yağmurlarının özellikle bu tabaka üzerindeki etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla öncelikle rijit yol kaplamalarında bağlayıcı olarak kullanılan “çimento, pomza ve zeolit” gibi maddelerin fiziksel, kimyasal ve mekanik analizleri yapılmıştır. Bu bağlayıcılar kullanılarak dört tip yüksek dayanımlı beton “YDB” üretilmiştir. Yüksek dayanımlı beton, çimentoya “%0 Pomza+%15 Zeolit (0P15Z), “%5 Pomza+%10 Zeolit (5P10Z), “%10 Pomza+%5 Zeolit (10P5Z) ve “%15 Pomza+%0 Zeolit (15P0Z) ikame edilerek dört tip üretilmiştir. Üretilen YDB’lar üzerinde taze beton deneyleri, H₂SO₄ çevresel etkisi altında basınç dayanımı deneyi ve aşınma direnci deneyleri yapılmıştır. Sonuçta üretilen YDB’ larda referans süreler ve referans kür ortamında bir deformasyon görülmemiştir. H₂SO₄ çevresel etkisine maruz bırakılan beton türlerinin tamamının yüzeyinde kalsiyum tuzu reaksiyon ürünü oluştuğu belirlenmiştir. Aşınma dayanımı değerlerinin ise ASTM C944-99’de öngörülen değerlerin altında kaldığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Rijit yol kaplaması, Yüksek dayanımlı beton, Pomza, Zeolit,

THE INVESTIGATION OF SOME ENGINEERING PROPERTIES ON H2SO4 EFFECT EXPOSED TO RIGID PAVEMENT COATINGS

Abstract

In this study, the effect of sülfüroz acid (HSO), sulphuric acid (HSO ) and nitric acid (HNO) which are known acid rain to rigid pavement were investigated. Abrasion layer is the most exposed to the environmental impact with traffic loads on the highways. Therefore, especially the impact of acid rain on this layer was studied to determine. For this purpose, primarily physical, chemical and mechanical analysis of cement, pumice and zeolite used as binders in rigid pavement were done. Four type high-strength concrete “HSC” were produced by using these binders. Four types of HSC were produced by substituting to cement the "0% pumice + 15% Zeolite (0P15Z)," 5% pumice + 10% Zeolite (5P10Z), "10% pumice + 5% zeolite (10P5Z) and" 15% pumice +% 0 Zeolite (15P0Z). Fresh concrete experiments, compressive strength under the influence of HSO and abrasion resistance experiments were done on the produced HSC. As a result, there was not any visible deformation on the HSC in the reference times and reference curing environment. Calcium salts reaction product on the surface of the entire concrete type under the influence of HSO environmental effect was determined. The abrasion resistance values have remained under the predicted values of ASTM C944-99.

Keywords

• Rigid pavement, High-strength concrete, Pumice, Zeolite, HSO effect.

References

1. Tolğay, A., Yaşar, E., Erdoğan, Y., (2004). Nevşehir Pomzasınm Agrega Olarak Betonda Kullanılabilirliğinin Araştırılması, 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İ zmir.
2. Sarı, D., Paşamehmetoğlu, A. G., (2005). The Effects of Gradation and Admixture on the Pumice Ligtweight Aggregate Concrete, Cement and Conrete Research, 35(5), 9369
3. Yazıcıoğlu, S., Demirel, B., (2006). Puzolanik Katkı Maddesi Olarak Kullanılan Elazığ Yöresi Pomzasının İlerleyen Kür Yaşlarında Betonun Basınç Dayanımına Etkisi, Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi , 18(3), 367-374.
4. Şimşek, O., Aruntaş H.Y., Eroltekın V., (1999). Uçucu Külün Hafif Beton Yapı Elemanı Üretiminde Kullanımı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi, Teknoloji, 2(3-4), 15-23.
5. Ekici, B.B., Demirel, B., (2008). Determination Of The Effects Of Grounded Pumice On Compressive Strenght Of Concrete With Artificial Neural Networks, E-Journal Of New World Sciences Academy , 3(1), 169-175.
6. Uysal, H., Demirboga, R., Sahin, R., ve Gül, R., (2004). The Effects of Different Cement Dosages, Slumps and Pumice Aggregate Ratios on the Thermal Conductivity and Densities of Concrete, Cement and Concrete Research, 34(5), 845-848.
7. Ceylan, H., Saraç, M. S., (2006). Farklı Pomza Agrega Türlerinden Elde Edilen Hafif Betonun Sıcaklık Etkisindeki Bazı Özellikleri Üzerine Bir Araştırma, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 10(3), 413-421.
8. Kılıç, A., Atıs, C. D., Yaşar, E. And Özcan, F., (2004). High-Strength Lightweight Concrete Made with Scoria Aggregate Containing Mineral Admixtures, Cement and Concrete Research , 33(10), 1595-1599.

9. Cavalari, L., Miraglia, N. and Papia, M., (2003). Pumice concrete for structural wall panels, Engineering Structures, 25(1), 115-125.
10. Yılmaz, K., Canpolat, F., Arman, H., (2004). Taban Külü Ve Doğal Zeolitin Puzolanik Çimentoda Katkı Olarak Kullanımı, Beton 2004 Kongresi, İstanbul, 10-12.
11. Şişman, C. B., Kocaman, İ., Gezer, E., (2008). Doğal Zeolitten Üretilecek Hafif Betonun Tarımsal Yapılarda Kullanılabilirliği Üzerine Bir Araştırma, Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi , 5(2), 20-25.
12. Kosmatka S.H. and W.C.Panarese, (1992). Desing and Control of Concrete Mixture. Portland Cement Association Publication , Illinois, USA. 358.
13. Topçu İ.B., (2006). Beton, İnşaat Müh. Odası Eskişehir Odası Yayınları, Uğur Ofset A.Ş. Eskişehir , 183-185.
14. Ünal O., Uygunoğlu, T., (2007). Diyatomitin Hafif Beton Üretiminde Kullanılması, İMO Teknik Dergisi , 1, 4025-4034
15. Okucu, A., (1998). Bigadiç Ve Turnatepe (Balıkesir) Yörelerindeki Zeolitik Ve Perlitik Tüflerin Puzolanik Özellikleri , Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 30-60.
16. Yıldırım, F. S., (2007). Puzolanik Zeolitin Çimentoda Katkı Uygunluğunun Araştırılması , Y. Lisans tezi, Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay, 45-75.
17. Gürkan, A., (2006). Pomza ve Zeolitin Alkali Silika Reaksiyonu Üzerine Etkisi, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir 100-115.
18. Naiqian, F., Hongwei, J. ve Enyi, C., (1998). Study on the suppresion effect of natural zeolite on expansion of concrete due to alkali-aggregate reaction, Magazine of Concrete Research , 50(1), 17-24
19. Uzal B., (2007). Properties And Hydration Of Cementitious Systems Containing Low, Moderate And High Amounts Of Natural Zeolites , Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 40-45.
20. Feng, N.Q., Li, Z., G., Zang, X. W., (1990). High–strength and Flowing Concrete with a Zeolite Mineral Admixture, Cement and Aggregates, ASTM, 12: 61–69.
21. Albayrak, M., Yörükoğlu, A., Karahan, S., Atlıhan,S., Aruntaş, H. Y., and Girgin, İ., (2007). Influence of zeolite additive on properties of autoclaved aerated concrete, Building and Environment , 42(9), 3161-3165.
22. Hassan, K. E., Cabrera J. G., and Maliehe R. S., (2000). The effect of mineral admixtures on the properties of high performance concrete, Cement and Concrete Composites , 22: 267-271.
23. E,G. Nawy, P.E., (2001). General performance characteristics, Fundamentals of High Performance Concrete 2 nd ed. , John Wiley & Sons, Inc., Canada, 2-10.
24. Sugama, T., et.al., (2002). Calcium aluminate cements in fly ash/calcium aluminate blend phosphate cement systems: Their role in inhibiting carbonation and acid corrosion at a low hydrothermal temperature of 90 ◦ C, J. Mater. Sci., 37, 3163-3173.
25. Pavlik, V., (1996). Corrossion of hardend cement paste by acetic and nitric acids part III. Infuluence of water cement ratio, Cement and Concrete Research, 26(3), 475-490. TS EN 12350-2, (2002). Beton- Taze Beton Deneyleri- Bölüm 2: Çökme (Slamp) Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-9.
26. ASTM C944-99, (1999). Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating-Cutter Method, American Society For Testing And Materials , USA, 1-10.
27. TS EN 12390-3, (2002). Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Deney Numunelerinde Basınç Dayanımının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2-10
28. ASTM C 618, (2002). Standart Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete, Annual Book of ASTM Standards , Pennsylvania 1-10.
29. Dmomenichini, L and Kawano, H. (2004). Yoğun Trafiğe Maruz Yollar İçin Beton Kaplama. 9. Uluslar arası Beton Yollar Sempozyumu, (04-07 Nisan 2004) Bildirileri, İ .Ö. Yaman (Editör), İstanbul, 37-81.