MATERIAL AND CONCRETE AGGREGATE PROPERTIES OF MESOZOIC LIMESTONES OF İZMİR-ANKARA ZONE OUTCROPPING AROUND BALIKESIR PROVENCE

Abstract

In this study; material and aggregate properties of Middle Triassic-Cretaceous limestones between Balıkesir and Manisa from Izmir-Ankara Suture Zone (IASZ), and their suitability for concrete production were investigated. The limestones in the region are low porosity, moderately strength limestones and normal density aggregates can be obtained from those. When these aggregates are mixed at the ratio of 0.58 water / cement, the target concrete class strength has been reached at an early age. When the Middle Triassic - Cretaceous limestones of IAZ in the non-reactive region in terms of alkali silica reaction are used in concrete production, it is possible to obtain concrete with a compressive strength of 40 MPa (normal strength).

Keywords

• Limestone
• Aggregate
• Concrete
• Alkali Silica Reaction
• Izmir-Ankara Zone

BALIKESİR CİVARINDA YÜZEYLEYEN İZMİR- ANKARA ZONU MESOZOYİK KİREÇTAŞLARININ MALZEME VE BETON AGREGASI ÖZELLİKLERİ

Abstract

Bu çalışmada; İzmir - Ankara Zonu’nun (İAZ), Balıkesir ve Manisa illeri arasında yüzeyleyen Orta Triyas - Kretase yaşlı kireçtaşlarının malzeme özellikleri, agrega özellikleri ve bu agregaların beton üretimine uygunluğu araştırılmıştır. Bölgedeki kireçtaşları düşük poroziteli orta derecede dayanımlı kireçtaşlarıdır ve bu kireçtaşlarından normal yoğunlukta agregalar elde edilebilir. Bu agregalar 0,58 su/çimento oranında karıştırıldığında hedeflenen beton sınıfı dayanımına erken yaşlarda ulaşılmıştır. Alkali silika reaksiyonu yönünden de reaktif olmayan bölgedeki İAZ’nin Orta Triyas - Kretase yaşlı kireçtaşları beton yapımında kullanıldığında (28 günlük), 40 MPa basınç dayanımına sahip (normal dayanımlı) betonlar elde etmek mümkündür.

Keywords

• Kireçtaşı
• Agrega
• Beton
• Alkali Silika Reaksiyonu
• İzmir-Ankara Zonu

References

1. Akman, S. M., 1984. Beton Agregaları. Beton Semineri, D.S.İ. Yayın No: 16 15-28 Ankara.
2. Alptuna, G., 2009. Dolomit kökenli agregaların alkalikarbonat reaktivitesinin araştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, Yüksek Lisans Tezi, 194 s (yayımlanmamış).
3. ASTM C 142, 2017. Standard Test Method for Clay Lumps and Friable Particles in Aggregates, American Society for Testing and Materials.
4. Baradan, B., 2004. Yapı Malzemesi II. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Yayın No. 207.
5. Bell, F. G., 2006. Mühendislik Jeolojisi ve İnşaat (Çeviren K. Kayabalı, Engineering Geology and Construction, 2004). Ankara, Sistem Ofset.
6. Binal, A., 2004. Pesimum reaktif agrega içeriğinin alkali-silika reaksiyonuna etkisinin deneysel yöntemlerle araştırılması. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi, 17 (2), 119-128.
7. CAN/CSA-A23.2-25A-14, 2014. Test Method for Detection of Alkali-Silica Reactive Aggregate by Accelerated Expansion of Mortar Bars, Canadian Standards Association.
8. Carlos, A., Masumu, I., Hiroaki, M., Maki, M., Takahisa, O., 2010. The effects of limestone aggregate on concrete properties. Construction and Building Materials, 24, 2363-2368.

9. Deere, D. U., and Miller, R. P. 1966. Classification and index properties of intact rock. Technical Report AFWL-TR-65-116, AF Speical Weapons Center, Kirtland Air Force Base, New Mexico.
10. Elçi, H., Türk, N., ve İşintek, İ. (2014). İzmir Karaburun Yarımadasındaki Farklı Kireçtaşlarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilmesi, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 38(2).
11. Erdoğan, B. (1990). İzmir-Ankara Zonu İle Karaburun Kuşağının Tektonik İlişkisi, MTA Dergisi, 110,1-15.
12. French, W. J., 1991. Concrete Petrography: a review. Quarterly Journal Engineering Geology, 24, 17-48
13. Folk, R. L., 1959. Practical petrographic classification of limestones. American Association Petroleum Geologist, 43, 1-38.
14. Hasdemir, S., Tuğrul, A., Yılmaz M., 2012. Evaluation of alkali reactivity of natural sands. Construction and Building Materials. 29, 378-385.
15. Okay, A. I., Tüysüz, O., 1999. Tethyan Sutures of northern Turkey. In: Durand B., Jolivet L., Horvath, F. & Seranne M. (eds). Mediterranean Basins: Tertiary Extension within the Alpine Orogen. Geological Society of London, Special Publication (156), 475–515
16. Katayama, T., 2004. How to Identify Carbonate Rock Reactions in Concrete. Materials Characterization, 53, 85-104.
17. Lorenzi, G., Jensen, J., Wigum, B. 2001. Petrographic Atlas of The Potentially Alkali-Reactive Rocks in Europe. Geological Survey of Belgium, 2006/01 - 302, 64p.
18. McNally, G.H., 1998. Soil and Rock Construction Materials. E & FN Spon, London, 403 p.
19. NBG, 1985. Engineering Geology and Rock Engineering. Norwegian Group of Rock Mechanics, Fornebu, Norway, 249 p.
20. Qian, G., Deng, M., Thang, M., 2001. Expansion of Siliceous and Dolomitic Aggregates Lithium Hydroxide Solution, Cement and Concrete Research, 32, 763-768.
21. Qian, G., Deng, M., Lan, X., Xu, Z., Tang, M., 2002. Alkali Carbonate Reaction Expansion of Dolomitic Limestone Aggregates With Porphyrotopic Texture. Engineering Geology, 63, 17-29.
22. RILEM TC 191-ARP., 2005. Alkali-reactivity and prevention - Assessment, specification and diagnosis of alkali-reactivity AAR-5: Rapid preliminary screening test for carbonate aggregates. Material and Structures, 38, 787-792.
23. Smith, M. R., Collis, L., 2001. Aggregates: Sand, Gravel and Crushed Rock Aggregates for Construction Purposes. Geological Society, London, UK, Engineering Geology, Special Publication, 17.
24. TS 699. (Mart 2009). Tabii Yapı Taşları – Muayene ve Deney Metotları. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
25. TS 802, 2016. Beton karışım tasarımı hesap esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
26. TS EN 197-1/A3. (Şubat 2010) Çimento – bölüm 1: Genel Çimentolar- Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
27. TS EN 1926. (Temmuz 2007). Doğal Taşlar – Deney Metotları – Basınç Dayanımı Tayini. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
28. TS EN 1936. (Ocak 2010). Doğal taşlar - Deney metotları – Gerçek yoğunluk, Görünür Yoğunluk, Toplam ve Açık Gözeneklilik Tayini. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
29. TS EN 13755. (Nisan 2009). Doğal Taşlar - Deney Metotları - Atmosfer basıncında su emme tayini. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
30. TS 10088 EN 932-3 A1, 2006. Agregaların genel özellikleri için deneyler-Kısım 3: Basitleştirilmiş petrografik tanımlama için işlem ve terminoloji, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
31. TS EN 932-1, 1997. Agregaların genel özellikleri için deneyler-Kısım 1 numune alma metotları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
32. TS EN 932-2, 1999. Agregaların genel özellikleri için deneyler-Bölüm 2: Laboratuvar numunelerin azaltılması metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
33. TS 706 EN 12620+A1, 2009. Beton Agregaları Deneyleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
34. TS EN 1097-3, 1999. Agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri için deneyler-Bölüm 3:Gevşek yığın yoğunluğunun ve boşluk hacminin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
35. TS EN 933-4, 2009. Agregaların geometrik özellikleri için deneyler-Bölüm 4: Tane şeklinin tayini-Şekil endeksi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
36. TS EN 1097-2, 2010. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-Bölüm 2: Parçalanma direncinin tayini için metotlar, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
37. TS EN 12350-2, 2019a. Beton - Taze beton deneyleri-Bölüm 2: Çökme (slump) deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
38. TS EN 12350-6, 2019b. Beton-Taze beton deneyleri-Bölüm 6: Yoğunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
39. TS EN 12390-3, 2019c. Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
40. TS EN 12390-2, 2019d. Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 2: Dayanım deneylerinde kullanılacak deney numunelerinin hazırlanması ve küre tabi tutulması. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
41. TS EN 1097-1, 2011. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler- Bölüm 1: Aşınmaya karşı direncin tayini (Mikro-Deval), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
42. TS EN 1367-2, 2011. Agregaların termal ve bozunma özellikleri için deneyler-Bölüm 2: Magnezyum sülfat deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
43. TS EN 933-3, 2012. Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler-Bölüm 3: Tane Şekli Tayini - Yassılık Endeksi. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
44. TS EN 1097-6, 2013. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-Bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
45. TS EN 1744-1+A1, 2013. Agregaların kimyasal özellikleri için deneyler-Bölüm 1: Kimyasal analiz, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
46. TS EN 933-8. 2001. Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 8: İnce Tanelerin Tayini –Kum Eşdeğeri Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
47. TS EN 933-9+A1, 2014. Agregaların geometrik özellikleri için deneyler-Bölüm 9: İnce malzeme tayini-Metilen mavisi deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
48. West, G., 1996. Alkali–aggregate reaction in concrete roads and bridges. Thomas Telford, London 163 p.
49. Zarif, İ. H., Tuğrul, A., Dursun, G., 2003. İstanbul’daki kireçtaşlarının agrega kalitesi yönünden değerlendirilmesi. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Yerbilimleri Dergisi, 16, 61-70.