Atık Tuğla Tozunun Mineral Katkı Olarak Kullanımının Kendiliğinden Yerleşen Betonun Taze Hal, Mekanik ve Durabilite Özelliklerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, atık tuğla tozunun mineral katkı olarak kullanımının kendiliğinden yerleşen beton (KYB) özelliklerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, atık tuğla tozunun mineral katkı olarak performansının karşılaştırılması amacıyla uçucu kül katkılı KYB karışımları da üretilmiş ve bu betonların performansı ile kıyaslanmıştır. Bu amaçla, mineral katkı içermeyen kontrol karışımına ek olarak, çimentonun ağırlıkça %15, %30 ve %45`i oranında atık tuğla tozu ikamesi ile oluşturulan KYB karışımları ve yine çimentonun ağırlıkça %15, %30 ve %45`i oranında uçucu kül ikamesi ile üretilen KYB karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar üzerinde, taze betonda çökme-yayılma deneyi, V hunisi deneyi, L kutusu deneyi ve sertleşmiş betonda ise 7, 28 ve 90 günlük basınç dayanımı tayini deneyi, 90 günlük eğilme dayanımı tayini deneyi, ultrases geçiş hızı deneyi, kapiler yolla su emme deneyi, permeabilite deneyi, hızlı klorür iyonu geçirimlilik deneyi, donma-çözülme ve yüksek sıcaklık direnci deneyi gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, atık tuğla tozunun KYB karışımlarının işlenebilirliğini azalttığı belirlenmiştir. Çimento yerine %15 atık tuğla tozu ikame edilerek oluşturulan KYB karışımının ileri yaştaki basınç dayanımı kontrol karışımına en yakın değere sahip karışım olmuştur. Atık tuğla tozu içeren karışımların su geçirimlilik özelliklerinin kontrol ve uçucu kül içeren karışımlardan daha zayıf olduğu sonucuna varılmıştır. Klorür iyonu geçirimliliği ve donma-çözülme ve yüksek sıcaklık direnci deneylerinde ise atık tuğla tozu içeren karışımların performansının kontrol karışımına göre daha iyi olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Kendiliğinden yerleşen beton,Atık tuğla tozu,Uçucu kül,Mekanik özellik,Geçirimlilik,Durabilite

Effect of Use of Waste Clay Brick Powder as Mineral Admixture on Fresh, Mechanical and Durability Properties of Self-Consolidating Concrete

Abstract

In this study, the effect of use of waste brick powder as a mineral admixture on self-consolidating concrete (SCC) properties was investigated. In addition, in order to compare the performance of the waste brick powder as a mineral admixture, SCC mixtures incorporating fly ash were produced and the performance of such concretes was compared. For this purpose, control SCC mixture and SCC mixtures formed by the substitution of waste brick powder at 15%, 30% and 45% by weight of the cement, and the fly ash substitution at 15%, 30% and 45% by weight of the cement were prepared. Slump flow test, V-funnel flow time test, L-box passing ratio test, compressive strength test at 7, 28 and 90-days, flexural strength test at 90-day, ultrasound pulse velocity test, sorptivity test, permeability test, rapid chloride ion permeability test, freeze-thaw resistance test and high temperature resistance test were performed on the SCC mixtures. It was determined that waste brick powder reduced the workability of the SCC mixtures. The compressive strength of the SCC mixture having 15% waste brick powder replaced with cement was the closest to the control mixture. It has been concluded that the water permeability properties of SCC mixtures containing waste brick powder were weaker than those of the SCC control and fly ash blended mixtures. Regarding the chloride ion permeability, freeze-thaw resistance and high temperature resistance tests, the performance of SCC mixtures with waste brick powder was found to be better than the control mixture.

Keywords

• Self-consolidating concrete,Waste clay brick powder,Fly ash,Mechanical properties,Permeability,Durability

References

1. [1] Okamura, H. 1997. Self-compacting high-performance concrete. Concrete International, 19(7), 50-54.
2. [2] Domone, P. L. J. 2007. A review of the hardened mechanical properties of self-compacting concrete. Cement and Concrete Composites, 29(1), 1-12.
3. [3] Şahmaran, M., Christianto, H. A., Yaman, İ. Ö. 2006. The effect of chemical admixtures and mineral additives on the properties of self-compacting mortars. Cement and Concrete Composites, 28(5), 432- 440.
4. [4] Yamada, K., Takahashi, T., Hanehara, S., Matsuhisa, M. 2000. Effects of the chemical structure on the properties of polycarboxylate-type superplasticizer. Cement and Concrete Research, 30(2), 197-207.
5. [5] Domone, P. L. J. 2006. Self-compacting concrete: an analysis of 11 years of case studies. Cement and Concrete Composites, 28(2), 197-208.
6. [6] Uysal, M., Yılmaz, K. 2011. Effect of mineral admixtures on properties of self-compacting concrete. Cement and Concrete Composites, 33(7), 771-776.
7. [7] Le, T. H., Müller, M., Siewert, K., Ludwig, H. M. 2015. The mix design for self-compacting high performance concrete containing various mineral admixtures. Materials & Design, 72, 51-62.
8. [8] Rizwan, S. A., Bier, T.A. 2009. Self-compacting ortars using various secondary raw materials. ACI Materials Journal, 106, 1, 25–32.

9. [9] Wong, C.L., Mo, K.H., Yap, S.P., Alengaram, U.J., Ling, T.C., 2018. Potential use of brick waste as alternate concrete-making materials: A review. Journal of cleaner production, 195, 226-239.
10. [10] Heikal, M., Zohdy, K. M., Abdelkreem, M. 2013. Mechanical, microstructure and rheological characteristics of high performance self-compacting cement pastes and concrete containing ground clay bricks. Construction and Building Materials, 38, 101-109.
11. [11] European SCC Guidelines. 2005. Specifications and Guidelines for Self-Compacting Concrete. EFNARC, Association House, 99 West Street, Farnham, UK.
12. [12] TS EN 12390-3. 2010. Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
13. [13] ASTM C597. 2016. Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete. ASTM International, West Conshohocken, USA.
14. [14] ASTM C1585. 2013. Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes. ASTM International, West Conshohocken (USA).
15. [15] TS EN 12390-8. 2002. Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 8: Basınç altında su işleme derinliğinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
16. [16] ASTM C1202. 2012. Standard test method for electrical indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration. Annual Book of ASTM Standard, USA.
17. [17] ASTM C666. 1998. Standard test method for resistance of concrete to rapid freezing and thawing. Annual Book of ASTM Standard, USA.
18. [18] Bartos, P. J. M. 2005. Testing – SCC: Towards New European Standards For Fresh SCC. First International Symposium on Design, Performance and Use of Self Consolidating Concrete, Changsha, Hunan, China.
19. [19] Mehta, P. K., Monteiro, P. J. M. 2006. Concrete: Microstructure, Properties, and Materials. New York, U.S.A, The McGraw-Hill Companies.
20. [20] Naceri, A., Hamina, M.C., 2009. Use of waste brick as a partial replacement of cement in mortar. Waste management, 29(8), 2378-2384.
21. [21] Lin, K. L., Chiou, C. S., Chen, B. Y., Cheng, A. 2010. Waste brick's potential for use as a pozzolan in blended portland cement. Waste Management Research, 28(7), 647-652.
22. [22] Mindess, S., Young, J.F., Darwin, D. 2003. Concrete. Second Edition, Prentice Hall, 644p.
23. [23] Zhang, M.H., Bilodeau, A., Malhotra, V.M., Kim, K.S. and Kim, J.C., 1999. Concrete incorporating supplementary cementing materials: effect of curing on compressive strength and resistance to chloride-ion penetration. Materials Journal, 96(2), 181-189.
24. [24] Tuyan, M. 2017. Doğal ve atık malzemelerle geopolimer harç ve beton geliştirilmesi. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 291s, İzmir.