A Case Study on Temperature Rise and Strength Development in Ground Granulated Blast Furnace Slag Mass Concretes

Öz

In this study, the temperature rise and strength development in 94000 m3 volume and up to 2-3 m deep reinforced concrete foundations of some high-rise buildings were investigated. In the preliminary study, the temperature rise was recorded in the core and surface of 1.5-2 m cubic mock-up blocks. The rate of strength development in slag concrete within first 7 days was found to be lower than that of the control mix containing a portland komposite cement. However, beyond 7 days there was a considerable increase in the rate of strength development so that equivalent strength was obtained at 28 days. The negligible difference between the temperatures recorded in the mock-up and field concrete was attributed to the concrete placement temperature and ambient temperature. The temperature in core concrete reached its maximum value (55 to 64°C) within 42 to 60 hours, prolonging with the increase in placement temperature of concrete.

Anahtar Kelimeler

• Mass Concrete
• Blast Furnace Slag
• Temperature Rise
• Strength Development

Öğütülmüş Taneli Yüksek Fırın Cüruflu Kütle Betonlarında Sıcaklık Artışı ve Dayanım Gelişmesi Üzerine Bir Vaka Araştırması

Öz

Bu araştırmada bazı çok katlı yapıların, 94000 m3 hacme ve 2-3 m’ye varan derinliğe sahip temellerinde kullanılan cüruflu betonlarda adyabatik sıcaklık artışı ve basınç dayanımı gelişmesi incelenmiştir. Ön araştırma kapsamında, betondaki hidratasyon ısısının yol açtığı sıcaklık artışı, 1.5-2 m ayrıtlı küp bloklarda, bloğun çekirdeği ve yüzeyinde kaydedilmiştir. Portland kompoze çimentosu içeren betona kıyasla, cüruflu betonda dayanım gelişmesinin özellikle ilk 7 günde düşük olduğu, ancak bu yaştan sonra kayda değer mertebede arttığı, 28 günde kontrol karışımı dayanımına eşitlendiği tespit edilmiştir. Ön çalışmada ve temel betonlarında kaydedilen sıcaklıkların arasındaki ihmal edilecek farkın, betonun yerleştirme sıcaklığı ve ortam sıcaklığından kaynaklandığı kanısına varılmıştır. Betondaki sıcaklığın dökümden 42 ile 60 saat sonra, 55 ile 64°C arasında değişen pik noktasına ulaştığı, pik sıcaklığın bağlayıcı içeriğinden ziyade betonun yerleştirme sıcaklığından etkilendiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kütle Betonu
• Yüksek Fırın Cürufu
• Sıcaklık Artışı
• Dayanım Gelişimi

Teşekkür

Ege Üniversitesi Ar-Ge projeleri kapsamında yapılan çalışmaya katkılarından dolayı, Pekintaş Yapı–Burakcan İnşaat Ortaklığı (İzmir Allsancak Projesi), Teknik Yapı–Halk GYO Ortaklığı (İzmir Evora Projesi) ve Güçsan Yapı (İzmir Güçsan Projesi) yetkililerine teşekkür edilmektedir.

Kaynakça

1. [1] T. Erdoğan, “Beton”, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim (1. Baskı), 2003.
2. [2] G. Moir, “Cements-Advanced Concrete Technology”, Elsevier Butterworth Heinemann, 2003.
3. [3] Kütle Betonu Tasarımı, TS 13815, 2018.
4. [4] P.K. Mehta, P.J.M Monteiro, “Concrete: microstructure, properties, and materials”, McGraw Hill (3rd edition), 2006.
5. [5] W.H. Price, “Temperature-rise in mass concrete”, Concrete International, vol. 4, no. 10, 1982.
6. [6] P.B. Bamforth, “In situ measurement of the effect of partial portland cement replacement using either fly ash or ground granulated blast furnace slag on the performance of mass concrete”, Proceedings of lnstitute of Civil Engineers, vol. 69, pp. 777-800, 1980.
7. [7] M. Tokyay, K. Erdoğdu, “Cüruflar ve cüruflu çimentolar”, TÇMB AR-GE, Y 97.2 raporu, s. 48, 2011.
8. [8] K. Ramyar, “Effects of Turkish fly ashes on portland cement-fly ash systems”, Ph.D. Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 1993.

9. [9] M. Tokyay, “Cement and concrete mineral admixtures”, CRC Press, 2016.
10. [10] H. Moon, S. Ramanathan, P. Suraneni, C.S. Shon, C.J. Lee, C.W. Chung, 2018. “Revisiting the effect of slag in reducing heat of hydration in concrete in comparison to other supplementary cementitious materials”, Materials (Basel), vol. 11, no. 10, 1847.
11. [11] K. Ramyar, A.A. Üte, 2012. “Controlling temperature rise in mass concrete foundation of folkart towers”, Cement and Concrete World, vol. 17, no. 100, pp. 83-97.
12. [12] Çimento - Bölüm 1: Genel Çimentolar - Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, TS EN 197-1, 2012.
13. [13] Öğütülmüş Yüksek Fırın Cürufu - Beton, Harç ve Şerbette Kullanım İçin - Bölüm 1: Tarifler, Özelikler ve Uygunluk Kriterleri, TS EN 15167-1, 2006.
14. [14] Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları, TS 802, 2016.
15. [15] Beton - Sertleşmiş Beton Deneyleri - Bölüm 3: Deney Numunelerinin Basınç Dayanımının Tayini, TS EN 12390-3, 2019.
16. [16] H.M. Woo, C.Y. Kim, H.H. Yean, 2017. “Heat of hydration and mechanical properties of mass concrete with high-volume GGBFS replacements”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 132, no. 3, pp. 599-609.