Mikro Silika Dolgulu Yüksek Dayanımlı Betonun Mekanik Özelliklerine Ön Isıtmanın Etkisi

Öz

Silis dumanı içeren betonun erken yaş sıcaklığı, silis dumanı yüzeyinin hızlı reaksiyon gösterme ve mukavemeti artırma eğilimi nedeniyle çok önemlidir. Kür metodu geçirimliliği, dayanımı ve durabiliteyi doğrudan etkiler. Bu çalışmada farklı oranlarda silis dumanı içeren betonların basınç dayanımı, eğilmede çekme dayanımı ve yarmada çekme dayanımı 2 kür metodunda araştırılmıştır. Basınç dayanımı için 15 × 15 × 15 cm küp numuneler, çekme deneyi için 10 × 20 cm silindir numuneler ve eğilme dayanımı için 7 × 7 × 28 cm kiriş numuneler olmak üzere 3 farklı kalıp kullanılmıştır. Silis dumanı ağırlıkça çimento yerine mineral katkı olarak %8, %10, %12 oranlarında kullanılmıştır. Deney için 2 grup hazırlanmış olup birinci grup 4 hafta su küründe iken ikinci grup ise 1 gün boyunca 75℃’de ön ısıtma etkisinde ve sonrasInda 4 hafta su küründe tutulmuştur. Slump testi kullanılarak taze beton özellikleri araştırıldığında en yüksek slump değerinin ve basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı ve eğilmede çekme dayanımında da en iyi sonuçların %10 silis dumanı içeren numunelerde olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Ön Isıtma
• Silis Dumanı
• Yüksek Dayanımlı Beton
• Basınç Dayanımı
• Çekme Dayanımı

Influence of Preheating on the Mechanical Properties of High Strength Concrete with Micro Silica Filler

Öz

The early-age temperature of concrete containing silica fume is very important due to the tendency of the silica-fume surface to react quickly and increase strength. The curing method directly affects the permeability, strength, and durability of concrete. In this study, the effects of preheating on the compressive, splitting tensile and flexural tensile strengths of concrete with different ratios of silica fume were investigated. Three different mold type samples were used: 15 × 15 × 15 cm cube samples for the compression test, 10 × 20 cm cylinder samples for the tensile test, and 7 × 7 × 28 cm beam samples for the bending tensile strength test. As a mineral additive, silica fume was replaced by 8%, 10%, and 12% by weight of cement. Two groups were prepared for the test, group A was left in water for 4 weeks, group B was preheated for 1 day at 75°C, and then left in water for 4 weeks. The results showed that the best addition of silica fume was 10%, which increased workability and reduced the effect of early-age temperature.

Anahtar Kelimeler

• Preheating
• Silica Fume
• High Compressive Strength
• Compressive Strength
• Tensile Strength

Kaynakça

1. Kim, J.K., Moon, Y.H., & Eo, S.-H. (1998). Compressive strength development of concrete with different curing time and temperature. Cement and Concrete Research, 28(12), 1761–1773.
2. Husem, M., & Gozutok, S. (2005). The effects of low temperature curing on the compressive strength of ordinary and high performance concrete. Construction and Building Materials, 19(1), 49–53. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2004.04.033
3. Park, J.S., Kim, Y. J., Cho, J.-R., & Jeon, S.-J. (2015). Early-Age Strength of Ultra-High Performance Concrete in Various Curing Conditions. Materials, 8(8), 5537–5553. https://doi.org/10.3390/ma8085261
4. Pichler, Ch., Schmid, M., Traxl, R., & Lackner, R. (2017). Influence of curing temperature dependent microstructure on early-age concrete strength development. Cement and Concrete Research, 102, 48–59. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.08.022
5. Yang, K.H., Mun, J.S., & Cho, M.-S. (2015, June 4). Effect of Curing Temperature Histories on the Compressive Strength Development of High-Strength Concrete [Research Article]. Advances in Materials Science and Engineering; Hindawi. https://doi.org/10.1155/2015/965471
6. Singh, H. (2020). Effect of Curing on The Compressive Strength of High Strength Concrete. International Journal of Advanced Science and Technology, 29(10s), 6019–6022.
7. Tan, K., & Gjorv, O. E. (1996). Performance of concrete under different curing conditions. Cement and Concrete Research, 26(3), 355–361. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(96)85023-X
8. Schachinger, I., Hilbig, H., Stengel, T., & Fehling, E. (2008). Effect of curing temperature at an early age on the long-term strength development of UHPC. In 2nd International Symposium on Ultra High Performance Concrete,10, 205-213.

9. Son, H. N., & Hosoda, A. (2010). Detection of Microcracking in Concrete Subjected to Elevated Temperature at Very Early Age by Acoustic Emission. Journal of Advanced Concrete Technology, 8(2), 201–211.
10. Kim, J. K., Han, S. H., & Song, Y. C. (2002). Effect of temperature and aging on the mechanical properties of concrete: Part I. Experimental results. Cement and Concrete research,32(7),1087-1094.
11. Lin, Y., Hsiao, C., Yang, H., & Lin, Y. F. (2011). The effect of post-fire-curing on strength–velocity relationship for nondestructive assessment of fire-damaged concrete strength. Fire Safety Journal, 46(4), 178-185.
12. Topçu, İ. B., & Kaval, M. (2001). Betonda Silis Dumanı Kullanımının Ekonomik Analizi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 14(1),18-31.
13. Onuaguluchi, O., & Panesar, D. K. (2014). Hardened properties of concrete mixtures containing pre-coated crumb rubber and silica fume. Journal of Cleaner Production, 82, 125-131.
14. Oltulu, M., & Alameri, I. (2019). The mechanical properties of concrete with red mud (Bauxite Residue) and nano-Al2O3 at high temperatures. Feb-Fresenius Environmental Bulletin, 28(6),4692-4701.
15. Das, S. K., Singh, S. K., Mishra, J., & Mustakim, S. M. (2020). Effect of Rice Husk Ash and Silica Fume as Strength-Enhancing Materials on Properties of Modern Concrete—A Comprehensive Review. In Emerging Trends in Civil Engineering, 253-266.
16. Alameri, I., & Oltulu, M. (2020). Mechanical properties of polymer composites reinforced by silica-based materials of various sizes. Applied Nanoscience. https://doi.org/10.1007/s13204-020-01516-6
17. Alameri, I., & Oltulu, M. (2019). The effect of high temperatures on the properties of hardened concrete with bauxite residue materials. MAS International Conference on Mathematics-Engineering-Natural & Medical Sciences, Erzurum, Turkey.
18. Constantinides, G. (2013). 2—Nanoscience and nanoengineering of cement-based materials. In F. Pacheco-Torgal, M. V. Diamanti, A. Nazari, & C.G. Granqvist (Eds.), Nanotechnology in Eco-Efficient Construction (pp. 9–37a). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1533/9780857098832.1.7
19. Şimşek, O., Dur, A., Yaprak H. (2004). Properties of mortars added silica fume and superplasticizer. Journal of Polytechnic, 7(2), 169-178.
20. Tohumcu, İ., Bingöl A. F. (2013). Fresh concrete properties and compressive strength of self-compacting concretes with silica fume and fly ash. DEÜ mühendislik fakültesi Mühendislik bilimleri dergisi, 15(2),31-44.
21. Demir, İ. (2009). Aynı Oranlarda İkame Edilen Silis Dumanı ve Uçucu Külün Betonun Mekanik Özelliklerine Etkisi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 1(2), 1-7.
22. TS EN. (2002). 197-1, Turkish standard for cement-part 1: compositions and conformity criteria for common cements. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara, Turkey.
23. TS EN. (2005). 196-1, Methods of testing cement–Part 1: Determination of strength. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,Turkey.
24. TS EN. (2002). 1097–6, Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Turkey.
25. TS EN. (2017). TS EN 206, A1: Beton-Özellik, performans, imalât ve uygunluk. Türk Standardları Enstitüsü. Ankara, Turkey
26. TS EN. (2019). 12350-2, Beton-Taze Beton Deneyleri-Bölüm 2: Çökme (Slamp) Deneyi. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Turkey.
27. TS EN. (2010). 12390-3, Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 3: Deney Numunelerinin Basınç Dayanımını Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Turkey.
28. TS EN. (2010). 12390-6, Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 6: Deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Turkey.
29. TS EN (2019).12390-5, Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 5: Deney numunelerinin eğilme dayanımının tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Turkey.
30. Kwon, Y.-H., Kang, S.-H., Hong, S.-G., & Moon, J. (2017). Acceleration of Intended Pozzolanic Reaction under Initial Thermal Treatment for Developing Cementless Fly Ash Based Mortar. Materials, 10(3). https://doi.org/10.3390/ma10030225
31. Zhang, Z., Zhang, B., & Yan, P. (2016). Hydration and microstructures of concrete containing raw or densified silica fume at different curing temperatures. Construction and Building Materials, 121, 483–490. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.06.014
32. Ardahanlı M, Oltulu M, Alameri I (2019). Evaluation of the mechanical propertıes of self-compacting concrete containing fly ash subjected to early-age temperature. Hoca Ahmet Yesevi 2. Uluslararası Bilimsel Araştırmalar Kongresi, Erzurum, Turkey.
33. Alameri I, Oltulu M, Ardahanlı M (2019). Effect of early-age temperature on the behavior of concrete containing silica fume. 3rd International Conference on Advanced Engineering Technologies, Bayburt, Turkey.