Utilization of Natural Anhydrite as Concrete Component

Öz

In this study, the physicomechanical properties of concrete samples produced by adding of micronized natural anhydrite (CaSO4) in various proportions to the concrete mix were evaluated. The natural anhydrite used as raw materials and the crushed stone aggregate were derived from Zeyvegediği anhydrite formation outcropped in Ulukışla (Niğde) region and Karaisalı formation (L. Miocene)’s limestone in Karaisalı (Adana) region, respectively. The compressive strength and ultrasonic velocity (UPV) tests were conducted on the concrete specimens prepared.

The test results indicate that the concrete strength reaches maximum values quite close to each other at the micronized natural anhydrite content range of 27-42% in the concrete mix. On the other hand, the strength decreases dramatically outside of this range (27-42%) of anhydrite content in concrete mix.

Analysis of the relationship between ultrasonic velocity values and saturated densities of the concrete specimens exhibits a strong negative correlation. This extraordinary statement is due to smaller UPV value of natural anhydrite having specific gravity of 2.96 than that of limestone used as crushed aggregate having specific gravity of 2.72.

The results shows that natural anhydrite micronized provides binding behavior like cement in concrete, and pronounced strength increase in case of using in particular proportions.

Anahtar Kelimeler

• Natural anhydrite,Concrete,Strength and ultrasonic velocity

Doğal Anhidritin Beton Bileşeni Olarak Kullanımı

Öz

Bu çalışmada, doğal anhidrit (CaSO4)’in beton karışımına değişik oranlarda eklenmesi ile oluşturulan beton örneklerinin fizikomekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Hammadde olarak kullanılan doğal anhidrit Ulukışla (Niğde) bölgesinde yüzeyleyen Zeyvegediği anhidritinden; kırmataş agregası Karaisalı formasyonu (A. Miyosen) kireçtaşlarından derlenmiştir. Hazırlanan beton örnekleri tek eksenli basınç dayanımı ve ultrases hız deneylerine tabi tutulmuştur.

Deney sonuçları beton karımı içinde mikronize edilmiş doğal anhidrit miktarı %27-42 aralığında iken beton dayanımının birbirine çok yakın en büyük değerlerine ulaştığını göstermektedir. Diğer taraftan %27-42 anhidrit içerik bandının dışına çıkıldığında dayanım değerleri ani olarak belirgin şekilde azalmaktadır.

Beton örneklerinin ultrases hız değerleri ile doygun birim hacim ağırlıkları karşılaştırıldığında ters orantılı güçlü bir korelasyon ortaya çıkmaktadır. Bu sıra dışı durum 2,92 değerinde özgül ağırlığa sahip doğal anhidritin, beton karışımında kırmataş olarak kullanılan 2,72 özgül ağırlığındaki kireçtaşından daha küçük ultrases (UPV) değerine sahip olmasından kaynaklanmaktadır.

Sonuçlar mikronize edilmiş doğal anhidritin betonda çimento gibi davranarak bağlayıcılık özelliği gösterdiğini ve belirli oranlarda kullanılması durumunda beton dayanımından önemli artışlar sağladığını ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Doğal anhidrit,Beton,Dayanım ve ultrases hızı

Kaynakça

1. 1. Bates, R.L., 1969. Geology of the Industrial Rocks and Minerals, Dover Publications, 459 s, New York.
2. 2. Çayırlı, H., 1991. Alçıtaşı ve Türkiye Alçıtaşı Yatakları, Ulusal Alçı Kongresi Bildiriler Kitabı, 7-17, İstanbul.
3. 3. İstanbulluoğlu, Y.S., 1997. Alçıtaşı ve Anhidrit Üzerine Bir Çalışma, Madencilik, 36, 2-3, 13-23.
4. 4. Žvironaitė, J., Gerulis, P., Regina, K.J, 2007. Investigation of Composite Anhydrite Cement Pozzolana Binding Material with Different Aggregates. The 9th International Conference Modern Building Materials, Structures and Techniques: Selected Papers, 1, 218-222, May 16-18, 2007 Vilnius, Lithuania.
5. 5. Blumenthal, M., 1956. Yüksek Bolkardağı Kuzey Kenarı Bölgelerinin ve Batı Uzantılarının Jeolojisi. Maden Tetkik Arama Enst. Seri D, 7, 153, Ankara.
6. 6. Oktay, F.Y., 1982. Ulukışla ve Çevresinin Stratigrafisi ve Jeolojik Evrimi. Türkiye Jeol. Kur. Bült., 25:1, 15-24.
7. 7. Güneyli, H., Yapıcı, N., Karahan, S., 2016. Yapı Malzemesi Olarak Doğal Anhidritin Değerlendirilmesi, Ç.Ü. Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(1), 419-426, Adana.
8. 8. TS EN 1097-6, 2002. Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler, Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranı Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.

9. 9. BS 812, Part 1, 1975. Testing Aggregates, Methods for Determination of Particle Size and Shape, British Standarts Institution.
10. 10. TS EN 1097-2, 2000. Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler, Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini için Metodlar, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
11. 11. TS 706, 2003. Beton Agregaları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
12. 12. TS EN 933-9, 2001. İnce Tanelerin Tayini-Metilen Mavisi Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
13. 13. TS 802, 2003. Beton Karışım Hesapları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
14. 14. TS EN 1504-4, 2004. Beton Deneyleri, Bölüm 4: Ultrasonik Atımlı Dalga Hızının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
15. 15. TS EN 12390-4, 2000. Sertleşmiş Beton Deneyleri, Bölüm 4: Basınç Dayanımı-Deney Makinelerinin Özellikleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
16. 16. del Rio, L. M., Jimenez, A., Lopez, F., Rosa, F. J., Rufo, M. M., Paniagua, J. M., 2004. Characterization and Hardening of Concrete with Ultrasonic Testing. Ultrasonics, 42(1-9): 527-530.