An Experimental Study Based on the Strength Properties of Concrete Containing Chemical Admixture

Abstract

Today, the use of chemical admixtures has become widespread in the concrete sector. It is possible to further improve the performance of concrete with the use of chemical admixtures. As the chemical admixture ratio increases, the concrete strength does not always increase. It is necessary to pay attention to the optimum contents recommended by the manufacturers for different types of admixtures. As well as the positive effect of chemical admixtures on concrete durability, it also provides benefits in workability and compaction. It also has the advantages of reducing the concrete permeability and increasing the freeze-thaw stability. In this study, a high water reducing superplasticizer as chemical admixture was used in concrete production. This is because; this admixture has the increasing the slump and spreading of concrete at a high ratio without changing the concrete consistency. In this study, a series of concrete specimens were prepared by using the chemical admixture at a certain ratio. These specimens were conducted to concrete compressive and splitting tensile strength tests. In order to determine the effect of the chemical admixture on the concrete strength, a series of reference specimens without admixtures were prepared. Thus, the strength of concrete specimens with admixture and non-admixture were compared and discussed. As a result, it has been determined that the strength of the concrete is improved by the use of chemical admixture at a certain ratio and type of admixture to produce the concrete with the desired properties.

Keywords

• Chemical admixture
• Marble concrete
• Strength tests
• Reference specimens

Kimyasal Katkılı Betonların Dayanım Özelliklerine Dayalı Bir Çalışma

Öz

Günümüzde beton sektöründe kimyasal katkı kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Kimyasal katkı kullanımı ile beton performansının daha da iyileştirilmesi mümkündür. Kimyasal katkı oranı arttıkça her zaman beton dayanımı artmaz. Üretici firmaların farklı katkı tipleri için önerdikleri optimum kullanım dozajlarına dikkat edilmesi gerekmektedir. Kimyasal katkıların beton durabilitesine olumlu etkisinin yanı sıra işlenebilirliği ve sıkıştırılmasında da fayda sağlamaktadır. Ayrıca, beton geçirgenliğini azaltma ve donma-çözülme dayanımını arttırma gibi avantajları da mevcuttur. Bu çalışmada beton üretiminde yüksek oranda su azaltıcı (süper akışkanlaştırıcı) kimyasal katkı kullanılmıştır. Bunun nedeni; bu katkının kıvamı değiştirmeden su miktarını yüksek oranda azaltarak çökme ve yayılmayı yüksek oranda arttırma etkisi oluşturmasıdır. Bu çalışmada üretici firmanın önerdiği oranda söz konusu kimyasal katkı kullanılarak bir dizi beton numunesi hazırlanmıştır. Karışım dizaynı belirlenmiş bu numuneler, kürden sonra beton basınç dayanım testine tabi tutulmuştur. Kimyasal katkının basınç dayanımına etkisini belirleyebilmek için bir dizi de katkı içermeyen referans numunesi dökülmüştür. Böylece katkılı ve katkısız beton numunelerin basınç dayanımları karşılaştırılarak tartışılmıştır. Sonuç olarak, istenen özellikte beton üretmek için uygun katkı tipi ve oranında kimyasal katkı kullanımı ile beton dayanımının iyileştiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kimyasal Katkı
• Mermer Beton
• Dayanım Testleri
• Referans Numuneler

Kaynakça

1. ACI 212.3R-10, 2010. “Report on Chemical Admixtures for Concrete”, American Concrete Institute, 65p.
2. Akman, M. S. (1987). Beton Katkı Maddelerinin Ana İşlevleri ve Yan Etkileri. İTÜ. İnşaat Fakültesi, Malzeme Seminerleri, İstanbul.
3. Alsadey, S. (2012). Influence of superplasticizer on strength of concrete. International Journal of Research in Engineering and Technology, 1(3), 164-166. https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/34779869/super_plasticizer_v_w.pdf?response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DInfluence_of_Superplasticizer_on_Strengt.pdf&X-Amz-Algorithm=AWS4 HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A%2F20191121%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X Amz-Date=20191121T201110Z&X-Amz-Expires=3600&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz Signature=3de98d62e30b3eee688a9614fbccbc5307ad3c838a457a618910dfdb23efcf67.
4. ASTM C125-12, 2012. Standard terminology relating to concrete and concrete aggregates. ASTM International.
5. Erdoǧdu, Ş. (2005). Effect of retempering with superplasticizer admixtures on slump loss and compressive strength of concrete subjected to prolonged mixing. Cement and Concrete Research, 35(5), 907-912. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.08.020.
6. Felekoğlu, B., Türkel, S. and Baradan, B. (2004). Kendiliğinden yerleşen beton: Bölüm-1 genel tanıtım, kullanım alanları. TMMOB, İnşaat Mühendisleri Odası İzmir Şubesi, Haber Bülteni, 5, 20-24.
7. Pekmezci, B. Y. and Atahan, H. N. (2014). Kimyasal ve nano katkılar: betonda kullanımı ve beton performansına etkileri. Hazır Beton Dergisi, Mayıs-Haziran, 69-82. https://www.thbb.org/media/2033/makale123.pdf.
8. Sağlam, A. R. And Akman, M. S. (2002). Yüksek Performanslı Betonlarda İşlenebilme Açısından Çimento ve Süper Akışkanlaştırıcı Katkının Uyumu. Sika Teknik Bülten, 3-9.

9. Taşdemir, C. (2001). Agrega Tür ve Boyutunun Beton Performansına Etkisi. THBB Hazır Beton Mart-Nisan.
10. TS EN 197-1, 2002. Çimento-Bölüm 1: Genel Çimentolar- Bileşim. Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
11. TS EN 206:2013 + A1 (2017). Beton- Bölüm 1: Özellik, Performans, İmalat ve Uygunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
12. TS EN 480-10 (2001). Kimyasal Katkılar-Beton, Harç ve Şerbet İçin- Deney Metotları- Bölüm 10: Suda Çözünebilir Klorür Muhtevası Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
13. TS 802, 2016. Beton Karışımı Hesap Esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
14. TS EN 934-2+A1 (2013). Kimyasal Katkılar – Beton, Harç ve Şerbet İçin – Bölüm 2:Beton kimyasal katkıları - Tarifler, gerekler, uygunluk, işaretleme ve etiketleme. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
15. TS EN 1097-6, 2000. Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm, 6. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
16. TS EN 12350-2, 2002. Beton – Taze Beton Deneyleri- Bölüm 2: Çökme (Slamp) Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. TS EN 12390-3, 2003. Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. TS EN 12390-6, 2010. Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
19. Topçu, İ. B. (1996). Akışkanlaştırıcı ve Dona Dayanım Katkılarının Beton Özelliklerine Etkisi, TMMOB, İMO, 4. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, 45-54.
20. Topçu, İ. B., Canbaz, M. and Karakurt, C. (2006). Beton Üretiminde Kimyasal Katkı Kullanımı. Politeknik Dergisi, 9(1), 59-63. https://dergipark.org.tr/tr/pub/politeknik/issue/33019/367084#article_cite.
21. Tunç, E. T., Alyamaç, K. E., Ragıp, İ.N.C.E. and Ulucan, Z. Ç. (2018). Investigation of mechanical properties of high-performance lightweight concrete with pumice aggregate. Engineering Sciences, 13(4), 344-353. http://dx.doi.org/10.12739/NWSA.2018.13.4.1A0425.
22. Tunç, E. T. (2018). Strength Properties of Hardened Concrete Produced with Natural Aggregates for Different Water/Cement Ratios. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (14), 280-287. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/608033.
23. Tunc, E. T. 2019. Recycling of marble waste: A review based on strength of concrete containing marble waste. Journal of environmental management, 231, 86-97, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.10.034.
24. Tunc, E. T. and Alyamac, K. E. (2019). A preliminary estimation method of Los Angeles abrasion value of concrete aggregates. Construction and Building Materials, 222, 437-446, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.176.
25. Yazıcı, Ş. (2003). Süper Akışkanlaştırıcıların Betondaki Bazı Fiziksel Ve Mekanik Özelliklere Etkileri, DEÜ Mühendislik Fakültesi, Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt:5 Sayı: 1. http://acikerisim.deu.edu.tr:8080/xmlui/bitstream/handle/20.500.12397/2605/13-10.pdf?sequence=1.
26. Yıldırım, H., Yorulmazel, V. and Ardaç, E. (1996). Süper ve Normal Akışkanlaştırıcı Katkıların Çimento ile Uyuşumu, İMO, 4. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, 25-33.