POMZA ZEOLİT VE CEM I ÇİMENTOSUNUN MİNEROLOJİK MOLEKÜLER ELEKTROKİNETİK VE TERMAL UYUMUNUN YÜKSEK DAYANIMLI BETONA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2010, Cilt: 25 Sayı: 4, 0 - , 19.02.2013

Kürşat Yıldız Atila Dorum Yılmaz Koçak

Öz

Bu çalışmada pomza ve zeolit gibi yüksek silis içerikli minerallerin yüksek dayanımlı beton (YDB) içerisindepuzolan olarak kullanımının mineralojik, moleküler, elektrokinetik (zeta potansiyel) ve simültane termal açıdanuyumu araştırılmıştır. Bu amaçla bağlayıcılar üzerinde fiziksel, kimyasal, mekanik, mineralojik, moleküler,elektrokinetik ve termal analizler yapılmıştır. Daha sonra yüksek dayanımlı beton tasarımı gerçekleştirilirkençimentoya ikame edilmek suretiyle (0P15Z “%0 Pomza+%15 Zeolit”, 5P10Z, 10P5Z ve 15P0Z) olmak üzeredört tip YDB üretilmiştir. Üretilen YDB’lar üzerinde bir takım taze beton deneyleri ve basınç dayanımı deneyleriyapılmıştır. Bağlayıcılar üzerinde yapılan analizlerden alınan veriler ile YDB’lardan alınan verilerin birbiriyleuyum içerisinde olup olmadığı tespit edilmeye çalışmıştır. Sonuçta pomza, zeolit ve CEM I 42,5 R çimentosununkimyasal, mineralojik, moleküler, elektrokinetik ve termal uyumunun, üretilen YDB türlerinde de ortaya çıktığıbelirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Pomza, zeolit, mineralojik analiz, moleküler analiz, zeta potansiyel, simültane termal analiz, yüksek dayanımlı beton.

Kaynakça

• Aydın S., Aytaç, A. H., Ramyar, K., “Çimento
• kompozisyonu ve kimyasal katkı kökeninin beton
• özelliklerine etkisi” Yapılarda kimyasal katkılar
• sempozyumu, Ankara, 1:34 (2005).
• Tolğay, A., Yaşar, E., Erdoğan, Y., “Nevşehir
• Pomzasınm Agrega Olarak Betonda
• Kullanılabilirliğinin Araştırılması” 5. Endüstriyel
• Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, (2004).
• Sarı, D., Paşamehmetoğlu, A. G., “The effects of
• gradation and admixture on the pumice ligtweight
• aggregate concrete, Cement and Conrete
• Research, 35 (5): 936-942 (2005).
• Yazıcıoğlu, S., Demirel, B.,” Puzolanik Katkı
• Maddesi Olarak Kullanılan Elazığ Yöresi
• Pomzasının İlerleyen Kür Yaşlarında Betonun
• Basınç Dayanımına Etkisi” Fırat Üniv. Fen ve
• Müh. Bil. Dergisi, 18 (3): 367-374 (2006).
• Şimşek, O., Aruntaş H.Y.., Eroltekın V., “Uçucu
• Külün Hafif Beton Yapı Elemanı Üretiminde
• Kullanımı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”
• Teknoloji, 2 (3-4): 15-23 (1999).
• Ekici, B. B., Demirel, B., “Determination Of The
• Effects Of Grounded Pumice On Compressive
• Strenght Of Concrete With Artificial Neural
• Networks” E-Journal Of New World Sciences
• Academy, 3 (1):169-175 (2008).
• Uysal, H., Demirboga, R., Sahin, R., ve Gül, R.,
• “The Effects of Different Cement Dosages,
• Slumps and Pumice Aggregate Ratios on the
• Thermal Conductivity and Densities of
• Concrete”, Cement and Concrete Research, 34
• (5): 845-848 (2004).
• Ceylan, H., Saraç, M. S., “Farklı Pomza Agrega
• Türlerinden Elde Edilen Hafif Betonun Sıcaklık
• Etkisindeki Bazı Özellikleri Üzerine Bir
• Araştırma” Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen
• Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10 (3): 413-
• (2006).
• Kılıç, A., Atıs, C. D., Yaşar, E. And Özcan, F.,
• “High-Strength Lightweight Concrete Made with
• Scoria Aggregate Containing Mineral
• Admixtures”, Cement and Concrete Research,
• (10): 1595-1599 (2004).
• Cavalari, L., Miraglia, N. and Papia, M., “Pumice
• concrete for structural wall panels”, Engineering
• Structures, 25 (1): 115-125 (2003).
• Yılmaz, K., Canpolat, F., Arman, H., “Taban
• Külü Ve Doğal Zeolitin Puzolanik Çimentoda
• Katkı Olarak Kullanımı” Beton 2004 Kongresi,
• İstanbul, 10-12 (2004).
• Şişman, C. B., Kocaman, İ., Gezer, E., “Doğal
• Zeolitten Üretilecek Hafif Betonun Tarımsal
• Yapılarda Kullanılabilirliği Üzerine Bir
• Araştırma” Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 5
• (2): 20-25 (2008).
• Kosmatka S.H. and W.C.Panarese,. Desing and
• Control of Concrete Mixture. Portland Cement
• Association Publication, Illinois, USA. 358
• (1992).
• Topçu İ.B., “Beton”, İnşaat Müh. Odası
• Eskişehir Odası Yayınları, Uğur Ofset A.Ş.
• Eskişehir, 183-185 (2006).
• Ünal O., Uygunoğlu,T., “Diyatomitin Hafif
• Beton Üretiminde Kullanılması”. İMO Teknik
• Dergisi, 1: 4025-4034 (2007).
• Okucu, A., “Bigadiç Ve Turnatepe (Balıkesir)
• Yörelerindeki Zeolitik Ve Perlitik Tüflerin
• Puzolanik Özellikleri” Doktora Tezi, Balıkesir
• Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir,
• -60 (1998).
• Yıldırım, F. S., “Puzolanik zeolitin çimentoda
• katkı uygunluğunun araştırılması” Y. Lisans tezi,
• Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri
• Enstitüsü, Hatay, 45-75 (2007).
• Gürkan, A., “Pomza ve zeolitin alkali silika
• reaksiyonu üzerine etkisi”, Doktora Tezi, Dokuz
• Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
• İzmir 100-115 (2006).
• Naiqian, F., Hongwei, J. ve Enyi, C. “Study on
• the suppresion effect of natural zeolite on
• expansion of concrete due to alkali-aggregate
• reaction”, Magazine of Concrete Research, 50
• (1): 17-24 (1998).
• Uzal B., “Properties And Hydration Of
• Cementitious Systems Containing Low, Moderate
• And High Amounts Of Natural Zeolites”,
• Doktora Tezi, Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fen
• Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 40-45 (2007).
• Feng, N.Q., Li, Z., G., Zang, X. W., “High–
• strength and Flowing Concrete with a Zeolite
• Mineral Admixture”, Cement and Aggregates,
• ASTM, 12: 61–69 (1990).
• Albayrak, M., Yörükoğlu, A., Karahan, S.,
• Atlıhan,S., Aruntaş, H. Y., and Girgin, İ.,
• “Influence of zeolite additive on properties of
• autoclaved aerated concrete” Building and
• Environment, 42 (9): 3161-3165 (2007).
• Puertas, F., Fernandez-Jimenez, A., Blanco-
• Varela, M.T., “Pore solution in alkali-activated
• slag cement pastes. relation to the composition
• and structure of calcium silicate hydrate”,
• Cement And Concrete Research, 34 (1): 139-148
• (2004).
• Puertas, F., Fernandez-Jimenez, A.,
• “Mineralogical and microstructural
• characterisation of alkali-activated fly ash/slag
• pastes”, Cement & Concrete Composites, 25:
• –292 (2003).
• Koçak, Y., “Çimento-Puzolan Etkileşiminde
• Moleküler ve Elektroknetik Davranışların
• Araştırılması” Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi
• Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 35-60 (2008).
• Gomes, C.E.M., Ferreira, O.P., “Analyses of
• microstructural proporties of va/veova copolymer
• modified cement pastes”, Polimeros: Ciencia E
• Tecnologia, 15 (3): 193-198 (2005).
• Karakaya, M. Ç., “Kil minerallerinin özellikleri
• ve tanımlama yöntemleri”, Bizim Büro Basımevi,
• Ankara, 541- 595 (2006).
• Varast, M.J., De Buergo, M.A., Fort, R., “Natural
• cement as the precursor of portland cement:
• methodology for its identification”, Cement And
• Concrete Research, 35: 2055-2065 (2005).
• Shaw, D. J., “Introduction to colloid and surface
• chemistry”, Buttenvorths, Second Edition, 231
• (1970).
• Atak, S., “Kalsit ve şelitin flotasyon özellikleri”,
• Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen
• Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 79 (1979).
• Fuerstnau, D. N., Chander, S., “Thermodynamics
• of flotation, advences in mineral processing”,
• Arbiter Symposium, New Orleans, Louisiana,
• -136 (1985).
• E,G. Nawy, P.E., ”General performance
• characteristics”, Fundamentals of High
• Performance Concrete 2nd ed., John Wiley &
• Sons, Inc., Canada, 2-10 (2001).
• TS EN 196-2 “Çimento Deney Metotları- Bölüm
• : Çimentonun Kimyasal Analizi” Türk
• Standartları Enstitüsü, Ankara,1-7 (2002).
• TS EN 196-6 “Çimento Deney Metotları-
• Bölüm 6: İncelik Tayini” Türk Standartları
• Enstitüsü, Ankara, 2-9 (2000).
• TS EN 196-1 “Çimento Deney Metotları- Bölüm
• : Dayanım” Türk Standartları Enstitüsü,
• Ankara, 3-11(2009).
• TS EN 12350-2 “Beton- Taze Beton Deneyleri-
• Bölüm 2: Çökme (Slamp) Deneyi “ Türk
• Standartları Enstitüsü, Ankara, 1-9 (2002).
• TS EN 12390-3, “Beton-Sertlesmis Beton
• Deneyleri-Deney numunelerinde basınç
• dayanımının tayini”, Türk Standartları
• Enstitüsü, Ankara, 2-10 (2002).
• ASTM C 618, “Standart Specification for Coal
• Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan
• for Use as a Mineral Admixture in Portland
• Cement Concrete”, Annual Book of ASTM
• Standards, Pennsylvania 1-10 (2002).
• Govin, A., Peschard, A., and Guyonnet, R.,
• “Modification of cement hydration at early ages
• by natural and heated wood” Cement Concrete
• Composites, 28 (1): 12-20 (2006).
• Perraki Th. and Orfanoudaki A. Mineralogical
• study of zeolites from Pentalofos area, Thrace,
• Greece. Applied Clay Science, 25 (1-2): 9-16
• (2004).
• ACI 211.1, “Standard practice for selecting
• proportions for normal, Heavyweight, and mass
• concrete, ACI Manual of Concrete practice, Part
• , 1-38 (1994).
• Blanco Varela, M.T., Martınez Ramırez, S.,
• Erena, I., Gener, M., and Carmona, P.,
• “Characterization and pozzolanicity of zeolitic
• rocks from two Cuban deposits”, Applied Clay
• Science, 33 (2): 149-159 (2006).
• Bardakçı, B., “Monitoring of monochlorophenols
• adsorbed on metal (Cu and Zn) supported pumice
• by Infrared Spectroscopy”, Springer Science,
• : 353-357 (2009).
• Akbal, Ö.F., Akdemir, N., Onar N.A., “FT-IR
• spectroscopic detection of pesticide after sorption
• onto modified pumice”, Talanta, 53: 131–135
• (2000).
• Viallis-Terrisse, H., Nonat, A., Petit, J.C., “Zeta-
• Potential study of calcium silicate hydrates
• ınteracting with alkaline cations” Journal of
• Colloid and Interface Science, 244 (11): 58-65
• (2001).
• Yoshioka, K., Tazawa, E., Kawai, K., Enohata,
• T., “Adsorption characteristics of
• superplasticizers on cement component minerals”
• Cement and Concrete Research, 32 (10): 1507-
• (2002).
• Nachbaur, L., Nkinamubanzi, P.C., Nonat, A., and
• Mutin J.C., “Electrokinetic Properties which
• Control the Coagulation of Silicate Cement
• Suspensions during Early Age Hydration” Journal of Colloid Interface Science, 202 (2):
• -268 (1998).
• Termkhajornkit, P., Nawa, T., “The fluidity of fly
• ash–cement paste containing naphthalene
• sulfonate superplasticizer” Cement and Concrete
• Research, 34 (6): 1017-1024 (2004).
• Gabrovsek, R., Vukb, T., Kaucica, V.,
• “Evaluation of the hydration of portland cement
• containing various carbonatesby means of
• thermal analysis”, Acta Chim., 53: 159–165
• (2006).
• Skripkıunas, G., Sasnauskas, V. Dauksys, M.,
• Palubinskaite, D., “Peculiarities of hydration of
• cement paste with addition of hydrosodalite”,
• Materials Science, 25 (3): 627-635 (2007).
• Drazan, J., Zelic, J., “The effect of fly ash on
• cement hydratıon in aqueous suspensions”,
• Ceramics− Silikaty, 50 (2): 98-105, 2006.
• Pan, Z., Cheng, L., Lu, Y., Yang, N., “Hydration
• products of alkali-activated slag–red mud
• cementitious material”, Cement and Concrete
• Research, 32: 357–362,(2002).