Kalsitin Çimento İkame Malzemesi Olarak Kullanımının Basınç Dayanımına Etkisi

Öz

Çimento üretimiyle ilişkili çevre sorunlarının temelinde; enerji tüketimi ve ortaya çıkan fabrika emisyonları bulunmaktadır. Çimentonun çevresel etkilerinin azaltılması amacıyla gerçekleştirilen pek çok araştırmada ikame yöntemiyle kullanılan malzemelerin dayanım ve dayanıklılık gelişimine olumlu etkisi olduğu bildirilmektedir. Bu bağlamda, tüketilen çimento miktarı azalırken diğer taraftan eşit veya daha üstün özelliklerde çimento esaslı kompozitler elde edilebilmektedir. Çalışmada mikronize kalsit %0, %3, %5 ve %10 oranlarında ağırlıkça çimentoya ikame edilmiştir. Farklı oranlarda kalsit minerali ile elde edilen taze betonların çökme değerleri belirlenmiştir. Sertleşmiş beton numuneler ise su emme, ultrases geçiş hızı, Schmidt çekici ve basınç dayanımı deneylerine tabi tutulmuştur. Sonuç olarak kalsitin %10’a kadar kullanımının betonun basınç dayanımı arttırdığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• beton
• çimento
• kalsit
• dayanım

Effect of the Use of Calcite as a Substitute for Cement on Compressive Strength

Öz

The environmental problems associated with cement production are based on energy consumption and resulting factory emissions. In many studies carried out in order to reduce the environmental effects of cement, it is reported that the materials used by substitution method have a positive effect on the development of strength and durability. In this context, while the amount of cement consumed decreases, on the other hand, cement-based composites with equal or superior properties can be obtained. In the study, micronized calcite was substituted into cement by weight at 0%, 3%, 5% and 10% ratios. The subsidence values of the fresh concrete obtained with calcite mineral were determined at different rates. The sedimentation values of fresh concrete obtained with calcite mineral substituted in different proportions were determined. Hardened concrete samples were subjected to water absorption, ultrasound transition speed, Schmidt hammer and compressive strength tests. As a result, it has been determined that the use of calcite up to 10% increases the compressive strength of concrete.

Anahtar Kelimeler

• concrete
• cement
• calcite
• strenght

Kaynakça

1. Heberling, F., Trainor, T. P., Lützenkirchen, J., Eng, P., Denecke, M. A. and Bosbach, D. (2011). Structure and reactivity of the calcite-water interface. Journal of Colloid and Interface Science, 354(2), 843–857.
2. Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı (2001). Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu. Ankara, Türkiye.
3. Pratiwi, W. D., Ekaputri, J. J. and Fansuri, H. (2020). Combination of precipitated-calcium carbonate substitution and dilute-alkali fly ash treatment in a very high-volume fly ash cement paste. Construction and Building Materials, 234, 1-12.
4. Wang, D., Shi, C., Farzadnia, N., Shi, Z., Jia, H. and Ou, Z. (2018). A review on use of limestone powder in cement-based materials: Mechanism, hydration and microstructures. Construction and Building Materials, 181, 659-672.
5. Wang, D., Shi, C., Farzadnia, N., Jia, H., Zeng, R., Wu, Y. and Lao, L. (2019). A quantitative study on physical and chemical effects of limestone powder on properties of cement pastes. Construction and Building Materials, 204, 58-69.
6. Juenger, M. C. and Siddique, R. (2015). Recent advances in understanding the role of supplementary cementitious materials in concrete. Cement and Concrete Research, 78, 71-80.
7. Das, S., Aguayo, M., Dey, V., Kachala, R., Mobasher, B., Sant, G. and Neithalath, N. (2014). The fracture response of blended formulations containing limestone powder: Evaluations using two-parameter fracture model and digital image correlation. Cement and Concrete Composites, 53, 316-326.
8. Yazıcıoğlu, S. and Kara, C. (2017). Betonda Atık Mermer Tozu Kullanımının Karbonatlaşmaya Etkisi. Politeknik Dergisi, 20(2), 369–376.

9. Khodabakhshian, A., De Brito, J., Ghalehnovi, M. and Shamsabadi, E. A. (2018). Mechanical, environmental and economic performance of structural concrete containing silica fume and marble industry waste powder. Construction and Building Materials, 169, 237-251.
10. Das, S., Aguayo, M., Dey, V., Kachala, R., Mobasher, B., Sant, G. and Neithalath, N. (2014). The fracture response of blended formulations containing limestone powder: Evaluations using two-parameter fracture model and digital image correlation. Cement and Concrete Composites, 53, 316-326.
11. Jankovic, A. (2003). Variables affecting the fine grinding of minerals using stirred mills. Minerals Engineering, 16(4), 337-345.
12. Akkaya, Y. and Kesler, Y. E. (2012). Mikrokalsit Katkısının Betonun İşlenebilirliğine, Mekanik Özelliklerine ve Dayanıklılığına Etkisi. İMO Teknik Dergi, 384, 6051-6061.
13. Akçaözoğlu, K. and Güldür, Ş. E. (2017). Mikronize Kalsit ve Uçucu Kül Katkısının Beton Özelliklerine Etkisinin Araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(2), 658-668.
14. Scrivener, K. L., John, V. M. and Gartner, E. M. (2018). Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry. Cement and Concrete Research, 114, 2-26.
15. Singh, G. B., & Subramaniam, K. V. (2019). Production and characterization of low-energy Portland composite cement from post-industrial waste. Journal of Cleaner Production, 239, 1-12.
16. Ekincioğlu, G., Başıbüyük, Z., Ekdur, E., Ballı, F. and Kanbir, E. S. (2014). Kırşehir Doğal Taş Sektör Analiz ve Yatırım İmkanları Raporu. Kırşehir.
17. Türk Standardları Enstitüsü. (2012). TS EN 933-1:2012(EN): Agregaların geometrik özellikleri için deneyler bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini- Eleme metodu. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
18. Türk Standardları Enstitüsü. (2009). TS 706 EN 12620+A1: Beton Agregaları. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
19. Türk Standardları Enstitüsü. (2013). TS EN 1097-6: Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler - Bölüm 6: Tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
20. Türk Standardları Enstitüsü. (2013). TS EN 934-2+A1: Kimyasal katkılar - Beton, harç ve şerbet için - Bölüm 2: Beton kimyasal katkıları - Tarifler, gerekler, uygunluk, işaretleme ve etiketleme. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
21. Türk Standardları Enstitüsü. (2009). TS 802: Beton karışım tasarımı hesap esasları. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
22. Türk Standardları Enstitüsü. (2014). TS EN 206-1: Beton- Bölüm 1: Özellik, performans, imalat ve uygunluk. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
23. Türk Standardları Enstitüsü. (2019). TS EN 12350-2: Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 2: Çökme (slump) deneyi. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
24. Türk Standardları Enstitüsü. (2009). TS 3624: Sertleşmiş betonda özgül ağırlık,su emme ve boşluk oranı tayin metodu. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
25. Türk Standardları Enstitüsü. (2012). TS EN 12504-4: Beton deneyleri - Bölüm 4: Ultrasonik atımlı dalga hızının tayini. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
26. Türk Standardları Enstitüsü. (2013). TS EN 12504-2: Yapılarda beton deneyleri - Bölüm 2: Tahribatsız muayene - Geri sıçrama sayısının belirlenmesi. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
27. Türk Standardları Enstitüsü. (2019). TS EN 12390-3: Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayin. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
28. Malek, J. and Kaouther, M. (2014). Destructive and non-destructive testing of concrete structures. Jordan Journal of Civil Engineering, 159(3269), 1-10.
29. Qasrawi, H. Y. (2000). Concrete strength by combined nondestructive methods simply and reliably predicted. Cement and concrete research, 30(5), 739-746.
30. Matschei, T., Lothenbach, B. and Glasser, F. P. (2007). The role of calcium carbonate in cement hydration. Cement and concrete research, 37(4), 551-558.
31. Sua-iam, G., Sokrai, P. and Makul, N. (2016). Novel ternary blends of Type 1 Portland cement, residual rice husk ash, and limestone powder to improve the properties of self-compacting concrete. Construction and Building Materials, 125, 1028-1034.
32. Özcan, F. and Kaymak, H. (2018). Utilization of Metakaolin and Calcite: Working Reversely in Workability Aspect—As Mineral Admixture in Self-Compacting Concrete. Advances in Civil Engineering, 2018, 1-12.