Sepiyolit İçeren Çimento Esaslı Bağlayıcılarla Üretilen Harçların İşlenebilirlik, Dayanım ve Dayanıklılık Özelliklerinin Araştırılması

Yıl 2025, Cilt: 15 Sayı: 1, 448 - 469, 15.03.2025

Mahmut Aytekin , Hadaan Pehlivan

https://doi.org/10.31466/kfbd.1589386

Öz

Çimento esaslı bağlayıcılarda çimento ve suyun reaksiyonu sonucu oluşan kalsiyum hidroksit yüksek alkali özelliği sayesinde donatıyı çevresel etkilere karşı korumaktadır. Çimentolu karışımlarda, iyonik iletkenlik çok düşük olduğu için, deniz suyu ile teması olmayan donatı yüzeyinde, korozif hücrelerin oluşumu kısıtlı olmaktadır. Bu çalışmada sepiyolit, çimentoya ağırlıkça %0, %2.5, %5, %7.5, %10, %12.5 ve %15 oranında ikame edilerek donatılı ve donatısız çimentolu karışımlar üretilmiştir. Çimento hamurlarına kıvam, priz süreleri ve hacim genleşmesi; 40×40×160 mm prizmatik çimento harçlarına fiziksel ve mekanik özellik; Ø10 donatılı Ø50 x100 mm silindir çimento harçlarına korozyon deneyleri yapılmıştır. %3.5 NaCl çözeltisi içerisinde 145 gün bekletilen silindir çimento harçlarının üç elektrotlu ölçüm yöntemi ile belirli günlerde korozyon ölçümleri alınmıştır. Sonuç olarak %5 sepiyolit katkılı çimento hamurlarında priz başlangıç ve bitiş süresinin en kısa olduğu; sepiyolit ikamesinin artmasıyla çimento harç numunelerinde su emme miktarlarının arttığı, bulk yoğunluklarının azaldığı; katkısız ve %2,5 sepiyolit katkılı çimento harçlarının mekanik özelliklerinin birbirine benzer olduğu aynı zamanda korozyona karşı en yüksek direnci gösterdiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çimento, Sepiyolit, Donatı, Korozyon

Investigation of Workability, Strength and Durability Properties of Mortars Produced with Cement-Based Binders Containing Sepiolite

Öz

In cement based binders, calcium hydroxide formed as a result of the reaction of cement and water protects the reinforcement against environmental effects thanks to its high alkaline property. Since ionic conductivity is very low in cementitious mixtures, the formation of corrosive cells is limited on the reinforcement surface that is not in contact with sea water. In this study, reinforced and unreinforced cementitious mixtures were produced by replacing sepiolite with cement at rates of 0%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5% and 15% by weight. Consistency, setting times and volumetric expansion were carried out on cement pastes; physical and mechanical properties were carried out on 40×40×160 mm prismatic cement mortars; corrosion tests were carried out on Ø10 reinforced Ø50 x100 mm cylinder cement mortars. Corrosion measurements were taken on certain days of cylinder cement mortars kept in 3.5% NaCl solution for 145 days by the three-electrode measurement method. As a result, the shortest setting start and end times were found in cement pastes with 5% sepiolite addition; It was determined that with increasing sepiolite replacement, water absorption amounts in cement mortar samples increased, bulk densities decreased; mechanical properties of cement mortars without additive and with 2.5% sepiolite additive were similar to each other and also provided the best protection against reinforcement corrosion.

Anahtar Kelimeler

Cement, Sepiolite, Reinforcement, Corrosion

Kaynakça

• Allo, W.A. and Murray, H.H. (2004). Mineralogy, chemistry and potential applications of a white bentonite in San Juan province. Applied Clay Science, 25, 237-243. https://doi.org/10.12691/jgg-10-3-5
• Anonim (2018). http://yerbilimleri.mta.gov.tr/anasayfa.aspx, (Erişim tarihi: 25.06.2018).
• ASTM C187-23 (2023). Standard Test Method for Normal Consistency of Hydraulic Cement. American Society for Testing and Materials. USA.
• ASTM C618-23E01 (2023). Fly Ash and Raw or Calcioned Natural Pozzolan for Uses as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete. American Society for Testing and Materials. USA.
• ASTM C876-22B (2022). Standard Test Method for HalfCell Potantials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete. American Society for Testing and Materials. USA.
• Brındley, G. W., and Pedro, G. (1972). Report of the AIPEA Nomenclature Committee. AIPEA Newsletter No.7, 8-1.
• Çullu, M., Subaşı, S., Yıldız, K. (2007). Uçucu Kül İçerisindeki Cao ve Mgo’in Çimento Genleşmesine ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. UMES 07 Ulusal Teknik Eğitim, Mühendislik ve Eğitim Bilimleri Genç Araştırmacılar Sempozyomu, 20-22 Haziran, Kocaeli.
• Demir, A. (2016). Sepiyolitli Harçların Mekanik ve Fiziksel Özeliklerinin İncelenmesi. International Multidiscplinary Congress of Eurosia, Electronic Journal of Vocational Colleges.
• Erdoğan, T.Y. (2013). Beton. ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş., Ankara.
• Ersever Angur, G. (2016). Çimento Esaslı Yapıştırıcı Harçlarda Sepiyolit Katkılı Malzeme Geliştirilmesi. Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.
• Gel, M. K. (2003). Betonarme Yapılarda Donatıların Korozyonu ve Su Yalıtımı. Türkiye Mühendislik Haberleri, Sayı 427-5.
• Glocker, E. F. (1847). Generum et Specierum Mineralium Secundum Ordines Naturales Digestorium Synopsis, Halle.
• Haberal, Y. (2010). Uçucu Küllü Betonlarda Klor İyonu Geçirgenliğinin ve Donatı Korozyonunun İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
• İrkeç, T. (1996). Lületaşı, Tabakalı Sepiyolit, Atapulgit (Paligorskit). DPT VII. Beş Yıllık Kalkınma Planı Özel İhtisas Komisyonu, Diğer Endüstri Mineralleri Çalışma Grubu Raporu, Cilt 1, Yayın No: DPT 2421 ÖİK: 480, pp. 5-35, Ankara.
• Karabulut, H.A., ve Kalpaklı, Y. (2022). Sepiyolit Cevherinin Genel Özellikleri ve Isıl Davranışı. Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10(1), 249-273. https://doi.org/10.36306/konjes.1040430
• Karataş, D. (2011). Sepiyolit Kiline Kuvaterner Amin Surfaktanlarının Adsorbsiyonunun Deneysel ve Teorik Olarak İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Kavas, T., Sabah, E., and Çelik, M.S. (2004). Structural Properties of Sepiolite-Reinforced Cement Composite. Cement and Concrete Research, 34 (11), 2135-2139. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.03.015
• Kaya, T., Karakurt, C., ve Bayazit, Y. (2015). Kalsine Edilmiş Bentonitin Çimento Harçlarında Puzolanik Katkı Maddesi Olarak Kullanılabilirliği. 2nd International Sustainable Building Symposium, Ankara.
• Khandelwal, S., and Rhee, K.Y. (2022). Evaluation of pozzolanic activity, heterogeneous nucleation, and microstructure of cement composites with modified bentonite clays. Construction and Building Materials, 323, 126617. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126617
• Mohammed, S. (2017). Processing, Effect And Reactivity Assessment of Artificial Pozzolans Obtained from Clays and Clay Wastes: A Review. Construction and Building Materials, 140 (1), 10-19. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.078
• Nagy, B., and Bradlet, W.F. (1955). The Structural Scheme of Sepiolite. American Mineralogist, 40(9-10), 855-892.
• Pehlivan, H. (2023). Kalsine Kil Katkılı Çimento Harçlarının ÜretimindeNano Silika Kullanımının Araştırılması. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences International Indexed and Refereed, 10 (28), 1-12. https://doi.org/10.5281/zenodo.8189315
• Pourbaix, M. (1974). Atlas of Electrochemical Equilibria. Texas, USA: NACE International Cebelcor Houston.
• Taban (Pehlivan), H. (2010). Farklı Oranlarda Zeolitik Tüf Katkısının Beton Özellikleri ve Betonarme Çeliği Korozyonuna Etkilerinin Araştırılması. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Esntitüsü, Ankara.
• TS EN 12390-7, (2010). Beton - Sertleşmiş Beton Deneyleri - Bölüm 7: Sertleşmiş Beton Yoğunluğu Tayini. TSE, Ankara.
• TS EN 196-1, (2016). Çimento Deney Metotları- Bölüm 1: Dayanım Tayini. TSE, Ankara.
• TS EN 197-1, (2012). Çimento Bölüm 1:Genel Çimentolar-Bileşim, Özellik ve Uygunluk Kriterleri. TSE, Ankara.
• Vedalakshmi, R., Manoharan, S.P., Ha-Won Song, and Palaniswamy, N. (2009). Application of Harmonic Analysis in Measuring The Corrosion Rate of Rebar in Concrete. Corrosion Science, 51 (11), 2777-2789. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.07.014
• Yoon-Seok, C., Jung-Gu K., and Kwang-Myong L., (2006). Corrosion Behavior of Steel Bar Embedded in Fly Ash Concrete. Corrosion Science, 48 (7), 1733-1745. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.05.01
• Zongjıın, L. (2011). Advanced Concrete Technology. John Wiley & Sons, Inc., Print ISBN:9780470437438.