PERLİT GENLEŞTİRMEDE SICAKLIK DEĞİŞİMİNİN AGREGA KARAKTERİSTİĞİNE ETKİLERİ ÜZERİNE BİR İNCELEME-YENİ BİR YAKLAŞIM

Year 2023, Volume: 11 Issue: 1, 21 - 40, 01.03.2023

Lütfullah Gündüz , Şevket Onur Kalkan

https://doi.org/10.36306/konjes.1088530

Abstract

Bu çalışma kapsamında, ham perlitin eşdeğer bir sürede farklı sıcaklık değerlerinde genleştirme işlemi sonrası oluşan genleşmiş agrega formlarının değişimi analiz edilmiş olup, genleşmiş perlitin yapısal karakteristiğine etkiyen faktörler incelenmiştir. Özellikle genleştirme işlemi sonrası perlit agreganın mukavemetini, kırılganlığını ve ufalanma olgusunu temsili olarak tanımlayabilmek amacıyla yeni bir yaklaşım irdelenmiştir. Çalışmada, 125-250 µm, 250-500 µm ve 500-750 µm boyut aralıklarındaki ham perlit kullanılmıştır ve genleştirme sıcaklıkları sırasıyla, 200, 360, 410, 480, 530, 560, 590, 610, 640, 660, 690, 730, 760, 830, 900 ve 1040˚C olarak belirlenmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, ham perlitin genleştirme sıcaklığı arttıkça, genleşmiş perlitin yığın yoğunluğunun azaldığı ve tane boyutunun arttığı tespit edilmiştir. Maksimum tane iriliği arttıkça, genleşmiş perlit agreganın değişen matris yapısındaki farklılık nedeni ile su ile etkileşime girdiğinde çökme (deforme olma) değerlerinin de arttığı görülmüştür. Çimentolu harçlarda genleşmiş perlit agregasının çökme oranının artması ile harcın basınç dayanımının ve harcın işlenebilirliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Ancak her ne kadar yüksek sıcaklıkta genleştirilen perlit agregası ile üretilen harçların işlenebilirlik ve dayanım değerleri çökmenin de etkisi ile azalsa da bu tip agrega ile üretilen harcın ısıl performans özelliğinin iyileştiği tespit edilmiştir.

Keywords

Perlit, Genleştirme, Sıcaklık, Harç, Performans, Özellik, Analiz

AN INVESTIGATION ON THE EFFECTS OF TEMPERATURE CHANGE ON AGGREGATE CHARACTERISTICS IN PERLITE EXPANSION - A NEW APPROACH

Abstract

In this study, the changes in the expanded aggregate forms formed after the expansion process of raw perlite at different temperature values in an equivalent time were analyzed and the factors affecting the structural characteristics of the expanded perlite were examined. Especially after expansion process, a new approach has been examined to represent strength, fragility, and crumbling phenomenon of the perlite aggregate. In the study, raw perlite in 125-250 µm, 250-500 µm and 500-750 µm size ranges was used and the expansion temperatures were 200, 360, 410, 480, 530, 560, 590, 610, 640, 660, 690, 730, 760, 830, 900 and 1040 ˚C, respectively. According to the results, it was determined that as expansion temperature of the raw perlite increased, bulk density of the expanded perlite decreased, and grain size increased. It was observed that as the maximum grain size increased, the collapse (deformation) values increased when interacted with water due to the difference in the changing matrix structure of expanded perlite. Compressive strength and workability decreased with increase in the collapse rate of the expanded perlite aggregate in cementitious mortars. Although workability and strength of the mortars produced with perlite aggregate expanded at high temperature decreased with the effect of collapse, it was determined that the thermal performance of the mortar produced with this type of aggregate improved.

Keywords

Expansion, Analysis, Performance, Perlite, Property, Mortar, Temperature

References

• [1] O. Gencel, O. Y. Bayraktar, G. Kaplan, O. Arslan, M. Nodehi, A. Benli, A. Gholampour, and T. Ozbakkaloglu, “Lightweight foam concrete containing expanded perlite and glass sand: Physico-mechanical, durability, and insulation properties,” Construction and Building Materials, vol. 320, 126187, 2022.
• [2] M. Samar, S. Saxena, 2016, “ Study of chemical and physical properties of perlite and its application in India,” International Journal of Science Technology and Management, vol. 5, no. 04, pp. 70-80, 2016
• [3] United States Geological Survey, “USGS Mineral Commodity Summaries, Perlite,” United States Geological Survey, 2023. [Online]. Available: https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-perlite.pdf. [Accessed: Feb. 17, 2023].
• [4] L. D. Maxim, R. Niebo, and E. E. McConnell, “Perlite toxicology and epidemiology—A review,” Inhalation Toxicology, vol. 26, no. 5, pp. 259-270, 2014.
• [5] M. Ibrahim, A. Ahmad, M. S. Barry, L. M. Alhems, and A. C. Mohamed Suhoothi, “Durability of structural lightweight concrete containing expanded perlite aggregate,” International Journal of Concrete Structures and Materials, vol. 14, no. 1, pp. 1-15, 2020.
• [6] O. Şengül, S. Azizi, F. Karaosmanoglu, and M. A. Tasdemir, “Effect of expanded perlite on the mechanical properties and thermal conductivity of lightweight concrete,” Energy and Buildings, vol. 43, no. 2-3, pp. 671-676, 2011.
• [7] Perlite Institute, 2022. [Online]. Available: https://www.perlite.org/perlite-online/. [Accessed: Feb. 17, 2023].
• [8] L. H. Yu, L. Ou, and L. L. Lee, “Investigation on pozzolanic effect of perlite powder in concrete”, Cement and Concrete Research, vol. 33, no. 1 pp. 73-76, 2003.
• [9] T. K. Erdem, Ç. Meral, M. Tokyay, and T. Y. Erdoğan, “Use of perlite as a pozzolanic addition in producing blended cements,” Cement and Concrete Composites, vol. 29, no. 1, pp. 13-21, 2007.
• [10] C. Panagiotopoulou, P. M. Angelopoulos, D. Kosmidi, I. Angelou, L. Sakellariou, and M. Taxiarchou, “Study of the influence of the addition of closed-structure expanded perlite microspheres on the density and compressive strength of cement pastes,” Materials Today: Proceedings, vol. 54, no. 1, pp. 118-124, 2022.
• [11] O. Orhun, “Perlit,” Bilimsel Madencilik Dergisi, Cilt 8, Sayı 4, s213-222, 1969.
• [12] İ. Özgenç, “Perlitler içindeki suyun kimyasal yapısı ve bu yapının genleşme özelliğine etkisi,” Jeoloji Mühendisliği, s.42, 60-63, 1993.
• [13] N. Şapçı, and H. Ceylan, “Perlit Agregalarının Farklı Sıcaklıklarda Genleştirilmesi Üzerine Teknik Bir Analiz,” Teknik Bilimleri Dergisi, Cilt 11, Sayı 2, 32-40, 2021.
• [14] TS EN 998-1, Kâgir harcı - Özellikler - Bölüm 1: Kaba ve ince sıva harcı Ankara, TSE, 2006.
• [15] ASTM C230/C230M-08 Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement, USA, 2014.
• [16] TS EN 1015-3, Kagir Harcı- Deney Metotları- Bölüm 3: Taze Harç Kıvamının Tayini (Yayılma Tablası İle) Ankara, TSE, 2000.