CARBONATION AND SHRINKAGE PROPERTIES OF MORTARS PRODUCED WITH SILICA FUME

Abstract

   In this laboratory studies, carbonation and shrinkage properties of mortars with silica fume additive were investigated. In the tests, binder/sand ratio of prepared mortars was 2.75. Water/binder ratios of mortars produced with silica fume replaced with ordinary Portland cement (PC 42.5) with 10, 15, 20 and 40% by weight were determined as 0.25, 0.30, 0.40, 0.50 and 0.60. According to the tests results, carbonation values were increased for all water/binder ratios at 28, 90 and 180 days. While, the usage of silica fume with the quantities of 10% and 15% were decreased the carbonation values, the usage of silica fume with the quantity of 40% was increased the carbonation value. It was seen that, replacement ratio of silica fume and water/binder ratio in mortars were relatively effected the drying shrinkage.  In the mortars with water/binder ratios of 0.25 and 0.30, addition of silica fumes was decreased shrinkage for all replacement ratios of silica fumes except 40%. However, the effect of silica fume on shrinkage was decreased with the increase of water/binder ratios.

Keywords

• Mortar,silica fume,carbonation

SİLİS DUMANI İLE ÜRETİLEN HARÇLARIN KARBONATLAŞMA VE RÖTRE ÖZELLİKLERİ

Öz

   Yapılmış olan bu laboratuvar çalışmasında, silis dumanı katkılı harçların karbonatlaşma ve rötre özellikleri araştırılmıştır. Deneylerde hazırlanan harç numunelerin bağlayıcı/kum oranı 2,75’tir. Normal Portland çimentosunu (PÇ 42.5) ağırlık bazında %10, 15, 20 ve 40 oranında silis dumanı ile ikame edecek şekilde hazırlanan harç karışımlarının su-bağlayıcı oranları 0,25, 0,30, 0,40, 0,50 ve 0,60 olarak belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, bütün su-bağlayıcı oranlarında 28, 90, 180 günlük zaman dilimlerinde karbonatlaşma değerlerinin arttığı görülmüştür. %10 ve %15 oranlarında silis dumanı kullanımı karbonatlaşma değerlerini düşürürken %40 oranında silis dumanı kullanımı ise karbonatlaşma değerlerini arttırmıştır. Silis dumanı katkılı harçlarda kuruma rötresinin, silis dumanı ikame oranından ve su-bağlayıcı oranından oldukça etkilendiği görülmektedir. Su-bağlayıcı oranının 0,25 ve 0,30 olduğu harçlarda, %40 silis dumanı ilavesi hariç diğer ikame oranlarında rötreyi azaltıcı etkisi belirgin olarak görülmektedir. Ancak su-bağlayıcı oranının artması ile silis dumanının rötreyi azaltıcı etkisi düşük seviyelerde kalmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Harç,silis dumanı,karbonatlaşma

Kaynakça

1. [1] ÖZTURAN, T., “Beton Üretiminde Uçucu Kül Kullanımının İrdelenmesi”, Türkiye İnşaat Mühendisliği XI. Teknik Kongresi, 149-158. İstanbul, Türkiye, 1991.
2. [2] SEVİM, U.K., Afşin-Elbistan Uçucu Külünün Beton ve Çimento Katkısı Olarak Kullanılabilirliğinin Çimento Hamuru ve Harçların Üzerinde Yapılan Deneylerle Araştırılması, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Türkiye, 2003.
3. [3] ERDOĞAN, T.Y., Beton (ikinci baskı), ODTÜ Geliştirme Vakfı ve Yayıncılık, Ankara, Türkiye, 2003.
4. [4] TOUTANJI, A.H., BAYASI, Z., “Effect of Curing Procedures on Properties of Silica Fume Concrete”, Cement and Concrete Research, 29, 497-501, 1999.
5. [5] ATİŞ, C.D., ÖZCAN, F., KARAHAN, O., BİLİM, C., SEVİM, U.K., DEMİR, A., “Silis Dumanı Kullanımının Beton Basınç Dayanımı Üzerindeki Etkisi”, Türkiye Mühendislik Haberleri, 426, 54-59, 2004.
6. [6] CARETTE, G.G., MALHOTRA, V.M., “Long-Term Strength Development of Silica Fume Concrete. Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete”, Proceedings Fourth International Conference, 1017-1044. İstanbul, Türkiye, 1992.
7. [7] AKÖZ, F., YÜZER, N., BİRİCİK, H., KORAL, S., “Silis Dumanı Katkılı Beton Özelliklerine Kür Koşullarının Etkileri”, Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması, 63-71. Eskişehir, Türkiye, 1997.
8. [8] COLLEPARDI, M., KOZANOĞLU, C., YANARDAĞ, C., “Yüksek Dayanımlı Betonlarda Durabilite”, 2. Ulusal Beton Kongresi, 67-75. İstanbul, Türkiye, 1991.

9. [9] KHAYAT, K. H., AITCIN, P.C., “Silica Fume in Concrete: An Overview. Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete”, Proceedings Fourth International Conference, 835-872. İstanbul, Türkiye, 1992.
10. [10] PERSSON, B., “Experimental Studies on Shrinkage of High-Performance Concrete”, Cement and Concrete Research, 28, 1023-1036, 1998.
11. [11] RAO, G.A., “Long-Term Drying Shrinkage of Mortar-Influence of Silica Fume and Size of Fine Aggregate”, Cement and Concrete Research, 31, 171-175, 2001.
12. [12] ZHANG, M. H., TAM, C. T., LEOW, M. P., “Effect of Water-to-Cementitious Materials Ratio and Silica Fume on the Autogenous Shrinkage of Concrete”, Cement and Concrete Research, 33, 1687-1694, 2003.
13. [13] MAZLOOM, M., RAMEZANIANPOUR, A.A., BROOKS, J.J., “Effect of Silica Fume on Mechanical Properties of High-Strength Concrete”, Cement and Concrete Composites, 26, 347-357, 2004.
14. [14] JIANHUI, L., CIJUN, S., XIANWEI, M., KAMAL, H. K., JIAN, Z., DEHUI, W., “An Overview on The Effect of Internal Curing on Shrinkage of High Performance Cement-Based Materials”, Construction and Building Materials, 146, 702-712, 2017.
15. [15] YUE, L., JUNLING, B., YILIN, G., “The Relationship Between Autogenous Shrinkage and Pore Structure of Cement Paste with Mineral Admixtures”, Construction and Building Materials, 24, 1855-1860, 2010.
16. [16] MUKESH, L., SEVKET, C. B., HSEİN, K., “Suitability of BS EN 197-1 CEM II and CEM V Cement for Production of Low Carbon Concrete”, Construction and Building Materials, 71, 397-405, 2014.
17. [17] TS EN 197-1, Çimento- Bölüm 1: Genel Çimentolar- Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2002.
18. [18] TS EN 934-2, Kimyasal Katkılar- Beton, Harç Ve Şerbet İçin Bölüm 2: Beton Katkıları- Tarifler ve Özellikler, Uygunluk, İşaretleme ve Etiketleme, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2002.
19. [19] TS EN 1097-6, Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler, Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2002.
20. [20] TS 3453, Beton Elemanlarda Büzülme Oranı (Rötre) Tayin Metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2005.
21. [21] RAO, G. A., “Influence of Silica Fume Replacement of Cement on Expansion and Drying Shrinkage”, Cement and Concrete Research, 28, 1505-1509, 1998.