Determination of Optimum Substitute Rate for Silica Fume in Fiber Concrete

Öz

In this study, in order to ensure maximum complexity in fiber concrete production, different amounts of silica fume (SF) were substituted by keeping the amount of fiber and super plasticizer (SP) constant. The amount of cement was replaced by SF at 0% (RC):  2.5%, 5%, 7.5%, 10% and 12.5% by weight, respectively. Six 100 x 100 x 100 mm cube test samples were produced with these mixtures. Slump and Ve-Be tests were carried out on processability tests on fresh concrete.   28, 90 and 120 days compressive strength tests were performed on hardened concrete samples. 

In all mixtures, it was found that there was an inverse relationship between SF ratio and workability. SF ratio was effective on the processability of fresh concrete. As the SF content of the mixtures increased, the precipitation decreased and the Ve-Be duration was extended time.

In all mixtures, there was a certain increase in compressive strength naturally depending on the age of the concrete. In fiberless samples, the compressive strength increased as the ratio of SF to RC’ increased. The highest compressive strength of all ages was obtained with 7.5% SF. In fiber samples (FC):  compressive strength increased as SF ratio increased. The highest compressive strength increase at all ages was obtained in samples produced with 10% SF ratio

Anahtar Kelimeler

• Silica fume,steel fiber,fiber concrete

Lifli Betonlarda Optimum Silis Dumanı İkame Oranının Belirlenmesi

Öz

Bu araştırmada, lifli beton üretiminde maksimum kompasiteyi sağlamak için, lif ve süper akışkanlaştırıcı (SA) miktarı sabit tutularak farklı oranlarda silis dumanı(SD) ikame edilmiştir. Çimento miktarı sırasıyla ağırlıkça % 0(KB):  %2.5, %5, %7.5, %10 ve %12.5 oranlarında SD ikame edilmiştir. Bu karışımlarla 100x100x100 mm boyutunda küp deney numuneleri üretilmiştir. Taze beton üzerinde işlenebilirlik testlerinden çökme ve Ve-Be deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş beton numuneleri üzerinde 28, 90 ve 120 günlük basınç dayanım deneyleri yapılmıştır.

Bütün karışımlarda, SD oranı ile işlenebilirlik arasında ters ilişki olduğu görülmüştür. Taze betonun işlenebilirlik özelliği üzerinde SD oranı etkili olmuştur. Karışımlardaki SD oranı arttıkça çökme azalmış ve Ve-Be süresi uzamıştır.

Bütün karışımlarda, beton yaşına bağlı olarak basınç dayanımında doğal olarak belirli oranda artış görülmüştür. Lifsiz numunelerde KB’ye göre SD oranı artıkça basınç dayanımı artmıştır. Bütün yaşlarda en büyük basınç dayanımı %7.5 SD oranı ile üretilen numunelerde elde edilmiştir. Lifli numunelerde LB ‘ye göre SD oranı arttıkça basınç dayanımı artmıştır. Bütün yaşlarda en büyük basınç dayanımı artışı  %10 SD oranı ile üretilen numunelerde elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Silis Dumanı,Çelik Lif,lifli beton

Kaynakça

1. Şimşek, O., “Beton ve Beton Teknolojisi”, Seçkin Basım ve Dağıtım, Ankara,pp.40-128, (2016).
2. Yeğinobalı, A., “Silis dumanı ve çimento ile betonda katkı maddesi olarak kullanılması”, TÇMB/AR-GE/ Y01.01 3.Baskı , Ankara, (2003).
3. Khayat,K.H. and Aitcin P.C.,“ Silica fume in concrete: an overview”, ACI SP-132, 835-865, ACI , Detroit, (1992).
4. Sümer, B , Sarıbıyık, M . "Betonda Silis Dumanı ve Polipropilen Lif Kullanımının Beton Özellikleri Üzerine Etkilerinin İncelenmesi". Sakarya University Journal of Science 17: 217-224, (2013)
5. Ünal, B., “Çelik Tel ve Polipropilen Lif İçerikli Beton Yolların Mekaniksel özelliklerinin Araştırılması”. Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 71s. (2003).
6. ACI 234R-96 "Guide for the use of silica fume in concrete", American Concrete Institute, 51 pp, (1996)
7. ACI 544.2R-89. “Measurement of properties of fiber reinforced concrete”. American Concrete Institute. P.O. Box 19150 Detroit, MI 48219-0150, (1999)
8. Kozak, M. . "Çelik Lifli Betonlar ve Kullanım Alanlarının Araştırılması". Teknik Bilimler Dergisi 3 / 1 : 26-35. (2013)

9. Tokyay, M., Ramyar, K., Turanlı, L., “Polipropilen ve çelik lifli yüksek dayanımlı betonların basınç ve çekme yükleri altındaki davranışları”, 2. Ulusal Beton Kongresi, Yüksek Dayanımlı Beton, İstanbul, 303-320, (1991).
10. Arıoğlu, E., Arıoğlu, B., Girgin, C., “Tünellerde çelik lifli püskürtme beton kaplama tasarımı mekanik büyüklükler ve kalite kontrol ilkeleri”, Çelik Tel Donatılı Betonlar Sempozyumu, Sabancı Center, İstanbul, (1999).
11. Yerlikaya, M., “Çelik tel donatılı yol betonları”, THBB Hazır Beton Dergisi, 51, 93-95, (2002).12. TS EN 14889-1 “Lifler – Betonda kullanım için – Bölüm 1: Çelik lifler – Tarifler, özellikler ve uygunluk”. TSE, Ankara, (2016)
12. TS EN 14889-1 “Lifler – Betonda kullanım için – Bölüm 1: Çelik lifler – Tarifler, özellikler ve uygunluk”. TSE, Ankara, (2016)
13. Yaprak, H , Şimşek, O , Öneş, A . "Cam ve çelik liflerin bazı beton özelliklerine etkisi". Politeknik Dergisi 7 : 353-358, (2004)
14. Şimşek, O., Erdal, M., Sancak, E., “Silis dumanının çelik lifli betonun eğilme dayanımına etkisi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 211-215, (2005).
15. Halilov, S. 2003. “Silis dumanı ve süperakışkanlaştırıcı katkılı lifli betonların özellikleri. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2003).
16. Dancygier A.N. and Savir Z., “Flexural behavior of HSFRC with low reinforcement ratios”. Engineering Structures, 28, 1503–1512. (2006).
17. Ünal, O , Uygunoğlu, T , Gençel, O . “Çelik liflerin beton basınç ve eğilme özeliklerine etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13 (1), 23-30. (2007)
18. TS 802, Beton karışımı hesap esasları, TSE, Ankara, 2016.
19. TS 10514, Lif takviyeli betonun karışım oranları ve imalatı için kurallar TSE, Ankara, (2015).
20. ASTM C-81 “Standard specification for chemical admixtures for concrete”. ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States . (1981).
21. TS EN 12350-2, “Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 2: Çökme (slump) deneyi”, TSE, Ankara, (2010).
22. TS EN 12350-3, “Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 3: Vebe deneyi” TSE, Ankara, (2010).
23. TS EN 12390-3, “Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini”, TSE, Ankara, 112s. (2012)