Farklı Sınıf Çimento Harcı Üretiminde Metakaolin Katkısı Kullanımının Araştırılması

Yıl 2015, Cilt: 7 Sayı: 3, 7 - 14, 15.09.2015

Gökhan Görhan Gökhan Kürklü

https://doi.org/10.29137/umagd.379755

Öz

In this study, it was
studied physical and mechanical properties of Portland cement mortars with
different strength classes and metakaolin (MK) substituted. Two different
Portland cement such as CEM II/B-M 32.5 R (A cement) and CEM I 42.5 R (B
cement) is used in the production of mortar samples. Metakaolin which is
substituted by cement was obtained as a result with sintering of kaolin clay in
five different temperatures (600, 700, 800, 900 ve
1000 ^oC) in the laboratory
conditions. 7-day sintered metakaolin samples were conducted pozzolanic
activity test and the highest pozzolanic activity index was obtained in the samples
sintered at 900 ^oC. Then, it was substituted at a rate of 10 % and
20 % metakaolin material sintered 900 ^oC and it was compared with
the reference cement mortar. Standard sand was used in the production and the
samples were placed with vibration method in 40 x 40 x 160 mm metal mould
according to TS EN 196-1. Later, 7 and 28 days water cure is applied to
samples. Finally, the physical tests such as water absorption, porosity, bulk
density and apparent density with the mechanical properties such as flexural
strength and compressive strength were determinated. However, the ultrasound
values were determinated from the samples. As a result, the highest compressive
strength values were obtained from the samples with 20 % MK together A cement
and 10 % MK together B cement.

Anahtar Kelimeler

Cement, metakaolin, standard sand, sintering, kaolin

Farklı Sınıf Çimento Harcı Üretiminde Metakaolin Katkısı Kullanımının Araştırılması

Öz

Bu çalışmada, metakaolin
ikameli ve farklı dayanım sınıfına ait portland çimentolu harçların fiziksel ve
mekanik özellikleri araştırılmıştır. Harç örneklerinin üretiminde; CEM II/B-M
32.5 R (A çimentosu) ve CEM I 42.5 R (B çimentosu) olmak üzere iki farklı
portland çimentosu kullanılmıştır. Çimentoya ikame edilecek olan metakaolin
ise, laboratuvar şartlarında ve kaolin kilinin beş farklı sıcaklıkta (600, 700,
800, 900 ve 1000 ^oC) sinterlenmesi sonucunda elde edilmiştir.
Sinterlenen metakaolin örneklerine 7 günlük puzolanik aktivite deneyleri
yapılmış ve en yüksek puzolanik aktivite indeksi, 900 ^oC’de
sinterlenen örneklerde elde edilmiştir. Ardından hazırlanan karışımlarda
çimentoya, 900 ^oC’de sinterlenen metakaolin malzemesi % 10 ve % 20
oranlarında ikame edilmiş ve referans çimento harçları ile kıyaslanmıştır. Harç
üretiminde standart kum kullanılmış olup örnekler, TS EN 196-1 nolu standarda
göre ve 40 x 40 x 160 mm’lik metal harç kalıplarına vibrasyon yöntemiyle
yerleştirilmiştir. Daha sonra örneklere 7 ve 28 günlük su kürü uygulanmıştır.
Kür işlemi tamamlanan örneklere; su emme, porozite, birim hacim ağırlık ve
görünür yoğunluk gibi fiziksel testler ile eğilme dayanımı ve basınç dayanımı
gibi mekanik testler yapılmıştır. Bununla birlikte örneklerin ultrases
değerleri de belirlenerek çimento harcı üretiminde kullanılan metakaolin
katkısının örnekler üzerinde meydana getirdiği değişiklikler araştırılmıştır.
Sonuç olarak, A çimentosu ile % 20 MK ve B çimentosu ile % 10 MK malzemelerinin
bir arada kullanılması durumunda örneklerden en yüksek basınç dayanım değerleri
elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çimento, metakaolin, standart kum, sinterleme, kaolin

Kaynakça

• [1] E. Başpınar, M. Kuşçu, “Karaçayır (Uşak) kaolen yatağı kaolen üretim yöntemi”, SDUGEO E-dergi, ss. 27- 35, (http://edergi.sdu.edu.tr/index.php/sdugeo/article/viewFile/3122/2715), 15.11.2014.
• [2] A.G. Türkmenoğlu, A. Tankut, “Use of tuffs from central Turkey as admixture in pozzolanic cements: Assessment of their petrographical properties”, Cement and Concrete Research, Vol.32, No.4, pp. 629-637, 2002.
• [3] Ç. Meral, “Use of perlite as a puzzolanic addition in blended cement production”, M.E.T.U., Thesis of Master of Science, 2004.
• [4] Ş. Yazıcı, D. Anuk, H. Ş. Arel, “Metakaolin Kullanımının Harçların Mekanik Özellikleri Üzerine Etkisi”, S. Ü. Müh. Fak. Derg., Vol.25, No.2, ss. 13-24, 2010.
• [5] B. Akçay, Ö. Peker, C. Şengül, M. A. , Taşdemir, “Metakaolin İçeren Betonun Kırılma Davranışı”, Beton Kongresi, İstanbul, ss. 424-435, 2013.
• [6] M.A. Caldarone, K.A. Gruber, R.G. Burg, “High reactivity metakaolin (HRM): a new generation mineral admixture for high performance concrete”, Concrete International, Vol.16, No.11, pp.37-40, 1994.
• [7] F. Curcio, B.A. DeAngelis, S. Pagliolico, “Metakaolin as a pozzolanic microfiller for high-performance mortars”, Cement and Concrete Research, Vol.28, No.6, pp. 803-809, 1998.
• [8] X. Qian, Z. Li, “The relationships between stress and strain for high-performance concrete with metakaolin”, Cement and Concrete Research, Vol.31, pp, 1607-1611, 2001.
• [9] L. Courard, A. Darimont, M. Schouterden, F. Ferauche, X. Willem, R. Degeimbre, “Durability of mortars modified with metakaolin”, Cement and Concrete Research, Vol.33, No.9, pp. 1473-1479, 2003.
• [10] TS EN 196-1. Çimento Deney Metotları- Bölüm 1: Dayanım (Methods of testing cement – Part 1: Determination of strength) TSE, Ankara – Turkey, 2002.
• [11] C. Kılınç, S. Satılmış, T. Akakın, “Farklı Oranlarda Mineral Katkı ve Agreganın Alkali Silika Reaksiyonu Üzerine Etkisi”, (http://www.thbb.org/Files/File/[501-510].pdf), 13.03.2015.
• [12] J.G.S. Jaarsveld, J.S.J. Deventer, G.C. Lukey, “The effect of composition and temperature on the properties of fly ash- and kaolinite-based geopolymers”, Chemical Engineering Journal, Vol.89. No.1-3, pp. 63–73, 2002.
• [13] E. Güneyisi, M. Gesoğlu, K. Mermerdaş, “Improving strength, drying shrinkage, and pore structure of concrete using metakaolin”, Materials and Structures, Vol.41, pp. 937–949, 2008.
• [14] TS EN 450. Betonda Kullanılan Uçucu Kül –Tarifler, Özellikler ve Kalite Kontrolü, (Fly ash for concrete – Definitions, requirements and quality control)TSE. Ankara –Turkey, 1988.
• [15] ASTM C 618. Standart Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Concrete. Annual Book of ASTM Standart, No. 04.02, 2000.
• [16] TS EN 772-4. Kagir Birimler, deney metotları – Bölüm 4: Tabii taskâgir birimlerin toplam ve görünen porozitesi ile bosluksuz ve bosluklu birim hacim kütlesinin tayini (Methods of test for masonry units – Part 4: Determination of real and bulk density and of total and open porosity for natural stone masonry units). TSE. Ankara-Turkey, 2000.
• [17] TS EN 771-1. Kagir Birimler, Özellikler- Bölüm 1: Kil kâgir birimler (Tuğlalar) (Specification for masonry units – Part 1: Clay masonry units) TSE. Ankara-Turkey, 2005.
• [18] F. Curcio, B. A. De Angelis, S. Pagliolico, “Metakaolin as a pozzolanic microfiller for high-performance mortars”, Cement and Concrete Research, Vol.28, No.6, pp. 803-809, 1998.