AĞIR BETONLARIN SÜLFAT ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Yıl 2010, Cilt: 2 Sayı: 2, 60 - 71, 01.06.2010

Şemsettin Kılınçarslan Celalettin Başyiğit İsmail Uzun

Öz

Önemli tesislerde kullanılan betonların zamanla dış etmenlerden bozulacağı göz önüne alınarak tasarlanması gereklidir. Dış etkilerden bozulma derecesi ancak betonlar üzerinde yapılacak ön deneylerden sonra anlaşılabilir. Genel olarak betonun çevresel etkilere göre tasarımı iki parametreye göre yapılır. Betondaki maksimum su/çimento oranı ve minimum çimento dozajı gibi kısıtlamaların ne ölçüde gerçekleşebileceği doğrudan beton agregasının türüne, granülometrisine ve standartlarına uygun olmasına bağlıdır. Çalışmada, barit agregası ile mineral- kimyasal katkı malzemeleri kullanılarak yüksek dayanımlı betonlar üretilmiştir. Üretilen betonların fiziksel ve mekanik özelliklerinin yanı sıra durabilitesi de incelenmiştir. Durabilite açısından ağır betonların servis ömrü boyunca karşılaşabileceği düşünülen sülfat etkilerine karşı dayanımı araştırılmıştır. Sülfat etkisine maruz bırakılmış beton numunelerin basınç dayanım değişimleri, kimyasal ve mikro yapı değişimleri incelenmiştir. Bu çalışma kapsamında yapılan araştırmalar neticesinde yüksek basınç dayanıma sahip ağır betonların sülfata karşı basınç dayanımlarında azalma görülmüştür. Magnezyum sülfat etkisinin daha tahrip edici bir özelliğe sahip olduğu görülmüştür. Sülfat etkisinden oran olarak en fazla barit agregalı betonlar etkilenmiş olmasına rağmen sayısal olarak basınç dayanım değeri en yüksek beton olarak kalmaya devam etmiştir.

Anahtar Kelimeler

Ağır Beton, sülfat etkisi, durabilite

MECHANICAL PROPERTIES OF SULPHATE ATTACK ON HEAVYWEIGHT CONCRETE

Öz

Concrete used in essential facilities needs designing in such a way that it won’t be damaged by external factors in time. The extent of damage from external factors can only be understood after the initial experiments. Generally, designing concrete in terms of external factors is done according to two factors. To what extent limitations such as maximum water/cement level in concrete and minimum cement dosage can occur depends on the kind of concrete aggregate, gradation and its convenience to standards. In the study, highly durable concrete was produced by using barite aggregate and mineral-chemical additives. In addition to the physical and mechanical properties, the durability of the concrete was analyzed. In terms of durability, the strength of heavy concrete was improved against sulphate effects, which the concrete was considered to encounter during its service time. Compression durability variations, chemical and micro structure variations of the concrete, exposed to sulphate effects, were analyzed. As a result of the research conducted in the context of the study, some decline was observed in the durability of heavy concrete with high compression durability against sulphate compression. Magnesium sulphate effect was concluded to have a more destructive property. Although, in terms of ratio, concrete with barite aggregate was affected most from sulphate effect, it remained as the concrete with the highest compression durability in terms of quantity.

Anahtar Kelimeler

Heavy concrete, sulphate effect, durability

Kaynakça

• ACI 201.2R-77, 1986. Guide to Durable Concrete, Chapter 3, Abrasion. ACI Manual of
• Concrete Practice, Part I, Detroit. Akkurt, İ., Başyiğit, C., Kılınçarslan, Ş. and Mavi, B. 2005. The Shielding of Gamma Rays by
• Concretes Produced with Barite. Progress in Nuclear Energy, 46, 1–11. Akkurt, İ., Başyiğit, C., Kılınçarslan, Ş., Mavi B., Akkurt, A. 2006. Radiation Shielding of
• Concretes Containing Different Aggregates. Cement and Concrete Composites, 28, 153–157. Aköz, F., ve Biricik, H., 2000. Sodyum sülfat çözeltisinin buğday sapı külü katkılı ve katkısız harçlara etkileri, Çimento ve Beton Dünyası Dergisi, 5(26), Ankara.
• Aköz, F., Yüzer, N., Koral, S., 1996. Silis dumanı katkılı ve katkısız harçlara sodyum klorür ve magnezyum klorürün etkileri, 4.Ulusal Beton Kongresi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• Akyüz, S., 1977. Gamma Işınlarından Korunmada Barit Agregalı Ağır Beton, İTÜ Dergisi,
• Cilt 35, Yıl35, Sayı 5, Sayfa 59-69, İstanbul. ASTM C-1012. 1987. Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement
• Mortars Exposed to Sulphate Solution. Atahan, H.N., Pekmezci, B.Y., Uyan, M., ve Yıldırım, H.,200. Sülfatların portland çimentolu ve sülfata dayanıklı çimentolu betonların durabilitesine etkisi, 5.Ulusal Beton Kongresi, Betonun Dayanıklılığı (Durabilite), İstanbul. Baradan, B., Yazıcı, B. “Betonarme Yapılarda Durabilite ve TS EN 206-1 Standardının Getirdiği Yenilikler” Türkiye Mühendislik Haberleri Sayı 4/ 426, 2003.
• Bellport, B.P., 1968. Combating sulfate attack on concrete on bureau of reclamation projects,
• Performance of Concrete: Resistance of Concrete to Sulphate and other Environmental Conditions, ed. E.G. Swenson, University of Toronto Pres, Canada, pp.77-92. Chindaprasirt P., Homwuttiwong S., Sirivivatnanon V. (2004): “Influence of Fly Ash
• Fineness on Strength, Drying Shrinkage and Sulfate Resistance of Blended Cement Mortar”, Cement and Concrete Research, Vol. 34, s. 1087-1092.
• Erdoğan, T.Y., 2003. Beton. METU Press, 738 s. Ankara.
• Gürsoy, Y., (1997) Doğu Karadeniz Bölgesi doğal ağır agregalarından biriyle üretilen ağır betonun geleneksel bir betonla karşılaştırmalı olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü.
• Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 136 sayfa. Kasap, Ö., Şahmaran, M., Duru, K., Yaman, İ.Ö. 2007. Katkılı Çimento Hamur, Harç ve Betonların Sülfat Direnci. Çimento ve Beton Dünyası, V. 12, Sayı 69, s. 53–63.
• Kılınç, K., ve Uyan, M., 2003. Beton karışım suyundaki sülfat tuzlarının çimento harcı özelliklerine etkisi, 5.Ulusal Beton Kongresi, Betonun Dayanıklılığı (Durabilite), İstanbul.
• Kılınçarslan, Ş., 2004. “Barit agregalı ağır betonların radyasyon zırhlamasındaki özellikleri ve optimal karışımlarının araştırılması” SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Müh. ABD Doktora Tezi, 128 s. Isparta.
• Kılınçarslan, Ş., Akkurt, İ., Başyiğit, C. 2006. The Effect of Barite Rate on some Physical and Mechanical Properties of Concretes. Materials Science and Engineering A, 424, 83–86.
• Lee, S.T., Moon, H.Y., Swamy, R.N., Kim, S.S., and Kim, J.P., 2005. Sulphate Attact of
• Mortars Containing Recycled Fine Aggregates. ACI Materials journal, July–August. Vol:102, No:4, pp: 224-230. Mather, K., 1965. Heavyweight Concrete for Radiation Shielding, Journal of ACI. Proc., 62, 962.
• Mehta P.K., 1990. Concrete, Structure, Properties and Materials. Prentice Hall, Inc.,
• Englewood Cliffs, New Jersey. Meyer, B., 1989. Heavyweight Concrete. A Structural Engineering Contrubition Towards
• Radiation Protection Almost Playful Dealings with Concrete Technology, Cement-Bulletin, V.57-23, pp. 1-12. Monteiro P.J.M., Kurtis K.E. (2003) Time to Failure for Concrete Exposed to Severe Sulfate
• Attack, Cement and Concrete Research, Vol. 33, p. 987-993
• Neville, A. 2004. The confused world of sulfate attack on concrete. Cement and Concrete Research, 34 (8), 1275-1296.
• Neville.A.M., Brooks, J.J. "Concrete Technology" Longman Scientific and Technical, p.285.,1987.
• Oymael, S., Şen L., Durmuş, A., 2007. Üretiminde Puzolanlı Çimento Kullanılan
• Mikrobetonlarda Sülfatlara Dayanıklılık. New World Science Academy, Vol:2, N:3, pp:182- Skalny, J., Marchand, J., Odler, I. 2002. Sulfate Attack on Concrete. Modern Concrete
• Technology Services, Spon Pres, 217 pp. London and New York. Taşdemir, M.A. 2005. Betonun Dayanım ve Dürabiliteye göre Tasarım ve Üretimi. İMO
• İstanbul Şubesi, Beton Kurs Notları, 15 s. Tobin, R . Hall, D. ve Artuso, J., 1975. High-Density Concrete. Measuring, Mixing,
• Transporting and Placing., AC1 304 Current-Practise-Sheets, 8, 407-414. Topçu, İ.B., 2001. Properties of Heavyweight Concrete Produced With Barite. Cement and Concrete Research, 33,815-822.
• Uyan, M., Taşdemir, M. A., Özkul, H., “Esenboğa Havalimanı II. Pist İnşaatı Kargo Apronu Betonlardaki Soyulmaların İncelenmesi Hakkında Rapor”, İTÜ İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi Anabilim Dalı, İstanbul, 1991.
• Varshney, R.S., 1982. Concrete Technology, Second Edition, Oxford & IBH Publishing Co., New Delhi.