Cem I 42,5 Çimentolu Düşük Dozajlı Betonlarda Yüksek Fırın Cürufunun Etkinliği

Abstract

Çeşitli ürünlerin elde edilmesi esnasında üretim amacının dışında yan ürün olarak üretilen birçok atık malzeme türü bulunmaktadır. Bu malzemeler arasında gerek miktar olarak gerekse inşaat sektöründeki kullanım olanakları açısından önemli bir yeri yüksek fırın cürufları almaktadır. Yüksek Fırın Cürufları çeşitli metalurji tesislerinden elde edilen atıkmadde gruplarından birisidir. Bu çalışmada Karçimsa fabrikasından sağlanan Yüksek fırın cürufu ve CEM I 42.5 çimento kullanılmıştır. Çimento miktarı sabit tutularak belirli oranlarda (%17, %33 ve %50) yüksek fırın cürufu eklenerek betonlar üretilmiş ve yüksek fırın cürufunun betonun mukavemet ve ağırlıkça su emme oranı özelliklerine etkisi incelenmiştir. Numuneler hava ve su olmak üzere 2 farklı ortamda bekletilmiş, basınç dayanımına ve ağırlıkça su emme oranına bağlı olarak CEN TC 104 SC1 adına çalışma grubunun önerdiği metotlardan eşit işlenebilme metodu kullanılarak yüksek fırın cürufunun etkinliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 270 kg/m3 dozlu çimento kullanılarak yapılmış olan çalışmada 4’ü kontrol betonu olmak üzere 16 seri beton üretilmiştir. Kontrol betonları 4 farklı oranda olup (0,50, 0,60, 0,70 ve 0,80), bunlarla eşit işlenebilirlik verecek şekilde yüksek fırın cüruflu betonlar üretilmiştir. 3 farklı oranda (%17, %33 ve %50) yüksek fırın cürufu eklenmiştir. Her seride 10 adet 15 15 15 cm boyutlarında küp numune ve 1 adet 10 10 50 cm boyutlarında prizma numune üretilmiştir. Üretilmiş olan betonlar 23 2 oC su içerisinde ve 20 oC ile %65 5 rutubetli ortam olmak üzere 2 farklı kür koşulunda saklanmıştır. Agrega granülometrisinin sabit olduğu çalışmada, maksimum dane çapı 32 mm seçilmiştir. İşlenebilirlik, dört farklı oranda da kendi içinde sabit tutulmuş ve her seri için ön beton dökülerek ihtiyaç duyulan su miktarı belirlenmiştir. Taze beton deneyleri olarak, çökme, taze birim ağırlık ve hava miktarı, sertleşmiş beton deneyleri olarak ise 7. 28. ve 90. günler sonunda su ve hava ortamındaki numuneler üzerinde basınç dayanımı ile 28. güne ait su emme deneyleri yapılmıştır. Elde edilen basınç ve ağırlıkça su emme oranı değerleri kullanılarak yüksek fırın cürufuna ait k etkinlik faktörü değerleri bulunmuştur. Deneyler sonucunda yüksek fırın cüruflarının betonda işlenebilirliği iyileştirdiği ve betonda su ihtiyacını azalttığı gözlemlenmiştir. Basınç dayanımı sonuçlarına bakıldığında genel olarak, yüksek fırın cüruflu betonlar 28. güne kadar kontrol betonuna yakın değerler almışlar, ileriki yaşlarda ise kontrol betonunun üstünde değerler vermişlerdir. Ağırlıkça su emme oranı deneyleri sonucunda ise %50 yüksek fırın cürufu eklenen numunelerin ağırlıkça su emme oranları kontrol betonlarının altında kalıp iyi performans göstermiştir. k etkinlik faktörü değerlerinde de hava ortamında en iyi sonucu %50 su ortamında ise %33 yüksek fırın cürufu eklenen numuneler sağlamıştır. Kür koşullarında ise, k etkinlik faktörü su ortamında hava ortamından daha yüksek değerler almıştır.

In the process of making various products, we come up with many wastes as side products. One of the important wastes are blast furnace slag, with regard to its amount or field of use in civil engineering area. The blast furnace slags are mineral additives with puzzolanic proporties and are one of the group of waste material products of metalurgy foundations. In this study, the blast furnace slag fom the Karçimsa factory and CEM I 42.5 cement were used. Maintaining the cement amount fixed and at certain rates (17%, 33% and 50%) blast furnace slags were added to concrete and the influence of the blast furace slags on the resistance and water absorbe coefficient properties of the concrete were examined. The specimens were retained in 2 different cure, i.e. air and water and depending onthe pressure strength and water absorbing ratios , the efficiency factor k of the blast furnace slag was searched. In the study using 270 kg/m3 dosage cement, 16 series of concrete were produced of which 4 are controls. The control concretes had 4 different ratios (0.50, 0.60, 0.70 and 0.80) and blast furnace slag concretes were produced so that they will be provided with equal workability. Blast furnace slags at 3 different ratios (17%, 33% and 50%) were added. In each series, 10 units of 15 15 15 cm cubic specimen and 1 unit of 10 10 50 cm prismatic specimen was produced. The produced specimens were cured in 23 2 oC water and 20 oC with %65 5 moisured air. Maximum aggregate size is selected 32 mm and aggregate granulometry is constant. Workability was maintained constant within itself in the foyr different ratios and for each series, a preliminary concrete was laid to determine the amount of water needed. As for fresh concrete tests, slump, fresh density and air content while fort he hardened concrete tests, the compressive strength at the end of 7th, 28th and 90th day in the water and air cure as well as the water absorbing tests for the 28th days were performed. Using the compressive strength and water absorbing ratios so obtained, the k efficiency coefficient fort he blast furnace sag was obtained. At the end of the tests it was found that blast furnace slags improved the workability of the concrete while reducing the water requirement of the concrete. Considering the compressive strength results , the blast furnace slag concretes realized close until 28th day, while they provided hidher values than the control concrete at the later ages. The water absorbing tests revealed that the samples to which 50% blast furnace slag is added had a water absorbe coefficient less than the control concrete and showed a good performance. In the water medium 33% blast furnace slag specimens, ın the air medium 50% blast furnace slag added specimens provided the best results in the k efficiency coefficient values. Under the curing conditions, the k coefficient was higher in water medium when compared to air.