2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI
2.5. Alkali-Silika Reaksiyonunu Belirlemek Amacıyla Kullanılan
2.5.1. Harç çubuk deneyi (ASTM C 227)
Bu metot, belirli şartlarda kürlenen 25x25x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının belirtilen süre sonucundaki boy değişimlerinin (genleşme yüzdesi) ölçülerek çimento-agrega birleşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlemek amacıyla yapılmaktadır.
Harç çubuk yöntemi (ASTM C227) ile hızlandırılmış harç çubuk yöntemlerinde (ASTM C 1260) kullanılan harç çubukları aynı şekilde hazırlanmaktadır [31].
Harçta kullanılacak agregalar 8–16, 16–30, 30–50 ve 50–100’nolu elek serilerinden elenerek Çizelge 2.3.’ de verilen karışım oranlarında ve miktarlarında kullanılır.
Çizelge 2.3. Harç çubuğu ve hızlandırılmış harç çubuğu deneyleri için agrega karışım oranları [31].
Elek Göz Açıklığı (mm)
Üzerinden geçen Elek Üzerinde Kalan Elek
Ağarlıkça (%)
4.75 (No:4) 2.36 (No:8) 10
2.36 (No:8) 1.18 (No:16) 25
1.18 (No:16) 0.60 (No:30) 25
0.60 (No:30) 0.30 (No:50) 25
0.30 (No:50) 0.15 (No:100) 15
Harcın, agrega türüne göre Su/çimento oranı ASTM C 109 “Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars” da belirtilen esaslara uygun olarak belirlenir.
Harç çubuklarının üretiminde kullanılan çimentonun alkali içeriği en az %0,6 Na2O eşdeğeri olmalıdır. Harç çubuklarının üretiminde, 2 adet örnek dökümüne imkan veren 25x25x285 mm boyutlarında kalıplar kullanılmaktadır. (Resim 2.1.)
Resim 2.1. Harç çubuğu kalıbı
Deney için en az 4 adet harç çubuğu hazırlanır. Kalıplara harç yerleştirilirken şişlenerek sıkıştırılmalıdır. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 ± 1,7 ºC’ de 24 saat bekletilir. Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 ± 1,7 ºC (100 ± 3 ºF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir (Resim 2.2.).
Resim 2.2. Harç çubuğu kür kabı
Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 ± 1,7 oC (73,4 ± 3 oF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak
14. gün, sonra 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12. aylar ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir.(Resim 2.3.)
Resim 2.3.Komparatör ile örneklerin boy ölçümü [2]
Birim boy değişim yüzdelerini belirlemede aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır;
L (%) = ( ΔL/ L) x100
Eşitlikte;
L (%) = Boy değişim yüzdesi,
ΔL = Örneğin boy değişimi (mm),
L = Örneğin ilk uzunluğu (mm), göstermektedir.
ASTM C 227’ye göre boy değişimindeki verilerin 12. ay sonunda %0,1genleşme sınırını aşması durumunda agrega, alkali silika reaktivitesi açısından “zararlıdır”
sınıflandırması yapılmaktadır. Bu test özellikle karbonat agregada genleşme sergilemez. Bu test metodunun dezavantajı test sürenin uzun olmasıdır.
2.5.2 . Hızlandırılmış Harç Çubuğu Deneyi
Hızlandırılmış harç çubuk deneyi ASTM 1260-07 de belirtilen standartlara göre yapılmaktadır.Alkali reaktivitesi belirlenecek agregalar ile üretilen harç çubuklarının alkalinitesi yüksek çözelti içerisinde, yüksek sıcaklıkta saklanması ve uzunluk değişimlerinin ölçülmesi ile gerçekleştirilmektedir.
Deneyin için hazırlanacak harç çubukları, harç çubuk yöntemi (ASTM C 227) ile hazırlanan harç çubukları ile aynıdır. Hazırlanan en az 3 adet harç çubukları saf su içerisine konarak 80 ± 2,0 ºC sabit ısıdaki etüvde 24 saat bekletildikten sonra ilk boy ölçümleri alınır. Harç çubuklarının içerisine konulacak alkali çözeltisi, 1 N NaOH çözeltisi, 900 ml. Saf suya 40g sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. Bu çözelti 80ºC ’de sabit ısıda tutularak, harç çubukları bu çözelti içerisine konmaktadır. (Resim 2.4.)
Resim 2.4. Termostat’lı kür tankı
Bu işlemden sonra devam eden 3, 7, 14. günlerde boy ölçümleri alınarak birim boy değişim yüzdeleri harç çubuğu deney metodundaki eşitlik kullanılarak hesaplanmaktadır.
ASTM C 1260-07’e göre boy değişimindeki verilerin değerlendirilmesi aşağıdaki gibi yapılmaktadır;
14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,1’den küçük ise “Agrega zararsız”,
14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,1 - %0,2 arasında ise “Deney süresi uzatılarak örneklerin 28 günlük boy değişimleri ölçülür”,
14 gün sonra ölçülen boy değişimi %0,2’den büyük ise “Agrega potansiyel olarak zararlıdır”,
Bu şekilde her agregadaki boy değişimlerine göre bir sonuca varılmaktadır [21].
Agregaların, test yönteminde kullanılan ağır alkali ve yüksek sıcaklık koşullarına maruz kalma olasılıklarının düşük olması nedeniyle ASR geçmişi bulunmayan agregaların bazen test sonuçlarında reaktif oldukları ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle diğer testlerle birlikte kullanılmalıdır.
Bu sert test koşullarının avantajı ise çok yavaş reaksiyon gösteren ve uzun süreli harç çubuk metodu ile alkali potansiyeli belirlenemeyen agregalar için kullanışlı olmasıdır.
2.5.3. Beton Prizma Deneyi
Beton prizma deneyi ASTM-C1293 standartlarına uygun olarak yapılmaktadır. Beton prizma testi, 75x75x285 mm boyutlarında hazırlanan harç çubuklarının zamana bağlı olarak genleşme miktarının ölçülmesi ile, çimento-agrega bileşimlerinin alkali kaynaklı genleşmelere açık olup olmadığını belirlenir.
Bu deney metodunu uzun süreli harç çubuğu metodundan ayıran en önemli özellik, harç çubuk boyutları ve harç çubuklarının hazırlanması sırasında karışım suyuna NaOH eklenerek karışımın alkali miktarının arttırılmasıdır.
Bu deney metodunda kaba agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan ince agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. İnce agreganın incelik modülü 2.7 civarında olmalıdır.
Bu deney metodunda ince agreganın alkali reaktivitesini belirlemek isteniyorsa bunun için hazırlanacak harçlarda bulunan kaba agreganın reaktivitesi deneyden önce hızlı harç çubuk yöntemi ile belirlenmeli ve 14 günlük boy değişim yüzdesinin 0.1 den az olması gereklidir. İnce agrega deney numune örneklerine herhangi bir elek analizi yapılmadan laboratuara geldiği şekli ile teste tabi tutulur. Bu deney metodu ince agregalar için iyi sonuçlar vermeyebilir. Bundan dolayı deney sonucu reaktif çıkmayan ince agregalar özellikle saha betonlarında reaktiflik gösterebilir.
Çimento olarak Tip I çimento kullanılmalı ve toplam alkali içeriği % 0,9 Na2O eşdeğerinde olmalıdır bu eşdeğer % (%Na2O + 0,658 (%K2O)) şeklinde hesaplanır.
Deney için hazırlanan betondaki toplam alkali miktarı çimento miktarının %1,25 kadar olmalıdır. Bu miktar, karışımda 420 kg/m³ çimento miktarı olduğu düşünülürse betonun toplam alkali içeriği 5,25 kg/m³ olur. Çimentoda bulunan toplam alkali içeriği 0,9 Na2O olduğundan dolayı betonun alkali seviyesinin istenilen seviyeye getirilebilmesi için karışım suyuna NaOH (sodyum hidroksit) çözeltisi katılır ve böylece çimentoda bulunan %0,9 Na2O değeri %1,25 Na2O değerine yükseltilmiş olur. Karışım suyuna katılacak NaOH miktarı aşağıdaki gibi hesaplanır.
1 m³ betondaki çimento miktarı = 420 kg
Betondaki alkali miktarı = 420 kg/m³ x 0,90 % = 3,78 kg/m³ Betonda belirlenmiş alkali miktarı = 420 kg/m³ x 1,25 % = 5,25 kg/m³ Betona eklenecek alkali miktarı = 5,25 kg/m³ − 3,78 kg/m3 = 1,47 kg/m³
Beton karışımına eklenmesi gereken 1,47 kg/m³ Na2O miktarı için karışım suyuna eklenmesi gereken NaOH miktarı aşağıdaki kimyasal denklem yardımıyla hesaplanır.
(Na2O + H2O ---- 2 NaOH) Bileşimin molekül ağırlığı Na2O = 61,98
NaOH = 39,997
Karışım suyuna eklenecek NaOH miktarı kimyasal denklem yardımıyla orantı kurularak;
1,47 x 2 x 39,997 / 61,98 = 1,898 kg/ m³ bulunur.
Betonda kullanılacak agreganın maksimum dane çapı 19 mm olmalıdır. Agrega hacmi beton hacminin % 70’i kadar olmalıdır. Bu oran ayarlanırken agreganın etüv kurusu halinde olmasına dikkat edilir. Betonda kullanılan agreganın elek analizi Çizelge 2.4.’de verilmektedir.
Çizelge 2.4. Beton prizma testi için agrega karışım oranları Elek Göz Açıklığı (mm)
Üzerinden Geçen Elek Üzerinden Kalan Elek Ağırlıkça (%)
19.0-mm 12.5-mm 33
22.5-mm 9.5-mm 33
9.5-mm 4.75-mm 33
Karışımda kullanılan çimento miktarı 420 kg/m³’tür ve su, çimento oranı 0,42 ile 0,45 arasında olmalıdır. Bu oran karışımın kalıba yerleştirilmesi için yetersiz kalıyor ise oran arttırılabilir. Artırılan oran deney raporunda belirtilmelidir.
Hazırlanan karışım 75x75x285 mm ölçülerindeki 3 adet kalıba şişlenerek yerleştirilir. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 ± 1,7 ºC’ de 24 saat bekletilir. Daha sonra harç çubuklarının boyları ölçülerek, alt bölgesinde su haznesi
bulunan ve bu haznesi yarıya kadar su doldurulan bir kap içerisine konur. Bu kap içerisindeki su, örnekler ile temas etmeyecek şekilde yüksek bağıl nemi (%100) sağlamalıdır. Bu şekilde tasarlanmış kap içerisine konulan numuneler 37,8 ± 1,7 ºC (100 ± 3 ºF)’de sabit ısıdaki etüve yerleştirilir. (Şekil 2.9.)
Şekil 2.9. (%100) bağıl nemi sağlayacak şekilde tasarlanmış kap
Örneklerin boy ölçümleri alınmadan 16 saat önce saklama kapları kapalı bir şekilde 23 ± 1,7 ºC (73,4 ± 3 ºF)’de kür odasına konarak soğumaya bırakılmalıdır. Bu işlemin ardından dijital komparatörle harç çubukları üzerindeki ölçümler ilk olarak 7.
28. 56. günlerde ve 3, 6, 9, 12 aylarda yapılır ve daha sonra gerekirse her 6 ayda bir uzunluk değişimi ölçülmektedir.
Harç çubuklarındaki genleşme bir yıl sonra % 0,04 veya daha fazla ise agrega potansiyel olarak zararlıdır sonucuna varılır [31].
2.5.4. Kimyasal Yöntem
Bu deney metodu ASTM C-289 ve TS 2517 standartlarına uygun olarak yapılmaktadır. Hızlı harç çubuk metodu ile benzerlik gösterir. Deney için hazırlanan
alkali ortam her ikisinde de aynıdır. Fark kimyasal yöntemde, agreganın reaktivitesini ölçmek için harç çubuğu yapılmaz ve direk olarak agrega, alkali ortama maruz bırakılır.
Kimyasal analiz yöntemi için reaktivitesi belirlenecek agregalardan 0,250 mm (No:50) ve 0,125 mm’lik (No:100) elekler arasında kalan malzemeden alınan
örnekler akar saf su altında yıkanarak toz ve ince parçalardan arınması sağlanır.
Yıkanan malzeme 24 saat süreyle 105 ± 5 ºC sıcaklıkta etüvde kurutulur.
Elenen, yıkanan ve kurutulan örneklerden elektronik tartı ile 25 g.’lık 3 adet örnek alınarak reaksiyon kabı içerisine konur. Bu kapların her birine 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi ilave edilir. 1 N NaOH çözeltisi, 900 mlt. Saf suya 40g sodyum hidroksit konularak hazırlanır bu çözeltiye sodyum hidroksit çözeltisi denir. İçerisine örnek konulmayan dördüncü kaba sadece 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi konur bu kap referans kabı olarak kullanılır.
Örnek kaplar 80 ± 1 ºC sıcaklıkta sabit tutulan su banyosuna konarak 24 saat bekletilir. Bu süre sonunda örnekler su banyosundan çıkarılarak 30 ºC sıcaklığa kadar soğutulup kapakları açılarak kuru bir kap içerisine süzülür. Homojenliğin sağlanması için karıştırıldıktan sonra bir pipet yardımıyla 10 ml. çekilerek 200 ml.lik balon jojeye alınır ve üzeri damıtık su ile 200 ml. ye tamamlanır. Bu çözelti, çözünmüş silisin ve alkali azalmasının tayini için kullanılır [32,33].
Çözünmüş silisin tayini “kolorimetrik metot”
100 ml lik bir ölçülü balon jojeye üzerine 1/1 HCl den 0,5 ml ve amonyum molibdat çözeltisinden 1 ml ilave edilip yaklaşık 10 dakika sonra kolorimetrede okunur.
Kalibrasyon eğrisi yardımıyla SİO2’nin konsantrasyonu “Sc mmol/litre” olarak okunur.
Çözünen silis konsantrasyonu aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır;
Eşitlikte;
Sc = ( 20 × 100 / V) × C
Sc = Orijinal süzüntüdeki silis konsantrasyonu (mmol/litre), V = 200 ml.’lik çözeltiden çekilen örnek hacmi (ml),
C = Kolorimetrede ölçülen çözeltinin silis konsantrasyonu (mmol/litre) göstermektedir.
Alkali azalmasının tayini “titrasyon metodu”
Hazırlanan 200 ml’lik çözeltiden 20 ml örnek alınmış 100 ml’lik bir erlenmayere konduktan sonra 2-3 damla fenolftalein çözeltisi damlatılmıştır. 0,05 N hidroklorik asit çözeltisi ile karışımın rengi pembeden beyaza döndüğü noktaya kadar titre edilmiştir.
Alkali azalması aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır;
Rc = 20N / V1 ( V3 – V2 ) × 1000
Eşitlikte;
Rc = Alkali azalması (mmol/litre), N = Hidroklorik asidin normalitesi,
V1 = 200 ml’lik çözeltiden çekilen örnek hacmi (ml), V2 = Örnek için sarf edilen hidroklorik asit hacmi (ml),
V3 = Tanık örnek için sarf edilen hidroklorik asit hacmi (ml) göstermektedir.
ASTM C-289 “Test Method for Potential Reactivity of Aggregates (Chemical Method) ve TS 2517 “Alkali Silika Reaktivitesinin Kimyasal Yolla Tayini”’ne göre alkali azalması (Rc) ve çözünmüş silis (Sc) değerleri kullanılarak aşağıdaki grafik yardımı ile söz konusu agreganın yeri belirlenir ve agregaların zararlı veya zararsız olduğu hakkında yorum yapılır.
3.MATERYAL VE METOT
3.1. Materyal
Bu araştırmada perlit ve kırmataş agregaları, CEM I 42,5 R tipi çimento, şebeke suyu, saf su ve 1N NaOH (Sodyum hidroksit) çözeltisi kullanılmıştır.
3.1.1. Agrega
Perlit agregası kırılmış ve tasnif edilmiş olarak (0,150-0,300)-(0,300-0,600)- (0,600-1,20)-(1,20-2,40)-(2,40-4,80) boyutlarında Nevşehir Acıgöl bölgesinden temin edilmiş olup, Hızlandırılmış harç çubuk deneyinde kullanılan elek serilerine göre belirtilen ağırlıklarda G.Ü.T.E.F. Yapı Eğitimi Beton Laboratuvarında hazırlanmıştır.
Kireçtaşı (KT) agregası ise Ankara Ayaş bölgesinden temin edilmiş olup G.Ü.T.E.F.
Yapı Eğitimi Laboratuvarında çeşitli deneysel çalışmalarda kullanılmıştır.
Agregalara ait kimyasal ve fiziksel özellikler Çizelge 3.1 ve 3.2 de verilmiştir.
Çizelge 3.1. Agregaların kimyasal özellikleri
Bileşen% SiO Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Kızdırma Kaybı Kireçtaşı 0,649 0,209 0,032 61,8 0,028 0,001 0,091 0,007 37,73 Perlit 74,6 13,02 0,72 0,40 0,13 0,01 0,49 4,34 2,06
Çizelge 3.2. Agregaların fiziksel özellikleri Agrega Su Emme
(%)
Yoğunluk (g/cm³)
Kireçtaşı 0,56 2,334
Perlit 1,32 2,401
3.1.2. Çimento
Çalışmada; Çizelge 3.3’de kimyasal ve fiziksel özelikleri verilen Limak Çimento Ankara tesislerinden temin edilen CEM I 42,5 R tipi çimento kullanılmıştır.
Çizelge 3.3.Çimento kimyasal ve fiziksel özellikleri
Kimyasal özellikler, (%) Fiziksel Özellikleri
Si O2 20,35 Özgülyüzey (cm²/g) 3350
Al2O3 5,98 Genleşme (mm) 2,0
Fe2O3 3,06 Su ihtiyacı (%) 27,2
CaO 63,35 Priz başı (dk.) 125
MgO 1,39 Priz sonu (dk.) 173
SO3 2,89 Yoğunluk (g/cm³) 3,15
Na2O 0,38
K2O 0,80
Kız. Kaybı 0,50
3.2.Metot
Agrega örnekleri üzerinde, alkali-silika reaktivitesini belirlemesi için hızlı harç çubuk deneyi (ASTM C 1260-07) ve kimyasal analiz deneyi (ASTM C 289) yapılmıştır.
3.2.1.Hızlandırılmış Harç Çubuk Deneyi Örneklerinin Hazırlanması
Harç çubukları ASTM C-1260-07’de belirtilen esaslara uygun olarak hazırlanmıştır.
Harç çubuklarının üretilmesinde standartta belirtilen eleklerden elenen agregalar Çizelge 3.4.’de verilen karışım miktarları ağırlık (g) olarak kullanılmıştır. Bütün karışımlarda s/ç oranı 0.47, çimento 444g, su ise 209 ml sabit olarak alınmıştır.
Normal agrega sınıfına giren kireçtaşı ile hazırlanan harç karışımlarının hesaplanması için bir değişiklik yapılmazken, hafif perlit agregası harç karışımlarının agrega miktarının hesaplanması ASTM C-1260-07 ’ye göre aşağıdaki eşitlikte verildiği gibi değişiklik yapılmıştır [34].
Agrega oranı = 2,25xD/2,65 D: agrega yoğunluğu, g/cm³
Her bir karışımda 3 adet olmak üzere toplam 21 adet harç çubuğu üretilmiştir. Harç çubuklarının üretiminde, 25x25x285 mm boyutlarında, metal kalıplar kullanılmıştır.
Kalıplara harç iki eşit tabaka halinde olacak şekilde yerleştirilmiş ve her tabaka sarsma tablasında 1 dakika (60 sarsma) sıkıştırılmıştır. Kalıplar %90 nispi nem bulunan kür odasında 23 ±1,7 ºC’ de 24 saat bekletilmiştir. Daha sonra 24 saat süre ile 80 ºC’ deki saf su içerisinde bekletilmiştir. Bu süre sonunda örnekler 80 ºC’ de bulunan 1 N NaOH çözeltisine ASR tankı içerisine daldırılmıştır. Bu tank içerisinde 3, 7, 10, 14, 21 ve 28. günlerde boy değişimleri komparatör ile ölçülmüştür.
Çizelge 3.4. Harç çubuklarının agrega karışım miktarları (g) Elek Serisi, mm
2,36-4,75 1,18-2,36 0,600-1,18 0,300-0,600 0,150-0,300
%10 %25 %25 %25 %15
Hızlandırılmış deney yöntemi ile alkali-silika reaktivitesi tayini ASTM C 1260-07 standardında belirtilen esaslara uygun olarak yapılmıştır. Birim boy değişim yüzdelerini belirlemek için aşağıdaki eşitlik kullanılmıştır [34].
L (%) = (ΔL / L)x100 Eşitlikte;
L (%) : Boy değişim yüzdesi
ΔL : Örneğin boy değişimi (mm) L : Örneğin ilk uzunluğu (mm)
ASTM C 1260’a göre boy değişimindeki verilerin değerlendirilmesine ilişkin sınır değerler Çizelge 3.5.’de verilmiştir.
Çizelge 3.5. Hızlandırılmış harç çubuk metodu (ASTM C -1260) sınır değerleri [31]
Boy değişimi (%) < 0,1 0,1-0,2 >0,2
3.2.2 Kimyasal Analiz Örneklerinin Hazırlanması
Kimyasal analiz yöntemi için reaktivitesi belirlenecek perlit agregasının 0,250 mm (No:50) ve 0,125 mm’lik (No:100) elekler arasında kalan malzemeden alınan örnekler akar saf su altında yıkanarak toz ve ince parçalardan arınması sağlanmış, yıkanan malzemede 24 saat süreyle 105 ± 5 ºC sıcaklıkta etüvde kurutuluştur.
Elenen, yıkanan ve kurutulan örneklerden elektronik tartı ile 25 g.’lık 3 adet örnek alınarak reaksiyon kabı içerisine konmuştur. Bu kapların her birine 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi ilave edilmiştir. 1 N NaOH çözeltisi, 900 ml. saf suya 40g sodyum hidroksit konularak hazırlanmış ve bu çözelti sodyum hidroksit çözeltisi olarak adlandırılmıştır. İçerisine örnek konulmayan dördüncü kaba sadece 25 ml. 1 N NaOH çözeltisi konmuş ve bu kap referans kabı olarak kullanılmıştır.
Örnek kaplar 80 ± 1 ºC sıcaklıkta sabit tutulan su banyosuna konarak 24 saat bekletilmiştir. Bu süre sonunda örnekler su banyosundan çıkarılarak 30 ºC sıcaklığa kadar soğutulup kapakları açılarak kuru bir kap içerisine süzülmüştür. Homojenliğin sağlanması için karıştırıldıktan sonra bir pipet yardımıyla 10 ml. çekilerek 200 ml.lik balon jojeye alınmış ve üzeri damıtık su ile 200 ml. ye tamamlanmıştır. Bu çözelti, çözünmüş silisin ve alkali azalmasının tayini için kullanılmıştır.
4. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA
4.1. Hızlandırılmış Harç Çubuk Deneyi
ASR’ yi belirlemek için üretilen harç çubuklarının 3, 7, 10, 14, 21, 28 günlük ortalama boy değişim değerleri Çizelge 4.1, harç çubuklarının boy değişim değerlerinin aritmetik ortalaması Çizelge 4.2, harç çubuklarının boy uzama değerleri Çizelge 4.3, harç çubuklarının boy uzama yüzdeleri ise Çizelge 4.4.’de verilmiştir.
Ölçülen genleşme değerleri zamanın bir fonksiyonu olarak verilmiştir. Görüldüğü üzere bütün karışımlarda genleşme değerleri zamanın bir fonksiyonu olarak artış göstermiştir.
Şekil 4.1’de görüldüğü gibi harç çubuklarının 28 günlük boy değişim yüzdelerine bakıldığında P50 karışımının en yüksek genleşme değerini verdiği görülmektedir.
Bu şekilde 3 günlük değerlerde P10 (Şekil 4.3) karışımının en yüksek boy değişimini verdiği, 7 günlük değerlerde P50 (Şekil 4.7) karışımının en yüksek boy değişimini verdiği ve diğer bütün karışımlarda da P50 (Şekil 4.7) karışımı en yüksek boy değişimlerini verdiği görülmektedir.
Harç çubuğu örneklerinin 3, 7, 10, 14, 21 ve 28 günlük boy değişimlerinde zamana bağlı olarak önemli farklar görülmüştür. İçerisinde perlit agregası bulunan harç çubuğu örneklerinin 14 günlük boy uzama değerlerinin ASTM C-1260-07 standardında belirtilen genleşme sınır değerinin (%0,1 - %0,2 ) arasında olduğu görülmektedir. Bu sebepten 28 günlük boy ölçümleri dikkate alınmıştır.
Çizelge 4.1.Harç çubuklarının boy değişim değerleri (mm)
Çizelge 4.2.Harç çubuklarının boy değişim değerlerinin aritmetik ortalaması (mm)
Çizelge 4.3.Harç çubuklarının boy uzama değerleri (mm)
Numune
Harç çubuklarının boy uzama yüzdelerini bulabilmek için öncelikle Çizelge 4.1’de belirtilen numunelerin aritmetik ortalamaları alınmıştır. Alınan bu aritmetik ortalamalar Çizelge 4.2’de görülmektedir. Numuneler arasındaki boy uzama değerlerini bulabilmek için ise 3, 7, 10, 14, 21 ve 28. günlerde yapılan ölçümlerden bir önceki gün yapılan ölçümü çıkartılmıştır (Çizelge 4.3).
Böylelikle harç çubuklarının boy uzama yüzdeleri aşağıdaki formüle bulduğumuz değerleri yerleştirmek kaydıyla bulunmuştur. Çizelge 4.4’de de bu değerler 14. ve 28. günler temel alınarak hesaplanmıştır.
Harç çubuklarının boy uzama yüzdeleri;
Uzama (%)= [Son Ölçüm (mm) – İlk Ölçüm (mm)] x100/285
Çizelge 4.4.Harç çubuklarının boy uzama yüzdeleri (%)
Numune
Şekil 4.1. Harç çubuklarının 28 günlük boy değişimleri (%)
Harç çubuklarının % boy değişimler P50 (%50 perlit +% kireçtaşı ) karışımına kadar artan bir grafik gösterirken P50 karışımından sonraki karışımlar % boy uzaması grafinde azalma eğrisi oluşturmuştur. P50 karışımda boy uzama yüzdesi maksimum noktaya ulaşmaktadır.
0,5 0,53 0,56 0,59
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28,gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P0
Şekil 4.2. P0 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P0 karışımı (% 0 perlit + % 100 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde lineer artış gözlemlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P10
Şekil 4.3. P10 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P10 karışımı(%10 perlit+ %90 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiği lineer artış göstermiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir
0 0,5 1 1,5 2
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P20
Şekil 4.4. P20 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P20 karışımı(%20 perlit+ %80 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiği lineer artış göstermiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0 0,5 1 1,5
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P30
Şekil 4.5. P30 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P30 karışımı(%30 perlit+ %70 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiği lineer artış göstermiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P40
Şekil 4.6. P40 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P40 karışımı(%40 perlit+ %60 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiği artış göstermiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P50
Şekil 4.7. P50 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P50 karışımı(%50 perlit+ %50 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde artış yönü gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0 0,5 1 1,5
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P60
Şekil 4.8. P60 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P60 karışımı(%60 perlit+ %40 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy değişimi grafiğinde artış gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0 0,5 1 1,5
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P70
Şekil 4.9. P70 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P70 karışımı(%70 perlit+ %30 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde artış gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P80
Şekil 4.10. P0 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P80 karışımı(%80 perlit+ %20 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde artış gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P90
Şekil 4.11. P90 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P90 karışımı(%90 perlit+ %10 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde artış gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
0
1.Gün 3.Gün 7.Gün 10.Gün 14.Gün 21.Gün 28.Gün
Zaman (Gün)
Boy Uzaması (mm)
P100
Şekil 4.12. P100 Harç çubuğunun zamana bağlı boy değişimi (mm)
P100 karışımı(%100 perlit+ %0 kireç taşı) ‘nın zamana bağlı boy uzama grafiğinde artış gözlenmiştir. 28.günde maksimum boy uzaması gözlenmiştir.
4.2. Kimyasal Analiz Yöntemi
Nevşehir Acıgöl bölgesinden alınan perlit agregası üzerinde yapılan kimyasal analiz metodu bölüm 2.5.4’de belirtilen esaslara uygun olarak gerçekleştirilmiş, kimyasal analiz sonuçları ise Çizelge 4.5.’de verilmiştir.
Çizelge 4.5.Kimyasal Analiz Sonuçları
ASTM C-289 ve TS 2517 ‘‘Alkali Silika Reaktivitesinin Kimyasal yolla Tayini’’ne
göre alkali azalması (Rc) ve çözünmüş silis (Sc) değerleri kullanılarak
göre alkali azalması (Rc) ve çözünmüş silis (Sc) değerleri kullanılarak