ÖNSÖZ
Proje kapsamında, Tekirdağ Bölgesinde yer alan bazalt ocaklarından kırma işlemi esnasında ortaya çıkan bazalt tozunun filler ve mineral katkı olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Son yıllarda betonda filler malzeme kullanımına yönelik bazı araştırmalar yapılmıştır. Bu mineral filler malzemelerin betonda kullanılmasının en önemli amacı çimento maliyetini bir miktar düşürmek ve taze betonun işlenebilirliğini ve stabilitesini iyileştirmektir. Bu çok ince toz malzemelerin süper akışkanlaştırıcılarla birlikte çimento bağlayıcılı sistemlerde kullanılması daha az boşluklu bir yapı elde edilmesi, taze betonun reolojik özeliklerinin iyileştirilmesi ve sertleşmiş betonun mekanik davranışına olumlu katkısı nedeniyle yeni bir ilgi alanı haline gelmiştir.
Yazarlar, Namık Kemal Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu (NKÜBAP)
’na da projeyi onayladıkları ve destekledikleri için ayrıca şükranlarını sunmaktadırlar.
ii
İÇİNDEKİLER
ŞEKİL LİSTESİ ……….. iii
TABLO LİSTESİ ……….. iv
ÖZET ……….. v
ABSTRACT ………. vi
1.GİRİŞ ……….. 1
2.GEREÇ VE YÖNTEM ……….. 3
3. SERTLEŞMİŞ HARÇ DENEYLERİ ……….. 7
4. SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ……….. 18
5. ÖNERİLER ……….. 28
KAYNAKLAR ……….. 29
iii
ŞEKİL LİSTESİ
Şekil 1 Karıştırıcı 5
Şekil 2 Yayılma Tayini 7
Şekil 3 Eğilme Deney Düzeneği 8
Şekil 4 Yarmada Çekme Dayanımı Deney Düzeneği 10
Şekil 5 Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin Tayini Deney Düzeneği 11
Şekil 6 Boy Ölçülmesi 12
Şekil 7 Sülfat çözeltisinde duran kontrol numunelerinin ağırlığının zamana
göre değişim değerleri 15
Şekil 8 Sülfat çözeltisinde duran çimento bazalt tozu ikameli numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
15 Şekil 9 Sülfat çözeltisinde duran çimento ince agrega bazalt tozu ikameli
numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
16 Şekil 10 Sülfat çözeltisinde duran kontrol numunelerinin ağırlığının zamana
göre değişim değerleri 16
Şekil 11 Sülfat çözeltisinde duran çimento bazalt tozu ikameli numunelerin
boyunun zamana göre değişim değerleri 17
Şekil 12 Sülfat çözeltisinde duran ince agrega bazalt tozu ikameli numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri 17 Şekil 13 Yayılma Değeri – Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı Grafiği 18 Şekil 14 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Yayılma Grafiği 18 Şekil 15 Basma Değeri – Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı Grafiği 19 Şekil 16 Eğilme Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği 20 Şekil 17 Eğilme Dayanımı-Basma Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame
Oranı Grafiği 20
Şekil 18 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma Dayanımı
Grafiği 21
Şekil 19 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Eğilme Dayanımı Grafiği
22 Şekil 20 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma ve Eğilme
Dayanımı Grafiği
22 Şekil 21 Yarmada Çekme Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı
Grafiği
23 Şekil 22 Eğilme Dayanımı-Basma Dayanımı-Yarmada Çekme Dayanımı-
Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği 24
Şekil 23 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Yarmada Çekme
Dayanımı Grafiği 24
Şekil 24 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma, Eğilme ve
Yarmada Çekme Dayanımı Grafiği 25
Şekil 25 Su İşleme Derinliği- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği 25 Şekil 26 Eğilme Dayanımı-Basma Dayanımı-Yarmada Çekme Dayanımı-
Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı 26
Şekil 27 Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma, Eğilme ve Yarmada Çekme Dayanımı Grafiği Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Su İşleme Derinliğinin Değişimi Grafiği
27
iv
TABLO LİSTESİ
Tablo 1 Üretimi Gerçekleştirilecek Serilerin Karışıma Giren Miktarları. 3
Tablo 2 CEN Referans Kumunun Granülometrisi 3
Tablo 3 Çimentonun Fiziksel, Mekanik ve Kimyasal Özelikleri 4
Tablo 4 Bazalt Tozu Kimyasal Analiz Sonuçları 4
Tablo 5 Üretilen Harç Serilerinin Kodlanması 5
Tablo 6 Yayılmanın, İnce Agrega Bazalt Tozu İkame Oranına Göre
Değişimi 6
Tablo 7 Yayılmanın, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi 7 Tablo 8 Eğilme ve Basma Dayanımının, Çimento Bazalt Tozu İkame
Oranına Göre Değişimi 8
Tablo 9 Eğilme ve Basma Dayanımının Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame
Oranına Göre Değişimi 9
Tablo 10 Yarmada Çekme Dayanımının, Çimento Bazalt Tozu İkame
Oranına Göre Değişimi 9
Tablo 11 Yarmada Çekme Dayanımının Bazalt Tozu- İnce Agrega İkame
Oranına Göre Değişimi 10
Tablo 12 Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
11 Tablo 13 Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin, Bazalt Tozu İnce Agrega
İkame Oranına Göre Değişimi
11 Tablo 14 Sülfat Çözeltisinde Duran Numunelerin Boy ve Ağırlığının Zamana
Göre Değişim Değerleri
13
v ÖZET
Ülkemizde yapı sektöründe temel malzeme olan betonun endüstriyel üretimi son zamanlarda hızlı bir gelişim ve yaygınlaşma sürecine girmiştir. Beton agrega, çimento, su ve gerektiğinde bazı katkı maddelerinin karılmasıyla elde edilen bir yapı malzemesidir. Dünyada fert başına en fazla tüketilen hammaddeler su ve agregadır.
Dünya genelinde agrega üretimi %58’lik payla tüm maden üretimi içinde birinci sıradadır. Her endüstriyel üretimde olduğu gibi, yapı malzemelerinin de özellikle üretim sürecinde çevreye olumsuz etkileri bulunmaktadır. Taş ocaklarının agrega üretimi faaliyetleri sırasında kırma işlemleri esnasında ortaya çıkan tozlar gerek çevreye gerekse de insan sağlığına büyük zararlar vermektedir. Bazalt tozunun betonda kullanılması maden ocağı işletmelerine ve ülke ekonomisine kazanç sağlayabileceği gibi bu ocakların çevre kirletici özeliğini de önemli ölçüde azaltacaktır. Bu çalışmayla Tekirdağ Bölgesinde yer alan bazalt ocaklarından kırma işlemi esnasında ortaya çıkan bazalt tozunun ince agrega ve çimento ile ayrı ayrı yer değiştirmesi ile üretilmiş harç numunelerin kontrol numunelerine göre fiziksel, mekanik ve durabilite özelikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiş olup çıkan sonuçlara görede bazalt tozunun betonda ne oranda kullanılacağı konusunda fikir sahibi olunmaya çalışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Bazalt Tozu, İnce Agrega, Çimento, Harç, Permeabilite.
vi ABSTRACT
The industrial production of concrete as the basic material in the construction industry in our country has recently entered a rapid development and dissemination process.
Concrete, aggregate, cement, water and building materials is obtained by shuffling some of the necessary ingredients. The raw materials most consumed per capita in the world of water and aggregate. Worldwide aggregate production ranks first in production of 58% share of all mines. As in every industrial production, a particularly negative effects on the environment in the production process of construction materials. Quarrying of aggregate production activities during the break as well as environmental requirements for dust arising during operation also serves great harm to human health. Preview of the pollutants in the furnace can be used in concrete gain of basalt powder in the mining business and will significantly reduce the country's economy. It works with the Tekirdag region situated in accordance with the basalt quarry from breaking the emerging basalt powder during the process of fine aggregate and cement with separate displacement produced by mortar samples of the control sample physical, mechanical and durability properties of comparatively examined is to use what extent concrete of basalt powder, according to the results It has tried to be an idea about.
Key words: Basalt Powder, Fine Aggregate, Cement, Mortar, Permeability.
1 1.GİRİŞ
Günümüzde atık malzemelerin yeniden kullanılmasıyla ilgili çalışmalar önem kazanmaktadır. Atık olarak elde edilen çeşitli ürünlerin depolanması veya doğaya bırakılması çevre kirliliği ve beraberinde birçok problemi getirmektedir. Atık maddelerin yeniden kullanılabilirliğinin sağlanması, atık maddelerin doğurduğu problemlerin önüne geçmekle beraber ekonomiye fayda sağlayacağı hususu çok önem arz etmektedir.
Harç, silisli bir kumla bağlayıcı madde olan çimento veya sönmüş kirecin karıştırılması ve buna su ilavesiyle elde edilen karışımdır. Bu karışım önce plastik özelliğe sahip olup, sonra sertleşmektedir. Harç, inşaat sanayisinde, tuğla, taş gibi elemanların birleştirilerek tek bir parça elde edilmesinde kullanılır. Harcın esas görevi, yapıya gelen yüklerin yapı parçalarında birinden diğerine geçerken düzgün yayılmasını sağlamaktır.
Ayrıca hava şartlarına dayanıklı bir bağlayıcı olan harç, bütün yapının beraber çalışmasında yardımcı olur. Harcın yapılmasında, plastik özelliğinin yerleştirme yönünde kâfi derecede olmasına dikkat etmelidir. Çimento miktarı, en pahalı bileşen olması yönünden, mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır [1].
Yüksek miktarda oluşan bazalt tozu atık malzemesi ciddi çevresel sorunlara ve sağlık problemlerine sebep olmaktadır. Bazalt tozu, düşük aşınma dayanımı ve yüksek basma dayanımlı betonların üretimlerinde kullanılmaktadır [2,3].
Üstünkol ve Turabi (2010), suyun kohezyona etkisini belirlemek amacıyla yapılan koşullandırılmış Marshall deneyinde %0 taş tozu, %7 endüstriyel atık filler kullanarak stabilite açısından en elverişsiz durumu incelemiştirler [4]. Bu durum aşağıdaki çizelge’de gösterilmiştir.
Kür Şartları ve Marshall Stabilite Deney Şeması [4]
Numuneler Numuneler
Grup 1 Grup 2
4 saat 25 ‘C su banyosunda 24 saat 60 ‘C su banyosunda 60 ‘C su banyosunda 30 dakika
bekletilecek
60’C su banyosunda 30 dakika bekletilecek
Marshall stabilite deneyi uygulanmıştır Marshall stabilite deneyi uygulanmıştır.
Sonuç olarak kullanılan atık filler malzemenin yüksek sıcaklıklarda ve değişen kür şartlarında, asfalt betonu kaplamalarda taş tozu+filler yerine kullanılabileceği görülmektedir.
Araştırmacılar sonuç olarak çalışmalar neticesinde cam lif katkılı betonlara atık mermer tozu ilavesi ile elde edilen numunelerin basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı ve ultrases geçiş hızının arttığını, sarptivite ve porozite değerlerinin azaldığını belirlemişlerdir. Sonuç irdelendiğinde atık mermer tozunun katkı maddesi olarak cam lif ilaveli betonlarda kullanılabilir olduğu ve lif ilavesi ile zayıflayan beton özelliklerinin mermer tozu ile iyileştirildiği görülmüştür.
2
Liu Laibao, Zhang Yunsheng, Zhang Wenhua, Liu Zhiyong and Zhang Lihua (2013), bazalt tozunun bazalt taşının kırılmasıyla ortaya çıktığını bununda insan sağlığına ve çevreye zarar verdiğini, bu çalışmayla bazalt tozunun yeni bir mineral katkı olduğu konusunda çalışılmıştır. Çalışmada öncelikle bazalt tozunun kimyasal bileşimi ve puzolanik aktivitesi tespit edilmiş olup, çimento pastası ve bazalt tozu ile bir bileşim yapıldığı bu bileşimin basınç dayanımı incelenmiştir. Bazalt tozlu harçlarda izotermal kalorimetrik ölçüm, x ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) testi ile hidratasyon sürecini ve mikroyapısını incelemişlerdir. Sonuç olarak bazalt tozunun belirgin bir puzolan faaliyet gösterdiğini ve bir mineral katkı maddesi olarak kullanılabileceğini tespit etmişlerdir [5].
Ünal ve Kibici (2001), mermer tozu atıklarının beton karışımı içerisinde ince malzeme olarak kullanılması durumunda beton basınç dayanımına etkisini arastırmıslardır.
Arastırmacılar deneysel çalısmalarında kum olarak kırmataş malzeme, çimento olarak da PKÇ 32,5 tipi katkılı portland çimentosu kullanmıslardır. Arastırma kapsamında tüm beton karısımlarının s/ç oranlarını ve slump degerlerini sabit tutmuslardır. Mermer tozu (havuz çökeltisi) katkılı beton bilesimlerinde çimento dozajı 300 ve 350 kg olmak üzere iki seri karışım amaçlamıslardır. Karısıma ekledikleri mermer tozu miktarlarını da hacimce %0, %10, %15 ve %20 oranlarında degistirmislerdir. Arastırmacılar taze beton üzerinde birim hacim agırlık, çökme ve hava boslugu tayini deneylerini, sertlesmis beton numuneler üzerinde de 28 günlük basınç mukavemet deneyi, ultrases hızı deneyi, su emme deneyi ve yarmada çekme deneyi yapmışlardır. Arastırmacılar sonuç olarak, mermer tozlarının beton karısımında kullanılmasının beton kalitesine olumsuz bir etki yapmadıgını, mermer atıklarının beton tesislerinde ince malzeme olarak degerlendirilebilecegini böylece ekonomiye katkısının yanında çevresel kirliligin de azalmasını sağlayabilecegini belirlemislerdir [6].
Taşdemir ve Atahan (1996), filler malzemelerin betonun mekanik özeliklerine ve durabilitesine etkilerini incelemişlerdir. Araştırmacılar deneysel çalışmalarında, PÇ 32,5 cinsindeki çimento, agrega olarak doğal ve kırma-tas agrega, kalker filleri, akışkanlaştırıcı olarak naftalin sülfonat esaslı süper akışkanlaştırıcı ve silis dumanı kullanmışlardır [7].
3 2.GEREÇ VE YÖNTEM
Tekirdağ Bölgesinden temin edilen bazalt tozu ve üretimde kullanılacak olan CEM I 42,5 R çimento için Akçansa Çimento Sanayi A.Ş. Büyükçekmece fabrikasından temin edilerek kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri sonuçları TSEN 197-1 standardına uygun şekilde yapılmıştır. Harç üretimi için TS EN 196-1' e uygun CEN standart kumu kullanılmıştır. İnce agrega ile bazalt tozunun yer değiştirmesiyle ve çimento ile bazalt tozunun yer değiştirmesiyle üretilecek olan serilerden 10 adet serinin karşım miktarları aşağıda verilmiştir.
Tablo1. Üretimi gerçekleştirilecek serilerin karışıma giren miktarları.
İnce Agrega ile Bazalt Tozunun Yer Değiştirmesi Beton
Kodu (gr)
Çimento Miktarı (gr)
Bazalt Tozu (gr)
Rilem Kumu (gr)
Su (gr)
Kontrol 450 0 1350 225
10% 450 135 1215 225
20% 450 270 1080 225
30% 450 405 945 225
40% 450 540 810 225
50% 450 675 675 225
2.1 . Kullanılan Malzemelerin Özellikleri 2.1.1 Agrega özelikleri
Harç numunelerinin üretiminde CEN Referans Kumu kullanıldı Referans malzeme olarak depoda bekletilen sınırlı miktardaki CEN Referans Kumu, yuvarlak taneciklerden meydana gelen doğal silisli kumdur ve silisyum dioksit oranı en az % 98’dir. CEN Referans Kumunun agrega dane dağılımı ise Tablo 2’de verilmiştir [8].
Tablo 2. CEN Referans Kumunun Granülometrisi Elek Boyutu,
mm
2,00 1,60 1,00 0,50 0,16 0,08 Elekten Geçen,
%
0 7 ± 5 33 ± 5 67 ± 5 87 ± 5 99 ± 1
2.1.2. Çimento özelikleri
Harç numunelerde CEM I 42,5 R türü çimento kullanıldı. Çimentonun fiziksel, mekanik ve kimyasal özelikleri Tablo 3’ te verilmiştir.
Çimentoyla Bazalt Tozunun Yer Değiştirmesi Beton
Kodu (gr)
Çimento Miktarı (gr)
Bazalt Tozu (gr)
Rilem Kumu (gr)
Su (gr)
Kontrol 450 0 1350 225
5% 427,5 22,5 1350 225
10% 405 45 1350 225
15% 382,5 67,5 1350 225
20% 360 90 1350 225
4
Tablo 3. Çimentonun Fiziksel, Mekanik ve Kimyasal Özelikleri Çimento Cinsi, CEM 1 42,5 R
Fiziksel Özelikler Mekanik Özelikler Kimyasal Özelikler Özgül Ağırlık ( gr/cm2) 3,14 Gün Basma
Dayanımı (MPa)
SiO2 (%) 19,52
Priz Süresi Başlangıcı (dak.)
115 2 28.6 Al2O3 (%) 5,36 Priz Süresi Sonu (dak.) 189 7 41.3 Fe2O3 (%) 3,38
La Chatelier (mm) 1 28 62.5 CaO (%) 62,85
Blaine ( cm2/gr) 3810 MgO (%) 1,15
45 mm Elek Üzeri (%) 5,3 SO3 (%) 3,36
90 mm Elek Üzeri (%) 0,3 Na2O/K2O
(%)
0,22/0.72 Kızdırma
Kaybı (%)
3,29 S.CaO (%) 1,1 Çözünmez
Kalıntı (%) 0,24 Cl- (%) 0,0415
LSF 0,96
Mineralojik Bileşim C3S 49,29
C3A 8,49
C2S 18,86 C4AF 10,29 2.1.3. Bazalt tozunun özellikleri
Bazalt tozunun özelikleri Tablo 4’ te görülmektedir.
Tablo 4. Bazalt Tozu Kimyasal Analiz Sonuçları H2O
(%) SiO2
(%)
Al2O3
(%)
Fe2O3
(%)
CaO (%)
MgO (%)
SO3
(%) Cl-
Klorür (%)
Na2O (%)
K2O (%)
A.Z.
(975C)
Toplam
0,2 44,25 11,56 10,63 12,38 9,52 0,45 0,215 0,85 2,36 6,86 99,075 2.1.4. Harç Üretimi ve Kürü
Harç numunelerinin üretimi; “Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Yapı Malzemesi Laboratuvarı’nda gerçekleştirildi. Her bir deney için 6 adet referans harç numunesi üretildi. Toplamda 18 adet 100100100 mm küp numunesi, 18 adet 4040160 mm pimli ve 18 adet 4040160 mm pimsiz harç numunesi üretildi. %5, %10,
%15 ve %20 oranlarında çimento ile yer değiştirilerek bazalt tozu diğer grupta ise %10,
%20, %30 %40 ve %50 oranında rilem kumu yerine bazalt tozu kullanıldı. Aynı bazalt tozu oranına sahip harç numunelerinden 3’er adet üretildi. Üretilen harç serilerinin kodlanması Tablo 5’de görülmektedir.
5
Tablo 5. Üretilen Harç Serilerinin Kodlanması
Beton Kodu Çimento Ağırlığı, g Bazalt Tozu Ağırlığı, g İkâme Oranı, %
ÇBT%0 450,0 0,0 0
ÇBT%5 427,5 22,5 5
ÇBT%10 405,0 45,0 10
ÇBT%15 382,5 67,5 15
ÇBT%20 360,0 90,0 20
2.1.5. Harcın karıştırılması
Her harç karışımı, karıştırıcı ile mekanik olarak karıştırılmıştır. Karıştırıcı çalışır durumda iken: a) Karıştırma kabına su konulur ve çimento eklenir,
b) Karıştırıcı derhal düşük hızda çalıştırılmaya başlanır. Sonra, kum, 30 s içinde sürekli olarak ilâve edilir. Kullanılan farklı boyuttaki kum, hazır karışım halinde değil de ayrı ayrı yığınlar halindeyse, her boyuttan gerekli miktar en irisinden başlamak suretiyle birbirini takip eden miktarlarda kaba ilâve edilir. Karıştırıcı yüksek hıza ayarlanır ve karıştırmaya 30 s daha devam edilir,
c) Karıştırıcı, 1 dakika 30 saniye sonra durdurulur. İlk 15 s lastik sıyırıcı ile kabın çeperlerine ve tabanına yapışan harç sıyırılır ve kabın ortasına toplanır,
d) Karıştırmaya yüksek hızda 60 s daha devam edilir.
Şekil 1’ de numune üretiminde kullanılan bir karıştırıcı gösterilmektedir.
Şekil 1. Karıştırıcı
2.1.6 Numunelerin boyutu
Her bir deney için 6 adet referans harç numunesi üretildi. Toplamda 18 adet 100100100 mm küp numunesi, 18 adet 4040160 mm pimli ve 18 adet 4040160 mm pimsiz harç numunesi üretildi. %5, %10, %15 ve %20 oranlarında çimento ile yer değiştirilerek bazalt tozu diğer grupta ise %10, %20, %30 %40 ve %50 oranında rilem kumu yerine bazalt tozu kullanıldı.
2.1.7 Kalıpların doldurulması
Harcın hazırlanmasını müteakip kalıplar hemen doldurulmuştur. Kalıp ve kalıp başlığı sarsma tablasına sıkıca tutturulur. Uygun bir kaşıkla karıştırma kabından doğrudan bir veya bir kaç defada, iki harç tabakasından ilki (her biri 300 g olmak üzere) her kalıp bölümüne doldurulur. Harç tabakası, büyük yayıcı ile kenarlarından dik pozisyonda tutularak ve kalıp başlığıyla temas halinde olmak üzere, kalıbın her bölmesinde bir kez
6
olmak üzere ileri geri hareket ettirilerek düzgün şekilde yayılır. Sonra bu birinci tabaka 60 sarsma ile sıkıştırılır. İkinci tabaka harç kalıba doldurulur ve küçük yayıcı ile bu tabaka da düzeltilir ve ikinci 60 sarsma ile sıkıştırılır. Kalıp itina ile sarsma tablasından kaldırılır ve kalıp başlığı çıkarılır. Harcın fazlası derhal hemen hemen dik tutulan bir metal mastarla sıyrılır ve her yöne doğru bir kere enine testere hareketi ile çekmek suretiyle yavaş yavaş hareket ettirilir. Prizmaların yüzeyi, aynı mastar hemen hemen düz tutularak düzleştirilir. Prizmaları ve sarsma tablasına göre konumlarını tanımlamak amacıyla kalıplar etiketlenip veya işaretlenmiştir.
2.2. Taze Harç Deneyleri
Taze harç deneyleri; harcın karışma işleminin tamamlanıp, kalıplara dökülmeye hazır hale getirilmesinden sonra gerçekleştirilmektedir. Taze harç deneyi olarak kıvam tayini deneyi uygulanmıştır.
2.3. Kıvam Tayini Deneyi
Harç kıvamı, “TS EN 1015-3 Kagir harcı- Deney metotları- Bölüm 3: Taze harç kıvamının tayini (yayılma tablası ile)” standardına göre belirlenmektedir. Bu standart, mineral bağlayıcı ve yoğun (normal) agrega veya hafif agrega ihtiva eden harcın karıştırıldıktan hemen sonra taze haldeki kıvamını, yayılma değerinin belirlenmesi yoluyla tayinini kapsamaktadır. Harç kıvamının belirlenmesinde kesik koni şekilli kalıp, tokmak, pergel, mala ve tesviye bıçağı aletleri kullanılmaktadır.
Yayılma değerinin belirlenmesi amacıyla deneyden önce, dairesel levha ve kesik koni şekilli kalıbın iç, dış yüz ve kenarları temiz ve nemli bir bezle silinip kurulandıktan sonra çok düşük viskoziteli, reçinesiz madeni bir yağla hafifçe yağlanır. Kalıp, yayılma tablasının dairesel levhası üzerine merkezlenerek yerleştirilir ve harç, kalıp içerisine iki tabaka halinde her harç tabakasına tokmak ile harç yüzeyine düzgün şekilde dağılan en az 10 kısa vuruş yapılarak sıkıştırılmak suretiyle doldurulur. Kalıp üst yüzünden taşan fazla harç tesviye bıçağı ile sıyrılarak alınır ve dairesel levhanın boş kısmı silinerek temizlenir ve kurulanır, bu esnada özellikle kalıp alt kenarı etrafındaki su kalıntılarının alınmasına özel dikkat gösterilmelidir. Yaklaşık 15 saniye sonra, kalıp düşey olarak yukarıya doğru yavaşa ekilerek alınır ve dairesel levha üzerinde kalan harç kütlesi, yayılma tablası yaklaşık olarak saniyede bir defa olmak üzere, sabit sıklıkta 15 defa düşürülerek levhaya yayılır. Yayılan harç kütlesinin çapı, birbirine dik iki doğrultuda pergel ile ölçülür. Ölçme sonuçları mm olarak ve en yakın milimetreye yuvarlatılmak suretiyle verilir. Birbirine dik doğrultuda yapılan iki ölçme değerinin aritmetik ortalaması hesaplanır. Bu ortalama değer harç numunenin yayılma değeridir.
Tablo 6. Yayılmanın, İnce Agrega Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
İ.B.T
(ince agregayla bazalt tozunun yer değiştirmesi)
YAYILMA, cm
0 17
10 16
20 18
30 18
40 15,5
50 25
7
Harç kıvamının, çimento bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Tablo 7’ de görülmektedir. Harç kıvamının tayini Şekil 2’de verilmektedir.
Tablo 7.Yayılmanın, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
İkame Oranı, % Yayılma, cm
0 17,0
5 15,5
10 15,5
15 16,0
20 15,0
Şekil 2. Yayılma Tayini 3. SERTLEŞMİŞ HARÇ DENEYLERİ
Mekanik özeliklerden basma ve eğilme dayanımları belirlendi.
3.1. Basma ve eğilme deneyi
Basma ve eğilme deneyi, “TS EN 196-1 Çimento deney metotları - Bölüm 1: Dayanım tayini” deney standardına göre yapılmaktadır. Bu deney, çimentonun basma ve eğilme dayanımını tespit etmek amacı ile yapılır. Basma ve eğilme dayanımının belirlenmesinde; deney elekleri, karıştırıcı, karıştırma kabı, kalıplar, sarsma cihazı, eğilme ve basma dayanımı cihazı kullanılmaktadır.
Bu deneyde kullanılacak deney numune boyutları, 40 mm × 40 mm × 160 mm’lik prizma şeklinde olmalıdır. Harç tabakası, büyük yayıcı ile, kenarlarından dik pozisyonda tutularak ve kalıp başlığıyla temas halinde olmak üzere, kalıbın her bölmesinde bir kez olmak üzere ileri geri hareket ettirilerek düzgün şekilde yayılır.
Sonra bu birinci tabaka 60 sarsma ile sıkıştırılır. İkinci tabaka harç kalıba doldurulur ve küçük yayıcı ile bu tabaka da düzeltilir ve ikinci 60 sarsma ile sıkıştırılır. Kalıp itina ile sarsma tablasından kaldırılır ve kalıp başlığı çıkarılır. Prizmaların yüzeyi, aynı mastar hemen hemen düz tutularak düzleştirilir Kalıplar itinayla sökülmelidir. Deney numuneleri deney uygulanıncaya kadar ıslak bir bezle sarılmalıdır. Eğilme dayanımı deneyinde; prizma, deney cihazına yan yüzeylerden biri üzerine ve uzunluğuna ekseni mesnet silindirlerinin eksenine dik olacak şekilde mesnet silindirleri üzerine yerleştirilir.
Yük, yükleyici silindir vasıtası ile prizmanın karşı yan yüzünden dik olarak uygulanır ve düzgün olarak 50±10 N/s hızında olacak şekilde prizma numune kırılıncaya kadar artırılır.
8
İki parçaya bölünmüş olan yarım prizmalar basınç dayanım deneyine kadar ıslak bir bezle sarılarak muhafaza edilir. Eğilme dayanımı aşağıdaki şekilde hesaplanır. Eğilme deney düzeneği Şekil 3’ de görülmektedir.
Rf = 1,5Ffl/b3
Burada; Rf: Eğilme Dayanımı (Newton/ mm2)
Ff : Prizmanın kırıldığı anda ortasına uygulanan kuvvet (Newton) l : Mesnet silindirleri arası uzaklık (mm)
Şekil 3. Eğilme Deney Düzeneği
Basma dayanımı deneyinde ise; yarım prizma, yan yüzeylerinden yüklenmek suretiyle deneye tabi tutulur. Yarım prizmalar, cihazın plâkaları arasına ±0,5 mm’den fazla taşmayacak şekilde merkezlenerek ve prizmanın arka yüzü plâkadan veya yardımcı plâkalardan 10 mm taşacak şekilde uzunlamasına yerleştirilir. Yük 2400±200 N/s hızda olmak üzere düzgün şekilde, prizma kırılana kadar artırılır. Basma dayanımı aşağıdaki eşitlikten hesaplanır.
Rc= Fc/1600 Burada;
Rc : Basınç Dayanımı (N/mm2)
Fc : Kırılmadaki En Büyük Yük (Newton)
1600 : Plakaların ve yardımcı plakaların (40 mm x 40 mm) alanı ( mm2)
Eğilme ve Basma dayanımının, çimento bazalt tozu ve bazalt tozu-ince agrega ikame oranına göre Tablo 8 ve 9’da görülmektedir.
Tablo 8. Eğilme ve Basma Dayanımının, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
İkame Oranı, % Eğilme Dayanımı, MPa Basınç Dayanımı, MPa
0 7,08 25,99
5 11,75 35,71
10 11,92 31,03
15 11,50 35,83
20 11,09 27,99
9
Tablo 9. Eğilme ve Basma Dayanımının Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Değişimi
Bazalt Tozu- İnce Agrega
İkame Oranı (%) Eğilme Dayanımı (MPa) Basma Dayanımı (MPa)
0 7,085 25,99
10 15,943 30,34
20 22,19 38,35
30 24,00 32,71
40 25,53 31,86
50 26,56 42,53
3.2. Yarmada Çekme Deneyi
Yarmada çekme deneyi, “TS EN 12390-6 Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 6: Deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini” deney standardına uygun olarak yapılmıştır. Bu deney, silindir şekilli sertleşmiş beton deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini için yapılır. Yarmada çekme dayanımı küp ve prizma şekilli numuneler kullanılarak da tayin edilmektedir. Yarmada çekme deneyinde; deney makinası, sabitleme cihazı ve sıkıştırma şeridi kullanılmaktadır.
Yarmada çekme dayanımı deneyinde, sıkıştırma şeritleri ve gerekliyse yükleme parçaları, numunenin yükleme düzleminde üst ve alt kısmı boyunca dikkatlice yerleştirilmelidir. Numuneye yükün ilk uygulanması esnasında, numunenin sabitleme cihazı veya geçici mesnetler yardımıyla ayarlanan merkezlenmiş konumunu muhafaza etmesi sağlanmalıdır. Yükleme hızı, 0,04 MPa/s (N/mm2 s) ilâ 0,06 MPa/s (N/mm2 s) arasında sabit gerilme hızı sağlanacak şekilde ayarlanmalıdır. Deneyde, otomatik kontrollü deney makinesi kullanılması halinde, yükleme hızının sürekli sabit kalıp kalmadığı periyodik olarak kontrol edilmelidir. Yük göstergesinde ulaşılan en büyük yük kaydedilir. Yarmada çekme dayanımı, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanır.
fct = 2F/πLd Burada; Fct : Yarmada çekme dayanımı, MPa, F : En büyük yük, N,
L : Numunenin yükleme parçasına temas çizgisi uzunluğu, mm, d : Numunenin seçilen en kesit boyutu, mm.
Yarmada çekme dayanımı en yakın 0,05 MPa’a yuvarlatılarak gösterilmelidir. Yarmada çekme dayanımının küp veya prizma şekilli numune kullanılarak tayini için, küp veya prizma numuneler, uzunluğu boyunca dar bir alana, basınç yükü uygulanarak yüklenir.
Yükleme doğrultusuna dik doğrultuda oluşan çekme kuvveti sonucunda, numunedeki çekme gerilmesi parçalanmaya yol açar. Yarmada çekme dayanımının, çimento bazalt tozu ve bazalt tozu-ince agrega ikame oranına göre değişimi Tablo 10 ve 11’ de verilmiştir. Yarmada çekme deney düzeneği Şekil 4’ te görülmektedir.
Tablo 10. Yarmada Çekme Dayanımının, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
İkame Oranı, % Yarmada Çekme Dayanımı, Mpa
0 4,43
5 4,43
10 4,09
15 4,22
20 3,68
10
Şekil 4. Yarmada Çekme Dayanımı Deney Düzeneği
Tablo 11.Yarmada Çekme Dayanımının Bazalt Tozu- İnce Agrega İkame Oranına Göre Değişimi
Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame
Oranı (%) Yarmada Çekme Dayanımı (MPa)
0 4,43
10 4,57
20 4,22
30 3,78
40 3,58
50 3,85
3.3. Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin Tayini
Basınç altında su işleme derinliği tayini, “TS EN 12390-8 Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 8: Basınç altında su işleme derinliğinin tayini” standardına uygun olarak yapılmıştır. Bu standart, su içerisinde kür uygulanmış, sertleşmiş betonda, basınç altında su işleme (nüfuz etme) derinliğinin tayini için uygulanacak deney yöntemini kapsamaktadır. Basınç altında su işleme deneyinde, deney numunesi ve basınçlı su uygulayan cihaz kullanılmaktadır.
Numune, deney başlangıcında en az 28 günlük olmalıdır. Su basıncı, numunenin mastarlanmış yüzeyine uygulanmamalıdır. Numune, cihaza yerleştirilir ve numuneye 72±2 saat süreyle 500±50 kPa su basıncı uygulanır. Deney esnasında, deney numunesinin basınç uygulanmayan yüzeyleri, belirli aralıklarla gözlenmeli ve yüzeylerde su görülmesi durumu kaydedilmelidir. Su sızıntısı görülmesi hâlinde, deneyin sonuca ulaştığı kabul edilir ve durum kaydedilir. Deney için, içilebilir nitelikteki şebeke suyu kullanılması yeterlidir. Basıncın, belirtilen süreyle uygulanmasından sonra deneye son verilir ve numune cihazdan çıkartılır. Numune, basınçlı su uygulanan yüzeye dik şekilde, ortasından yarılarak ikiye bölünür. Numunenin bölünmesi ve incelenmesi esnasında, basınçlı su uygulanan yüzey alt tarafa getirilir.
11
Numunenin bölünmesiyle ortaya çıkan numune yüzeyinin, su işleyen kısım kesitinin belirgin şekilde görülünceye kadar kurutulmasından hemen sonra, ıslak alanın sınırları işaretlenir. Basınç uygulanan deney alanından itibaren, suyun işlediği en büyük derinlik, ölçülerek en yakın milimetreye yuvarlatılmak suretiyle kaydedilir. Deney sonucu, en yakın milimetreye yuvarlatılmak suretiyle gösterilen, en büyük su işleme derinliğidir. Tablo 12 ve 13’te basınç altında su işleme derinliğinin, çimento bazalt tozu ikame oranına göre değişimi görülmektedir. Basınç altında su işleme derinliğinin tayini deney düzeneği Şekil 5’de verilmiştir.
Tablo 12. Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin, Çimento Bazalt Tozu İkame Oranına Göre Değişimi
İkame Oranı, % Su İşleme Derinliği, mm
0 21,96
5 21,99
10 20,39
15 24,10
20 24,07
Şekil 5. Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin Tayini Deney Düzeneği Tablo 13. Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin, Bazalt Tozu İnce Agrega İkame Oranına Göre Değişimi
Bazalt Tozu İnce Agrega
İkame Oranı (%) Su İşleme Derinliği (mm)
0 21,96
10 21,05
20 10,03
30 14,51
40 13,26
50 5,93
3.4. Sülfat Etkisi Altındaki Harç Numunelerde Boy ve Ağırlık Değişiminin Tayini Çimento harcı ve beton numunelerde boy değişimi tayini, “TS 3322 Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Çimento harcı ve beton numunelerde boy değişiminin tayini”
standardına göre yapılmıştır. Bu standart, sıcaklık ve nemin kontrol altında tutulabildiği laboratuvar ortamında, dış yükler ve sıcaklık değişimlerine bağlı nedenler dışında, sertleşmiş çimento harcı ve sertleşmiş betonda oluşan boy değişimlerinin tayinini kapsar. Çimento harcı ve beton numunelerde boy değişimi deneyinde; kalıplar, boy ölçer komparatör, referans çubuk, numune yerleştirme düzeneği, sıkıştırma tokmağı,
12
sıkıştırma çubuğu, kurutma odası ve kontrolleri, buharlaşma ölçer ve filtre kağıdı kullanılmaktadır.
Beton, kalıplara TS EN 12390-2’ye uygun şekilde, yaklaşık olarak yükseklikleri eşit iki tabaka halinde yerleştirilir. Karşılaştırma yapılacak bütün deney numunelerine aynı işlem uygulanmalıdır. Sıkıştırma tamamlandığında fazla malzeme mastar ile sıyrılarak alınmalıdır. Karışım işlemi boyunca çimentoya suyun ilave edilmesinden sonra 23 saat 30 dakika ± 30 dakika sürede deney numuneleri kalıplardan çıkartılır. Deney numuneleri, numuneye zarar verilmeden, görünür ve kalıcı şekilde işaretlenmelidir.
Deney numuneleri TS EN 12390-2’ye uygun olarak, kirece doygun su içerisinde bekletilir. Komparatör okuması alınırken komparatördeki deney numunesi kendi ekseni etrafında yavaşça döndürülür. Komparatör okumasındaki değişime sebep olan en küçük okuma kaydedilir. Her ölçüm alınırken numune aynı uç yukarıya gelecek şekilde yerleştirilmelidir. Numune yerleştirme düzeneğine referans çubuğu yerleştirilir ve komparatörden okunan değer kaydedilir. Boy ölçümü yapılacak deney numunelerinden bir tanesi alınır ve ölçü vidalarının uçları kurulanır. Deney numunesi komparatöre yerleştirilir ve komparatör okuması kaydedilir. Deney numunesi aynı saklama ortamına tekrar yerleştirilir. Daha sonra diğer deney numuneleri alınır ve önceki işlemin aynısı tekrarlanır. Son deney numunesine ait komparatör okuması alındıktan ve taban plakasındaki yuva temizlendikten sonra referans çubuğu komparatörden tekrar okunur ve kaydedilir. İlk önce deney numunesinin, daha sonra da referans çubuğunun boy ölçümü komparatörden okunur. Komparatör okumaları arasındaki fark (KOAF) hesaplanır. Boy değişimi aşağıda verilen bağıntı yardımıyla hesaplanır:
∆Lx = [(KOAF – İlk KOAF)/G]x100
Burada, ∆Lx : Herhangi bir yaştaki deney numunelerin boy değişimi (%),
KOAF : Herhangi bir yaştaki deney numunesi ile referans çubuktaki komparatör okuma farkı, G: Ölçüm boyu (250 mm).
Boy değişiminin ve ağırlığın zamana göre değişimi Tablo.14’ te görülmektedir. Ayrıca, numune boy ölçümü Şekil 6’da verilmiştir.
Şekil 6. Boy Ölçülmesi
MgSO4 Çözeltisinde bekletilen numuneler için 6 ay boyunca 2 haftada 1 okuma yapılmış olup toplamda 12 kez okuma yapılmıştır. Zamanla deney numunelerinin
13
bünyesinde bulunan kirecin çözünmesi nedeniyle çözeltilerin pH değerleri yükseldiğinden çözeltiler 30 günde bir yenilenmiştir. Sülfat çözeltisinde duran kontrol numunelerinin ağırlık ve boylarının zamana göre değişim değerleri şekil 7,8,9,10,11,12 de verilmiştir.
Tablo 14. Sülfat çözeltisinde duran numunelerin boy ve ağırlığının zamana göre değişim değerleri
AĞIRLIK DEĞİŞİMİ, ORAN, -
Kod İkame
oranı
% 16.03.2015 30.03.2015 13.04.2015 27.04.2015 11.05.2015 25.05.2015 08.06.2015 25.06.2015 06.07.2015 23.07.2015 17.08.2015 31.08.2015
K1 0
0,00000 - 0,00115
-0,00120 -0,00080 -0,00061 0,00157 0,00057 0,00322 0,00120 0,00195 0,00465 0,00391
K2 0
0,00000 - 0,00083
-0,00036 -0,00005 0,00019 -0,01551 0,00121 0,00355 0,00147 0,00133 0,00502 0,00436
K3 0
0,00000 - 0,00083
-0,00004 -0,00035 0,00000 0,00174 0,00132 0,00362 0,00181 0,00427 0,00646 0,00456
K4 0
0,00000 - 0,00048
-0,00054 -0,00010 0,00016 0,00203 0,00187 0,00393 0,00227 0,00249 0,00663 0,00641
K5 0
0,00000 - 0,00087
-0,00092 -0,00057 0,00002 0,00183 0,00167 0,00443 0,00280 0,00534 0,00702 0,00636
K6 0
0,00000 - 0,00105
-0,00093 -0,00038 -0,00016 0,00178 0,00122 0,00371 0,00241 0,00474 0,00406 0,00525
5/Ç/1 5 0,00000 - 0,00344
-0,00383 -0,00337 -0,00218 -0,00091 -0,00121 0,00314 0,00271 0,00578 0,00899 0,00840
5/Ç/2 5
0,00000 - 0,00317
-0,00396 -0,00331 -0,00293 -0,00093 -0,00130 0,00312 0,00289 0,00529 0,00750 0,00730
5/Ç/3 5 0,00000 - 0,00216
-0,00270 -0,00211 -0,00107 0,00071 0,00054 0,00447 0,00384 0,00165 0,00849 0,00759
10/Ç/1 10
0,00000 - 0,00343
-0,00381 -0,00319 -0,00223 -0,00012 -0,00023 0,00365 0,00199 0,00550 0,00879 0,00788
10/Ç/2 10 0,00000 - 0,00343
-0,00308 -0,00273 -0,00170 0,00028 0,00037 0,00420 0,00212 0,00226 0,00726 0,00724
10/Ç/3 10
0,00000 - 0,00317
-0,00317 -0,00296 -0,00178 0,00017 0,00000 0,00357 0,00237 0,00505 0,00910 0,00787
15/Ç/1 15 0,00000 - 0,00292
-0,00354 -0,00215 -0,00108 0,00015 0,00037 0,00332 0,00180 0,00505 0,00873 0,00773
15/Ç/2 15
0,00000 - 0,00342
-0,00371 -0,00278 -0,00191 -0,00046 -0,00032 0,00345 0,00119 0,00386 0,00811 0,00713
15/Ç/3 15 0,00000 - 0,00320
-0,00332 -0,00208 -0,00115 0,00043 0,00050 0,00433 0,00188 0,00564 0,00868 0,00754
20/Ç/1 20
0,00000 - 0,00327
-0,00239 -0,00092 -0,00012 0,00123 0,00168 0,00484 0,00250 0,00614 0,00958 0,00828
20/Ç/2 20
0,00000 - 0,00382
-0,00331 -0,00225 -0,00149 -0,00020 0,00048 0,00312 0,00069 0,00221 0,00363 0,00517
20/Ç/3 20 0,00000 - 0,00323
-0,00239 -0,00173 -0,00064 0,00059 0,00147 0,00479 0,00210 0,00609 0,00827 0,00763
10/İ/1 10 0,00000 - 0,00294
-0,00185 -0,00147 -0,00199 0,00118 0,00109 0,00441 0,00331 0,00159 0,00876 0,00859
10/İ/2 10
0,00000 - 0,00230
-0,00339 -0,00169 0,00005 0,00134 0,00146 0,00545 0,00355 0,00228 0,00699 0,00828
10/İ/3 10 0,00000 - 0,00138
-0,00317 -0,00170 0,00134 0,00295 0,00256 0,00653 0,00660 0,00378 0,01125 0,01042
20/İ/1 20
0,00000 - 0,00156
-0,00153 -0,00091 0,00022 0,00204 0,00176 0,00535 0,00439 0,00733 0,01081 0,01041
20/İ/2 20 0,00000 - 0,00188
-0,00153 -0,00105 -0,00013 0,00146 0,00050 0,00331 0,00374 0,00143 0,00826 0,00750
14
20/İ/3 20 0,00000 - 0,00104
-0,00064 -0,00017 0,00064 0,00275 0,00156 0,00479 0,00451 0,00290 0,00906 0,00799
30/İ/1 30
0,00000 - 0,00197
-0,00225 -0,00148 -0,00076 0,00104 0,00044 0,00440 0,00346 0,00205 0,01061 0,00931
30/İ/2 30 0,00000 - 0,00292
-0,00356 -0,00331 -0,00200 -0,00025 -0,00032 0,00318 0,00207 0,00578 0,00963 0,00824
30/İ/3 30
0,00000 - 0,00317
-0,00414 -0,00373 -0,00199 -0,00025 0,00014 0,00333 0,00243 0,00138 0,00873 0,00822
40/İ/1 40
0,00000 - 0,00185
-0,00122 -0,00059 -0,00012 0,00215 0,00261 0,00677 0,00595 0,00297 0,01082 0,01333
40/İ/2 40 0,00000 - 0,00185
-0,00241 -0,00075 0,00024 0,00192 0,00206 0,00589 0,00462 0,01035 0,01471 0,01425
40/İ/3 40
0,00000 - 0,00313
-0,00325 -0,00289 -0,00212 -0,00026 -0,00040 0,00293 0,00277 -0,00021 0,00804 0,01198
50/İ/1 50 0,00000 - 0,00250
-0,00236 -0,00161 -0,00042 0,00111 0,00127 0,00412 0,00290 0,00219 0,01124 0,01351
50/İ/2 50
0,00000 - 0,00146
-0,00121 -0,00069 0,00026 0,00160 0,00184 0,00609 0,00453 0,00791 0,00898 0,01398
50/İ/3 50 0,00000 - 0,00195
-0,00195 -0,00102 -0,00028 0,00198 0,00242 0,00657 0,00432 0,01062 0,01520 0,01610
Not:K1,K2,K3,K4,K5,K6 Kontrol Numunelerini ifade etmektedir.
5/Ç/1: Çimento oranının %5 azaltılarak yerine bazalt tozu konulduğunu ifade etmektedir.
10/i/1: Harçtaki standart kumun %10 azaltılarak yerine bazalt tozu konulduğunu ifade etmektedir.
BOY DEĞİŞİMİ, ORAN, -
K1 0 0,00000 0,00000 0,00612 0,00262 0,00321 0,00146 -0,00408 -0,00321 0,00321 0,00262 -0,00466 -0,00117
K2 0
0,00000 - 0,00058
-0,00261 -0,00377 -0,00377 -0,00435 -0,00522 -0,00551 -0,00522 -0,00493 -0,00464 -0,00348
K3 0
0,00000 - 0,00158
0,00554 0,01464 0,00158 0,00119 0,00158 0,00119 0,00356 0,00514 0,00317 0,00277
K4 0 0,00000 0,00432 0,01349 0,01430 0,01592 0,00351 0,00243 0,01106 0,00648 0,00863 0,00917 0,00648 K5 0 0,00000 0,00960 0,00776 0,00554 0,01145 0,00259 0,00148 0,00406 0,00924 0,00443 0,00296 0,00296
K6 0
0,00000 - 0,16318
0,08787 0,39749 0,44770 0,62762 0,58159 0,60251 0,59833 0,64854 0,70293 0,72385
5/Ç/1 5 0,00000 0,25610 0,78049 1,04878 1,26829 1,37805 0,96341 1,15854 1,29268 1,34146 1,53659 2,01220 5/Ç/2 5 0,00000 0,00793 0,01154 0,01730 0,00793 0,01586 0,00288 0,00144 0,02523 0,00505 0,00144 0,00072 5/Ç/3 5 0,00000 0,00501 0,01828 0,03007 0,02860 0,04098 0,03597 0,04039 0,04658 0,05513 0,05660 0,06103 10/Ç/1 10
0,00000 - 0,00807
-0,00242 -0,00484 -0,00525 -0,02301 -0,02261 -0,02059 -0,02220 -0,02220 -0,02099 -0,02140
10/Ç/2 10 0,00000 0,00168 0,00538 0,00706 0,00706 -0,16678 0,00437 0,00403 0,00370 -0,01782 0,00538 0,00437 10/Ç/3 10 0,00000 0,00439 0,00877 0,01253 0,01253 0,01190 0,00752 0,00313 0,01566 0,00501 0,00501 0,01065 15/Ç/1 15 0,00000 0,00033 0,01114 0,04782 0,01670 0,00950 0,01245 0,01474 0,02162 0,02391 0,02129 0,02457 15/Ç/2 15 0,00000 -
0,00538
-0,00372 0,00414 -0,00786 -0,00662 -0,00124 -0,00579 -0,00083 -0,00455 -0,00786 -0,00621
15/Ç/3 15
0,00000 - 0,04335
-0,01749 -0,01597 0,00304 0,00000 0,01369 0,02890 0,03270 0,04411 0,04943 0,05095
20/Ç/1 20 0,00000 0,00126 0,00000 0,00379 0,00506 -0,00379 -0,00084 0,42773 0,00295 -0,00084 0,00084 -0,00126 20/Ç/2 20 0,00000 0,01597 0,00000 0,00426 -0,00053 -0,00266 0,00426 0,54337 0,00319 0,00266 0,00426 0,00532 20/Ç/3 20 0,00000 0,00071 0,00071 0,00847 0,00565 0,00636 0,00847 0,72175 0,00847 0,00636 0,01059 0,01412
15
10/İ/1 10 0,00000 0,01370 0,01815 0,03519 0,01630 0,01407 0,00481 0,00444 0,00815 0,02259 0,00519 0,00741 10/İ/2 10
0,00000 - 0,00289
0,01760 0,01587 0,01645 0,07271 0,00433 0,00346 0,00433 0,00462 0,00692 0,00490
10/İ/3 10 0,00000 0,00271 0,03980 0,04003 0,05970 0,04071 0,03098 0,02601 0,02668 0,02691 0,02736 0,02872 20/İ/1 20 0,00000 0,00196 0,01275 0,02158 0,01667 0,01471 0,00948 0,00686 0,00490 0,00556 0,00458 0,00588 20/İ/2 20 0,00000 0,00362 0,00253 0,00615 0,00507 0,00036 0,00579 0,00253 0,00543 0,00326 0,00000 0,00145 20/İ/3 20 0,00000 0,00763 0,01076 0,01284 0,00416 0,00139 0,00069 0,00486 0,00555 0,00659 0,00173 0,00555 30/İ/1 30 0,00000 0,04609 0,03707 0,05912 0,14028 0,16934 0,21443 0,24048 0,24850 0,28257 0,26954 0,29259 30/İ/2 30 0,00000 0,00687 0,00949 0,01473 0,00229 0,00327 0,00098 0,00622 0,00524 0,00196 0,00196 0,00262 30/İ/3 30
0,00000 - 0,00488
0,00977 0,00855 -0,00081 -0,00570 -0,00326 -0,00326 -0,00285 -0,00244 -0,00366 -0,00204
40/İ/1 40 0,00000 - 0,00640
0,00853 0,02559 0,03838 0,02132 1,52878 0,02985 0,05330 0,08955 0,10448 0,13433
40/İ/2 40
0,00000 - 0,00042
0,00838 0,00419 0,00503 0,00251 0,16932 0,00126 0,00210 0,00210 0,00293 0,00168
40/İ/3 40 0,00000 - 0,03279
-0,01931 0,00765 0,02914 0,02149 0,01967 0,02004 0,02295 0,03169 0,02696 0,02332
50/İ/1 50 0,00000 0,00501 0,00376 0,00627 0,01378 0,01128 0,01003 0,00877 0,01462 0,01086 0,01754 0,02673 50/İ/2 50 0,00000 0,00612 0,03453 0,05072 0,05180 0,03633 0,01547 0,00576 0,00791 0,00468 0,00755 0,00612 50/İ/3 50 0,00000 0,00207 0,02872 0,00089 0,00148 0,00178 0,01273 0,00089 0,00711 0,00089 0,00089 0,00000
Şekil 7. Sülfat çözeltisinde duran kontrol numunelerinin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
16
Şekil 8. Sülfat çözeltisinde duran çimento bazalt tozu ikameli numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
Şekil 9. Sülfat çözeltisinde duran çimento ince agrega bazalt tozu ikameli numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
17
Şekil 10. Sülfat çözeltisinde duran kontrol numunelerinin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
Şekil 11. Sülfat çözeltisinde duran çimento bazalt tozu ikameli numunelerin boyunun zamana göre değişim değerleri
18
Şekil 12. Sülfat çözeltisinde duran ince agrega bazalt tozu ikameli numunelerin ağırlığının zamana göre değişim değerleri
4. SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ
4.1. Taze Harç Deney Sonuçlarının İncelenmesi
Deneysel çalışmalara ilişkin yayılma değerinin, çimento-bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Şekil 13 ’de görülmektedir.
Şekil 13. Yayılma Değeri – Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı Grafiği
-0,20000 0,00000 0,20000 0,40000 0,60000 0,80000 1,00000 1,20000 1,40000 1,60000 1,80000
16.03.2015 16.04.2015 16.05.2015 16.06.2015 16.07.2015 16.08.2015
Boy değişimi, -
Zaman, hafta
10/İ/1 10/İ/2 10/İ/3 20/İ/1 20/İ/2 20/İ/3 30/İ/1 30/İ/2
30/İ/3 40/İ/1 40/İ/2 40/İ/3 50/İ/1 50/İ/2 50/İ/3
17,0
15,5 15,5
16,0
15,0
14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5
0 5 10 15 20
Yayılma Değeri, cm
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, % Yayılma Değeri
19
Çimento- bazalt tozu ikame oranının % 0 olduğu durum ile %20 olduğu durum arasında 2 cm’lik bir yayılma farkı görülmektedir. Şekil genel olarak azalma eğiliminde olup,
%15’lik ikâme oranında %10’luk ikâme oranına göre 0,5 cm’lik bir yayılma artışı göstermektedir. Kıvam tayini deneylerine ilişkin yayılma değerlerinin, bazalt tozu ince agrega ikame oranına göre değişimi Şekil 14’ te verilmiştir.
Şekil 14. Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Yayılma Grafiği
Bazalt tozu-ince agrega ikame oranının %0 olduğu durum ile %50 olduğu durum arasında 8 cm lik bir yayılma artışı görülmüştür. İkame oranının %20 olduğu durum ile
%30 olduğu durum arasında yayılma sabit kalmış, %40 olduğu ve %50 olduğu durumlar arasında en büyük yayılma farkı oluştuğu görülmüştür. Genel olarak yayılma grafiği artış eğilimi göstermiştir. İkame oranının %0 ve %10 olduğu durumlarda akışkanlaştırıcı katkı olmayıp diğer oranlarda harcın viskozitesi yükseldiğinden akışkanlaştırıcı katkı ilavesi yapılmıştır. Bazalt tozu ikame oranı arttıkça kullanılan akışkanlaştırıcı miktarı arttığından yayılma üzerinde bazalt tozu ikamesinin etkisi gözlemlenememiştir. Yayılma hızını etkileyen esas faktörün akışkanlaştırıcı katkı olduğu düşünülmektedir.
4.2. Sertleşmiş Harç Deney Sonuçlarının İncelenmesi 4.2.1. Basma ve eğilme dayanım sonuçlarının incelenmesi
Basma dayanımının, çimento-bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Şekil 15’ te görülmektedir.
17 16 18 18
15,5
25
y = 0,0062x2- 0,198x + 17,554 R² = 0,5903
0 5 10 15 20 25 30
0 10 20 30 40 50
Yayılma (cm)
İnce Agrega İle Bazalt Tozunun İkame Oranı %
Yayılma, cm Polinom. (Yayılma, cm)
20
Şekil 15. Basma Değeri – Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı Grafiği
Basma dayanımında, çimento bazalt tozu ikame oranının %0 olduğu durum ile %20 olduğu durum arasında 2 Mpa’lık bir fark vardır. % 0 ve %20 çimento bazalt tozu ikame oranları arasında basınç dayanımı grafiğinde, yükselmeler ve alçalmalar görülmektedir. % 5’lik çimento- bazalt tozu ikame oranında 10 Mpa’lık bir artışı söz konusu iken, bu durum %20’lik ikame oranında 2 Mpa’ya kadar düşmüştür. En yüksek basınç dayanımının, çimento bazalt tozu ikame oranının %15 olduğu durumda gözlenmiştir.
Eğilme dayanımının, çimento-bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Şekil 16’ da gösterilmiştir.
Şekil 16. Eğilme Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği 25,9900
35,7100
31,0300
35,8300
27,9900
y = -0,0733x2+ 1,5475x + 26,823 R² = 0,6144
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 5 10 15 20
Basma Dayanımı, MPa
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, % Basma Dayanımı
Basma Dayanımı
7,0850
11,7546 11,9262
11,5050
11,0916
y = -0,0307x2+ 0,7701x + 7,5828 R² = 0,8674
0 2 4 6 8 10 12 14
0 5 10 15 20
Eğilme Dayanımı, MPa
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, % Eğilme Dayanımı
Eğilme Dayanımı
21
Eğilme dayanımında, çimento bazalt tozu ikame oranındaki artış ile yükselme meydana gelmektedir. Çimento bazalt tozu ikame oranının %0 olduğu durum ile %20 olduğu durum arasında yaklaşık olarak 4 Mpa dayanım farkı vardır. Maksimum harç eğilme dayanımı, çimento bazalt tozu ikame oranının %10 olduğu durumda görülmektedir.Eğilme ve basma dayanımlarının, çimento bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Şekil 17’ de gösterilmektedir.
Şekil 17. Eğilme Dayanımı-Basma Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği
Basma ve eğilme dayanımları, çimento-bazalt tozu ikame oranının artışına paralel olarak benzer davranış göstermektedir.
Şekil 18. Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma Dayanımı Grafiği 25,9900
35,7100
31,0300
35,8300
27,9900
7,0850
11,7546
11,9262
11,5050
11,0916
0 2 4 6 8 10 12 14
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 5 10 15 20
Eğilme Dyanımı, MPa
Basma Dayanımı, MPa
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, % Basma Dayanımı, MPa Eğilme Dayanımı, MPa
25,99
30,345
38,355
32,717 31,868
42,533
y = -0,0007x2+ 0,268x + 27,572 R² = 0,5462
0 10 20 30 40 50
0 10 20 30 40 50
Basma Dayanımı, MPa
İnce Agraga İle Bazalt Tozu İkame Oranı %
Basma Dayanımı (MPa) Polinom. (Basma Dayanımı (MPa))
22
Bazalt tozu-ince agrega ikame oranı %0 olduğu durum ile %50 olduğu durum arasında yaklaşık 16.5 MPa fark vardır. Bazalt tozu oranlarına göre en yüksek basma dayanımı değerini ikame oranı %50 olan durum sağlamıştır. Grafik kırıklı yapısıyla yer yer artış ve azalışlar göstermesine rağmen bazalt tozu içeren numunelerin bazalt tozu içermeyen numunelere göre basma dayanımının daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.
Bu sonuca göre bazalt ikamesinin basma dayanımı kapasitesinin artmasında faydalı olduğu ama dayanımı doğrusal olarak arttırmadığı söylenebilir.
Eğilme dayanımı değerlerinin, bazalt tozu ince agrega ikame oranına göre değişimi Şekil 19’ da verilmiştir.
Şekil 19. Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Eğilme Dayanımı Grafiği Bazalt tozu ikame oranı artarken grafik sürekli artış göstermiştir. Artış miktarı ve eğim ikame oranı %0 ve %20 arasında fazla iken ikame oranı %20-50 arasında % 0-20 ‘ye göre azdır. Eğilme dayanımının en yüksek olduğu ikame oranı %50’ dir. Grafik incelendiğinde %20’ ye kadar bazalt ikamesi efektif sonuç vermişken daha fazla bazalt eklenmesi sonucu kayda değer bir şekilde değiştirmemiştir.
Eğilme ve basma dayanımı değerlerinin, bazalt tozu ince agrega ikame oranına göre değişimi Şekil 20’ de verilmiştir.
7,085
15,943
22,19
24,007 25,53
26,56
y = -0,0104x2+ 0,8838x + 7,6251 R² = 0,9876
0 5 10 15 20 25 30
0 10 20 30 40 50
Eğilme Dayanımı, MPa
İnce Agrega Bazalt Tozu İkâme Oranı, %
Eğilme Dayanımı, MPa Polinom. (Eğilme Dayanımı, MPa)
23
Şekil 20. Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Basma ve Eğilme Dayanımı Grafiği
Bazalt tozu ikame oranına göre eğilme dayanımı sürekli bir artış gösterirken basma dayanımı kırıklı bir eğri şeklinde ilerlemiştir. İki grafikte incelendiğinde en uygun ikame oranlarının %20 ve %50 olduğu belirlenmiştir. Bu iki farklı bazalt tozu ikame oranına sahip harç kullanım alanına ve gözetilen şartlara göre tercih edilebilir.
4.2.2. Yarmada Çekme Dayanım Sonuçlarının İncelenmesi
Yarmada çekme dayanımının, çimento-bazalt tozu ikame oranına göre değişimi Şekil 21’ de gösterilmiştir.
Şekil 21. Yarmada Çekme Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği
7,085
15,943
22,19
24,007
25,53 26,56
25,99
30,345
38,355
32,717 31,868
42,533
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0 5 10 15 20 25 30
0 10 20 30 40 50
Basma Dayanımı, MPa
Eğilme Dayanımı, MPa
İnce Agrega İle Bazalt Tozunun İkame Oranı %
Eğilme Dayanımı, MPa Basma Dayanımı, MPa
4,439
4,434
4,094 4,225
3,683
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
0 5 10 15 20
Yarmada Çekme Dayanımı, MPa
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, % Yarmada Çekme Dayanımı
Yarmada Çekme Dayanımı
24
Yarmada çekme dayanımında, çimento bazalt tozunun %0 olduğu durum ile %20 olduğu durum arasında yaklaşık olarak 0,75 Mpa’ lık bir dayanım farkı vardır. Yarmada çekme dayanımı, çimento bazalt tozu ikame oranındaki artışa bağlı olarak azalma eğilimindeyken; çimento bazalt tozu ikame oranının %15 olduğu yarmada çekme dayanımı grafiğinde hafif bir artış söz konusudur.
Şekil 22’ de basma, eğilme ve yarmada çekme dayanımının çimento- bazalt tozu ikame oranına göre değişimi gösterilmektedir.
Şekil 22. Eğilme Dayanımı-Basma Dayanımı-Yarmada Çekme Dayanımı- Çimento Bazalt Tozu İkame Oranı Grafiği
Yarmada çekme dayanımı değerlerinin, bazalt tozu-ince agrega ikame oranına göre değişimi Şekil 23 te verilmiştir.
Şekil 23. Bazalt Tozu-İnce Agrega İkame Oranına Göre Yarmada Çekme Dayanımı Grafiği
25,9900
35,7100
31,0300
35,8300
27,9900
7,0850
11,7546
11,9262
11,5050
11,0916
4,439 4,434
4,094
4,225
3,683 0
5 10 15 20 25 30 35 40
0 5 10 15 20
Dayanım, MPa
Çimento Bazalt Tozu İkâme Oranı, %
Basma Dayanımı, MPa Eğilme Dayanımı, MPa
4,439
4,57 4,22
3,788
3,585
3,853
y = 0,0002x2- 0,0294x + 4,6028 R² = 0,7651
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
0 10 20 30 40 50
Yarmada Çekme Dayanımı, MPa
İnce Agraga İle Bazalt Tozu İkame Oranı %
Yarmada Çekme Dayanımı, MPa
Polinom. (Yarmada Çekme Dayanımı, MPa)
