No abstract

Too much CO2 is released during cement production. In many researches, the use of natural or recycled compounds plays an important role in the cement composition. The use of these components contributes both to reducing the amount of waste and to protecting the environment in nature. It is possible to produce an environmentally friendly concrete, thanks to its being a fly ash thermal power plant waste and its use as mineral additive in terms of its composition. In this study, it is aimed to produce impermeable concretes with the use of C type fly ash as substitutes for cement in concrete composition in substitution rates of 10 %, 30 % and 50 %. In order to reduce the permeability of concrete in this direction, as a result of grinding the fly ash in the ball mill for 0, 10, 20, 30, 45 and 60 minutes, concrete samples were prepared with and without admixture (Reference). Capillarity test was performed to determine the permeability at the end of cure periods of 28 and 90 days on concrete samples. According to the results obtained at the end of 28 days, the best impermeability was achieved in the mixture with 50 % fly ash replacement and 60 minutes grinding time. In 90 days, the best impermeability was obtained in the mixture with 30 % fly ash replacement and 0 minutes of grinding time. As a result, it was seen that permeability decreased with increasing thinness and substitution rate of fly ash in concrete composition.

Öz Bu çalışmada Afşin Elbistan/ Kahramanmaraş termik santral atığı C tipi uçucu kül (UK) kullanılmıştır. Bu kül öğütülmüş ve 6 farklı incelik değeri elde edilmiştir. Uçucu küle ait değişik incelik değerleri ile betonda çimento yerine % 10, % 30 ve % 50 ikame oranlarında kullanılarak katkılı ve uçucu kül katkısız referans beton örnekleri hazırlanmıştır. Sertleşmiş beton örnekleri üzerine uçucu kül incelik değerinin etkisini belirlemek için aşınma ve karbonatlaşma direnci deneyleri yapılmıştır. Aşınma direnci ASTM C 944-99 standardında ifade edilen Rotating Cutter yöntemine göre 28, 56 ve 90 günlük kür süresini tamamlamış beton örnekleri üzerine uygulanmıştır. Karbonatlaşma direnci için örnekler 360 gün karbondioksit miktarı yoğun bir ortama bırakılmış ve karbonatlaşma derinliği belirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre; % 10 ve % 50 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmada çekme dayanımı üzerinde pek fazla etkili olmamış, ama referans numuneye göre uçucu kül ikamesinin dayanımı artırdığı anlaşılmıştır. Ayrıca % 30 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmada çekme dayanımını çok az artırdığı görülmektedir, ancak bu karışım oranıda referans numunenin elde ettiği dayanım değerinin altında değer almıştır. Beton karışımlarına ikame edilen uçucu kül oranlarının artmasıyla birlikte karbonatlaşma derinliği artmıştır. En yüksek karbonatlaşma derinliği değeri 0, 20, 30 ve 45 dakika öğütme sürelerine sahip % 50 UK ikameli beton örneğinde (1,0 cm), en düşük karbonatlaşma derinliği değeri (0.3 cm) ise 10 ve 45 dakika öğütme süresine sahip % 10 UK ikameli beton örneklerinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; beton karışımlarında kullanılan UK'ün öğütme süresinin karbonatlaşma derinliği üzerinde pek fazla değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. % 10, 30 ve 50 UK ikameli beton karışımları içerisinde en fazla aşınma miktarı 28 günlük kür süresinde meydana gelmiştir. % 10 UK ikameli beton karışımında öğütme süresi artıkça 28 günlük kür süresi numunelerinin aşınma miktarınında genel olarak arttırdığı söylenebilir, ama 56 ve 90 günlük kür sürelerinde pek etkisi olduğu söylenemez. Diğer UK ikame oranlarında (% 30 ve 50) öğütme süresinin artmasıyla 28, 56 ve 90 günlük kür süresine sahip numunelerinin aşınma miktarlarında belirgin bir değişiklik gözlemlenmemiştir.

Bu çalışmada; Kahramanmaraş’ta yer alan bir termik santralden temin edilen C tipi UK, farklı sürelerde öğütülerek farklı oranlarda çimento ile ikame edilmiş ve Alkali silika reaksiyonu (ASR) üzerindeki etkisi incelenmiştir. İlk önce uçucu kül içermeyen referans numune karışımları ASTM C 1260 standardına göre hazırlanmıştır. Daha sonra UK’nin, 0, 10 ve 20 dk öğütme süreleri sonrasında inceltilen malzemenin her birini betonda çimento yerine % 10 ve % 30 ikame edilerek harç numuneleri hazırlanmıştır. Elde edilen numunelerin 3, 7, 14 ve 28 günlük kür süresi sonrasında ASR genleşme ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; UK’nin eklendiği numunelerin referans numunesine göre ASR boy değişim oranları azalmıştır. Ayrıca öğütme süresinin ve ikame oranının artmasıyla birlikte ASR boy değişim değerlerinde düşüş meydana geldiği görülmüştür. Genel olarak 0, 10 ve 20 dk öğütme sonrası elde edilen farklı blaine incelik değerine sahip UK’ün % 10 ve % 30 ikame oranlarında çimento yerine kullanılarak hazırlanan harç örneklerinin 3,7 ve 14 günlük kür süreleri sonrasında ASR boy değişim değerlerinde artış gözlemlenmiştir. 28 günlük kür süresi sonrasında ise artış gözlemlenmiş ancak bu diğer kür süreleri sonrasında elde edilen değerlere kıyasla daha düşük olduğu belirlenmiştir. Böylece; UK’ün öğütmeye bağlı olarak inceliğinin ve ikame oranının artmasıyla birlikte betonun bünyesindeki boşlukları doldurması sonucunda geçirimsiz bir beton oluşmuş ve betonda oluşan ASR etkisini azaltmıştır. Ayrıca öğütülmüş uçucu küller harç örneklerinin geçirimsizlik özellik kazandırmasının yanı sıra toz bağlayıcılığındaki alkali (Na2O ve K2O) miktarını azaltması ve Ca(OH)2’yi C-S-H jellerine dönüştürmesini sağlayarak ASR oluşumunu engellemiştir.

Sulphate corrosion occurs due to a chemical reaction between the hydration of cement, which is a concrete compound, and sulphate ions, resulting in deterioration in concrete. Pozzuolanas such as fly ash are used instead of cement to reduce or minimize damage caused by sulphate on concrete. This study uses fly ash tailings from Afsin Elbistan thermal power plant, which has a component close to cement instead of cement, which is one of the main components of concrete. Examples of different fineness obtained by grinding the fly ash (FA) in the ball mill for 0, 10 and 20 minutes were prepared with a FA substitution rate of 10%, creating examples of fly ash-added concrete. These examples were then exposed to a 10% and 5% additive sulphate solution and tested for compressive strength and ultrasonic pulse velocity measurement tests to investigate the effect of concrete samples on sulphate resistance. According to the results obtained, the compressive strength values of concrete samples exposed to a solution of 5% and 10% sulphate have been observed, depending on the fly ash grinding time. It has been found that the concrete samples added have reduced compressive strength by increasing the amount of sulphate solution and have a higher compressive strength value than the reference sample. However, weight losses have been reduced as the grinding time increases. It has also been determined that ultrasonic pulse velocity values have increased as a result of the increase in the fineness of the grinding and the fineness of the flying ash.