Investigation with SEM/EDX, XRD, TGA/DTA and FTIR analyses from a new point of view of the effects on cement mortars of different curing conditions and design parameters

Abstract

The aim of this study is the investigation of microstructural effects on cement mortars (CMs) of four different parameters as cement dosage, water/cement ratio, pozzolanic material and curing effect. To achieve the purpose of this study, SEM/EDX, XRD, FTIR and TGA/DTA analysis were performed. A total of 18 mixtures were produced and exposed to water curing (WC) and air curing (AC). In the design of these mixtures, three different cement dosages as 360, 400 and 450 kg/m 3 and three different water/cement ratios as 0.40, 0.45 and 0.50 were used. Silica fume (SF) was preferred to observe the effect on microstructural properties clearly of pozzolanic material. In addition, super plasticizer (SP) was utilized in all mixtures and kept constant as 12 kg/m 3 . The compressive strength, flexural strength and ultrasonic pulse velocity (UPV) of these mixtures were determined at 28 and 90 days. Eight mixtures were chosen to observe the effect of four different parameters in a microstructural sense. XRD, SEM/EDX, FTIR and TGA/DTA analyses were applied to these mixtures. It can be said that microstructural analyses supported the findings obtained from mechanical tests. Bu çalışmanın amacı, çimento dozajı, su/çimento oranı, puzolanik malzeme ve kür etkisi olmak üzere dört farklı parametrenin çimento harçları (ÇH) üzerindeki mikroyapısal etkilerinin araştırılmasıdır. Bu amaca ulaşmak için SEM/EDX, XRD, FTIR ve TGA/DTA analizleri yapılmıştır. Toplam 18 karışım üretilmiş ve bu karışımlar su kürü (SK) ve hava kürüne (HK) maruz bırakılmıştır. Bu karışımların tasarımında 360, 400 ve 450 kg/m 3 olmak üzere üç farklı çimento dozajı ve 0,40, 0,45 ve 0,50 olmak üzere üç farklı su/çimento oranı kullanılmıştır. Puzolanik malzemenin mikroyapısal özellikler üzerindeki etkisini net olarak gözlemlemek için silis dumanı (SF) tercih edilmiştir. Ayrıca, tüm karışımlarda süper akışkanlaştırıcı (SA) kullanılmış ve 12 kg/m 3 olarak sabit tutulmuştur. Bu karışımların basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve ultrasonik titreşim hızı (UTH) değerleri 28 ve 90 günde belirlenmiştir. Mikroyapısal anlamda dört farklı parametrenin etkisini gözlemlemek için sekiz karışım seçilmiştir. Bu karışımlara XRD, SEM/EDX, FTIR ve TGA/DTA analizleri uygulanmıştır. Mikroyapısal analizlerin, mekanik testlerden elde edilen bulguları desteklediği söylenebilir.