Tunçbilek ve Seyitömer uçucu küllerinin beton özelliklerine etkisi ve etkinlik katsayılarının belirlenmesi
Effects of tunçbi̇lek and seyi̇tömer fly ashes on the properties of concrete and determination of their efficd2ncy factors
- Tez No: 66533
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET UYAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
ÖZET Uçucu küller, enerji üretimi için yaygın olarak kullanılan termik santrallardan üretilen, puzolanik özelliklere sahip yapay mineral katkı maddeleri olup, betona olumlu katkılar sağlamaktadır. Bu katkılar, işlenebilirlik, dayanım ve en önemlisi çimento miktarında azaltma yapılarak maliyetin düşürülmesi sayılabilir. Bu çalışmada Seyitömer ve Tunçbilek santrallanndan sağlanan uçucu küller kullanılmıştır. Küller betona, belirli oranlarda çıkarılan (%10, %20, %30) çimentonun yerine 3 değişik miktarda katılmış ve uçucu külün betonun mekanik ve durabilite özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Numuneler havada, suda ve amonyum nitrat olmak üzere 3 farklı ortamda bekletilmiş olup beton dayanımları karşılaştırılarak uçucu küllerin miktarının etkisi ile k etkinlik katsayının belirlenmesi amaçlanmış ve rasyonel oranlama metodu kullanılmıştır. 1 şahit, 9 Tunçbilek uçucu külü ve 9 Seyitömer uçucu külü olmak üzere toplam 19 seri beton üretilmiştir. Her seride 25 tane olmak üzere toplam 475 tane 7x7x28 cm boyutlarında numune üretilmiş olup, numuneler su, hava ve amonyum nitrat olmak üzere üç farklı ortamda bekletilmiştir. Üretilen betonlarda PÇ-42.5 çimento kullanılmış olup, şahit betonda dozaj 320 kg/m3 iken, uçucu küllü betonlarda toplam bağlayıcı miktarı sabit kalmamıştır. Agrega granülometrisi değişmeyip, maksimum dane çapı 16 mm seçilmiştir. İşlenebilirlik 14 2 cm' de 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 olarakda hava ve su ortamında 7., 28. ve 91. güne ait eğilme dayanımı, basınç dayanımı, ultrases hızı, 56. ve 91. güne ait kılcallık, su emme ve birim ağırlık deneyleri, amonyum nitrat ortamında ise 28., 42., 56., 70. ve 91. güne ait ultrases hızı ölçümleri ile 91. güne ait eğilme dayanımı, basınç dayanımı, kılcallık, su emme ve birim ağırlık ölçümleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda kısaca; Uçucu küllerin betonda işlenebilirliği iyileştirdiği ve betonda su ihtiyacını azalttığı gözlenmiştir. Uçucu külün puzolanik aktivite deneyinin ASTM C-3 11 'e göre yapılmasının ihtiyaç duyulan su miktarının belirlenmesi açısından daha kontrollü olduğu ve daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Eğilme ve basınç dayanımlarına baktığımızda genel olarak erken yaşlarda uçucu küllü betonlar şahitin altında kalmışken ileriki yaşlarda bilhassa su ortamındaki numuneler şahitin üstünde dayanımlar vermiştir. Çimento miktarının %10 ve %20 azaltıldığı uçucu küllü betonlarda gerek mekanik gerekse durabilite açısından iyi sonuçlar elde edilmiş, çimentonun %30 azaltıldığında ise üretilen uçucu küllü betonlar her açıdan çok kötü sonuçlar vermiştir. Seyitömerin etkinlik katsayısı Tunçbileğe göre daha yüksek çıkmıştır. Buda puzolanik aktivitesinin daha iyi olmasının sonucu olarak görülmüştür. Ayrıca k katsayısı su ortamında yüksek, hava ortamında ise daha düşük değerler almıştır. xıı
Özet (Çeviri)
SUMMARY Pozzolan is a siliceous or siliceous and aluminious material, which in itself possesses little or no cementitious value but will, in finely divided form and in the presence of moisture, chemically react with calcium hydroxide at ordinary temperatures to form compounds possessing cementitious properties. There are either naturally occurring pozzolanic materials on industrial waste mineral materials which show pozzolanic properties. Classification and types of pozzolans are given in Table 1. Table 1 Classification and Types of Pozzolans Fly ash is a pozzolanic artificial mineral admixture which is provided from coal-fired power plants. Usage of fly ash enhances the performance of fresh and hardened concrete significantly while decreasing the amount of high cost Portland cement. Fly ash is used in concrete for reasons of obtaining reduced heat of hydration, improvement of workability, decreasing of bleeding, in fresh concrete and contribution to durability and long term strength in hardened concrete. ASTM C 618 defines two classes of fly ash -class F and class C, depending on the contents of SİO2, AI2O3, Fe203. In F class fly ash the content of Si02, A1203, xmFe203 are more than 70%. In C class fly ash the content of Si02, A1203, Fe203 more than %50 because of high calcium percentage. Research on the use of fly ash in concrete started in the 1930's. In 1937 R.E. Davis from California University published his researches about fly ash concrete which formed initial standards, and test methods. The first major use of fly ash in construction was the Hungry Horse Dam, Montana in 1948. This was a combination of fly ash and cement produced in the concrete mixer. In 1951, the French started to produce commercial interground cements containing fly ash. Three basic mix proportioning approaches have developed for using fly ash in concrete. 1- The Simple Replacement Method: The simple replacement method requires a direct replacement of a portion of the Portland cement by fly ash 2- Addition Method: In the addition method, fly ash is added to the mix without a corresponding reduction in the quantity of cement used 3- Partial Replacement of Cement and Fine Aggregate a- The Modified Replacement Method: In order to obtain approximately equal compressive strengths, mixes made with fly ash must have a total weight of Portland cement and fly ash greater than the weight of the cement used in the reference mix. b- Rational Proportioning Approach: Smith was probably the first to propose a rational method of proportioning fly ash concrete. He modified the conventional mix proportioning procedure to obtain values for cement content and water to cement ratio through the introduction of a“fly ash cementing efficiency factor”(k) The cementing efficiency factor was defined such that a mass of fly ash (F) was equivalent to a mass (kF) of cement. In concrete containing fly ash the relationship between strength and the ratio of water content to total cementing material is as fallow: fc=K [(c+kF)/w-0.5] where, fc = Strength K = Bolomey factors w = Water content c = Amount of cement k = Efficiency factors F = Amount of fly ash k efficiency factor depends on: - Amount and type fly ash - Type of cement - Cement content, - Nominal Strength - Curing condition xiv- aggregate sizes - Workability (Slump) - Type of superplasticizer if used This factor was assumed to be unique for each fly ash and could be determined from the performance of fly ash concrete mixes or from an initial testing program In this study effects of Seyitömer and Tunçbilek fly ashes on mechanical and durability properties of concrete is investigated and their k efficiency factors are determined according to flexural and compressive strengths. 10%, 20%, 30% of cement is replaced by 3 different amounts of fly ash ( 9 Tunçbilek and 9 Seyitömer) and a reference mix is produced. The specimens cured in water, in air in the laboratory, and in 10% concentrated ammonium nitrate solution. In the mixes PÇ-42.5 type cement was used and slump value kept constant at 14 cm. In reference mix cement content was 320 kg/m3. But cementitious content was not constant for fly ash concrete due to rational method. No chemical admixtures were used. Maximum aggregates size was 16 mm. In Table 2 mix proportions and fresh concrete proportions, in Table 3 compressive strengths, in Table 4 flexural strengths, in Table 5 the determination k efficiency factors are given. The conclusions derived from results of experiments can be summarized as follow: 1- Fly ash improves the workability and reduces water demand of concrete. 2- Poozzolanic activities of both fly ashes (Tunçbilek and Seyitömer) are smaller than 0.7 which is a limit value according to TS 639, so the could not reach sufficient pozzolanic effects. But they reached the ASTM C 3 11 's 0.75 limit value for pozzolanic activity. This is due to TS 639 requires constant w/(c+kF) ratio, ASTM C 3 1 1 requires constant workability for reference and fly ash concrete 3- In early ages, strengths of fly ash concrete are lower than strength of reference mix while they give higher strengths at long term ages, especially for concrete cured in water. Fly ash concrete with 10% and 20% cement reduced according to reference mix give good performance from the point of mechanical strength and durability. But series of 30% give worse performance according to reference mix. 4- Seyitömer' s efficiency factors is bigger than Tunçbilek' s. This due to a better pozzalanic activity. For both fly ashes efficiency factors are determined higher in water curing than air curing. Efficiency factors, remained in the same range for bcth flexural and compressive strengths 5- 10% and 20% series cured in ammonium nitrate solutions gave higher strengths than reference mix. In 30% series Seyitömer fly ash gave close strengths, Tunçbilek remained lower than reference mix. xvTable 3 Compressive Strengths of Hardened Concrete XVIITable 4 Flexural Strengths of Hardened Concrete xvmTable 3 Results of Efficiency Factor (k) XIX
Benzer Tezler
- Effects of Turkish fly ashes on the portland cement-fly ash systems
Türkiye'deki uçucu küllerin portland çimentosu-uçucu küllü sistemlerine etkileri
KAMBİZ RAMYAR
Doktora
İngilizce
1993
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURHAN Y. ERDOĞAN
- Yüksek oranda, yüksek kalsiyumlu uçucu kül katılmasının beton özelliklerine etkisi
Başlık çevirisi yok
CELALETTİN BAŞYİĞİT
- Türkiye'de yerli kömür yakıtlı büyük ölçekli termik santrallerin kül atıklarının yönetimi ve çimento üretiminde kullanımının ekonomik analizi
Economic analysis of local coal-fired large-scale thermal power plant coal combustion waste management and use in cement production in Turkey
KADİR ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
- Uçucu küllerin agrega olarak beton üretiminde kullanılması
Usage of fly ash as a aggregate in the production of lightweight concrete
TUYA LKHAGVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİYE PİŞKİN
- Termik santral atık uçucu küllerinin karo üretiminde değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER DUMAN