Zeolit ve metakaolin içeren betonların bazı dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin araştırılması

Abstract

Betonun dayanıklılığın en az dayanım kadar önemli olduğu bilinmektedir. Betonun bozulması genellikle tek bir nedene bağlanamaz. Mineral katkı maddeleri, betonun boşluk yapısını iyileştirerek daha yoğun bir hamur elde edilmesini sağlarlar. Puzolanların bu özellikleriyle de betonun dayanım ve dayanıklılığı artırılabilmektedir. Bu çalışmada zeolit ve metakaolinin betonun dayanıklılığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla farklı oranlarda zeolit ve metakaolin ikamesiyle üretilen betonlar üzerinde basınç ve eğilme dayanımı; aşınma, donma-çözülme ve yüksek sıcaklık dayanıklılığı, hızlı klor geçirimlilikleri ve kılcallık katsayıları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar için üretilen betonlarda toplam bağlayıcı dozajı 300 kg/m3 ve 400 kg/m3 seçilerek su/bağlayıcı oranı 0.6 olarak sabit tutulmuştur. Üretilen betonlarda puzolan olarak zeolit ve metakaolin çimentoyla ağırlıkça ikameli olarak kullanılmıştır. İkame oranları zeolit için için %10, %15, %20; metakaolin içinse %5, %10 ve %20'dir. Karşılaştırma amacıyla mineral katkı içermeyen kontrol numuneleri üretilmiştir. Sonuç olarak zeolit ve metakaolinin mineral katkı olarak betonda kullanımının özellikle basınç ve eğilme dayanımları, kılcal geçirimlilik, hızlı klor geçirimliliği ve dona dayanıklılık gibi özellikler üzerinde olumlu etki yapmış; aşınma ve yüksek sıcaklığa karşı olumlu etki etmemiştir. Zeolitin ve metakaolinin en uygun ikame oranlarının sırasıyla %10 ve %20 olduğu söylenebilir. It is well known that durability of concrete is as important as strength. Deterioration of concrete cannot be attributed to only one factor. Mineral additives can provide a denser body by improving the internal structure of concrete. By doing so, the strength and durability properties of concrete can be substantially improved. In this study, the effects of zeolite and metakaolin on the strength and durability properties of concrete were investigated. For this purpose, the compressive and bending strengths; abrasion, freeze-thaw, and elevated temperature resistance; rapid chloride permeability and sorptivity coefficients were determinated on concretes containing different zeolite and metakaolin replacement ratios. In the experimental program, the total cementious material contents for the concrete mixes were chosen as 300 kg/m3 and 400 kg/m3 with water to cement ratio of 0.60. Zeolite and metakaolin were replaced with cement by mass at ratios of %10, %15, %20 for zeolite; %5, %10 ve %20 for metakaolin. For comparison, mixtures without mineral additives were also prepared. Consequently, the use of zeolite and metakaolin as mineral additives to the concrete is found to be beneficial especially on compressive and bending strengths, sorptivity, rapid chloride permability and freeze-thaw action. However, these minerals are not found to be beneficial on abrasion and elevated temperatures. It can be concluded that the optimum replacement ratios for zeolite and metakaolin are %10 and 20%, respectively.