The effects of composition parameters on the rheological properties for self-compacting concretes

Kendiliğinden yerleşen betonların reolojik özelliklerine bileşim parametrelerinin etkisi

Abstract

Self-compacting concrete (SCC) has been developed using new generation superplasticizers and different mineral admixtures, and can be consolidated under its own weight without any vibration. It is suitable for high performance and densely reinforced structures as well as in most applications where traditionally vibrated concrete is used. The aim of this study is to investigate the effects of constituent materials on rheological properties of cement paste, mortar and concrete by application of factorial analysis method. Water/binder, mineral admixture/binder, chemical admixture/binder and sand/binder ratios were chosen as variables in the analysis. Slump-flow, viscosity (relative torque viscosity for concrete) and yield shear (relative yield torque for concrete) were rheological parameters and their variations by time up to 90 minutes were recorded. A fly ash and a silica fume were used as fine materials for partial substitution of the normal Portland cement. By the factorial analysis the composition factors significantly influencing the rheological properties are determined. Test results show that, although the cement paste and mortar prepared with self-compacting superplasticizer, act as Bingham materials, the yield torque for the concrete approaches to zero indicating approximately a Newtonian-material behaviour.

Özet

Kendiliğinden yerleşen beton (KYB), yeni nesil süperakışkanlaştırıcı katkılar ve değişik mineral katkılar kullanılarak geliştirilmiş yeni bir beton türüdür. Bu çalışmada, faktöriyel analiz yöntemi kullanılarak çimento hamuru, harç ve beton bileşenlerinin reolojik özelliklere etkileri araştırılmıştır. Su/bağlayıcı, mineral katkı/bağlayıcı, kimyasal katkı/bağlayıcı ve kum/bağlayıcı oranları değişken olarak seçilmiştir. Reolojik parametreler olarak, çökme-yayılma, viskozite ve kayma eşiği değerleri ölçülmüştür. Uçucu kül ve silis dumanı, normal Portland çimentosu ile yer değiştirerek kullanılmıştır. Faktöriyel analiz sonunda reolojik özellikleri anlamlı olarak etkileyen bileşim parametreleri belirlenmiştir. Süperakışkanlaştırıcı katkılı çimento hamuru ve harç karışımlarının Bingham cismi gibi davranmasına karşılık, beton karışımlarında kayma eşiğinin sıfıra yakın değerler aldığı ve bu nedenle yaklaşık olarak Newton cismi gibi davrandığı görülmüştür.