Farklı Sınıf Çimento Harcı Üretiminde Metakaolin Katkısı Kullanımının Araştırılması

Abstract

In this study, it was studied physical and mechanical properties of Portland cement mortars with different strength classes and metakaolin (MK) substituted. Two different Portland cement such as CEM II/B-M 32.5 R (A cement) and CEM I 42.5 R (B cement) is used in the production of mortar samples. Metakaolin which is substituted by cement was obtained as a result with sintering of kaolin clay in five different temperatures (600, 700, 800, 900 ve 1000 oC) in the laboratory conditions. 7-day sintered metakaolin samples were conducted pozzolanic activity test and the highest pozzolanic activity index was obtained in the samples sintered at 900 oC. Then, it was substituted at a rate of 10 % and 20 % metakaolin material sintered 900 oC and it was compared with the reference cement mortar. Standard sand was used in the production and the samples were placed with vibration method in 40 x 40 x 160 mm metal mould according to TS EN 196-1. Later, 7 and 28 days water cure is applied to samples. Finally, the physical tests such as water absorption, porosity, bulk density and apparent density with the mechanical properties such as flexural strength and compressive strength were determinated. However, the ultrasound values were determinated from the samples. As a result, the highest compressive strength values were obtained from the samples with 20 % MK together A cement and 10 % MK together B cement.

Özet

Bu çalışmada, metakaolin ikameli ve farklı dayanım sınıfına ait portland çimentolu harçların fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Harç örneklerinin üretiminde; CEM II/B-M 32.5 R (A çimentosu) ve CEM I 42.5 R (B çimentosu) olmak üzere iki farklı portland çimentosu kullanılmıştır. Çimentoya ikame edilecek olan metakaolin ise, laboratuvar şartlarında ve kaolin kilinin beş farklı sıcaklıkta (600, 700, 800, 900 ve 1000 oC) sinterlenmesi sonucunda elde edilmiştir. Sinterlenen metakaolin örneklerine 7 günlük puzolanik aktivite deneyleri yapılmış ve en yüksek puzolanik aktivite indeksi, 900 oC’de sinterlenen örneklerde elde edilmiştir. Ardından hazırlanan karışımlarda çimentoya, 900 oC’de sinterlenen metakaolin malzemesi % 10 ve % 20 oranlarında ikame edilmiş ve referans çimento harçları ile kıyaslanmıştır. Harç üretiminde standart kum kullanılmış olup örnekler, TS EN 196-1 nolu standarda göre ve 40 x 40 x 160 mm’lik metal harç kalıplarına vibrasyon yöntemiyle yerleştirilmiştir. Daha sonra örneklere 7 ve 28 günlük su kürü uygulanmıştır. Kür işlemi tamamlanan örneklere; su emme, porozite, birim hacim ağırlık ve görünür yoğunluk gibi fiziksel testler ile eğilme dayanımı ve basınç dayanımı gibi mekanik testler yapılmıştır. Bununla birlikte örneklerin ultrases değerleri de belirlenerek çimento harcı üretiminde kullanılan metakaolin katkısının örnekler üzerinde meydana getirdiği değişiklikler araştırılmıştır. Sonuç olarak, A çimentosu ile % 20 MK ve B çimentosu ile % 10 MK malzemelerinin bir arada kullanılması durumunda örneklerden en yüksek basınç dayanım değerleri elde edilmiştir.