Katkılı ve katkısız çimentolu betonların değişik kür koşulları altında mekanik özelliklerinin karşılaştırılmalı olarak incelenmesi

Comparative investigation of mechanical properties of plain and blended cement concretes subjected to different curing conditions

Özet

Bu çalışma kapsamında, ülkemizde artık EN 197-1 standardına göre üretilmeye başlayan yeni tip katkılı ve katkısız çimentolar kullanılarak üretilen betonların basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı ve statik elastisite modülleri gibi mekanik özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Portland çimentosu (PC 42.5), sülfatlara dayanıklı çimento (SDC 32.5), portland kompoze çimentoları (PKÇ/A 42.5R, PKÇ/B 42.5, PKÇ/B 32.5R-a ve PKÇ/B 32.5R-b), kompoze çimento (KZÇ/A 42.5) ve yüksek fırın cüruflu çimento (CÇ 42.5) olmak üzere toplam sekiz farklı çimento tipi normal ve yüksek dayanımlı beton üretiminde kullanılmıştır. Böylece, su-çimento oranı 0.45 ve 0.65 olan 16 farklı beton karışımı hazırlanmıştır. Üretilen numunelere üç değişik kür koşulu uygulanmıştır. Birinci kür koşuluna maruz bırakılan numuneler deney zamanına kadar sürekli havada bekletilmişlerdir (kontrolsüz bağıl neme ve sıcaklığa maruz ortam), ikinci kür koşuluna maruz bırakılan numuneler ilk 7 gün suda ve daha sonra deney zamanına kadar 20 ± 2 0C sıcaklığa ve 50 ± 5 % bağıl neme sahip kür odasında bekletilmişlerdir (kontrollü bağıl neme ve sıcaklığa maruz ortam). Üçüncü ve son kür koşuluna tabii tutulan numuneler ise deney zamanına kadar 20 ± 2 0C sıcaklığa sahip su havuzlarında bekletilmiştir (standart kür ortamı). Üretilen betonların 28., 90. ve 180.'inci yaşlardaki mekanik davranışları incelenmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgulara göre, kullanılan çimento tipi, su-çimento oranı, uygulanan bakım koşulları ve süresinin betonların mekanik davranışlarını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Her iki su-çimento oranında da katkılı çimentolu betonların basınç dayanımları katkısız betonun dayanımına kıyasla çoğunlukla başlangıçta (28. günde) daha düşük olurken, ilerleyen yaşlarda bu tersine dönerek daha yüksek değerlere ulaşmışlardır. Sürekli suda bekletilen katkılı ve katkısız çimentolu betonların yarmadayanımları her iki su-çimento oranı için de, sürekli havada veya 7 gün suda sonra kontrollü kür odasında bekletilen betonların yarma dayanımlarından daha yüksek olmuştur. Betonların elastisite modüllerinin basınç dayanımlarındaki değişimlere paralel bir şekilde su-çimento oranındaki düşüş, uygulanan kür koşullarının iyileşmesi ve süresi ile orantılı olarak artmakta olduğu görülmüştür.

Abstract

In this study, mechanical properties such as compressive strength, splitting tensile strength, and static elastic modulus of concretes with different types of Turkish cements produced according to EN 197-1 were investigated experimentally. A total of eight different cement types such as portland cement (PC 42.5), sulfate resisting cement (SDC 32.5), portland composite cements (PKÇ/A42.5R, PKÇ/B 42.5, PKÇ/B 32.5R-a, and PKÇ/B 32.5R-b), composite cement (KZC/A 42.5), and blast furnace slag cement (CC 42.5) were used in the production of normal and high strength concretes. Thus, sixteen different concrete mixtures having water cement ratios of 0.45 and 0.65 were prepared. After casting, specimens were subjected to three different curing conditions. In the first curing condition, the specimens were kept continuously in air till the time of testing (uncontrolled relative humidity and temperature). In the second curing condition, the specimens were kept in 20 ± 2 0C water for 1 week and then they were transferred to the curing room at 20 ± 2 0C and 50 ± 5 % relative humidity until the time of testing (controlled relative humidity and temperature). In the third curing condition, the specimens were stored in 20 ± 2 0C water after demoulding till the time of testing (standard curing condition). Mechanical behavior of the concrete specimens were studied at the ages of 28, 90, and 180 days. Test results indicated that cement type, water cement ratio, procedure and duration of curing had significant effect on the mechanical properties of concretes. For both water cement ratios, the concretes with blended cements had mostly lower 28 day compressive strength as compared to plain cement concretes. However, this trend was reversed as the age of concrete increased. The results also showed that for both water cement ratios, the splitting tensile strength of both the plain and blended cement concretes subjected to the standard water curingwas higher than that of the concretes subjected to the uncontrolled or controlled curing conditions. Moreover, it was observed that similar to the variation in compressive strength of the concretes, the elastic modulus of the concretes increased with decreasing water cement ratio, and improved the curing.