Silika Tozu tane boyutu ve dozajının kendiliğinden yerleşen harçların dayanım, durabilite ve porozite performansına etkisi

Abstract

Beyaz-Portland çimentosu (B-PÇ) ile üretilen kendiliğinden yerleşen harçların (KYH) işlenebilirlik, mekanik, porozite ve istatistiksel özellikleri üzerinde farklı tane boyutuna (mikro: MST ve nano: N-ST) sahip silika tozu (ST) ikamesinin etkilerinin araştırıldığı bu çalışmada, 0,50 ve 0,70 su/çimento oranında kontrol KYH ve B-PÇ yerine %2-4-7 oranlarında M-ST ve N-ST ikame edilerek KYH’ler hazırlanmıştır. Taze karışımlar, yayılma çapı (YÇ) ve V-hunisi (V-H) akış süresi testlerine tabi tutularak EFNARC’a (2005) göre karışımların işlenebilirlik özellikleri değerlendirilmiştir. Sertleşmiş KYH’ler üzerinde 28-56 günlük kür süresi sonunda basınç dayanımı (BD) ve eğilme dayanımı (ED) testleri uygulanırken, donma-çözülme (D-Ç) ve porozite (P) testleri 28 gün sonunda gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, bulgular arasındaki (BD-ED, P-BD ve P-ED) ilişki modelleri istatistiksel (tve F-testi) olarak incelenmiştir. Taze karışımların test sonuçları, ST miktarı artışının KYH’lerin işlenebilirliklerini (YÇ’de azalma ve V-H süresinde artma) kısmen azalttığını göstermesiyle birlikte tüm karışımlar EFNARC’ın (2005) belirlediği sınır değerleri sağlamıştır. Sertleşmiş KYH’lerin bulguları, B-PÇ’ye yapılan ST ikamesinin, karışım özelliklerinden bağımsız KYH’lerin dayanım performanslarını (BD/ED= %42,8/22,4’e kadar) iyileştirdiğini, DÇ kaynaklı mukavemet kayıplarını BD/ED için sırasıyla %3,7/5,3’e kadar sınırlandırdığını ve poroziteyi %16,3-17,1’den 14,3-15,5’e azalttığını ortaya koymuştur. KYH’lerin dayanım/porozite performansı konusunda %7 ST (özellikle N-ST) ikamesinin oldukça yüksek katkısının olduğu gözlemlenmiştir. İstatistiksel analiz sonuçları, bulgular arasındaki ilişki modellerinin doğrusal olduğunu (r≥ 0,845), ve t- ve F-testleri sonucunda r-değerleri ve eşitliklerin anlamlı olduğunu göstermiştir.

In this study investigating the effects of silica powder (ST) replacement with different particle sizes (micro: M-ST and nano: N-ST) on the workability, mechanical, porosity and statistical properties of self-compacting mortars (SCMs) manufactured by exploiting white-Portland cement (W-PC), the SCMs were produced by utilizing only W-PC and replacing W-PC with 2-4- 7wt.% M-ST/N-ST at 0.50 and 0.70 water/cement ratios. The workability of fresh mixtures was evaluated according to EFNARC (2005) by subjecting them to mini-slump flow (M−SF) and V-funnel (V-F) tests. The compressive-(CS) and flexuralstrength (FS) tests were performed on the hardened-SCMs after 28-56 days, while, freeze-thaw (F-T) and porosity (P) tests were applied after 28 days. The relationship (CS-FS, P-CS and P-FS) models between the findings were also examined with statistical analyses (t- and F-test). The fresh-mixtures test results showed that increasing the ST proportion slightly decreased the SCMs’ workability (decrease in M-SF and increase in V-F time), but all mixtures met the limit-values set by EFNARC (2005). The hardened-SCMs' findings revealed that ST replacement to W-PC improved the strength performances (CS/FS= up to 42.8/22.4%), limited the F-T-induced strength-losses up to 3.7/5.3% for CS/FS, and decreased the porosity from 16.3-17.1% to 14.3-15.5%, regardless of mixture traits. The replacement of 7wt.% ST (especially N-ST) were observed to possess a considerably high contribution on the SCMs’ strength/porosity performance. The statistical analysis results demonstrated that the relationship models between the findings were linear (r≥ 0.845) and the rvalues and equations were significant as a result of t- and Ftests.