Sülfatın beton ve betonarme elemanlara olumsuz etkisi

Abstract

Zemin ile temas halinde olan beton ve betonarme yapılarda zamanla oluşan bozulmaların sebeplerinden biri sülfat etkisidir. Yüksek yoğunlukta sülfat iyonlarına maruz kalan beton tamamen tahrip olabilmektedir. Bu amaçla sülfat yoğunluğu yüksek toprakların sülfat oranı TS 12457–4 Standartlarına karrşılaştırılarak incelendi. Yüksek oranda sülfatın betonun dayanım ve dayanıklılığına etkisini görebilmek için numuneler ASTM C 1012’ye uygun şekilde hazırlanmış 150 g/l Na2SO4 çözeltisinde 5 ay süreyle bekletilmiştir. Aynı zamanda sülfatın etkisini araştırmak için bu numuneler 28 günlük su kürü ile dayanım kazanmış numunelerle karıştırıldı. Sülfat etkisine maruz beton numunelerin belli aralıklarla yüzey sertlikleri ve basınç dayanımları ölçüldü. Aynı zamanda numunelerde meydana gelen ağırlık değişimleri ve yüzeysel bozulmalar periyodik olarak gözlemlendi. Netice olarak sülfatın beton ve betonarme elemanlarda dayanım ve dayanıklılığı düşürdüğü tespit edilmiştir. Sülfata maruz beton ve betonarme elemanlarda dayanıklılığı artırmak için çimento yerine belirli oranlarda puzolanların (uçucu kül, yüksek fırın cürufu) kullanılmasından olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu çerçevede Çimento yerine puzolanların kullanımının erken dayanımları düşürdüğü tespit edilmiştir. Ancak bu etkinin ilerleyen yaşlarda büyük oranda kaybolduğu görülmekte ve sülfat etkisine maruz katkısız numuneden daha yüksek dayanıma ulaştığı tespit edilmiştir. Sülfat etkisine maruz kalabilecek beton ve betonarme yapılarda, dayanım ve dayanıklılığı arttırmak amacı ile portland çimentosunu beton karışımından azaltılarak yerine termik santral ve demir-çelik fabrikalarının atık maddesi olarak açığa çıkan mineral katkı maddeleri olarak bilinen uçucu kül ve yüksek fırın cürufun kullanılması neticesinde olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Çimentonun ekonomik tasarrufunun yanı sıra atık maddelerin geri dönüşümünün sağlanması çevresel denge açısından da büyük bir önem arz etmektedir

One of the reasons deteriorations constitute at the concrete and reinforced concrete structures in the time is the effect of sulfate.Naturally occuring sulfates in soils and groundwater, after a series of chemical processes, may lead to durability problems causins expansion and disintegration of the hardened concrete. Concrete that expose to sulfate ions at high-density may destroy completely. Effect of fly ashes (FA) and blast furnace slag (BFS) on properties of superplasticizer (SP) added concrete was investigated against to sufate effect. FA and BFS were added to Portland cement (PÇ 42,5) 20 % by weight of the cement. FA and BFS replacement concretes were compared with each other as well as with Portland cement concrete. 15 cm cube specimens were prepared with produced concrete and cured at 7, 28, 90 and 150 days For this purpose, high density sulfate of soils were examined by comparing the ratio of TS 12457-4 Standards. In this study, pozzolanic additions were added to changing in ratio 20 % by weight of the (PÇ. 42.5) portland cement. The 0.56 water/cement ratio and 300kg/m3 cement dozage are selected as reference. A control concrete sample is also produced having the same dozage. The performance of mineral additives concrete was obtained both in the sulphate and water cures. In this context, three series of concrete samples was produced; in two concrete samples series the certain ratio of fly ash and granulated blast furnace slag was used as additives, and one series of sample was used without additives. In order to see the effect strength and durability of concrete at high-rate sulfate, concrete samples were rested in a solution of Na2SO4(150 g / l) in accordance with ASTM C 1012. One group of specimens was kept continuously in sodium sulphate solution with concentration of 150 g/l for 5 months.. The other group samples were rested in water and compressive strengths are presented as a comparatively. At the end of each curing period, a total of 3 specimens were tested for each concrete property. Surface hardness and compressive strength of Concrete samples exposed to Sulphate effect were measured regularly. At the same time, the surface distortions and changes of weight of the samples were observed periodically. As a result, sulfate is determined to decrease upon the strength and durability of concrete structures. Moreover, The results showed that use of %20 FA(Fly Ash) as replacement of portland cement increased the strength properties of concrete samples. Economical benefit can be achieved by using pozzolanic additions in the concrete mixture. As a conclusion use of such additions, waste materials, provide both durable and economic concrete structures and ecologic balance for.