Yüksek fırın curufunun betonun mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

Beton, yapı mühendisliğinde 20. yüzyılın en önemli yapı malzemesidir. Betonun bağlayıcı fazını oluşturan çimento, betonun bileşenleri içinde özellikleri ve ekonomik değeri bakımından özel öneme sahiptir. Çimentonun yerini alan veya özelliklerine katkı sağlayan doğal veya endüstri atığı puzolan maddeler 19. yüzyılın ikinci yarısından itibaren beton üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çünkü, yeryüzündeki doğal kaynakların verimli ve geri dönüşümlü kullanılması, gelişmiş ekonomilerin önemli sorunlarından biridir. Bu sorunun çözümü için doğal çevrenin kirlenmesine ve tahribine neden olan endüstriyel atıkların depolanması ve geri kazanımı ile ilgili pek çok çalışma yapılmaktadır. Demir-çelik endüstrisinin atığı olan yüksek firm cürufunun (YFC) depolanması, miktarının çok fazla olması nedeni ile özel önem taşımaktadır. Bu atığın yapı sektöründe kullanılması, depolama sorununa kalıcı çözüm olmakta, çimento hammaddesinin ve/veya çimentonun yerini aldığı için üretimde ekonomi sağlamaktadır. Yapılan deneysel çalışmada, İskenderun Demir-çelik fabrikasının atığı olan YFC'nun betonun mekanik özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Çimento ağırlığının %30'u ve %60'ı oranlarında YFC, betona üretim aşamasında çimento ile yer değiştirmeli (3R, 6R) ve ilaveli (3A, 6A) olarak katılmış, taze betonun işlenebilmesi ve sertleşmiş betonun 7., 28., 90., 180. ve 300. günlerdeki mekanik özellikleri araştırılmış, bu özellikler YFC katılmamış şahit grup ile karşılaştırılmıştır. Toplam 225 adet 10/20 silindir numuneden 75 tanesinde tek eksenli basınç deneyi yapılmış, bu deneyde basınç dayanımından başka ölçülen ve kaydedilen verilerden, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi, bu ilişkiden de statik elastisite modülü belirlenmiştir. Diğer numunelerden 75 tanesinde yarma deneyi, 75 tanesinde de çekip çıkarma deneyi yapılmış, yarma dayanımı ve aderans dayanımı belirlenmiştir. Basınç ve yarma deneyi numunelerinde yapılan ultrases ölçümünden yararlanılarak dinamik elastisite modülü de belirlenmiştir. Betonun basınç dayanımı, elastisite modülü, yarma dayanımı ve aderans dayanımı bütün gruplarda zamanla artmıştır. Elastisite modülü, yarma dayanımı ve aderans dayanımı gibi mekanik özellikler, basınç dayanımı ile paralellik göstermiştir. %60 YFC ilaveli grubun işlenebilmesi ve mekanik özelliklerinin şahitten ve diğer gruplardan daha üstün olduğu, ince malzemeden yapılan azaltma ve dayanımdan sağlanan artış nedeni ile betonda kalite ve ekonomi sağladığı tespit edilmiştir.