Yüksek oranda uçucu kül içeren silindirle sıkıştırılmış betonlarda katmanlar arası soğuk derz oluşumunun incelenmesi

Abstract

Katmanlar halinde uygulanan silindirle sıkıştırılmış betonların (SSB) en temel problemlerinden biri katmanların birbirlerine tam kenetlenmemesi birbirini takip eden katmanların yerleştirme sürelerinin farklılığından dolayı soğuk derzin oluşmasıdır. Katmanlar arasında oluşan soğuk derz SSB’lerin mekanik, geçirgenlik ve durabilite performanslarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada çimento ağırlığının %0, 20, 40 ve 60 oranlarında uçucu külün çimento ve agrega ile ikame edilmesiyle hazırlanan SSB karışımlarında soğuk derz oluşumunun mekanik, geçirgenlik ve donma-çözülme özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Soğuk derz oluşumunu incelemek için numunelerin ilk katmanı yerleştirilip sıkıştırıldıktan sonra ikinci katmanı 0, 60, 120 ve 180 dakika gecikmeli yerleştirilerek sıkıştırılmıştır. Ayrıca soğuk derz oluşumunun önlenmesi için karışıma priz geciktirici katkı katılması, yataklama harcı uygulanması ve ara katmana aderans artırıcı kimyasal katkı püskürtülmesi şeklinde üç farklı yöntem uygulanmıştır. 28 günlük numuneler üzerinde basınç dayanımı, yarmada çekme ve basınçlı su altında su işleme derinliği deneyi yapılarak katmanlar arası en iyi bağı sağlayan yöntem seçilmiştir. En iyi yöntemle üretilen SSB numunelerinin 28 ve 90 günlük basıç, yarmada çekme, eğilme dayanımları, elastisite modülü, poisson oranı, basınçlı su altında su işleme derinliği, su emme ve donma-çözülme dayanımları katmanlar arası işlem uygulanmayan karışımlarla kıyaslanmıştır. Deney sonuçlarına göre, katmanlar arası harç uygulamasının soğuk derzi engellemede en etkili yöntem olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, katmanlar arası yerleştirme süresinin uzaması soğuk derz oluşumundan dolayı SSB’lerin mekanik ve durabilite özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Bu olumsuz etki, su işleme derinliğinde, yarmada-çekme ve eğilme dayanımlarında daha belirgin olmuştur.

One of the main problems of roller compacted concrete (RCC) applied in layers is that the layers do not fully bonded with each other and cold joint occurs because of the difference in time of placing of the consequent layers. The cold joint formed between the layers negatively affects the mechanical, permeability and durability performances of RCCs. In this study, the effect of cold joint formation on the mechanical, permeability and freeze-thaw properties of RCC mixtures prepared by replacing 0, 20, 40 and 60% of cement and agregate (by weight of cement) with fly ash were investigated. In order to promote cold joint formation, after placing and compacting of the first layer of the specimens, the second layer was prepared with 0, 60, 120, and 180 minutes delay. In addition, three different methods, i.e., adding a set retarder admixture to the mix, applying a bedding mortar and spraying an adhesion enhancing chemical admixture to the interlayer and were applied to prevent the formation of cold joints. The best method, i.e., application of interlayer bedding mortar, was selected regarding the compressive and splitting-tensile strengths and depth of water penetration under pressure of the 28-day specimens. The 28 and 90-day compressive, splitting-tensile and flexural strengths, modulus of elasticity, poisson ratio, depth of water penetration under pressure, water absorption and freeze-thaw resistance of RCC specimens produced with the best method were compared with those of the control mixtures with no interlayer treatment. According to the experimental results, it was determined that the application of interlayer mortar is the most effective method in terms of preventing cold joints. Furthermore, the prolongation of the interlayer placement time negatively affected the mechanical and permeability properties of RCC due to the formation of cold joints. This negative effect was more pronounced on depth of water penetration under pressure, splitting-tensile and flexural strengths.