Beton yol kaplamalarında bor ve ürünlerinin kullanılması

Abstract

Türkiye, doğal yeraltı kaynaklarından olan bor rezervinin %73 ‘ne sahiptir ve dünyanın bor ihtiyacının %50’sini sağlamaktadır. Bu çalışmada bor ürünlerinden olan kolemanit ve üleksit mineralleri çimentoya katılarak beton üzerindeki etkisi araştırılmıştır. %2, %4, %6, %8 ve %10 oranlarında kolemanit ve üleksitin çimentoyla yer değiştirmesiyle Su/Çimento oranı 0,47 olan numuneler üretilmiştir. Basınç dayanımı değerinin C30/37 olması hedeflenmiştir. Numuneler küp, silindir ve prizmatik kalıplara dökülmüştür. 7, 28 ve 90 günlük priz süresine sahip beton numuneler üzerinde Schmidt Çekici, ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. 90 günlük numuneler üzerinde donma- çözülme ve eğilme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları değerlendirildiğinde kolemanit katkısı içeren numunelerde basınç dayanımlarının arttığı gözlenirken, üleksit katkılı numunelerde dayanımların düştüğü görülmüştür. Ultrases hızı deneylerinin sonuçlarına göre katkılı numunelerde beton kalitesinin mükemmel olduğu gözlenmiştir. Donma- çözülme deneylerinde katkılı betonlarda ağırlık kaybı yaşanmıştır. Numuneler eğilme deneylerinde gevrek kırılma göstermişlerdir. Bunun sebebi numunelerde lif kullanılmamasıdır. Sonuç olarak bor tiplerinden kolemanitin basınç ve eğilme dayanımını arttırdığı için beton yollarda kullanılabileceği; üleksitin ise dayanımı büyük oranda düşürdüğü için katkı malzemesi olarak kullanılamayacağı düşünülmektedir. Ayrıca bor minerallerinin beton karışım suyunu hızlıca çektiği ve beton prizini geciktirdiği de gözlenmiştir. Bu çalışmada seçilen % 2, %4, %6,%8 ve %10 kolemanit katkısı aynı zamanda beton için hedeflenen C30/37 basınç dayanım sınıfını da sağlamıştır. Betonun dayanım özelliği göz önüne alındığında optimum kolemanit katkısının %8 olduğu görülmüştür.

Turkey has 73% of the boron reserve, which is one of the natural underground resources provides 50% of the world's boron needs. In this study, colemanite and ulexite minerals, which are boron products are substituted with cement. %2, %4, %6, %8 and %10 colemanite and ulexite were replaced with cement. Concrete samples were prepared with water/cement ratio of 0.47. The concrete designs were made of for C30/37. The samples were poured into cube, cylinder and prismatic molds. Schmidt Hammer, ultrasonic pulse velocity and compressive strength experiments were performed on concrete samples with 7, 28 and 90 days of setting time. Freezing-thawing and flexural strength tests were carried out on 90th day samples. When the experimental results were evaluated, it was observed that the samples containing colemanite increased the compressive strengths but the samples containing ulexite decreased the compressive strength. According to the results of the ultrasonic pulse velocity test, it was observed that the concrete quality of the samples containing colemanite and ulexite were “excellent”. At the end of the freezing-thawing test weight loss has been experienced with the samples containing colemanite and ulexite. In flexural strength tests brittle fracture was formed on the concrete samples. The cause of the brittle fractures is that fiber is not used in the samples. As a result, colemanite mineral can be used on concrete pavements because it increases concrete’s compressive and flexural strength. At the same time ulexite lowers the compressive and flexural strength values of concrete so ulexide mineral can not be used in concrete mixtures. It has also been observed that boron minerals reduce the amount of water in concrete mixture and delay the setting time of concrete mixture. % 2, %4, %6, %8 and %10 colemanite substitution also provided the target compressive strength in concrete class C30/37. In this study, The results of compressive strength tests shows that the optimum colemanite value in concrete is %8.