Kireçtaşı tozunun lif takviyeli çimento esaslı kompozitlerin reolojik ve mekanik özellikleri üzerine etkisi / Effect of limestone powder on mechanical and rheological properties of engineered cementitious composites

Abstract

Tasarlanmış Çimento Esaslı Kompozit (ECC), yüksek performanslı lif donatılı çimento esaslı kompozitlerin özel bir çeşidi olup, çekme ve kayma yüklemeleri gibi mekanik yükler altında sünek ve hasara karşı toleranslı bir davranış sergilemektedir. Standard ECC karışımları mikro silika kumu ile üretilmektedir. Bu çalışmada, Silis kumu (SK) yerine kireçtaşı tozu (KTT) kullanılarak Tasarlanmış Çimento Esaslı Kompozitlerin (Engineered Cementitious Composites-ECC) reolojik ve mekanik özellikleri incelendi. Bu amaçla, beş farklı ECC karışımları belirlendi. Kontrol karışımı olan M1 karışımı %100 silis kumu ve geriye kalan dört karışım ise sırasıyla %25, %50, %75 ve %100 oranlarında kireçtaşı tozu içermektedir. Üretilen ECC karışımlarının mekanik özellikleri 3, 28 ve 90 günlük kür yaşları için incelenmiştir. ECC karışımlarının mekanik özellikleri göz önünde bulundurulduğunda, kontrol karışımı olan M1'e kıyasla, KTT içeren karışımların genel olarak daha iyi bir davranış sergilediği gözlemlenmiştir. KTT kullanım miktarının artması ile basınç dayanımı, kırılma tokluğu ve eğilmede çekme mukavemetinin 3 ve 28 günlük numunelerin olumlu olarak etkilendiği, ama 90 günlük numunelerde ise kayda değer bir değişiklik gözlemlenmemiş neredeyse aynı değerler saptanmıştır. Ayrıca, silis kumu yerine kullanılan KTT miktarı ve numune yaşının ECC kirişlerinin sünekliği üzerinde etkili olduğu gözlemlenmiştir. Taze ve reolojik özellikler göz önünde bulundurulduğunda, KTT kullanım miktarı arttıkça slump (çökme) değerinin düştüğü ve marsh hunisi akma süresinin arttığı görülmüştür. Yine KTT tozu artışı ile ECC karışımlarının akma dayanımı ve viskozitelerinin arttığı gözlemlenmiştir. 0, 20 ve 40. dakikalardaki viskozite okumalarında, başlangıçta farklı olan viskozitelerin son okuma süresinde aynı kıvama ulaştığı tespit edilmiştir. Engineered Cementitious Composites (ECC) is a special type of high performance fiber reinforced cementitious composite featuring high ductility and damage tolerance under mechanical loading, including tensile and shear loadings. Standard ECC mixtures are typically produced with microsilica sand. This study presents the influence of limestone powder (LSP) as a replacement material by silica sand (SS) on the mechanical and rheological properties of engineered cementitious composites (ECC). For this purpose, five different ECC mixtures were adopted. M1, a control mixture, was composed of %100 silica sand while the rest of mixtures included 25%, 50%, 75% and 100% limestone powder, respectively. The properties of ECC mixtures were investigated for the ages of 3, 28 and 90 days. For the mechanical properties, it was concluded that ECC mixtures with LSP were in general higher than the reference mixture M1 with only SS for all curing ages. Increase in the LSP content had prominently a positive effect on the performance of the compressive strength, fracture toughness and flexural strength at the ages of 3 and 28 days though there wasn?t any significant increase at the age of 90 days when compared to the reference mixture M1. Also, the ductility of the ECC beams had a strongly depend on the LSP content and specimen age. For fresh and rheological properties, test results show that increase in LSP content results in lower slump flow and higher marsh cone flow time. Also, when LSP usage percentage increased both of yield stress and plastic viscosity has increased, but plastic viscosity became the same depending on viscosity reading time 0, 20 and 40 minutes.