PROPERTIES OF BURNT CLAY INCORPORATED CEMENTS
Date
2022-02-16
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
This study aims to compare the decomposition and pozzolanic reactivity of clays
obtained from different regions of Turkey and from Guinea and to investigate their
effects after calcination on the strength and water absorption properties of cement
mortars when partially replacing Portland cement. Mineralogical and chemical
compositions of the clay samples were determined using XRD (X-Ray Diffractometer)
and XRF (X-Ray Fluorescence) tests, respectively. TG-DTA (Thermogravimetry -
Differential Thermal Analyses) was used to determine the temperature profiles and the
burning temperatures of the clays. Density and fineness of the burnt clays were also
determined. In order to determine the optimum material properties, different burning
temperatures and replacement levels (10, 20, and 30%) were considered. By applying
compression tests, the strength activity index was calculated. Water absorption tests
on 50 mm cube mortar specimens were also performed. It is found that for all
temperatures, the selected burnt clays possess good pozzolanic activity. The highest
compressive strength and lowest water absorption capacity were achieved when the
clay determined as kaolinitic was burned at 700 °C and with 10% replacement level.
While for the clay determined as montmorillonite, the optimum values were obtained
at 700 °C with a 20% substitution level. Kaolinite was found to have higher pozzolanic
activity and enhance the compressive strength and decrease water absorption more
than montmorillonite. Moreover, it has compressive strength values even higher than
cement.
Description
YANMIŞ KİL KATILMIŞ ÇİMENTONUN ÖZELLİKLERİ
ÖZ: Bu çalışmanın amacı Türkiye’nin farklı bölgelerinden ve Gine’den temin edilen killlerin içeriklerini ve puzolanik reaktivitelerini karşılaştırmak ve pişirme sonrasında kısmi olarak çimento yerine kullanıldıklarında elde edilen çimento harçlarının dayanım ve su emme özelliklerine olan etkilerini incelemektir. Kil numunelerinin minerolojik ve kimyasal bileşimleri XRD (X Işını Difaktometresi) and XRF (X Işını Floresans Tekniği) kullanılarak belirlenmiştir. Killerin sıcaklık profilleri ve yakma sıcaklıkları TG-DTA (Termo Gravimetrik-Diferansiyel Termal Analiz) yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Yanmış killerin yoğunluk ve incelikleri de ayrıca belirlenmiştir. Optimum malzeme özelliklerini elde etmek için farklı yakma sıcaklıkları ve yer değiştirme oranları (%10, %20 ve %30) kullanılmıştır. 40x40x160 mm boyutlarındaki harç prizmalarına uygulanan basınç testleri ile numunelerin dayanım aktivite indeksleri hesaplanmıştır. Bunu yanı sıra 50 mm’lik küp numuneler için su emme testleri yapılmıştır. Seçilen yakılmış kil numunelerinin tüm sıcaklık değerleri için iyi puzolanik aktiviteye sahip oldukları belirlenmiştir. Analizle sonucu Kaolin olarak adlandırılan kilin 700 °C’de yakılması ve %10 oranında çimento ile yer değiştirmesi sonucu elde edilen harcın en yüksek basma dayanımına ve en düşük su emme kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Montmorillonit olarak sınıflandırılan kil için ise optimum değerler 700 °C yakma sıcaklığında ve %20 yer değiştirme oranında elde edilmiştir. Kaolin olarak tanımlanan kilin montmorillonite göre daha yüksek puzolanik aktiviteye sahip olduğu, çimento harcının basınç dayanımını daha fazla arttırdığı ve su emme kapasitesini daha çok azalttığı görülmüştür. Bunun yanısıra söz konusu kilin yer aldığı harçların basınç dayanımının sadece çimento içeren harçlara göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
ÖZ: Bu çalışmanın amacı Türkiye’nin farklı bölgelerinden ve Gine’den temin edilen killlerin içeriklerini ve puzolanik reaktivitelerini karşılaştırmak ve pişirme sonrasında kısmi olarak çimento yerine kullanıldıklarında elde edilen çimento harçlarının dayanım ve su emme özelliklerine olan etkilerini incelemektir. Kil numunelerinin minerolojik ve kimyasal bileşimleri XRD (X Işını Difaktometresi) and XRF (X Işını Floresans Tekniği) kullanılarak belirlenmiştir. Killerin sıcaklık profilleri ve yakma sıcaklıkları TG-DTA (Termo Gravimetrik-Diferansiyel Termal Analiz) yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Yanmış killerin yoğunluk ve incelikleri de ayrıca belirlenmiştir. Optimum malzeme özelliklerini elde etmek için farklı yakma sıcaklıkları ve yer değiştirme oranları (%10, %20 ve %30) kullanılmıştır. 40x40x160 mm boyutlarındaki harç prizmalarına uygulanan basınç testleri ile numunelerin dayanım aktivite indeksleri hesaplanmıştır. Bunu yanı sıra 50 mm’lik küp numuneler için su emme testleri yapılmıştır. Seçilen yakılmış kil numunelerinin tüm sıcaklık değerleri için iyi puzolanik aktiviteye sahip oldukları belirlenmiştir. Analizle sonucu Kaolin olarak adlandırılan kilin 700 °C’de yakılması ve %10 oranında çimento ile yer değiştirmesi sonucu elde edilen harcın en yüksek basma dayanımına ve en düşük su emme kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Montmorillonit olarak sınıflandırılan kil için ise optimum değerler 700 °C yakma sıcaklığında ve %20 yer değiştirme oranında elde edilmiştir. Kaolin olarak tanımlanan kilin montmorillonite göre daha yüksek puzolanik aktiviteye sahip olduğu, çimento harcının basınç dayanımını daha fazla arttırdığı ve su emme kapasitesini daha çok azalttığı görülmüştür. Bunun yanısıra söz konusu kilin yer aldığı harçların basınç dayanımının sadece çimento içeren harçlara göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
Keywords
civil engineering