Afyon ve Kütahya yöresi volkanitlerinin çimento ve beton teknolojisinde kullanımı

Abstract

Doğada granüler halde bulunan pomza hafif, sünger görünümlü bağlantısız boşluklu camsı dokuya sahip volkanik bir kayaçtır. Terra rosa ise kalker oranı yüksek arazilerde bulunan içeriğinde bol miktarda kireç ve kil barındıran bir toprak türüdür. Bu çalışmada Afyon ve Kütahya yöresinde bulunan volkanitlerin (Tüf, pomza) ve terra rosa beton karışımında çimento yerine belli oranlarda kullanılarak (%10, %20, %30) numuneler üretilmiş, aynı zamanda volkanit içermeyen kontrol numunesi de üretilmiştir. Yapı hammaddesi olarak kullanılacak volkanitlerden tüf (Volkanik kül) Afyon-Gecek kaplıcaları bölgesinden, terra rosa KütahyaÇöğürler köyü ve pomza Kütahya Kumluyurt ve Göçeri köyleri arasındaki alandan saha çalışmalarıyla elde edilmiştir. Beton karışımında Eskişehir Çimsa üretimi olan CEM I 42,5 R çimento kullanılmıştır. Ayrıca taze beton deneylerinden çökme ve yayılma tablası deneyi de numune üretim aşamasında yapılmıştır. Üretilen numunelerin 2, 7, 28, ve 90 gün kür süreleri sonrası kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla Basınç dayanımı, aşınma, donma ve çözünme, eğilme, ASR direnci olarak sertleşmiş beton deneyleri yapılmıştır. Terra rosa kullanımının betonda işlenebilirliği arttırdığı pomza kullanımının ise %15 oranında düşürdüğü belirlenmiştir. Beton basınç dayanımlarına bakıldığında tüf katkılı betonların dayanımlarında %40 kayıp olduğu pomza kullanılan betonların erken yaşta düşük ileri yaşlarda yüksek dayanım verdiği terra rosa kullanılan betonların ise erken yaşta daha iyi basınç dayanımı verdiği belirlenmiştir. Alkali silika reaksiyonu, donma çözülme ve aşınma deneyleri incelendiğinde %20 oranına kadar terra rosa, tüf ve pomza kullanımının beton kalıcılığına olumlu etkiler yaptığı görülmüştür. Yapılan çalışmada kullanılan doğal malzemelerin elde edilen olumlu sonuçlardan dolayı beton teknolojisinde kullanılabileceği belirlenmiştir.

Pumice, which is found in granular form in nature, is a volcanic rock with a light, sponge-like disjointed hollow glassy texture. Terra rosa, on the other hand, is a soil type that contains plenty of lime and clay in its content, which is found in lands with high limestone content. In this study, samples were produced by using certain ratios (10%, 20%, 30%) instead of cement in the concrete mixture of volcanics (Tuff, pumice) and terra rosa in Afyon and Kütahya regions, and a control sample that did not contain volcanites was also produced. Tuff (volcanic ash) from the volcanics to be used as building raw material was obtained from the AfyonGecek thermal springs region, terra rosa was obtained from the area between KütahyaÇöğürler village and pumice was obtained from the area between Kütahya Kumluyurt and Göçeri villages. CEM I 42.5 R cement produced by Eskişehir Çimsa was used in the concrete mix. In addition, the slump and spreading table test, which is one of the fresh concrete tests, was also carried out during the sample production phase. In order to determine the chemical, physical and mechanical properties of the produced samples after curing periods of 2, 7, 28, and 90 days, hardened concrete tests were carried out as compressive strength, abrasion, freezing and thawing, bending, ASR resistance. It was determined that the use of terra rosa increased the workability of the concrete, and the use of pumice reduced it by 15%. When the concrete compressive strengths are examined, it has been determined that the concretes with tuff additives have a 40% loss in strength, and the concretes using pumice give high strength at early ages and high strength at early ages, while concretes using terra rosa give better compressive strength at an early age. When the alkali silica reaction, freeze-thaw and abrasion tests were examined, it was seen that the use of terra rosa, tuff and pumice up to 20% had positive effects on the durability of the concrete. It has been determined that the natural materials used in the study can be used in concrete technology due to the positive results obtained.