Investigation of the Physical and Mechanical Properties of Fly Ash and Silica Fume Added Concrete Road Pavements

Abstract

Beton yol kaplama karışımlarında genellikle uçucu kül ve silis dumanı kullanılarak betonun fiziksel ve mekanik özellikleri iyileştirilmektedir. Bu tez bünyesinde kullanılan agregalara Los Angeles Aşınma, Metilen Mavisi, Yassılık Endeksi ile Hava Tesirlerine Karşı Dayanıklılık deneyleri yapılmış olup yol kaplama gövdesine uygun kalitede agregalar kullanılmıştır. Daha sonra bu agregalarla bağlayıcı olarak çimento, silis dumanı ve uçucu kül kullanılarak beton yol kaplama karışımı elde edilmiştir. Beton karışımlarının hazırlanmasında; kontrol betonu (%100 çimento), ST-1 (%10 UK+%90 Çimento), ST-2 (%20 UK+ %80 Çimento), ST-3 (%5 UK + %5 SD + % 90 Çimento) ve ST-4 (% 15 UK + % 5 SD + %80 Çimento) kodları kullanılmıştır. Taze betona çökmede yayılma testi uygulanmıştır. Yayılma testi sonrasında, taze betonlar kalıplara doldurulmuş ve laboratuvar ortamında 24 saat boyunca bekletilmiştir. Daha sonra, betonlar kalıptan çıkarılarak 28 gün kür havuzunda bekletilmiştir. Sertleşmiş betonun su emme ve boşluk oranı, basınç dayanımı ve yarmada çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde silis dumanı ve uçucu külün betonun basınç dayanımını ve yarmada çekme dayanımını artırdığı işlenebilirliği azaltıp çökme miktarını düşürdüğü gözlenmiştir. ST-4 beton karışımında en yüksek dayanımın elde edilmiş olup buna göre silis dumanının dayanımı uçucu kül ve çimentoya göre daha da yükselttiği tespiti yapılmıştır.

The physical and mechanical properties of concrete are improved by using fly ash and silica fume in concrete pavement mixtures. Los Angeles Abrasion, Methylene Blue, Flatness Index and Resistance to Weather Effects tests were carried out on the aggregates used in this thesis, and aggregates of suitable quality for the pavement body were used. Then, a concrete pavement mixture was obtained by using cement, silica fume and fly ash as binders with these aggregates. In the preparation of concrete mixtures; control concrete (100% cement), ST-1 (10% UK+90% Cement), ST-2 (20% UK+ 80% Cement), ST-3 (5% UK + 5% SD + 90% Cement) and ST -4 (15% UK + 5% SD + 80% Cement) codes are used. The slump spread test was applied to the fresh concrete. After the spread test, the fresh concretes were filled into the molds and kept in the laboratory for 24 hours. Afterwards, the concretes were removed from the mold and kept in the curing pool for 28 days. Water absorption and void ratio, compressive strength and splitting tensile strength tests of hardened concrete were carried out. When the test results were examined, it was observed that silica fume and fly ash increased the compressive strength and splitting tensile strength of concrete, decreased workability and decreased the amount of slump. The highest strength was obtained in the ST-4 concrete mixture, and accordingly, it was determined that silica fume increased the strength even more than fly ash and cement