Katkılı çimento pastalarının gözenek dağılımı ve dayanım ilişkileri /
Yazar: ZERRİN HEREN
Danışman: PROF.DR. HALİS ÖLMEZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1996
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Katkı maddeleri = Additives ; Çimento = Cement

Özet:
82 ÖZET Katkılar, genellikle plastik betonun çalışabilirliğinin arttırılması, su azaltılması gibi özelliklerinin geliştirilmesinde veya sertleşmiş betonun kalitesinin arttırılmasında kullanılırlar. Etanolaminler organik bazlardır ve bunların en tanınmışı TEA'dir. TEA çimentonun tipine ve ilave oranına bağlı olarak hızlandırıcı veya geciktirici olarak etki edebilir. MEA ve DEA için yayınlanmış hiçbir veri yoktur. Bu çalışmada, farklı oranlardaki etanolaminlerin (MEA, DEA, TEA) ve Çaycuma- Zonguldak Kağıt Fabrikası atığının beyaz Portland çimentosunun hidrasyonuna olan etkileri, prizlerime süreleri, dayanım gelişimleri ve termik analiz teknikleriyle incelendi. Aynı örneklerin özgül yüzey alanları, kümülatif gözenek alanları, toplam gözenek hacimleri ve gözenek boyut dağılımları da tayin edildi. örnekler, beyaz PC ve musluk suyuyla hazırlandı. Su/çimento oranı 0,4 olarak seçildi. Katkılar karışım suyunda çözüldü, katkı oranlan çimento ağırlığınca %0,1; %0,5 ve %1 olarak alındı. Örnekler 40 x40 x 60 mm boyutundaki prizmalara dökülerek oda sıcaklığında bir gün kür edildiler, daha sonra musluk suyunda 90 güne kadar yaşlandırıldılar. Termik analiz ve yüzey alanı ölçümlerinde örnek hazırlamak için hidrasyon prosesi, çimento pastaları asetonda öğütülerek durduruldu, süspansiyon süzüldü ve asetonla birkaç kere daha yıkandı. Daha sonra örnekler vakumda kurutuldu. Bu dört katkı arasında, DEA ve TEA hem ilk hem de son prizlenme sürelerini etkiledikleri halde, MEA sadece son prizlenme süresi üzerinde etkili oldu. TEA ve %1 DEA içeren çimento pastalarının kalsiyum hidroksit miktarlarının kontrol çimento pastasından daha düşük oldukları bulundu. Bu özellik, bu katkıların geciktirici etkisini de göstermektedir. Katkıların geciktirme etkisine bağlı olarak, MEA, TEA ve düşük konsantrasyonlarda atık madde içeren çimento pastalarının erken dayanımlarının kontrol pastasından daha düşük olduğu bulundu. Bütün örneklerin özgül yüzey alanları ve kümülatif gözenek alanları hidrasyon süresiyle arttı, toplam gözenek hacimleri azaldı. En yüksek özgül yüzey alanı ve kümülatif gözenek alanı değerleri kontrol ve %0, 1 MEA içeren örneklerle elde edildi. örneklerin boyut dağılım eğrilerinden, %1 TEA ve atık içeren çimento pastalarında büyük yançaplı gözeneklerin kümülatif hacimlerinin diğer örneklere göre daha fazla olduğu tespit edildi. Tüm bu sonuçlardan, bu katkıların beyaz Portland çimentosu hidrasyonunu atık >TEA > DEA > MEA sırasında geciktirdikleri ve katkı konsantrasyonuyla geciktirme etkilerinin83 arttığı belirlendi.Bu katkıların tümü yüksek konsantrasyonlarda erken ve geç dayanımları düşürdüler. Daha düşük dayanım gösteren örnekler, düşük kümülatif gözenek alanı ve yüksek toplam gözenek hacmi değerleri verdiler. Ayrıca, bu örneklerde daha büyük yançaplı gözeneklerin hacimlerinin de daha fazla olduğu görüldü.Daha fazla büyük boyutlu gözenek içeren örneklerin dayanımlarının, daha az büyük boyutlu gözenek içerenlere göre düşük olduğu belirlendi.

Abstract:
84 SUMMARY Admixtures are generally used to improve the quality of plastic concrete, such as increased workability or water reduction and the quality of hardened concrete. Ethanolamines are generally organic bases and probably the most popular of ethanolamines is TEA. Depending on the cement type and the addition rate of TEA can produce either set acceleration or retardation. There is not any published data for MEA and DEA. In this study the effects of ethanolamines (MEA, DEA and TEA) and waste liquor of the pulp production from the plant in Çaycuma- Zonguldak, at various addition rates, on the hydration of white Portland cement were investigated using setting times, strength measurements and thermal analysis techniques. The specific surface areas, cumulative pore areas, total pore volumes and pore size distributions of the same samples were also determined. The specimens were prepared with white PC and tapwater. The water to cement ratio was chosen as 0.4. The admixtures were dissolved in the mix water, the addition rate was 0.1%; 0.5% and 1% by weight of cement. The specimens were cast into 40 x 40 x 60 mm prism molds and cured at room temperature for one day and after that placed in tapwater and cured up to 90 days. For the thermal analysis and surface area measurements, the hydration process was stopped by grinding the cement pastes with acetone, filtering off the suspension and washing the residue several times with more acetone. The samples were then dried in vacum. Among the four admixtures DEA and TEA showed more marked effect on both the initial and final setting times although the MEA addition influenced only the final setting times. The amount of calcium hydroxide of the cement pastes containing TEA and 1% DEA was found to be lower than that of the control samples. This also shows the retardation effect of these admixtures. Due to retardation effects of the admixtures, the early strengths of cement pastes with MEA, TEA and waste liquor at low concentrations were found to be lower than that of the control samples. The specific surface areas and cumulative pore areas increased and total pore volumes decreased with hydration time for all the samples. The highest specific surface area and cumulative pore area values obtained with control sample and paste with 0.1% MEA. From the pore- size distribution curves, the cement pastes with 1% TEA and waste material have more large size pores according to the other samples.85 From the present results, all these admixtures retard the hyration of white Portland cement in order waste material > TEA > DEA > MEA and this retardation is affected by the concentration of admixture. All of the admixtures at high concentrations decreased early and late strengths. These specimens with lower strength gave low cumulative pore area and high total pore volume values.lt is also determined that, the strengths of the samples containing more large-size pores are lower than that of the samples having less large- size pores.