SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Özen, Süleyman; Mardani, Ali; Karakuzu, Kemal; Altun, Muhammet Gökhan

doi:10.17482/uumfd.1133151

SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Muhammet Gökhan ALTUN, (Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Süleyman ÖZEN, (Bursa Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Kemal KARAKUZU, (Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Ali MARDANI-AGHABAGLOU (Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi

5 2

Yıl: 2022 Cilt: 27 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 699 - 716 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17482/uumfd.1133151 İndeks Tarihi: 03-04-2023

SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Öz:

Bu çalışmada, polikarboksilat-eter esaslı su azaltıcı katkının anyonik monomer içeriğinin kendiliğinden yerleşebilen beton (KYB) karışımlarının çeşitli taze ve sertleşmiş hal özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, anyonik monomeri %100 karboksilat olan kontrol katkısına ilaveten, kontrol katkısının anyonik monomerinin %10 ve %30 oranında sülfonat ve fosfat ile ikame edilmesiylebirbirinden farklı 5 adet su azaltıcı katkı sentezlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, su azaltıcı katkı anyonik monomerinin sülfonat ile ikame edilmesi, karışımların katkı ihtiyacını artırırken; zamana bağlı yayılma performanslarını olumlu yönde etkilemiştir. Fosfat ikame edilmesi durumunda ise karışımların katkı ihtiyacı azalırken zamana bağlı yayılma performansı olumsuz etkilenmiştir. Tüm karışımlar içerisinde taze hal özellikleri açısından en iyi performans %10 sülfonat ikame edilen katkı ile elde edilmiştir. Anyonik monomer değişimi, KYB karışımlarının basınç dayanımları, su emme oranları, ultrases geçiş hızları (UPV) ve dinamik elastisite modüllerinde önemli bir değişikliğe sebep olmamıştır

Anahtar Kelime: Su azaltıcı katkı kendiliğinden yerleşen beton anyonik monomer karboksilat fosfat sülfonat

The Effect of Sulfonate and Phosphate Anionic Monomers of Water Reducing Admixtures on Fresh State and Mechanical Properties of Self Compacting Concrete

Öz:

In this study, the effect of anionic monomer content of polycarboxylate-ether based water reducing admixture on various fresh and hardened state properties of self-compacting concrete (SCC)mixtures was investigated. For this purpose, in addition to the control admixture whose anionic monomer is 100% carboxylate, 5 different water reducing admixtures were synthesized by replacing the anionic monomer of the control admixture with 10% and 30% sulfonate and phosphate. According to the results, the substitution of the water reducing admixture anionic monomer with sulfonate increases the admixture requirement of the mixtures; had a positive effect on time-dependent flowing performances. In the case of phosphate substitution, the admixture requirement of the mixtures decreased, while the time-dependent flowing performance was adversely affected. The best performance among all mixtures was obtained with 10% sulfonate substituted admixture. The anionic monomer change did not cause any significant changes in the compressive strength, water absorption rates, ultrasonic pulse velocity (UPV) and dynamic elasticity modules of the SCC mixtures.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Alqadi, A.N., Mustapha, K.N.B., Naganathan, S. ve Al-Kadi, Q.N. (2013) Development of self-compacting concrete using contrast constant factorial design. Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 25(2), 105-112. doi:10.1016/j.jksues.2012.06.002
2. AASHTO T351 (2014). Standard Method of Test for Visual Stability Index (VSI) of Self-Consolidating Concrete (SCC). American Association of State Highway and Transportation Officials.
3. ASTM C597 (2016) Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete, American Society for Testing and Materials.
4. ASTM C642 (2021) Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete, American Society for Testing and Materials.
5. CEB-FIB (1989) Diagnosis and assessment of concrete structures - state of art report. CEB Bull, 192: 83-85.
6. Dalas, F., Nonat, A., Pourchet, S., Mosquet, M., Rinaldi, D. ve Sabio, S. (2015) Tailoring the anionic function and the side chains of comb-like superplasticizers to improve their adsorption. Cement and Concrete Research, 67: 21-30. doi:10.1016/j.cemconres.2014.07.024
7. EFNARC (2002) Specification and Guidelines for self-compacting concrete. European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems, London, UK: Association House.
8. EFNARC (2005) The European guidelines for self-compacting concrete. Specification, Production and Use.
9. Feldman, R.F. (1977) Non-Destructive Testing of Concrete CBD-187. National Research Council of Canada Ottawa Ontario.
10. Felekoğlu, B. ve Sarıkahya, H. (2008) Effect of chemical structure of polycarboxylate-based superplasticizers on workability retention of self-compacting concrete. Construction and Building Materials, 22(9): 1972-1980. doi:10.1016/j.conbuildmat.2007.07.005
11. He, Y., Zhang, X., Wang, Y., Kong, Y., Ji, T., Shui, L. ve Wang, H. (2019) Effect of PCs with Different Functional Groups on the Performance of Cement Paste. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 34(5), 1163-1169. doi:10.1007/s11595-019-2173-0
12. Karakuzu, K., Kobya, V., Mardani-Aghabaglou, A., Felekoğlu, B. ve Ramyar, K. (2021) Adsorption properties of polycarboxylate ether-based high range water reducing admixture on cementitious systems: A review. Construction and Building Materials, 312, 125366. doi:10.1016/j.conbuildmat.2021.125366
13. Kılınç, C. (2012) Kendiliğinden Yerleşen Betonlar, Hazır Beton, July – August, 70-75.
14. Kong, F.R., Pan, L.S., Wang, C.M. ve Xu, N. (2016) Effects of polycarboxylate superplasticizers with different molecular structure on the hydration behavior of cement paste. Construction and Building Materials, 105: 545-553. doi:10.1016/j.conbuildmat.2015.12.178
15. Kraus, A., Dierschke, F., Becker, F., Schuhbeck, T., Grassl, H. ve Groess, K. (2015) Method for producing phosphated polycondensation products and the use thereof. U.S. Patent No. 9,156,737. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
16. Leslie, J.R. ve Cheesman, W.J. (1949) An ultrasonic method of studying deterioration and cracking in concrete structures. Journal of the American Concrete Institute. 46(9): 17-36. doi:10.14359/12041
17. Lin, X., Pang, H., Wei, D., Lu, M. ve Liao, B. (2021) Effect of superplasticizers with different anchor groups on the properties of cementitious systems. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 127207. doi:10.1016/j.colsurfa.2021.127207
18. Mehta, M. ve Monteiro, M. (2004) Concrete: Microstructure, Properties and Materials.
19. Mosquet, M., Chevalier, Y., Brunel, S., Guicquero, J.P. ve Le Perchec, P. (1997) Polyoxyethylene di phosphonates as efficient dispersing polymers for aqueous suspensions. Journal of Applied Polymer Science, 65(12): 2545-2555. doi:10.1002/(SICI)1097-4628(19970919)65:123.0.CO;2-Y
20. Neville, A.M. ve Brooks. J.J. (2010) Concrete Technology. 2nd ed., Longman, UK, 442p.
21. Okamura, H. ve Ouchi, M. (1999) Self-compacting concrete. Development, present use and future. In Self-Compacting Concrete: Proceedings of the First International RILEM Symposium (pp. 3-14). Cachan Cedex, France: Rilem Publications.
22. Özen, S., Altun, M.G. ve Mardani-Aghabaglou, A. (2020) Effect of the polycarboxylate based water reducing admixture structure on self-compacting concrete properties: Main chain length. Construction and Building Materials, 255, 119360. doi:10.1016/j.conbuildmat.2020.119360
23. Özen, S., Altun, M.G., Mardani Aghabaglou, A. ve Ramyar, K. (2021a) Effect of main and side chain length change of polycarboxylate ether based water reducing admixtures on the fresh state and mechanical properties of cementitious systems. Structural Concrete, 22, E607-E618. doi:10.1002/suco.201900489
24. Özen, S., Altun, M.G., Mardani-Aghabaglou, A., Ünlü, A. ve Ramyar, K. (2021b) Effects of anionic monomer type of water-reducing admixture on fresh properties, compressive strength and water adsorption of self-compacting concrete. Journal of Adhesion Science and Technology, 35(11), 1203-1218. doi:10.1080/01694243.2020.1840896
25. Philleo, R. (1955) Comparison of results of three methods for determining young’s modulus of elasticity of concrete. Journal of American concrete institute, 51(1): 461-470. doi:10.14359/11690
26. Aïtcin, PC. (2011) High Performance Concrete, Taylor & Francis.
27. Plank, J. ve Gretz, M. (2008) Study on the interaction between anionic and cationic latex particles and Portland cement. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 330(2-3), 227-233. doi:10.1016/j.colsurfa.2008.08.005
28. Plank, J., Sakai, E., Miao, C. W., Yu, C. ve Hong, J. X. (2015) Chemical admixtures—Chemistry, applications and their impact on concrete microstructure and durability. Cement and concrete research, 78, 81-99. doi:10.1016/j.cemconres.2015.05.016
29. Sakai, E., Yamada, K. ve Ohta, A. (2003) Molecular structure and dispersion-adsorption mechanisms of comb-type superplasticizers used in Japan. Journal of advanced concrete technology, 1(1): 16-25. doi:10.3151/jact.1.16
30. Sha, S., Wang, M., Shi, C. ve Xiao, Y. (2020) Influence of the structures of polycarboxylate superplasticizer on its performance in cement-based materials-A review. Construction and Building Materials, 233, 117257. doi:10.1016/j.conbuildmat.2019.117257
31. Stecher, J. ve Plank, J. (2019) Novel concrete superplasticizers based on phosphate esters. Cement and Concrete Research, 119, 36-43. doi:10.1016/j.cemconres.2019.01.006
32. Sun, G., Wang, L., Weng, L.T., Zhang, J., Li, Z. ve Chen, G. (2014) Determination of adsorption mechanism of polycarboxylate-ether based superplasticizers using crystallization, thermal and mass spectrometry methods. RSC Advances, 4(49): 25479-25485. doi:10.1039/c4ra02362e
33. TS 802 (2016) Beton karışım tasarımı hesap esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
34. TS EN 197-1 (2012) Çimento - Bölüm 1: Genel çimentolar - Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
35. TS 206+A2 (2021) Beton-Özellik, performans, imalat ve uygunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
36. TS EN 1097-6 (2022) Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler - Bölüm 6: Tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
37. TS EN 12350-6 (2021) Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 6: Birim hacim kütlesi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
38. TS EN 12350-9 (2011) Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 9: Kendiliğinden yerleşen beton - V hunisi deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
39. TS EN 12350-10 (2011) Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 10: Kendiliğinden yerleşen beton - L kutusu deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
40. TS EN 12390-3 (2021) Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayin, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
41. TS EN 12390-7 (2021) Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 7: Sertleşmiş betonun birim hacim kütlesinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
42. TS EN 12504-4 (2021) Yapılarda beton deneyleri - Bölüm 4: Ultrasonik atımlı dalga hızının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
43. Wang, X., Zhang, J., Yang, Y., Shu, X. ve Ran, Q. (2018) Effect of side chains in block polycarboxylate superplasticizers on early-age properties of cement paste. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 133(3): 1439-1446. doi:10.1007/s10973-018-7231-x
44. Yoshioka, K., Tazawa, E.I., Kawai, K. ve Enohata, T. (2002) Adsorption characteristics of superplasticizers on cement component minerals. Cement and concrete research, 32(10), 1507-1513. doi:10.1016/s0008-8846(02)00782-2
45. Zhang, Y.R., Kong, X.M., Lu, Z.B., Lu, Z.C. ve Hou, S.S. (2015) Effects of the charge characteristics of polycarboxylate superplasticizers on the adsorption and the retardation in cement pastes. Cement and Concrete Research, 67, 184-196. doi:10.1016/j.cemconres.2014.10.004
46. Zhao, H., Yang, Y., Wang, Y., Shu, X., Wu, S., Ran, Q. ve Liu, J. (2018) Binding of calcium cations with three different types of oxygen-based functional groups of superplasticizers studied by atomistic simulations. Journal of molecular modeling, 24(11), 1-10. doi:10.1007/s00894-018-3853-y
47. Zingg, A., Winnefeld, F., Holzer, L., Pakusch, J., Becker, S., Figi, R. ve Gauckler, L. (2009) Interaction of polycarboxylate-based superplasticizers with cements containing different C3A amounts. Cement and Concrete Composites, 31(3), 153-162. doi:10.1016/j.cemconcomp.2009.01.005

APA	Altun M, Özen S, Karakuzu K, Mardani A (2022). SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. , 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
Chicago	Altun Muhammet Gökhan,Özen Süleyman,Karakuzu Kemal,Mardani Ali SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. (2022): 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
MLA	Altun Muhammet Gökhan,Özen Süleyman,Karakuzu Kemal,Mardani Ali SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. , 2022, ss.699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
AMA	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. . 2022; 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
Vancouver	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. . 2022; 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
IEEE	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A "SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ." , ss.699 - 716, 2022. 10.17482/uumfd.1133151
ISNAD	Altun, Muhammet Gökhan vd. "SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ". (2022), 699-716. https://doi.org/10.17482/uumfd.1133151

APA	Altun M, Özen S, Karakuzu K, Mardani A (2022). SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 27(2), 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
Chicago	Altun Muhammet Gökhan,Özen Süleyman,Karakuzu Kemal,Mardani Ali SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27, no.2 (2022): 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
MLA	Altun Muhammet Gökhan,Özen Süleyman,Karakuzu Kemal,Mardani Ali SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol.27, no.2, 2022, ss.699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
AMA	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi. 2022; 27(2): 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
Vancouver	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi. 2022; 27(2): 699 - 716. 10.17482/uumfd.1133151
IEEE	Altun M,Özen S,Karakuzu K,Mardani A "SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ." Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 27, ss.699 - 716, 2022. 10.17482/uumfd.1133151
ISNAD	Altun, Muhammet Gökhan vd. "SU AZALTICI KATKILARDA SÜLFONAT VE FOSFAT ANYONİK MONOMERLERİN KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETONLARIN TAZE HAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ". Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27/2 (2022), 699-716. https://doi.org/10.17482/uumfd.1133151