Taşıyıcı hafif betonlarda geri kazanılmış agrega, metakaolin ve uçucu kül kullanımının betonların performansı üzerine etkisinin incelenmesi

Bu araştırmada, doğal perlit agregası (DPA) ile üretilen hafif betonlarda geri kazanılmış agrega (GKA) ikamesinin ve uçucu kül (UK) ile metakaolin (MK) mineral katkılarının çimento yerine kullanımının betonun mekanik ve durabilite özellikleri üzerindeki etkileri ile yüksek sıcaklık altındaki performanslarına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, DPA tüm agrega fraksiyonlarında (iri ve ince aynı zamanda) GKA ile %0, %20 ve %40 oranında ikame edilmiştir. Her bir GKA ikame oranına sahip betonlar, mineral katkı içermeyen, %10 UK ikameli, %10 MK ikameli ve %10 UK + %10 MK ikameli olmak üzere dört farklı içerikte üretilmiştir. Üretilen betonlarda; birim ağırlık, basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, kılcallık, su emme ve elektriksel özdirenç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca betonların yüksek sıcaklık altındaki davranışlarını belirlemek amacıyla 250℃, 500℃ ve 750℃ sıcaklığa tabi tutulan beton numunelerde ağırlık ve basınç dayanımı kayıpları bulunmuş, ayrıca görsel değerlendirmeler yapılmıştır. Hafif betonlarda GKA kullanım oranının artması mekanik özellikleri, durabilite özelliklerini ve yüksek sıcaklık direncini olumsuz yönde etkilemiştir. Fakat kür süresinin 28 günden 90 güne çıkarılması ve mineral katkı kullanımı bu olumsuz etkileri büyük ölçüde telafi etmiştir. GKA kullanımı mekanik özelliklerde bir miktar düşüş oluştursa da, %20 GKA + %10 UK + %10 MK karışımı durabiliteyi artırması, atık kullanımına katkı sağlaması ve çimento tüketimini azaltması nedeniyle en dengeli seçenek olarak değerlendirilmiştir.

This study investigated the effects of recycled aggregate (RA) substitution and fly ash (FA) and metakaolin (MK) as cement replacements on the mechanical and durability properties of lightweight concrete produced with natural perlite aggregate (NPA), as well as their performance under high temperatures. For this purpose, NPA was replaced with RA at rates of 0%, 20%, and 40% in both coarse and fine aggregate fractions. Four different mixtures were produced for each RA content: a control mixture, 10% FA, 10% MK, and 10% FA + 10% MK. Unit weight, compressive strength, splitting tensile strength, sorptivity, water absorption and electrical resistivity tests were performed on the produced concretes. In addition, to determine the behavior of concretes under high temperatures, weight losses and compressive strength losses were determined in concrete samples subjected to temperatures of 250℃, 500℃ and 750℃, and visual evaluations were also carried out. Increasing the RA content generally reduced the mechanical properties, durability performance and high-temperature resistance of the concretes. However, extending the curing period from 28 to 90 days and the use of mineral admixtures helped to compensate for these effects. Higher RA content slightly reduced mechanical properties, but the %20RA + %10FA + %10MK mix is the most balanced option as it improves durability, uses waste materials, and reduces cement use.