Utilization of waste products and a natural pozzolan used in civil engineering construction sector Necmi Hoca; Supervisor: Ertuğ Aydın

Yazar: Katkıda bulunan(lar):Dil: Türkçe Yayın ayrıntıları:Nicosia Cyprus International University 2012Tanım: XXI, 201 p. fig. graph., tab., color picture 30.5 cmİçerik türü:
  • text
Ortam türü:
  • unmediated
Taşıyıcı türü:
  • volume
Konu(lar):
Eksik içerik
1 CHAPTER 1: INTRODUCTION
1 General
4 Objective of the Study
5 Experimental Study
6 Results
7 Guide of Thesis
8 CHAPTER 2: INDUSTRIAL WASTE AND POZZOLANS
8 Introduction
9 Marble Dust
10 The Formation of Marble Waste
13 Utilization Marble Dust
14 Utilization Areas For Marble Dust
14 Industrial Uses
15 Construction Areas Uses
20 Art Work Uses
21 Environmental Impact of Marble Waste
22 Fly Ash
24 Utilization of Fly ash in Manufacturing of Buıldıng Bricks
28 Class F Fly Ash
29 Class C Fly Ash
35 Physical Properties of Fly Ashes
35 Particle Shape and Size
36 Fineness
36 Density
36 Color
38 Effect of Fly Ashes on Concrete Poperties
39 Effects on Fly ash on Fresh Concrete Properties
39 Water Requirement
39 Workability
39 Heat of Hydration
40 Time of Setting
40 Finishability
41 Effects on Fly ash on Hardened Concrete Properties
41 Strength
41 Permeability
42 Resistance to Frezzin and Thawing
42 Drying Shrinkage
42 Bond of Concrete to Steel and Toold Concrete
44 Bottom Ash
51 Polymer Fiber
58 Advantages of Fiber Reinforced Polymers
59 Polymer Fiber Products
60 Application of Polymers
62 Pozzolan
65 Pozzolanic Reaction
66 Pozzolanic Activity
68 Physical Properties of Finely Divided Natural Pozzolans
68 Finess
68 Density
68 Water Requirement
68 Soundness
69 Uniformity
70 Effects on Fresh Concrete
70 Water Requirements
70 Workability
70 Time of Setting
71 Heat of Hydration
71 Bleeding
72 Effects on Hardened Concrete Properties
72 Strength
72 Permeability
72 Sulphate Resistance
73 Economy
73 Alkali-Silica Reactivity
74 Building Materials
78 CHAPTER 3.ADMIXTURES
78 General Infromation About Admixtures
78 Mineral Admixtures
79 Chemical Admixture
81 Retarding Admixture
82 Accelerating Admixtures
82 Super Plasticizers
83 Water Reducing Admixtures
85 High-Range Water Reducing Admixtures
89 Air-Entarning Admixtures
92 CHAPTER 4.MATERIALS AND METHODOLOGY
92 Material Properties
92 Marble Dust
93 Cement
93 Fly Ash
94 Bottom Ash
94 Polymer Fiber
94 Chemical Admixture
94 Lime
95 Kantara Powder
96 Aggregate
98 Laboratory Experiments
99 Mix Proportions for Cement past and Concrete
114 Test Procedure
114 Slump Test
115 Flow Table Test
116 Inverted Slump Test
117 Compressive Strength Test
118 Flexural Strength Test
119 Water Absorption and Porosity Test
120 XRF Element Analysis Techniques Test
121 CHAPTER 5:ESULTS AND DISCUSSION
121 Physical Properties
121 Fresh Unit Unit Weight and Workability
127 Flow Table and Inverted Slump
142 Hardened Unit Weight
149 Water Absorption and Porosity
160 Mechanical Test
160 Compressive Strength for Cement Paste Mixture
169 Compressive Strength for Concente Mixture
185 Flexural Strength
188 CHAPTER 6: CONCLUSIONS AND RECCOMENDATIONS
188 Conclusions
192 Reccomendation
193 REFERENCES
Özet: 'Abstract Nowadays, in marble-producing factories of waste generated marble dust and other waste materials such as, fly ash, bottom ash and natural pozzolans causes environmental and serious problem such as degradation of the natural ecologic structure. The marble dust, fly ash, bottom ash and pozzolans have been commonly used as a building material since ancient times. The purpose of this study is the utilization of wastes such as marble dust, fly ash, bottom ash and natural pozzolan (Kantara powder) in cement paste and concrete applications. To perform this study various amounts of cement, lime, marble dust, fly ash, bottom ash Kantara powder and chemical admixture were blended to prepare cement paste and concrete composites. Composites were designed to produce environmental, ecological and economical products. The use of local materials for the utilization of lightweight composites and production of an alternative new building materials for construction sector have beneficial effects for the Turkish Republic of Northern Cyprus (T.R.N.C) economy. In this study, cement paste mixtures having different amounts of wastes by weight of cement were prepared and the cement paste composites sintered at elevated temperatures and tested for physical and mechanical properties at the curing ages of 7 and 28 days. For the concrete mixture having different amounts of local pozzolan (Kantara powder) (10%, 20%, 30%) by the weight of the cement were prepared and tested for the mechanical properties at the curing ages of 7 and 28 days. Two types of cement (32.5 N and 42.5 R) were used to prepare concrete mixture. It was found that the amount of marble dust, fly ash, bottom ash and Kantara powder additive had positive effect on the physical and mechanical properties for the production of construction materials such as brick, ceramic tile, paving stone and briquette. With increasing demands of the construction industry, construction materials quality and cost become more important day by day in T.R.N.C and therefore this experiment preliminary results is important for construction sector. The hardened unit weight and compressive strength values varies from 928 kg/cm3 to 1600 kg/cm3, 1.24 MPa to 6.76 MPa for cement composites. The results also showed that 30% addition of Kantara powder can be used satisfactory in construction sector and 20% replacement of Kantara powder can be used satisfactory in construction sector. In concrete composites the compressive strength varies from 15.50 MPa to 42.50 MPa. Compressive strength test results for cement paste and concrete samples indicated that the engineering performance of the final product can be adequate for using them various civil engineering applications such as construction of structural fills, embankments, grouting injection, road bases and sub-bases. The usage of waste materials for the production of construction materials, brick, ceramic tile, paving stone and briquette has significant important role on the recycling waste materials in the construction materials production along with a great contributions to economy and ecology for the our country. Keywords: Marble dust, fly ash, bottom ash, Kantara powder, compressive strength, concrete, environmental pollution, cement paste. Özet Günümüzde mermer işletmelerinde açığa çıkan mermer tozları, uçucu küller, yer külleri ve puzolanlar çevre kirliliği ve doğal ekolojik yapının bozulması gibi ciddi sorunlara neden olmaktadır. Mermer tozu, uçucu kül, yer külü ve puzolanlı kompozitlerinin eski zamanlardan beri inşaat sektöründe yapı malzemesi olarak kullanıldıgı bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı atık mermer tozu, uçucu kül, yer külü ve Kantara tozu kompozitlerinin inşaat sektöründe yapı malzemesi olarak kullanımını araştırmaktır. Bu çalışmada, değişik oranlarda çimento, kireç, mermer tozu, uçucu kül, yer külü, Kantara tozu vekimyasal katkı kullanalarak nihai ürünün yapı malzemesi olarak inşaat sektöründe kullanım olanağı araştırılmıştır. Bu çalışmanın yapılabilmesi için laboratuvar çalışması çimento hamuru ve beton olarak tasarlanmıştır. Üretilen kompozitler çevre dostu,ekolojik ve ekonomik olduğundan, ülke doğal kaynakların kullanılmasının sınırlandırılmasına da katkı sağlayacaktır. Doğal kaynakları sınırlı olan ülkemizde, alternatif ve geri kazanılmış ürünler kullanılmasının çevre dostu bu kompozitelerle sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışmada, atık malzemeler çimentonun ağırlığınca değişik oranlarda ikame edilerek çimento pastası hazırlanmış ve hazırlanan bu kompozitler yüksek sıcaklıklarda sinterlenerek 7 ve 28 günlük fıziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Beton karışımında ise karışımlara çimento ağırlığınca 10 %, 20 % ve 30 % oranında Kantara tozu ikame edilerek katkılı beton numuneleri üretilmiştir ve bu numunelerin 7 ve 28 günlük mekanik özellikleri belirlenmiştir. Bu karışımlar için iki tip çimento türü (32.5 N ve 42.5 R) kullanılmıştır. Tasarlanan karışımların fiziksel ve mekanik özellikleri incelendiğinde kompozitlerin bordür taşı, briket, büz, tuğla ve kiremit gibi yapı malzemelerinin üretiminde rahatlıkla kullanılabileceği tespit edilmiştir. Ayrıca Kantara tozunun beton üretiminde puzolanik katkı olarak kullanılabileceği saptanmıştır. Sertleşmiş birim ağırlık değerleri 928 kg/cm3 ile 1600 kg/cm3 ve basınç dayanım değerleri ise 1.24 MPa ile 6.76 MPa arasında değişmektedir. Kantara tozunun çimento ağırlığına % 30 eklenebileceği ayrıca % 20 oranında çimentodan azaltma yapılabileceği sonucuna varılmıştır. Çimento pastası ve beton numunelerinin basınç dayanım sonuçları incelendiğinde nihai ürünün performansının dolgu malzemesi, şev, enjeksiyon, karayolu üst ve alt tabakaları inşası gibi inşaat mühendisliği alanlarında kullanımının yeterli oldugu belirlenmiştir ve bu atık malzemelerin değerlendirilmesi ülke ekonomisine ve ekolojiye büyük katkı yapacağı düşünülmektedir. Anahtar sözcükler: Mermer tozu, uçucu kül, yer külü, Kantara tozu, basınç dayanımı, beton, çevre kirliliği, çimento pastası. '
Materyal türü: Thesis
Mevcut
Materyal türü Geçerli Kütüphane Koleksiyon Yer Numarası Durum Notlar İade tarihi Barkod Materyal Ayırtmaları
Thesis Thesis CIU LIBRARY Tez Koleksiyonu Tez Koleksiyonu YL 276 H63 2012 (Rafa gözat(Aşağıda açılır)) Kullanılabilir Civil Engineering Department T56
Toplam ayırtılanlar: 0

Includes references (193-201 p.)

'Abstract Nowadays, in marble-producing factories of waste generated marble dust and other waste materials such as, fly ash, bottom ash and natural pozzolans causes environmental and serious problem such as degradation of the natural ecologic structure. The marble dust, fly ash, bottom ash and pozzolans have been commonly used as a building material since ancient times. The purpose of this study is the utilization of wastes such as marble dust, fly ash, bottom ash and natural pozzolan (Kantara powder) in cement paste and concrete applications. To perform this study various amounts of cement, lime, marble dust, fly ash, bottom ash Kantara powder and chemical admixture were blended to prepare cement paste and concrete composites. Composites were designed to produce environmental, ecological and economical products. The use of local materials for the utilization of lightweight composites and production of an alternative new building materials for construction sector have beneficial effects for the Turkish Republic of Northern Cyprus (T.R.N.C) economy. In this study, cement paste mixtures having different amounts of wastes by weight of cement were prepared and the cement paste composites sintered at elevated temperatures and tested for physical and mechanical properties at the curing ages of 7 and 28 days. For the concrete mixture having different amounts of local pozzolan (Kantara powder) (10%, 20%, 30%) by the weight of the cement were prepared and tested for the mechanical properties at the curing ages of 7 and 28 days. Two types of cement (32.5 N and 42.5 R) were used to prepare concrete mixture. It was found that the amount of marble dust, fly ash, bottom ash and Kantara powder additive had positive effect on the physical and mechanical properties for the production of construction materials such as brick, ceramic tile, paving stone and briquette. With increasing demands of the construction industry, construction materials quality and cost become more important day by day in T.R.N.C and therefore this experiment preliminary results is important for construction sector. The hardened unit weight and compressive strength values varies from 928 kg/cm3 to 1600 kg/cm3, 1.24 MPa to 6.76 MPa for cement composites. The results also showed that 30% addition of Kantara powder can be used satisfactory in construction sector and 20% replacement of Kantara powder can be used satisfactory in construction sector. In concrete composites the compressive strength varies from 15.50 MPa to 42.50 MPa. Compressive strength test results for cement paste and concrete samples indicated that the engineering performance of the final product can be adequate for using them various civil engineering applications such as construction of structural fills, embankments, grouting injection, road bases and sub-bases. The usage of waste materials for the production of construction materials, brick, ceramic tile, paving stone and briquette has significant important role on the recycling waste materials in the construction materials production along with a great contributions to economy and ecology for the our country. Keywords: Marble dust, fly ash, bottom ash, Kantara powder, compressive strength, concrete, environmental pollution, cement paste. Özet Günümüzde mermer işletmelerinde açığa çıkan mermer tozları, uçucu küller, yer külleri ve puzolanlar çevre kirliliği ve doğal ekolojik yapının bozulması gibi ciddi sorunlara neden olmaktadır. Mermer tozu, uçucu kül, yer külü ve puzolanlı kompozitlerinin eski zamanlardan beri inşaat sektöründe yapı malzemesi olarak kullanıldıgı bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı atık mermer tozu, uçucu kül, yer külü ve Kantara tozu kompozitlerinin inşaat sektöründe yapı malzemesi olarak kullanımını araştırmaktır. Bu çalışmada, değişik oranlarda çimento, kireç, mermer tozu, uçucu kül, yer külü, Kantara tozu vekimyasal katkı kullanalarak nihai ürünün yapı malzemesi olarak inşaat sektöründe kullanım olanağı araştırılmıştır. Bu çalışmanın yapılabilmesi için laboratuvar çalışması çimento hamuru ve beton olarak tasarlanmıştır. Üretilen kompozitler çevre dostu,ekolojik ve ekonomik olduğundan, ülke doğal kaynakların kullanılmasının sınırlandırılmasına da katkı sağlayacaktır. Doğal kaynakları sınırlı olan ülkemizde, alternatif ve geri kazanılmış ürünler kullanılmasının çevre dostu bu kompozitelerle sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışmada, atık malzemeler çimentonun ağırlığınca değişik oranlarda ikame edilerek çimento pastası hazırlanmış ve hazırlanan bu kompozitler yüksek sıcaklıklarda sinterlenerek 7 ve 28 günlük fıziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Beton karışımında ise karışımlara çimento ağırlığınca 10 %, 20 % ve 30 % oranında Kantara tozu ikame edilerek katkılı beton numuneleri üretilmiştir ve bu numunelerin 7 ve 28 günlük mekanik özellikleri belirlenmiştir. Bu karışımlar için iki tip çimento türü (32.5 N ve 42.5 R) kullanılmıştır. Tasarlanan karışımların fiziksel ve mekanik özellikleri incelendiğinde kompozitlerin bordür taşı, briket, büz, tuğla ve kiremit gibi yapı malzemelerinin üretiminde rahatlıkla kullanılabileceği tespit edilmiştir. Ayrıca Kantara tozunun beton üretiminde puzolanik katkı olarak kullanılabileceği saptanmıştır. Sertleşmiş birim ağırlık değerleri 928 kg/cm3 ile 1600 kg/cm3 ve basınç dayanım değerleri ise 1.24 MPa ile 6.76 MPa arasında değişmektedir. Kantara tozunun çimento ağırlığına % 30 eklenebileceği ayrıca % 20 oranında çimentodan azaltma yapılabileceği sonucuna varılmıştır. Çimento pastası ve beton numunelerinin basınç dayanım sonuçları incelendiğinde nihai ürünün performansının dolgu malzemesi, şev, enjeksiyon, karayolu üst ve alt tabakaları inşası gibi inşaat mühendisliği alanlarında kullanımının yeterli oldugu belirlenmiştir ve bu atık malzemelerin değerlendirilmesi ülke ekonomisine ve ekolojiye büyük katkı yapacağı düşünülmektedir. Anahtar sözcükler: Mermer tozu, uçucu kül, yer külü, Kantara tozu, basınç dayanımı, beton, çevre kirliliği, çimento pastası. '

1 CHAPTER 1: INTRODUCTION

1 General

4 Objective of the Study

5 Experimental Study

6 Results

7 Guide of Thesis

8 CHAPTER 2: INDUSTRIAL WASTE AND POZZOLANS

8 Introduction

9 Marble Dust

10 The Formation of Marble Waste

13 Utilization Marble Dust

14 Utilization Areas For Marble Dust

14 Industrial Uses

15 Construction Areas Uses

20 Art Work Uses

21 Environmental Impact of Marble Waste

22 Fly Ash

24 Utilization of Fly ash in Manufacturing of Buıldıng Bricks

28 Class F Fly Ash

29 Class C Fly Ash

35 Physical Properties of Fly Ashes

35 Particle Shape and Size

36 Fineness

36 Density

36 Color

38 Effect of Fly Ashes on Concrete Poperties

39 Effects on Fly ash on Fresh Concrete Properties

39 Water Requirement

39 Workability

39 Heat of Hydration

40 Time of Setting

40 Finishability

41 Effects on Fly ash on Hardened Concrete Properties

41 Strength

41 Permeability

42 Resistance to Frezzin and Thawing

42 Drying Shrinkage

42 Bond of Concrete to Steel and Toold Concrete

44 Bottom Ash

51 Polymer Fiber

58 Advantages of Fiber Reinforced Polymers

59 Polymer Fiber Products

60 Application of Polymers

62 Pozzolan

65 Pozzolanic Reaction

66 Pozzolanic Activity

68 Physical Properties of Finely Divided Natural Pozzolans

68 Finess

68 Density

68 Water Requirement

68 Soundness

69 Uniformity

70 Effects on Fresh Concrete

70 Water Requirements

70 Workability

70 Time of Setting

71 Heat of Hydration

71 Bleeding

72 Effects on Hardened Concrete Properties

72 Strength

72 Permeability

72 Sulphate Resistance

73 Economy

73 Alkali-Silica Reactivity

74 Building Materials

78 CHAPTER 3.ADMIXTURES

78 General Infromation About Admixtures

78 Mineral Admixtures

79 Chemical Admixture

81 Retarding Admixture

82 Accelerating Admixtures

82 Super Plasticizers

83 Water Reducing Admixtures

85 High-Range Water Reducing Admixtures

89 Air-Entarning Admixtures

92 CHAPTER 4.MATERIALS AND METHODOLOGY

92 Material Properties

92 Marble Dust

93 Cement

93 Fly Ash

94 Bottom Ash

94 Polymer Fiber

94 Chemical Admixture

94 Lime

95 Kantara Powder

96 Aggregate

98 Laboratory Experiments

99 Mix Proportions for Cement past and Concrete

114 Test Procedure

114 Slump Test

115 Flow Table Test

116 Inverted Slump Test

117 Compressive Strength Test

118 Flexural Strength Test

119 Water Absorption and Porosity Test

120 XRF Element Analysis Techniques Test

121 CHAPTER 5:ESULTS AND DISCUSSION

121 Physical Properties

121 Fresh Unit Unit Weight and Workability

127 Flow Table and Inverted Slump

142 Hardened Unit Weight

149 Water Absorption and Porosity

160 Mechanical Test

160 Compressive Strength for Cement Paste Mixture

169 Compressive Strength for Concente Mixture

185 Flexural Strength

188 CHAPTER 6: CONCLUSIONS AND RECCOMENDATIONS

188 Conclusions

192 Reccomendation

193 REFERENCES

Araştırmaya Başlarken  
   Sıkça Sorulan Sorular