Atık beton çamuru içerikli tek bileşenli alkalilerle aktive edilen malzemelerin fiziksel, mekanik ve durabilite özellikleri

Abstract

Beton üretiminin bir yan ürünü olan beton çamuru, uygunsuz bertarafı nedeniyle önemli çevresel zorluklar ortaya koymaktadır. Bu çalışma, alkali aktiveli kompozitlerde (AAC'ler) öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (GBFK) için kısmi ikame olarak öğütülmemiş beton çamuru atığı (UCS) ve öğütülmüş beton çamuru atığının (GCS) potansiyelini araştırmaktadır. Akıcılık, basınç ve eğilme dayanımı, görünür gözeneklilik, su emilimi, sorptivite ve sülfat maruziyeti, donma-çözülme döngüleri, yüksek sıcaklıklar ve asit saldırısı altında dayanıklılık testleri dahil olmak üzere kapsamlı bir deneysel program yürütülmüştür. UCS ikamesi akışkanlığı önemli ölçüde azaltırken (%30'da -%38,53'e kadar), GCS daha ince parçacıkları nedeniyle daha iyi işlenebilirliği koruyarak minimal bir etkiye sahipti (%30'da -%4,59). 90 günde, %5 ve %10'luk UCS değişimi basınç dayanımını %15,5 ve %9,0 oranında artırırken, %20 ve %30'luk UCS %8,2 ve %13,7'lik dayanım azalmasına yol açtı. Buna karşılık, tüm GCS karışımları referansı (%100 GBFS) geride bırakarak, sırasıyla %5; %10; %20 ve %30'luk değiştirme seviyelerinde %26,2; %21,5; %5,6 ve %5,2'lik dayanım kazanımları elde etti. 90 günde, %5; %10 ve %20'lik UCS değişimi eğilme dayanımını %33,2; %24,2 ve %2,5 oranında artırırken, %30'luk UCS %6,9'luk bir azalmaya yol açtı. Tüm GCS karışımları, değiştirme seviyesine bağlı olarak %6,5 ile %46,8 arasında değişen dayanım kazanımları gösterdi. AAC karışımlarındaki basınç dayanımı kaybı 800°C'de %69,1 ile %77,7 arasında değişmiştir. Bu, yüksek sıcaklıklara sürekli maruz kalma nedeniyle tüm karışımların sergilediği önemli bir termal bozulmayı göstermektedir. Test edilen karışımlardan, GBFS'nin %20 GCS ikamesini içeren karışım en düşük dayanım kaybını gösterirken, %30 UCS ikamesi en yüksek puanı almıştır. %5 ve %10 GCS karışımları referanstan (%34,3) daha düşük dayanım kaybı göstermiştir. Ancak, daha yüksek GCS seviyelerinde (%20 ve %30); dayanım kaybı referansı aşmış ve %30 GCS karışımı en yüksek bozulmayı (%53,6) göstermiştir. Benzer şekilde, %5 UCS karışımı en düşük dayanım kaybına sahipti. En ciddi basınç dayanımı kaybı (%35,3); magnezyum sülfat maruziyetinden sonra GCS30'da meydana gelirken, UCS30 için en yüksek kayıp H₂SO₄'ye maruziyetten sonra gözlenmiştir. UCS ve GCS'nin eklenmesi hem H₂SO₄ hem de MgSO₄ ortamlarında mukavemet kaybını artırdı.