Determination of Some Properties of Lightweight Concrete Produced by Partial Replacement of Cattle Manure Ash Instead of Cement
DOI:
https://doi.org/10.24925/turjaf.v12i11.1900-1907.6944Keywords:
Cattle manure ash, pumice, lightweight concrete, compressive strength, pozzolanAbstract
In this study was aimed to investigate the effect of using sun-dried cattle manure ash (CMA), one of the renewable energy sources used for heating purposes in rural areas in Turkey, on the compressive strength of lightweight concrete produced by substituting cement at different ratios. In the research, pumice was used as lightweight aggregate and CEM I 42.5 R type cement and CMA substitute were used as binder. In the mixtures, a total of 45 150×150×150 mm cube specimens were produced in five groups by substituting CMA at certain ratios (0%, 5%, 10%, 15% and 20%) by weight instead of cement. As fresh concrete tests - unit weight tests; as hardened concrete tests, dry unit weight, water absorption and compressive strength tests were carried out. In the samples where CMA was used, with the increase of CMA substitution, there was a slight increase in the amount of water absorption and a slight decrease in the compressive strength compared to the control samples. The 28-day compressive strength decrease values of the samples produced with 5%, 10%, 15% and 20% CMA substitution were determined as 4%, 4.6%, 5.5% and 6%, respectively, when compared with the control samples. Applying 20% CMA substitute instead of cement, a 6% decrease in the 28-day compressive strength of the samples was observed.
References
ACI (1995). ACI 318-95. Building Code Requirements for Structural Concrete: American Concrete Institute.
Adewuyi, A. & Ramahobo, G. L. (2019). Properties of cow-dung ash blended cement concretes in fresh and hardened states. Journal of Multidisciplinary Engineering Science Studies (JMESS). ISSN: 2458-925X, 5(12). www.jmess.org JMESSP13420608 3012
Akkaş, A. (2011). Pomza agregalı hafif betonların taşıyıcılık özelliklerinin araştırılması (Yayınlanmamış doktora tezi). İnşaat Mühendisliği Bölümü, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.
Anonim, (1997). TS EN 932-1: Agregaların genel özellikleri için deneyler-Kısım 1 numune alma metotları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (1999). TS EN 932-2: Agregaların genel özellikleri için deneyler bölüm 2: Laboratuvar numunelerin azaltılması metodu. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2000). TS EN 772-4: Kagir birimler- Deney metotları- Bölüm 4: Tabii taş kagir
birimlerin toplam ve görünen porozitesi ile boşluksuz ve boşluklu birim hacim
kütlesinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2010). TS EN 12390-7: Beton-Sertleşmiş beton deneyleri-Bölüm7:Sertleşmiş
betonun yoğunluğunun tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2012). TS EN 933-1: Agregaların geometrik özellikleri için deneyler bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini-Eleme metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2013). TS EN 1097-6: Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler Bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2016). TS 802: Beton karışımı hesap esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2017). TS 2511: Taşıyıcı hafif betonların karışım hesap esasları, Türk Standartları
Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2019a). TS EN 12350-2: Beton-taze beton deneyleri-Bölüm 2: Çökme (slamp) deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2019b.) TS EN 12350-6: Beton-taze beton deneyleri-Bölüm 6: Yoğunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Anonim, (2019c). TS EN 12390-3: Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
Ceylan, B. T. (2019). Erzurum Yöresinde Çıkartılan Pomza ve Perlitin Seramik Sanayisinde Kullanılabilirliğinin Araştırılması (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
Ceylan, H. (2005). Farklı pomza agrega türlerinden elde edilen hafif betonun sıcaklık etkisindeki karakteristiği (Yayınlanmamış doktora tezi). Maden Mühendisliği ve Madencilik Bölümü, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.
Demir, İ., Durgun, M.Y. & Kurt, D. (2009). İki Farklı Puzolanik Katkının Sertleşmiş Beton Özelliklerine Etkisinin Karşılaştırılması. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, Karabük, Türkiye.
Demirbas, A. (2001). Energy balance, energy sources, energy policy, future developments and energy investments in Turkey. Energ. Convers. Manage., 42: 1239-1258.
Emeç, H., Altay, A., Aslanpay, E., Özdemir, A.O. (2015). Türkiye’de Enerji Yoksulluğu ve Enerji Tercihi Profili, Finans Politik & Ekonomik Yorumlar, Cilt: 52 Sayı: 608
Fredrick J. O., Dambring E. D., Molwus J. J., Amos, N. G. (2018). Permeability properties of concrete produced with ordinary portland cement (OPC) blended with cow dung ash (CDA). Scientific Research Journal, 6(4), 27-34.
Gokmen, A., Kayaligil, S., Weber, G.W., Gokmen, I., Ecevitand, M. & Surmeli, A. (2004). Balabanvalley project: Improving the quality of life in rural area in turkey. Intl. Sci. J. Meth. Models Complex, Vol: 7.
Himabindu, K., Narendra Naidu, L., Sri Hari, S., Ashok, N., Raj Mohan Redd, O., Sai Kumar, T. & Sandeep, E. (2023). Experimental study on mechanical properties of M-25 grade concrete with cow dung ash and waste rubber tube pieces. Materials Today: Proceedings, 92(2), 1681-1687. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.06.306
Karthika, R.B., Vidyapriya, V., Nandhini Sri, K.V., Merlin Grace Beaula, K., Harini, R. & Sriram, M. (2021). Experimental study on lightweight concrete using pumice aggregate. Materials Today: Proceedings, 43, 1606–1613. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.762
Malhotra, V.M. (1993). Fly ash, slag, silica fume and rice husk ash in concrete. A Review. Concrete Intl. Design Construc, 15: 23-28.
Mehta, P.K. & Monteiro, P.J.M. (1993). Concrete- Structures, Properties and Materials. 2nd ed. Prentice-Hall.
Neville, A.M. (2005). Properties of Concrete. John Wiley & Sons, New York.
Ojedokun, O., Adenıran, A.A., Raheem, S.B. & Aderınto, S.J. (2014). Cow Dung Ash (CDA) as Partial Replacement of Cementing Material in the Production of Concrete. British Journal of Applied Science & Technology, 4(24), 3445-3454. https://doi.org/10.9734/bjast/2014/6447
Omoniyi, T. M., Duna, S., Moh’d Abba, G., Rahama, B. S. & Abdullahi, M. (2023). Statistical Evaluation of the Mechanical Properties of Cow Dung Ash Concrete. The Asian Institute of Research Engineering and Technology Quarterly Reviews, 6(1), 99-112. DOI: 10.5281/zenodo.8084826
Ramasamy, V. (2012). Compressive Strength and Durability Properties of Rice Husk Ash Concrete. KSCE Journal of Civil Engineering, 16(1), 93-102. DOI 10.1007/s12205-012-0779-2.
Sahin, S., Kocaman B., Orung, I. & Memis S. (2006). Replacing cattle manure ash as cement into concrete. Journal of Applied Science, 6(13), 2840-2842. http://dx.doi.org/10.3923/jas.2006.2840.2842
Sarker, K., Shiuly, A. & Dutta, D. (2023). Strength, durability and microstructure study of cow dung ash ased cement for sustainable development, Innovative Infrastructure Solutions, 8:148. https://doi.org/10.1007/s41062-023-01116-7
Taşdemir, C. (2003). Hafif Betonların Isı Yalıtım ve Taşıyıcılık Özelikleri. Türkiye Mühendislik Haberleri, Sayı 427.
Thomas, P.R. & Patnaikuni, I. (1998). Farm cattle waste ash recycling strategy in construction. Proceedings of the International Symposium on Innovative World of Concrete (IWC-98), November 16-19, Oxford and IBH Publishing Co. Pvt. Ltd., 91-98.
Worku, M.A., Taffese, W.Z., Hailemariam, B.Z., & Yehualaw, M.D. (2023). Cow Dung Ash in Mortar: An Experimental Study. Appl. Sci., 13(10), 6218. https://doi.org/10.3390/app13106218
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
