Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE

Yıl 2020, Cilt: 25 Sayı: 3, 1421 - 1430, 31.12.2020

Hacer Bilir Özhan Musa Yıldırım

https://doi.org/10.17482/uumfd.816087
Cited By: 4

Öz

Bacterial concrete specimens were produced in this study to investigate the effects of microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) mechanism on concrete durability. Bacterial concrete (BC) samples were produced through supplementation of Bacillus megaterium bacteria into concrete mixture and curing water. However, control concrete (CC) samples were produced without bacteria. BC and CC were exposed to acid (HCl) and high temperature (400C) treatments. In the first phase of the study, 100×100×100 mm cube specimens were immersed into HCl solution for 10 days and compressive strengths and weight losses were determined. Compressive strength of acid-treated samples was measured as 25.08 MPa for BC samples and as 17.90 MPa for CC samples. Such values revealed that BC samples yielded 40.11% greater compressive strength. When CC samples lost 10.99% weight due to acid attack, BC samples lost 8.74% weight. In the second phase of the study, concrete specimens were exposed to 400°C temperature and compressive strength of heat-treated samples was determined. As the result of high temperature, bacterial samples yielded 13.76% greater compressive strength against high temperature. Present findings revealed that CaCO3 formation on concrete improved concrete durability against attacks and high temperatures.

Anahtar Kelimeler

Bacterial concrete MICP Durability Acid Attack High temperature Bacillus Megaterium

Kaynakça

  • Achal, V., Mukerjee, A. and Reddy, M.S. (2013) Biogenic treatment improves the durability and remediates the cracks of concrete structures, Construction and Building Materials, 48, 1-5. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.06.061
  • AL-Ridha, A.S.D, Atshan, A.F., Taweel, M.H. and Hussein, H.H. (2018) Evaluation of compression strength of microbial cement mortar, International Journal of Management Technology And Engineering, 8,1357-1364.
  • Andalib, R., Majıd, M.Z.A., Hussın, M.W., Ponraj, M., Keyvanfar, A., Mirza, J. and Lee, H. (2016) Optimum Concentration Of Bacillus Megaterium For Strengthening Structural Concrete, Construction and Building Materials, 118, 180-193. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.04.142
  • Andalib, R., Majıd, M.Z.A., Keyvanfar, A., Talaıekhozan, A., Hussın, M.W., Shafaghat, A.,Zın, R.M., Lee, C.T. and Fulazzaky, M.A. (2014) Durability improvement assessment in different high strength bacterial structural concrete grades against different types of acids, Sadhana, 39 (6), 1509-1522. doi: 10.1007/s12046-014-0283-0
  • Baradan, B. and Aydın,S. (2013) Betonun durabilitesi, Beton 2013 Hazır Beton Kongresi,İstanbul.
  • Baradan, B. and Yazıcı, H. (2003) Betonarme yapılarda durabilite ve TS EN 206-1 standardının getirdiği yenilikler, Tmh - Türkiye Mühendislik Haberleri, 426-4.
  • Chahal, N., Siddique, R. and Rajor, A. (2012) Influence of bacteria on the compressive strength, water absorption and rapid chloride permeability of concrete incorporating silica füme, Construction and Building Materials, 37, 645-651. doi:10.1016/j.conbuildmat.2012.07.029
  • Eurocode-4 (2012) Part 1-2, Structural Fire Design According to Eurocodes, Brussels.
  • Gartner, E. (2004) Industrially interesting approaches to ‘‘low-co2’’ cements, Cement and Concrete Research Elsevier, 34(9), 1489-1498. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.01.021
  • Kızılkanat, A. B. and Yüzer, N. (2008) Yüksek sıcaklık etkisindeki harcın basınç dayanımı-renk değişimi ilişkisi, İMO Teknik Dergi, 92(19), 4381-4392.
  • Krishnapriya, S., Babu, D.L. and Arulraj, G.P. (2015) Isolation and identification of bacteria to improve the strength of concrete, Microbiological Research, 174, 48-55. doi:10.1016/j.micres.2015.03.009
  • Meera, C.M. and Subha, V. (2017) Durability assessment of bacteria based self-healing concrete, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 1, 01-07.
  • Reddy, S., Satya. K., Seshagiri Rao, M V, and Azmatunnisa, M. (2012) A biological approach to enhance strength and durability in concrete structures, International Journal of Advances in Engineering and Technology, 4(2), 392-399.
  • Siddique, R., Singh, K., Kunal, Singh, M., Corinaldesi, V. and Rajor, A. (2016) Properties of bacterial rice husk ash concrete, Construction and Building Materials, 121, 112-119. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.05.146
  • TS 706 EN 12620 (2009) Concrete aggregates and tests , Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • TS 802 (2009) Design concrete mixes, Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • TS EN 12390-3 (2010) Testing hardened concrete - Part 3 : Compressive strength of test specimens, Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • Wang, J., Ersan, Y.C., Boon, N. and De Belie, N. (2016) Application of microorganisms in concrete: a promising sustainable strategy to improve concrete durability, Applied Microbiology Biotechnology, 100:2993–3007. doi:10.1007/s00253-016-7370-6.

Bakterili Betonun Asit ve Yüksek Sıcaklık Etkisine Karşı Dayanımı

Yıl 2020, Cilt: 25 Sayı: 3, 1421 - 1430, 31.12.2020

Hacer Bilir Özhan Musa Yıldırım

https://doi.org/10.17482/uumfd.816087
Cited By: 4

Öz

Bu çalışmada yenilikçi bir yöntem olan bakteriler kullanılarak beton içerisinde kalsit oluşumu sağlanmıştır. Bakterilerin beton içerisinde ürettiği ürünün betonun asit ve yüksek sıcaklık dayanımına etkisi incelenmiştir. Bacillus megaterium türü bakteri betonun karışım suyuna ve kür suyuna katılarak bakterili beton numuneleri (BC) ile bakteri kullanılmadan bakterisiz kontrol numuneleri (CC) üretilmiştir. 100×100×100 mm boyutunda küp beton numunelerinin 28 günlük basınç dayanımı belirlendikten sonra HCL asidine 10 gün boyunca maruz bırakılmıştır. Asit etkisi sonucunda bakterili ve bakterisiz kontrol numunelerinin ağırlık kayıpları ile basınç dayanımı kayıpları ölçülmüştür. Aside maruz kalan bakterili numunelerin basınç dayanımı 25,08 MPa, kontrol numunelerinin ise 17,90 MPa olarak belirlenmiştir. Bu fark bakterili numunelerin %40,11 daha yüksek basınç dayanımı sağladığını göstermiştir. Asit etkisi sonucu kontrol numuneleri ağırlıklarının %10,99’unu kaybederken bakterili numuneler sadece %8,74’ünü kaybetmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında beton numuneleri 400℃ sıcaklığa maruz bırakılarak yüksek sıcaklık sonrası basınç dayanımları belirlenmiştir. Yüksek sıcaklık etkisi sonucunda bakterili betonun basınç dayanımı %13,76 oranında daha yüksek elde edilmiştir.Tüm bu çalışmanın sonuçları incelendiğinde bakterinin ürettiği CaCO3 ürününün betonun boşluk ve yüzeyinde oluşması betonun geçirimsizliğini arttırdığı sonucuna varılmıştır. Bu geçirimsizlik hali betonun sıcaklık ve asit etkisine karşı olan durabilitesini arttırmıştır.

Anahtar Kelimeler

Bakterili Beton MICP Durabilite asit etkisi yüksek sıcaklık Bacillus Megaterium

Kaynakça

  • Achal, V., Mukerjee, A. and Reddy, M.S. (2013) Biogenic treatment improves the durability and remediates the cracks of concrete structures, Construction and Building Materials, 48, 1-5. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.06.061
  • AL-Ridha, A.S.D, Atshan, A.F., Taweel, M.H. and Hussein, H.H. (2018) Evaluation of compression strength of microbial cement mortar, International Journal of Management Technology And Engineering, 8,1357-1364.
  • Andalib, R., Majıd, M.Z.A., Hussın, M.W., Ponraj, M., Keyvanfar, A., Mirza, J. and Lee, H. (2016) Optimum Concentration Of Bacillus Megaterium For Strengthening Structural Concrete, Construction and Building Materials, 118, 180-193. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.04.142
  • Andalib, R., Majıd, M.Z.A., Keyvanfar, A., Talaıekhozan, A., Hussın, M.W., Shafaghat, A.,Zın, R.M., Lee, C.T. and Fulazzaky, M.A. (2014) Durability improvement assessment in different high strength bacterial structural concrete grades against different types of acids, Sadhana, 39 (6), 1509-1522. doi: 10.1007/s12046-014-0283-0
  • Baradan, B. and Aydın,S. (2013) Betonun durabilitesi, Beton 2013 Hazır Beton Kongresi,İstanbul.
  • Baradan, B. and Yazıcı, H. (2003) Betonarme yapılarda durabilite ve TS EN 206-1 standardının getirdiği yenilikler, Tmh - Türkiye Mühendislik Haberleri, 426-4.
  • Chahal, N., Siddique, R. and Rajor, A. (2012) Influence of bacteria on the compressive strength, water absorption and rapid chloride permeability of concrete incorporating silica füme, Construction and Building Materials, 37, 645-651. doi:10.1016/j.conbuildmat.2012.07.029
  • Eurocode-4 (2012) Part 1-2, Structural Fire Design According to Eurocodes, Brussels.
  • Gartner, E. (2004) Industrially interesting approaches to ‘‘low-co2’’ cements, Cement and Concrete Research Elsevier, 34(9), 1489-1498. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.01.021
  • Kızılkanat, A. B. and Yüzer, N. (2008) Yüksek sıcaklık etkisindeki harcın basınç dayanımı-renk değişimi ilişkisi, İMO Teknik Dergi, 92(19), 4381-4392.
  • Krishnapriya, S., Babu, D.L. and Arulraj, G.P. (2015) Isolation and identification of bacteria to improve the strength of concrete, Microbiological Research, 174, 48-55. doi:10.1016/j.micres.2015.03.009
  • Meera, C.M. and Subha, V. (2017) Durability assessment of bacteria based self-healing concrete, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 1, 01-07.
  • Reddy, S., Satya. K., Seshagiri Rao, M V, and Azmatunnisa, M. (2012) A biological approach to enhance strength and durability in concrete structures, International Journal of Advances in Engineering and Technology, 4(2), 392-399.
  • Siddique, R., Singh, K., Kunal, Singh, M., Corinaldesi, V. and Rajor, A. (2016) Properties of bacterial rice husk ash concrete, Construction and Building Materials, 121, 112-119. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.05.146
  • TS 706 EN 12620 (2009) Concrete aggregates and tests , Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • TS 802 (2009) Design concrete mixes, Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • TS EN 12390-3 (2010) Testing hardened concrete - Part 3 : Compressive strength of test specimens, Turkish Standards Institute, Ankara, Turkey.
  • Wang, J., Ersan, Y.C., Boon, N. and De Belie, N. (2016) Application of microorganisms in concrete: a promising sustainable strategy to improve concrete durability, Applied Microbiology Biotechnology, 100:2993–3007. doi:10.1007/s00253-016-7370-6.
Toplam 18 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil İngilizce
Konular İnşaat Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Hacer Bilir Özhan 0000-0003-0728-0431

Musa Yıldırım 0000-0001-7085-4819

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2020
Gönderilme Tarihi 25 Ekim 2020
Kabul Tarihi 4 Aralık 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020 Cilt: 25 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Bilir Özhan, H., & Yıldırım, M. (2020). EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(3), 1421-1430. https://doi.org/10.17482/uumfd.816087
AMA Bilir Özhan H, Yıldırım M. EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE. UUJFE. Aralık 2020;25(3):1421-1430. doi:10.17482/uumfd.816087
Chicago Bilir Özhan, Hacer, ve Musa Yıldırım. “EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25, sy. 3 (Aralık 2020): 1421-30. https://doi.org/10.17482/uumfd.816087.
EndNote Bilir Özhan H, Yıldırım M (01 Aralık 2020) EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25 3 1421–1430.
IEEE H. Bilir Özhan ve M. Yıldırım, “EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE”, UUJFE, c. 25, sy. 3, ss. 1421–1430, 2020, doi: 10.17482/uumfd.816087.
ISNAD Bilir Özhan, Hacer - Yıldırım, Musa. “EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25/3 (Aralık 2020), 1421-1430. https://doi.org/10.17482/uumfd.816087.
JAMA Bilir Özhan H, Yıldırım M. EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE. UUJFE. 2020;25:1421–1430.
MLA Bilir Özhan, Hacer ve Musa Yıldırım. “EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 25, sy. 3, 2020, ss. 1421-30, doi:10.17482/uumfd.816087.
Vancouver Bilir Özhan H, Yıldırım M. EFFECTS OF ACID AND HIGH-TEMPERATURE TREATMENTS ON DURABILITY OF BACTERIAL CONCRETE. UUJFE. 2020;25(3):1421-30.

Cited By

Repair of Cracks in Concrete with the Microbial-Induced Calcite Precipitation (MICP) Method
Slovak Journal of Civil Engineering
https://doi.org/10.2478/sjce-2023-0021
Effect of permeability-reducing admixtures on concrete properties at different cement dosages
Journal of Innovative Science and Engineering (JISE)
https://doi.org/10.38088/jise.1174927
Experimental evaluation of bacterial self-healing concrete embodying Bacillus pumilus cured in normal and accelerated modes
Materials and Structures
https://doi.org/10.1617/s11527-023-02129-5
Bacteria-based self-healing of cement mortars loaded at different levels and exposed to high temperature
Magazine of Concrete Research
https://doi.org/10.1680/jmacr.22.00238

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr