Evaluation of Pozzolanic Activity of Calcined Injana Formation Claystone (Late Miocene) - Central Iraq

Year 2023, Volume: 6 Issue: 2, 250 - 259, 31.12.2023

Abed İbrahim Mohammed Mohammed , Zeynel Başıbüyük , Mohammed Kareem Abed , Gökhan Ekincioğlu , Serdar Korkmaz

https://doi.org/10.51764/smutgd.1394609

Abstract

In parallel with the continuous increase in the world population, the need for cement is increasing day by day. There has been a need to reduce CO2 emissions resulting from increased production. In this study, the claystones of the Late Miocene Injana Formation around the cities of Karbala and Najaf in Iraq were calcined at 600 oC and 800 oC and their pozzolanic activity was investigated.

Calcined clay stones were replaced with Iraqi region portclant cement at the rates of 5%, 10%, 15% and 20% by weight, and cement mortar samples were obtained with the same water/cement ratios. Changes in compressive strength values as a result of 3, 7, 28 and 56 days of curing periods were examined. It has been argued that the obtained compressive strength values meet the required cement mortar compressive strength value within the framework of the relevant standard, and an optimum calcination temperature and substitution rate has been tried to be revealed.

Keywords

Cement, Clay, Pozzolanic Activity, Uniaxial Compressive Strength

Kalsine edilmiş Injana Formasyonu Kiltaşının (Geç Miyosen), Puzolanik Aktivitesinin Değerlendirilmesi - Orta Irak

Abstract

Dünya nüfusundaki sürekli bir artışa paralel olarak çimentoya olan ihtiyaçta gün geçtikçe artmaktadır. Artan üretim sonucunda da ortaya çıkan CO2 emisyonunu azaltma gerekliliği doğmuştur. Bu çalışmada, Irak’ın Kerbela ve Necef şehirleri civarındaki Geç Miyosen yaşlı Injana Formasyonu’nun kiltaşları 600 oC ve 800 oC’de kalsine edilerek puzolanik aktivitesi araştırılmıştır.
Kalsine edilmiş kil taşları, ırak bölgesi portklant çimentosu ile ağırlıkça %5 %10, %15 ve %20 oranlarında yer değiştirimiş ve aynı su/çimento oranlarında çimento harç örnekleri elde edilmiştir. 3, 7, 28 ve 56 günlük kür süreleri sonucunda basınç dayanımları değerlerindeki değişimler incelenmiştir. Elde edilen basınç dayanımı değerleri ilgili standart çerçevesinde gerekli çimento harcı basınç dayanımı değerini karşıladığı tartışılmış olup optimum bir kalsinasyon sıcaklığı ve ikame oranı ortaya konmaya çalışılmıştır.

Keywords

Çimento, Kil, Puzolanik Aktivite, Tek Eksenli Basınç Dayanımı

References

• Al-Banna NY (1982) Sedimentological study of Upper Fars Formation in selected areas, north Iraq. M.Sc. thesis, University of
• Al-Jiburi, H. K., & Al-Basrawi, N. H. (2015). Hydrogeological map of Iraq, scale 1: 1000 000, 2013. Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 11(1), 17-26.
• Al-Juboury AI., (1994). Petrology and provenance of the Upper Fars Formation (Upper Miocene), northern Iraq. Acta Geol Univ Comen (Bratisl). 1994;50:45–53.
• Al-Juboury, A. I. A. (2009). The upper Miocene Injana (upper Fars) formation of Iraq: Insights on provenance history. Arabian journal of geosciences, 2, 337-364.
• Alkan Y., Gölbaş A., Ekincioğlu G., Başıbüyük Z., (2022). Orta Anadolu Arkeoloji, Antropoloji ve sanat Tarihi Araştırmaları/Engineering Properties of The Natural Building Blocks Used At The Karincali Byzantium Church (Kirşehir, Turkey) And Source Rock Identification (Kirşehir-Turkey). Yayın Evi: Myrina Yayınları Editör Adı: Cenker, Atilla, Alkan, Yarenkür, Topaloğlu Uzunel, Aysun, Koyun, Gülseren
• Awadh, S. M., & Awad, A. M. (2020). Manufacture of Portland cement from Late Miocene claystone, Injana formation, Central Iraq. Arabian Journal of Geosciences, 13(19), 1008.
• Awadh, S. M., Abood, Z. S., & Eisa, M. J. (2013). Chemical and physical control processes on the development of caves in the Injana Formation, Central Iraq. Arabian Journal of Geosciences, 6, 3765-3772. B.S.1881, part 116, "Method of determination of compressive strength of concrete cubes", British Standards Institution, pp.1-12, 1989. Baghdad, Iraq.
• BAŞIBÜYÜK, Z., EKİNCİOĞLU, G., & ÖNAL, M. M. (2019). Yozgat Sarıkaya Termal Roma Hamamı’nda Kullanılan Doğal Yapı Taşları ve Mühendislik Özellikleri. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(1), 233-244.
• Jafari, K., & Rajabipour, F. (2021). Performance of impure calcined clay as a pozzolan in concrete. Transportation Research Record, 2675(2), 98-107.
• Malhotra, V. M. (1993). Fly ash, slag, silica fume, and rice husk ash in concrete: A review. Concrete International, 15(4), 23-28.
• Malhotra, V. M. (2002). High-performance high-volume fly ash concrete. Concrete International, 24(7), 30-34. Mosul, Iraq (in Arabic, unpublished), 177p
• Muhammad, A., Thienel, K. C., & Sposito, R. (2021). Suitability of blending rice husk ash and calcined clay for the production of self-compacting concrete: A review. Materials, 14(21), 6252.
• Nath, P., & Sarker, P. (2011). Effect of fly ash on the durability properties of high strength concrete. Procedia Engineering, 14, 1149-1156.
• Önal Mehmet Mustafa, Başıbüyük Zeynel, Gölbaş Alper, 2017. Antik Sarıkaya Termal Roma Hamamının Mimarisi ve Yapımında Kullanılan Doğal Yapı Taşları (Sarıkaya-YOZGAT). II. Uluslararası Bozok Sempozyumu: Yozgat’ın Turizm Potansiyelleri ve Sorunları
• Öner, A., Akyuz, S., & Yildiz, R. (2005). An experimental study on strength development of concrete containing fly ash and optimum usage of fly ash in concrete. Cement and Concrete Research, 35(6), 1165-1171.
• Sharma, M., Bishnoi, S., Martirena, F., & Scrivener, K. (2021). Limestone calcined clay cement and concrete: A state-of-the-art review. Cement and Concrete Research, 149, 106564.
• Sissakian, V.K. and Fouad, S.F., 2012. Geological Map of Iraq, scale 1: 1000 000, 4th edit. GEOSURV,
• Thomas, M. D. A. (2007). Optimizing the use of fly ash in concrete (Vol. 5420). Skokie, IL, USA: Portland Cement Association.