Use of Pumice in Mortar and Rendering for Lightweight Building Blocks

Abstract

ABSTRACT: The usage of lightweight aggregates in concrete or mortar is increasing remarkably due to energy and safety reasons. The important factor for energy saving (heat insulation) in buildings is the used construction materials and their thermal properties. Pumice is an abundantly consumed, cheap and important industrial raw material for the lightweight aggregate that essentially used for making building blocks. The usage of porous lightweight aggregate is becoming common world wide as a heat insulation material and important part of the world pumice reserves is in Turkey. Nowadays, usage of building elements produced from this material is becoming highly widespread. In North Cyprus, use of pumice was introduced with Pumice Blocks. It is widely accepted by the civil engineers and architects that walls made of pumice block could insulate both heat and sound and reduce the dead load of building compared to traditional wall elements like clay brick. It is known that these blocks are bonded together with normal mortar. Also, plaster applied on these block is made with sandcement mixtures. In this study two parameters namely; mortar and plaster were developed by using pumice as aggregates instead of limestone crushed aggregate (traditional aggregate). The proportioning of the materials were changed in order to get the best mixture in terms of physical and mechanical properties of the products. Properties that were measured for mortars include, consistency of fresh mortar, time of settings, fresh unit weight, hardened unit weight, water absorption, coefficent of capillary water absorption, drying shrinkage, flexural strength, compressive strength and ultrasonic pulse velocity. Also coefficent of thermal conductivity of different wall systems made with pumice and limestone mortars were determined. This study showed that the properties of pumice mortars indicating lower values compared to limestone mortars based on workability duration, time of settings, fresh unit weight, hardened unit weight and ultrasonic pulse velocity. Properties of pumice mortars which indicate higher values compared to limestone mortars are the water absorption, the coefficent of capillary water absorption, the drying shrinkage, the flexural strength and the compressive strength. Besides, this research showed that, wall systems made with pumice mortar and plaster supplied significant benefit to pumice block heat insulation properties compared to wall system made with limestone mortar and plaster. On the other hand, the coeffient of thermal conductivity of pumice block wall systems were compared with traditional wall system made with clay brick are showed that, pumice block wall systems had lower coefficent of thermal conductivity compared to clay brick wall systems implying that pumice blocks wall systems provided better heat insulation performance.

Keywords: lightweight plaster, Pumice, Thermal insulation, Limestone aggregate, Thermal conductivity.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ÖZ: Enerji ve güvenlik sebeplerinden dolayı hafif agregaların beton ve harç yapımında kullanılması dikkate değer şekilde artmaktadır. Yapılarda ısı yalıtımını sağlayan başlıca faktörler, kullanılan yapı malzemesi ve malzemenin termal özellikleridir. Pomza dünya inşaat sektöründe ısı ve ses izolasyonu sağlamak için bol miktarda tüketilen ucuz ve önemli bir hammaddedir ve esasen duvar blok elemanı yapımında kullanılan en popüler hafif agregadır. İnşaat sektöründeki uygulamalarda gözenekli hafif agregaların ısı yalıtımı malzemesi olarak kullanılması giderek yaygınlaşmaktadır. Dünya pomza rezervlerinin önemli bir bölümü Türkiye sınırları dahilindedir. Günümüzde ülkemiz inşaat sektöründe de bu malzemeden üretilen yapı elemanlarının kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Kuzey Kıbrıs’ta, pomza kullanımı Bims-Blok ile başlamıştır. Bims-Blok elemanlarının diğer geleneksel kullanılan kil tuğla elemanlara nazaran yüksek ısı ve ses izolasyonu ve hafifliği ile binanın zati yükünü azaltmaktadır. Bu nedenle sebebi ile ülkemizdeki Mimarlar ve İnşaat Mühendisleri tarafından kullanımı tercih edilmektedir. Duvar elemanları normal kumla yapılan harçla örülmektedir. Ayrıca duvar elemanlarına uygulanan sıvada normal kumlu karışımla yapılmaktadır. Bu çalışmada bu iki parametre (harç ve sıva) kireçtaşı agregası (normal kum) yerine pomza agregasını kullanılması ile geliştirilmiştir. Oluşturulması hedeflenen harç ve sıvanın en iyi fiziksel ve mekaniksel özelliklere sahip olması için kullanılacak malzeme miktarlarının oranları saptanmıştır. Harçlar için yapılan deneysel çalışmalarda ölçülen özellikler sırası ile, taze harcın kıvamı, priz süreleri, taze birim hacim ağırlık, kuru birim hacim ağırlık, su emme kapasitesi, kılcal yolla su emme katsayısı, kuruma rötresi, eğilme mukavemeti, basınç mukavemeti ve ultrasonik akım hızlarıdır. Ayrıca pomzalı ve kireçtaşı (normal kum) agregalı harç ve sıvaların uygulanması ile oluşturulan farklı duvar sistemlerinin ısı iletkenlik katsayıları çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, pomzalı harcın normal kumlu harca nazaran değerinin düşük olduğu özellikler, işelenebilirlik süresi, prizlenme süresi, taze birim hacim ağırlık, kuru birim hakim ağırlık ve ultrasonik akım geçiş hızıdır. Pomzalı harcın normal kumlu harca nazaran değerinin yüksek olduğu özellikler ise, su emme kapasitesi, kılcal yolla su emme katsayısı, kuruma rötresi, eğilme mukavemeti ile basınç mukavemetidir. Ayrıca pomza harçlı ve sıvalı duvar sistemlerinin bimsblok ısı yalıtım özelliklerine önemli oranda katkı sağladığı görülmüştür. Öte yandan bims blok duvar sistemleri ile geleneksel duvar malzemesi olan kil tuğla ile yapılan duvar sisteminin ısı iletkenlik katsayısı karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuca göre bims blok ile yapılan duvar sistemlerinin kil tuğla ile yapılan duvar sistemlerine nazaran ısı iletkenlik katsayısının daha düşük olduğu görülmüştür ki bu sonuç ile bims blok duvar sistemlerinin kil tuğla ile yapılan duvar sistemelerine oranla daha iyi ısı yalıtım özelliği gösterdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Hafif sıva, pomza agregası, ısı izolasyonu, kireçtaşı agregası, ısı iletkenlik katsayısı.