Farklı kür koşullarının geopolimer harçların özelliklerine etkisi

Abstract

FARKLI KÜR KOŞULLARININ GEOPOLİMER HARÇLARIN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİAbdoslam Abdallaa ALNKAAKastamonu ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim DalıDanışman: Prof. Dr. Hasbi YAPRAKSürdürülebilir bir çevre yaklaşımı, günümüzün en önemli ve belirleyici unsurlarından birini oluşturmakta, çevre dostu ürünlerin üretimi de hemen hemen tüm sektörler tarafından teşvik edilmektedir. Kireç ve Portland çimentosundan sonra üçüncü nesil çimento olarak kabul edilen geopolimerler, çok düşük CO2 emisyonu ve pişirme gereksinimi duymamasından dolayı Portland çimentosuna alternatif çevre dostu bir ürün olarak kabul edilmektedir. Geopolimerlerin CO2 emisyonlarının azaltılmasının yanında uçucu kül, YFC gibi endüstriyel atıkların geri dönüşümü ve ekonomiye kazandırılması gibi çevresel ve ekonomik yararları da bulunmaktadır. Tez çalışmasında yüksek fırın cürufu (YFC), uçucu kül (UK) ve atık cam tozu (ACT) bileşenlerinden oluşan puzolanik katkılarla oluşturulan geopolimer harçların özelliklerinin belirlenmesi amacıyla farklı boyutlarda harç numuneleri hazırlanmıştır. Harç numunelerine 85 °C sıcaklıkta (12 saat) buhar ve 20 ± 2°C sıcaklıkta su kürü uygulanmıştır. Kür işlemi sonrası harç numunelerin özgül ağırlık, birim ağırlık, su emme, kılcallık, kuruma büzülmesi gibi fiziksel özellikleri, 2, 7, 14, 28 ve 90 günlük basınç ve eğilme dayanımları, ultrases geçiş hızı, donma çözülme ve sülfat direnci özellikleri belirlenmiştir. Buhar kürünün geopolimer (GP) harçların mekanik özellikleri üzerinde su küründen daha etkili olduğu, MgSO4'ın YFC ve ACT katkılı GP harçların mekanik özelliklerini olumsuz etkilediği, YFC ve UK katkılı GP harçların ise MgSO4'a karşı daha dirençli olduğu gözlenmiştir. 9 ay MgSO4 etkisine maruz GP karışımlarında, UK oranın artması ve ACT oranının azalması durumunda basınç dayanımını arttığı, su ve buhar kürü uygulamasının basınç dayanımları arasında belirgin farklılıklar oluşturmadığı belirlenmiştir. 150 donma-çözülme çevrimi sonrası YFC/UK oranındaki artışa bağlı olarak basınç dayanımları artmış, YFC/ACT oranındaki artışa bağlı olarak da basınç dayanımları düşüş göstermiştir. Su kürü uygulamasının numunelerin donma-çözülme direnci üzerinde daha etkin olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler:Uçucu kül, Yüksek fırın cürufu, Atık cam tozu, Geopolimer harç, Mekanik özellikler, Durabilite

ABSTRACTPh.D. ThesisEFFECT OF CURING CONDITIONS ON PROPERTIES OF GEOPOLYMER MORTARAbdoslam Abdallaa ALNKAAKastamonu University Institute of Sciences Department of Material Science and Engineering Supervisor: Prof. Dr. Hasbi YAPRAKA sustainable environmental approach is one of the most important and decisive factors of today and the production of environmentally friendly products are encouraged by almost all industrial sectors. Geopolymers, which are considered as third generation cement after lime and Portland cement, is considered as an environmentally friendly product as an alternative to Portland cement due to its low CO2 emission and lack of for firing. In addition to reducing CO2 emissions, geopolymers have environmental and economic benefits such as recycling and recycling of industrial waste such as fly ash and YFC. In the study, samples of different sizes were prepared in order to determine the properties of geopolymer mortars consisting of blast furnace slag (YFC), fly ash (UK), waste glass powder (ACT), and sodium hydroxide (SH) and sodium silicate (SS) as an activator. To the mortar samples were performed on steam cure at 85 °C (12 hours) and water cure at 20 ± 2 °C. After curing process, physical properties of samples such as specific gravity, unit weight, water absorption, capillary, drying shrinkage, compressive and flexural strengths of 2, 7, 14, 28 and 90 days, ultrasound test, freezing thaw and sulfate resistance properties were determined. It was observed that steam curing was more effective on the mechanical properties of geopolymer mortars than water curing, MgSO4 had a negative effect on slag and wastevglass powder aded geopolymer mortars and slag and fly ash aded geopolymer mortars were more resistant to MgSO4. When GP mixtures exposed to the effect of MgSO4 for 9 months, it was determined that the compressive strength increased in the case of the UK ratio increased and ACT ratio decreased. Compressive strength increased after 150 freeze-thaw cycles due to the increase of in YFC / UK ratio, because of the increase of the YFC / ACT ratio, compressive strength decreased. Water curing was found to be more effective on freeze-thaw resistance of the samples.Key Words: Fly ash, Slag, Waste glass powder, Geopolymer mortar, Mechanical properties, Durability