Çimento ve beton endüstrisinin sürdürülebilir üretimlerinde doğal zeolit (analsim)`in puzolanik katkı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bilindiği gibi, geleneksel çimento endüstrisi yoğun enerji tüketiminden ve aynı zamanda dünya CO2 emisyonlarının yaklaşık %7'sinden sorumludur. Geleneksel çimentoya kısmi yer değiştirmeli olarak ilave edilen katkılar, CO2 emisyonlarının azalması, çimento üretimlerinde enerji tasarrufu, performansları iyileştirilmiş çimento ve beton eldesi sağlamaktadır. Bu nedenle, son yıllarda çimento ve beton endüstrisi doğal zeolitleri üretimlerinde katkı malzemesi olarak yoğun bir şekilde kullanmaktadır. Türkiye oldukça zengin doğal zeolit rezervlerine sahip olmasına rağmen bunların endüstriyel kullanımları oldukça düşüktür. Oysa doğal zeolitlerin çimento ve beton endüstrisinin sürdürülebilirliğini destekleyerek ekonomiye kazandırılmaları önemli bir husustur. Bu kazanım ancak konuyla ilgili olarak endüstriye ışık tutacak teknik veriler yardımıyla mümkün olabilecektir. Dolayısıyla, bu tez çalışmasında iki farklı rezervden temin edilen doğal zeolit minerallerinden klinoptilolit (Manisa/Gördes) ve analsim (Ordu/Perşembe) katkı malzemesi kullanımı amaçlı olarak ele alınmıştır. %0, %10, %30 ve %50 oranlarında doğal zeolit yer değiştirmesi içeren, 14 adet deney serisinden oluşan, çimento harç ve beton numuneler üzerinde basınç dayanım gelişimi ile dayanıklılığa yönelik bir takım standart deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, deney serileri içinde öncelikle kendi aralarında daha sonra birbirleriyle olmak üzere karşılaştırılmıştır.Çalışma sonucunda, katkılı çimento ve beton üretimlerinde doğal zeolitlerin ikinci değerli minerali olan analsim'in inşaat endüstrisinde daha yaygın olarak kullanılan klinoptilolit'e alternatif olabileceği ve her iki doğal zeolitin de (analsim ve klinoptilolit) katkılı çimento ve beton üretimlerinde yaklaşık %30 yer değiştirme oranına kadar puzolanik katkı malzemesi olarak kullanımının mümkün olabileceği belirlenmiştir.

It is known that conventional cement industry is responsible for approximately 7% of global CO2 emissions and also high energy consumption. Partial replacement of conventional cements by additives to obtain blended cements not only provides reduction in CO2 emission and energy saving in cement production but also provides improved performance cement and concrete. Therefore using of natural zeolites as additive material in cement and concrete industry has become popular in recent years. Although Turkey has rich reserves of natural zeolite their industrial using is quite low. Whereas gain to the economy of natural zeolites by supporting of the sustainability of the cement and concrete industry is an important issue. The gainings will be possible with the help of technical data on the subject. Therefore the natural zeolite minerals obtained from two different reserves that is clinoptilolite (Manisa/Gördes) and analcime (Ordu/Perşembe) were investigated as additive materials in this study. The compressive strength development and durability tests were performed on blended cement mortar and concrete samples that is containing natural zeolite replacement with %0, %10, %30 ve %50 ratios and occured from 14 test series. The obtained test results were compared firstly among themselves and then with each other.As result of this study is determined that, second precious mineral analcime of natural zeolites could be alternative to more commonly used clinoptilolite in the construction industry for the purpose of blended cement ve concrete productions and both natural zeolite (analcime and clinoptilolite) could be possible of using as pozzolanic additive material by up to about 30% replacement in the blended cement and concrete productions.