Development of a new type of fly ash based geopolymer concrete

Abstract

Çimento üretimi sırasında büyük miktarda karbondioksit atmosfere verilir. Busalınan karbondioksit diğer sera gazları ile birlikte küresel ısınmaya sebepolmaktadır. Beton üretiminde çimento yerine geo-polimer kullanılması durumundakarbondioksit salınımı önemli ölçüde azalmaktadır. Bu çalışmanın amacı, farklıbasınç dayanımları için bir geopolimer betonun optimum karışım oranını tespitetmektir. Optimum denklemin elde edilmesi için istatistiksel analiz metodukullanılarak, beton mukavemetinin istenen özelliklerinden biri olan karışım oranıylageo-polimer betonun basınç dayanımı elde edilmiştir. Denklem, Feret Modelindentüretilmekte ve geopolimer betonun basınç dayanımına etki eden ve bileşenmalzemeleriyle ile ilgili tüm parametreleri listelenmektedir. En yüksek uygunlukkatsayısına R2 = 0.943 ve en düşük kayıp fonksiyonuna sahip en uygun denkleminampirik sabitini bulmak için yeni bir regresyon analizi uygulamıştır. Geo-polimerbeton için 7 günlük mukavemetinden 85-90% oranında başarı sağlanmıştır. Eğer sugeo-polimer bağlayıcı oranı 0.16 ve 0.24 arasında ise, karışım çok kuru vekullanılmaz. Eğer su-geo-polimer bağlayıcı oranı 0.24 ve 0.27 arasında ise karışımınviskozitesi yüksek olup karıştırma süresi artmaktadır. Eğer su-geo-polimer bağlayıcıoranı 0.27 ve 0.33 arasında ise uzun süre yavaşça akma durumunda fakat karışımyapışkan ve viskozitesi yüksek olmaktadır. Eğer su-geo-polimer bağlayıcı oranı 0.33ve 0.40 arasında ise geo-polimer beton karışımı kendiliğinden yerleşen bir beton gibiyayılmıştır. Basınç kalitesindeki artış oranı, 24 saatlik kürlenme süresinin ilkyarısında hızlıdır ve 24 saat geçtikten sonra kaliteli olarak uygulanabileceğinigöstermiştir. İstatistik analizler yeni modelin geopolimer betona uygulanabileceğinigöstermiştir ve geliştirilen denklem deney sonuçları ile doğrulanmıştır.

The main aim of this study is to determine the optimum mix proportion for ageopolymer concrete for different compressive strengths. This study employed thestatistical analysis to find the best fit equation predicts compressive strength ofgeopolymer concrete from mixture proportion, where the compressive strength isone of the desired and required properties of hardened concrete. The main concept offinding the equation is derived from the feret model, all the factors that effects on thecompressive strength of geopolymer concrete and related to the ingredient materialsare listed. A regression analysis was done to new model to find the empiricalconstant of the best fit equation with a highest coefficient of determination R2 =0.943 and lowest loss function expressed by residual mean squares. For geopolymerconcrete at 7 day age was accomplished 85-90 % rate from compressive strength.When water-to-geopolymer binder ratio between 0.16 and 0.24, as the mix was verydry and not workable. When water- to-geopolymer binder ratio between 0.24 and0.27, as the mix was very viscous and takes more time for mixing. When water-togeopolymer binder ratio between 0.27 and 0.33, as the mix was cohesive and viscousbut flow slowly for long time. When water-to-geopolymer binder ratio between 0.33and 0.40, as the geopolymer concrete mix was spread just like a self-compactingconcrete. The rate of increment in compressive quality is fast amid the initial 24 hourof curing time, past 24 hour the pickup in quality is just direct. Statistical analysisshowed that the new model is applicable to geopolymer concrete. The developedequation was validated with the experimental results.