Geopolimer elde edilmesi ve katyon, pH ve ısıl işlemin geopolimer üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Çatalağzı Termik Santrali atığı olan uçucu külden geopolimer eldesi gerçekleştirilmiştir. Deneylerde alkali aktifleştirici çözelti olarak sodyum hidroksit, potasyum hidroksit ve sodyum silikat çözeltileri kullanılarak uçucu kül aktifleştirilmiştir. Farklı sıcaklık ve sürelerde ısıl işlem uygulanarak geopolimerler üzerine etkileri araştırılmıştır. Elde edilen numuneler laboratuvar ortamında 7, 28 ve 90 gün yaşlandırılmıştır. Bütün numunelerin basınç dayanımları ölçülmüştür. 28 gün yaşlandırılmış numuneler mikroyapısal ve morfolojik analizler için kullanılmıştır. Fourier Transform Infrared Spektroskopi (FTIR), X-ışını Kırınım Spektroskopisi (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) kullanılarak karışımların mikroyapıları araştırılmıştır. En yüksek basınç dayanımı 12M derişiminde potasyum hidroksit kullanılan ve 28 gün yaşlandırılan numuneler için 51,45 MPa olarak bulunmuştur. FTIR spektrumunda ~950-1200 cm-1 bölgesinde görülen geopolimerlerin parmak izi gözlenmiştir. XRD spektrumlarında, yapının kuvartz ve mullit kristallerinden oluştuğu görülmüştür. SEM görüntülerinde geopolimer jel fazının oluştuğu gözlenmiştir.

In this thesis, geopolymers were obtained by using a fly ash being a by-product of Çatalagzi Power Plant. Sodium silicate, sodium hydroxide and potassium hydroxide solutions were used as alkali activation solution in the experiments. The effect of curing conditions on the properties of geopolymer samples were investigated. The samples were aged for 7, 28 and 90 days in the laboratory. Compressive strength tests were performed on all the specimens. 28 days aged samples were used for microstructural and morphological analysis. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques were used to investigate the microstructure of the mixtures. The maximum compressive strength was obtained as 51.45 MPa for the sample synthesized with 12M potassium hydroxide and aged for 28 days. FTIR spectra indicated the fingerprint of geopolymers observed in the region of ~950-1200 cm-1. XRD spectrums showed that geopolymers consisted quartz and mullite crystalls. In SEM images, geopolymeric gel phases were observed.