Volkanik tüf esaslı alkalilerle aktive edilmiş bağlayıcıların fiziksel ve mekanik özellikleri

Abstract

Son 50 yılda, teknoloji ve sanayileşmenin gelişimiyle birlikte atmosfere salınan CO2 miktarı büyük oranda artmıştır. Bu artışla, inşaat sektörünün vazgeçilmez malzemelerinden çimento, tuğla, kiremit ve seramik gibi ürünlerin üretiminden açığa çıkan salınımlar önemli bir paya sahiptir. Çimento üretimi tek başına dünya CO2 emisyonunun %8'inden sorumludur. Dolayısıyla araştırmacılar atık malzemelerin kullanılması ile çevreci, CO2 emisyonu ve maliyeti düşük, Portland Çimentosuna benzer performansa sahip yeni alternatif bağlayıcıları alkali aktivasyon yöntemiyle geliştirmeye çalışmaktadır. Bu çalışmada, Bayburt bölgesinde bulunan farklı özellikli öğütülmüş tüfler NaOH+Na2SiO3 ve Ca(OH)2 +Na2SiO3 aktivatörleri ile belirli oranda karıştırılarak alkali aktive edilmiş hamurlar üretilmiştir. İlaveten, öğütülmüş mermer belli oranlarda karışımlara eklenmiştir. Üretilen taze hamurlar üzerinde TS EN 196-3'e göre standart priz başlangıcı ve bitişi deneyleri ile izafi kıvam tayini ve ASTM C230'a göre yayılma tablası deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş hamurlar üzerinde 2, 28 ve 90 gün yaşlarında ASTM C109'a göre basınç dayanımı deneyleri ile su emme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sertleşmiş hamurlar üzerinde 90 gün yaşında SEM+EDS ve XRD analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, çözelti/toz oranı, NaOH/Na2SiO3 oranı, çözeltinin sıcaklığı ve NaOH molaritesinin deney sonuçları üzerinde önemli etkileri olduğu görülmüştür. Basınç dayanımları bazı hamur karışımlarında 28 günden sonra azalmıştır. Çoğu hamurda 10 MPa – 38 MPa arasında değişen basınç dayanımları ölçülmüştür. 90 gün sonunda NaOH+Na2SiO3 aktivatörlü hamurlarda en yüksek dayanım %100 BYT ile üretilen hamurda 37,8 MPa, Ca(OH)2+ Na2SiO3 aktivatörü ile en yüksek dayanım %100 BBT ile 19,7 MPa olarak ölçülmüştür.

In recent 50 years, CO2 amount releasing to atmosphere have remarkably increased by the development of technology and industrialization. Emissions caused by the production of indispensable materials for construction sector suc as cement, brick, tile and ceramic have an important role on this increment. For instance, cement production is responsable for the 8% CO2 emissions of the world. Therefore, researchers have tried to develop new binding materials similar with the Portland cement which are environmental-friendly, cost effective and with lower CO2 emission by using alkali-activation method.In this study, grinded tuffs with different properties from Bayburt region were mixed with NaOH+Na2SiO3 and Ca(OH)2+Na2SiO3 separately in specific ratios, and alkali-activated pastes were prepared. Moreover, grinded marble waste was added to some mixes in order to enhance compressive strength. Initially and final setting time tests according to the TS EN 196-3, flow table test according to the ASTM C230 and relative consistency measurement were performed on fresh pastes. Compressive strength tests according to ASTM C109 and water absorbtion test at the age of 2nd, 28th and 90th days were performed on hardened alkali-activated pastes as well. In addition to these, SEM+EDS and XRD analysis were applied on hardened pastes at the age of 90th day.As a result of the study, solution/dust ratio, NaOH/Na2SiO3 ratio, solution temperature and NaOH molarity effect to the tests results significantly. Compressive strengths of some pastes decreased between 2nd and 28th days. Compressive strengths of most alkali-activated pastes are measured between 10 MPa to 38 MPa at the age of 90th day. Maximum compressive strength was measured 37,8 MPa on a group of paste which contained 100% Bayburt green tuff and NaOH+Na2SiO3 activator at the age of 90th day. Maximum compressive strength was measured 19,7 MPa on a group of paste which produced with 100% Bayburt white tuff and Ca(OH)2+Na2SiO3 activator at the age of 90th day.