Genleştirilmiş perlitin nanometrik ve mikronize farklı tane boyutuna sahip taneciklerle aktivasyonunun incelenmesi

Abstract

Dünyada yaklaşık olarak 6700 milyon ton olan perlit rezervinin üçte ikisi ülkemizde bulunmaktadır. Volkanik kökenli olan perlit ısıl işlem sonrası hacimce genleşmekte ve genleştirilmiş perlit olarak isimlendirilmektedir. Yüksek oranlarda silika ve alüminden oluşan (genleştirilmiş) perlit çimento yerine ikame edilebilecek puzolanik özelliğe sahip bir yapı malzemesidir. Puzolanik malzemelerin yüksek hacimlerde çimento yerine ikame edilmesinde erken dönem dayanım gelişimi problemleri oluşmaktadır. Genleştirilmiş perlitin erken dönem taze ve sertleşmiş özelliklerinin reaktiviteleri yüksek ve yüksek özgül yüzey alanı/hacim oranına sahip olan nano ve mikronize kalsit mineralleriyle incelenmesinin önemli olacağı düşünülmüştür. Ayrıca, çimentoya ikamesi ile ilgili çalışmaların yetersiz olduğundan ve Devlet Planlama Teşkilatının yayınları incelediğinde perlit madeni ile ilgili çalışmaların yetersiz olduğu ve gerekli arge çalışmalarının yapılması gerektiği anlaşılmıştır. Bu sebeple rezervi bol olan yerli kaynaklarımızın bilimsel araştırmalara daha fazla konu olması için perlit ve beraberinde nano teknolojiyle; çimentonun işlenebilirliği, kararlılığı ve basınç dayanımına olan etkileri üzerinde detaylı bir şekilde deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, %0, %6 ve %18 oranında genleştirilmiş perlit ve %5 oranında nano ve mikronize kalsit içeren dokuz farklı harç karışımı hazırlanmıştır. Nano ve mikronize kalsit ile modifiye edilmiş ve farklı oranlarda genleştirilmiş perlit içeren harç numuneleri için (i) taze ve erken dönem özellikleri olarak mini çökme yayılma deneyi, kıvam, priz başlama ve sona erme süreleri ve hacim genleşmesi (Le Chatelier Metodu) deneyleri/analizleri ve (ii) sertleşmiş özellik olarak ise 7, 28 ve 120 günlük kür yaşları için birim ağırlık, basınç dayanımı ve ultrases dalgası hızı deneyleri yapılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar perlitin harçların erken dönem ve sertleşmiş özelliklerini olumsuz etkilediğini ve nano/mikronize kalsit ikamesiyle genel olarak iyileşmeler elde edildiğini göstermiştir. Nano kalsit nispeten daha yüksek yüzey alanına sahip olduğu için mikronize kalsite kıyasen taze ve sertleşmiş özelliklere daha fazla katkı sağlamıştır.

Approximately two-thirds of perlite, which has approximately 6700 million tons of reserves in the world, is found in our country. Perlite, which is of volcanic origin, expands in volume after heat treatment and then it is called as Expanded Perlite. Expanded perlite, containing high proportions of silica and alumina, is a construction material with pozzolanic properties that can be replaced by cement. Due to the substitution of pozzolanic materials for cement in high volumes, early-age strength development problems occur. It was thought that it would be important to examine the early-age fresh and hardened properties of expanded perlite with nano and micronized calcites having high reactivity and high specific surface area/volume ratio. In addition, it was understood that the studies on the substitution of perlite for cement and the publications of the State Planning Organization were insufficient and thus the necessary R&D studies should be carried out. For this reason, a detailed experimental study has been carried out on the effects of perlite and nano technology on the fresh and hardened properties of cement mortars in order to make our domestic resources with high reserves more subject to scientific research. For this purpose, nine different mortar mixtures containing 0%, 6% and 18% expanded perlite and 5% nano and micronized calcite were prepared. For mortar samples containing expanded perlite at different rates and modified with nano and micronized calcite, tests/analyses for mini-slump flow, consistency, initial and final setting times, dimensional stability (Le Chatelier Method), unit weight, and also compressive strength and ultrasound wave velocity tests for the curing ages of 7, 28 and 120 days were carried out. Experimental results showed that perlite adversely affects the early and hardened properties of mortars and improvements were, in general, obtained with nano/micronized calcite substitution. Since nano calcite has a relatively higher surface area, more contribution is made to the fresh and hardened properties compared to micronized calcite.