Cam tozunun alkali aktivasyonunun incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada cam tozunun alkali aktivasyonuna aktivatör çözeltideki NaOHderişiminin, aktivatör/cam tozu oranının ve ilave silika katkısının etkisi incelenmiştir.Uygun kompozisyondaki karışımlar kalıplandıktan sonra 80 °C sıcaklıkta 6 saat küredilmesi ile numuneler üretilmiştir. Uzatılmış kürün etkisini görmek için bazınumuneler 80 °C sıcaklıkta 6 saat uygulanan kür işleminden sonra 28 gün sızdırmazkapta bekletilmiştir. Uzatılmış kür uygulanan numuneler üzerinde yapılan ölçümlerbir yıl sonra gerçekleştirilmiştir.Basma dayanımı testi sonuçları aktivatör çözeltideki en uygun NaOH moleritesinin 6olduğunu göstermiştir. Numune bileşimlerine silika katkısı numunelerin basmadayanımını geliştirmiştir. Basma dayanımı açısından en uygun silika katkısının %4olduğu tespit edilmiştir. Aktivatör/cam tozu oranının basma dayanımını belirginolarak etkilediği görülmüştür. Bununla birlikte uzatılmış kür, numune basmadayanımlarını artırmıştır. Optimum bileşimdeki numunede kısa kür sonrası ~61 MPa,7uzatılmış kür sonrası ~80 MPa basma dayanımı elde edilmiştir. Faz analizlerinumunelerin amorf yapıda olduğunu göstermiştir. Alkali aktivasyon neticesinde,aktivatör moleritesi ile bağlantılı olarak cam tozunun bağ yapısında belirgindeğişimler gözlenmiştir. DTA-TG analizleri ile numunelerde endotermik bir tepkimeile bileşimle bağlantılı olarak dehidratasyon ve dehidroksilasyon kaynaklı farklı kütlekayıpları tespit edilmiştir. Numune mikroyapılarının amorf bir bağlayıcı faz vetepkimeye girmeden kalan cam tozlarından meydana geldiği görülmüştür. Silikailavesi mikroyapıdaki kusurları azaltmıştır. Azalan aktivatör çözelti miktarınumunelerde daha yoğun mikroyapılara neden olmuştur.

In this study, the effects of NaOH concentration in activator solution, activator/glasspowder ratio and additional silica on alkaline activation of glass powder wereinvestigated. Samples were produced by curing the mixtures in the appropriatecomposition at 80 °C for 6 hours after moulding. To see the effect of the extendedcuring, some samples were kept in a sealed container for 28 days after curing at 80°C for 6 hours. Measurements on extended cured samples were performed one yearlater.The compressive strength test results showed that the optimal NaOH molarity in theactivator solution was 6. Adding silica to the sample compositions improved thecompressive strength of the samples. It was determined that the most suitable silicaadditive was 4 wt.% in terms of compressive strength. It was observed that the ratioof activator/glass powder significantly affected the compressive strength. However,9prolonged curing increased the compressive strength of the samples. In the samplewith optimum composition, compressive strength of ~61 MPa after curing and ~80MPa after prolonged curing was obtained. Phase analyses showed that the sampleswere amorphous. As a result of alkaline activation, significant changes wereobserved in the bond structure of the glass powder related to the activator molarity.Different mass losses with an endothermic reaction related to the composition due todehydration and dehydroxylation were detected in the samples by DTA-TG analyses.It was observed that the sample microstructures consisted of an amorphous binderphase and unreacted glass powders. The addition of silica reduced the defects in themicrostructure. The decreased amount of activator solution resulted in densermicrostructures in the samples.