Perlitli geopolimer harçların donma-çözülme davranışının incelenmesi

Abstract

Yapılan bu çalışmada çimento üretiminden kaynaklı CO2 salınımını azaltmak için geopolimer harç kullanılması amaçlanmıştır. Harç numunelerinin hazırlanmasında hammadde olarak kullanılan; perlit, uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve kum malzemeleri farklı oranlarda karıştırılmıştır. Geopolimer harçlarda alkali aktivatör olarak sodyum hidroksit çözeltisi ve sodyum silikat solüsyonu kullanılmıştır. Bunlara ek olarak numuneler hava sürükleyici katkılı ve hava sürükleyici katkısız olmak üzere iki farklı şekilde üretilmiştir. Hazırlanan karışımlar 50 mm çapında ve 50 mm yüksekliğinde silindir metal kalıplara 50 bar basınç uygulanarak yerleştirilmiştir. Kum hacimce %25, %50 ve %75 oranlarında perlitle yer değiştirilmiş ve perlit ikameli harçlar hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler 24 saat 85 °C de etüvde kür edilmiştir. 7, 28 ve 56 günlük numuneler sırayla donma-çözülme döngülerine girmiştir. Donma-çözülme döngülerini tamamlayan numunelerin fiziksel özellikleri incelenmiştir. Ardından numunelerin basınç dayanım testleri (7, 28 ve 56 günlük) yapılmıştır. Ayrıca üretilen harçların donma-çözülmeye olan etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada donma-çözülme sonrası numunelerin sadece ağırlık kayıplarına değil fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisine bakılmıştır. Harç yapımında kullanılan malzemelere kimyasal, mineralojik ve SEM analizleri yapılmıştır. Malzemelerin mineralojik analizi XRD yöntemiyle, kimyasal analizleri ise XRF yöntemi ile yapılmıştır. Sonuç olarak perlitli geopolimer harçlarda perlit oranının %25 olduğu serilerde fiziksel ve mekanik özelliklerde olumlu yönde artış olmuştur.

In this thesis, it is aimed to use geopolymer mortar to reduce the CO2 emission from cement production. Used as raw material in the preparation of mortar samples; perlite, fly ash, blast furnace slag and sand materials were mixed in different proportions. Sodium hydroxide solution and sodium silicate solution were used as alkali activators in geopolymer mortars. In addition to these, the samples were produced in two different ways, with and without air-entraining additives. The prepared mixtures were placed in cylindrical metal molds with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm by applying 50 bar pressure. Sand was replaced with perlite at 25%, 50% and 75% volume by volume and perlite substituted mortars were prepared. The prepared samples were cured in an oven at 85 °C for 24 hours. Samples of 7, 28, and 56 days entered freeze-thaw cycles, respectively. The physical properties of the samples that completed the freeze-thaw cycles were investigated. Then the compressive strength tests (7, 28 and 56 days) of the samples were carried out. In addition, the effects of the produced mortars on freeze-thaw were investigated. In this study, the effects of not only the weight loss but also the physical and mechanical properties of the samples after freezing-thawing were examined. Chemical, mineralogical and SEM analyzes were performed on the materials used in mortar production. The mineralogical analysis of the materials was made with the XRD method, and the chemical analyzes were made with the XRF method. As a result, there was a positive increase in physical and mechanical properties in the series where the perlite ratio was 25% in perlite geopolymer mortars.