Farklı oranlarda nano titanyum içerikli geopolimer harçların mikro yapı ve mekanik özeliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında yapılan çalışmada, bağlayıcı olarak %50 oranında uçucu kül, %50 oranında yüksek fırın cürufu, alkali aktivasyon için sodyum silikat ve sodyum hidroksit kullanılmıştır. Sodyum silikat ve sodyum hidroksit oranı 2.5, sodyum hidroksit molaritesi ise 14M seçilerek bağlayıcı oranının %1 ve %2 oranında nano titanyum eklenerek oluşturulan geopolimer numunelerin ve nano katkısız numunelerin C(kontrol) mikro yapıları ile mekanik özellikleri incelenmiştir. Numunelerin 28, 56 ve donma-çözünme için 90 günlük kür süreleri tamamlanan numunelere UPV (ultrases geçiş hızı), su emme kapasitesi, eğilme dayanımı, basınç dayanımı testleri ile SEM (Taramalı elektron Mikroskopu), EDS (Enerji Dağılımı Spektroskopisi) ve 3D bilgisayarlı tomografi görüntüleri incelenmiştir. Sonuç olarak Yapılan çalışma sonucunda, %2 oranında nano titanyum katkısı içeren geopolimer numunelerin en yüksek ultrases geçiş hızı, en düşük su emme oranı ve en yüksek basınç dayanımı değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Eğilme dayanımı açısından hem %1 hem de %2 nano katkılı numuneler yüksek performans göstermiş olup, aralarındaki farkın düşük olması nedeniyle ekonomik açıdan %1 nano katkılı numunelerin tercih edilmesi önerilmektedir. Mikro yapı analizleri, nano parçacıkların gözenekleri doldurarak iç yapıyı yoğunlaştırdığını ve C-S-H ile N-A-S-H jellerinin oluşumuna katkı sağladığını göstermektedir. Donma-çözülme çevrimleri sonrasında en fazla dayanım kaybı kontrol numunesinde gözlenirken, nano katkılı numunelerde bu kayıp önemli ölçüde azalmıştır. Ayrıca, 3D tomografi analizleri nano katkıların boşluk yapısını incelttiğini, makro boşluk oranını azalttığını ve daha dayanıklı bir yapı sağladığını ortaya koymuştur. Genel olarak, nano titanyum katkısının Geopolimer yapıların mekanik ve fiziksel özelliklerini iyileştirdiği ve çevresel etkilere karşı dirençlerini artırdığı sonucuna varılmıştır.In the study carried out within the scope of this thesis, 50% fly ash, 50% blast furnace slag were used as binders, sodium silicate and sodium hydroxide were used for alkali activation. The sodium silicate and sodium hydroxide ratio was selected as 2.5, sodium hydroxide molarity was selected as 14M, and the C (control) microstructures and mechanical properties of geopolymer samples formed by adding nano titanium to the binder ratio at 1% and 2% and samples without nano additives were investigated. UPV (ultrasound transmission rate), water absorption capacity, bending strength, compressive strength tests and SEM (Scanning electron Microscope), EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) and 3D computerized tomography images of the samples, which were completed with 28, 56 and 90 days of freeze-thaw curing periods, were examined. As a result, it was determined that geopolymer samples containing 2% nano titanium additive had the highest ultrasound transmission speed, lowest water absorption rate and highest compressive strength values. In terms of flexural strength, both 1% and 2% nano additive samples showed high performance, and since the difference between them was low, it is recommended to prefer 1% nano additive samples from an economic perspective. Microstructure analyses show that nano particles fill the pores, densify the internal structure and contribute to the formation of C-S-H and N-A-S-H gels. While the highest strength loss after freeze-thaw cycles was observed in the control sample, this loss was significantly reduced in nano additive samples. In addition, 3D tomography analyses revealed that nano additives thinned the void structure, reduced the macro void ratio and provided a more durable structure. In general, it was concluded that nano titanium additive improved the mechanical and physical properties of geopolymer structures and increased their resistance to environmental effects.