Uçucu kül bazlı geopolimer betonlarda gecikmiş ısı kürü etkisinin ve yüksek fırın cürufu ikamesinin dayanım ve durabilite özelliklerine etkileri

Abstract

Durabilitenin dayanımla birlikte betonlarda aranmakta en önemli özellik olduğu bilinmektedir. Betonun durabilitesini etkileyip çevreci beton üretilmesi için çimentonun bir kısmı veya tamamının yerine yüksek fırın cürufu, uçucu kül tarzında mineral katkılar kullanılmaktadır. Fakat geleneksel Portland çimentosu yerine bu tip mineral katkılar kullanılsa da bu katkıların miktarı genellikle Portland çimento miktarından az olmaktadır. Geleneksel Portland çimentolarının üretimi esnasında hem CO2 salınımı gerçekleşerek küresel ısınmaya davetiye çıkarmaktadır hem de yüksek enerji maliyetlerinden ötürü Portland çimentoya alternatif çevre dostu bağlayıcı malzemelerin kullanılması önem arz etmektedir. Bu tez çalışmamızda, %75 oranında uçucu kül ve %25 oranında öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu ile üretilmiş uçucu kül bazlı geopolimer betonlarda dayanım ve durabilite özellikleri irdelenmiştir. Bu amaçla üç farklı bağlayıcı miktarlarına (400 kg/m3 , 500 kg/m3 , 600 kg/m 3 ) sahip uçucu kül bazlı geopolimer betonlarda ayrıca alkali solüsyon/bağlayıcı oranları olarak ise 0.45 ile 0.55 seçilerek hem bağlayıcı miktarının hem de alkali solüsyon/bağlayıcı miktarının dayanım ve durabilite özelliklerini ne derece etkilediği irdelenmiştir. Alkali solüsyon sodyum hidroksitle sodyum silikatın 1/2.5 oranlarında karışımından oluşmaktadır. Bunun yanı sıra üretilen uçucu kül bazlı geopolimer betonların hem laboratuvar ortamında hem de %5 sülfürik asit ortamındaki durabilitesi farklı zamanlarda incelenmiştir. Ayrıca numunelerinde bir kısmında gecikmiş ısı kürü uygulaması yapılarak gecikmiş ısı kürünün uçucu kül bazlı geopolimer numunelerde dayanım ve durabilite performanslarının incelenmesi hedeflerimiz arasından biridir. Deneylerde numune yüzeyinin asit etkisiyle değişimi, ağırlık değişimi ve basınç mukavemeti değişimi gibi özellikler 150x150x150 mm küp numuneler kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar bağlayıcı miktarının, alkali solüsyon/bağlayıcı oranının ve gecikmiş ısı kürü uygulamasının geopolimer beton numunelerin dayanım ve durabilitesini oldukça etkilediği sonucuna ulaşılmıştır. Bu yeni nesil betonların yapıların inşaatında kullanılabilmesi amacıyla bu yeni nesil betonlar üzerinde çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

It is known that durability is the most important property to be sought in concrete together with strength. Mineral additives such as blast furnace slag and fly ash are used instead of some or all of the cement in order to affect the durability of concrete and produce environmentally friendly concrete. However, although this type of mineral additives are used instead of traditional Portland cement, the amount of these additives is usually less than the amount of Portland cement. During the production of traditional Portland cements, both CO2 emission occurs and invites global warming, and it is important to use environmentally friendly binder materials alternative to Portland cement due to high energy costs.In this thesis, the strength and durability properties of fly ash-based geopolymer concretes produced with 75% fly ash and 25% ground granulated blast furnace slag were investigated. For this purpose, in fly ash-based geopolymer concretes with three different binder amounts (400 kg/m3, 500 kg/m3, 600 kg/m3), the alkali solution/binder ratios are selected as 0.45 and 0.55, and the amount of both binder and alkali solution/binder is selected. It has been examined to what extent it affects the strength and durability properties. The alkaline solution consists of a mixture of sodium hydroxide and sodium silicate in 1/2.5 ratios. In addition, the durability of the produced fly ash-based geopolymer concretes both in the laboratory environment and in the 5% sulfuric acid environment was investigated at different times. In addition, one of our goals is to examine the strength and durability performances of the delayed heat curing on fly ash-based geopolymer samples by applying delayed heat curing in some of the samples. In the experiments, properties such as the change of the sample surface with the effect of acid, change in weight and change in compressive strength were investigated using 150x150x150 mm cube samples. It was concluded that the amount of binder, alkali solution/binder ratio and delayed heat curing application affected the strength and durability of geopolymer concrete samples. In order to use these new generation concretes in the construction of structures, studies are needed on these new generation concretes.