Deniz suyunun farklı bağlayıcı miktarlarına sahip uçucu küllü ve yüksek fırın cüruflu geopolimer betonlara etkisi

Abstract

Beton tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de en çok kullanılan yapı malzemelerinin başında yer alır. Beton genel anlamıyla su, çimento, agrega ve gerektiği zaman gerektiği kadar katkı maddesi kullanılarak üretilir. Çimento üretimi esnasında atmosfere fazlasıyla karbondioksit (CO_2) salınımı gerçekleşir. Atmosfere salınan bu karbondioksit (CO_2) çevre kirliliğine sebep olmaktadır. Çimentonun atmosfere verdiği zararı engellemek için çimento kullanımını azaltmak ve minimuma indirgemek gerekir. Bu sebepten ötürü geopolimer beton üretimi ve yapıların inşasında kullanımı yaygınlaştırılmalıdır. Geopolimer betonlarda bağlayıcı olarak mineral katkı maddeleri ve bunları aktifleştirmek için de kimyasal katkı maddeleri kullanılır. Uçucu kül, yüksek fırın cürufu, volkanik tüf vb. puzolanlar atık malzemelerdir. Bu atık malzemeler bağlayıcı olarak kullanıldığında depolama alanı problemi de ortadan kalkmış olur. Sürdürülebilir malzemeler kullanılarak üretilen geopolimer betonlar hem çevreci hem de ekonomik oldukları için tercih edilebilecek bir beton çeşididir. Bu sebeple araştırmacılar geopolimer betonlar üzerinde dayanım ve durabilite çalışmaları yapmaya devam etmektedir. Bu tez çalışması kapsamında çimento yerine bağlayıcılık özellik gösterebilmesi için farklı oranlarda uçucu kül ve yüksek fırın cürufu kullanılarak üretilen geopolimer betonların deniz suyu etkisindeki dayanım ve dayanıklılığı incelenmiştir. Deneylerde %100 uçucu kül kullanılarak üretilen (FA100-400, FA100-500, FA100-600) betonlar ile %25 yüksek fırın cürufu ve %75 uçucu kül kullanılarak üretilen (S25FA75-400, S25FA75-500 ve S25FA75-600) betonlar üretilmiştir. Üretilen betonlarda iki farklı alkali aktivatör /bağlayıcı oranı kullanılmıştır. Bu oranlar 0,45 ve 0,55'dir. Ayrıca sodyum silikat/sodyum hidroksit oranı 2,5 olarak kullanılmıştır. Üretimi tamamlanan numuneler 88 gün boyunca ortam kürüne tabii tutulmuş ve son iki gün ise 48 saat 70℃ fırın kürü 'ne tabii tutulmuştur. Daha sonra numunelerin bir kısmı tuzlu suya maruz bırakılmadan basınç deneylerine tabi tutulurken, diğer bir kısmı ise %3,5 NaCl içeren çözeltide 365 gün (1 yıl) bekletilmiştir. 365 gün sonunda tuzlu sudan çıkarılan numuneler fotoğraflanmış, ağırlıkları ölçülmüş ve dayanım testlerine tabi tutulmuştur.

Concrete is one of the most used building materials in our country as well as all over the world. Concrete is generally produced by using water, cement, aggregate and additives when necessary. During cement production, excessive carbon dioxide (CO_2) is released into the atmosphere. This carbon dioxide (CO_2) released into the atmosphere causes environmental pollution. In order to prevent the damage of cement to the atmosphere, it is necessary to reduce cement utilization. For this reason, the production and use of geopolymer concrete should be expanded for structural applications. Mineral additives are used as binders in geopolymer concretes and chemical additives are used to activate them. Fly ash, blast furnace slag, volcanic tuff etc. type of pozzolanas are waste materials. When these waste materials are used as binders, the storage area problem is also eliminated. Geopolymer concretes produced using sustainable materials are a frequently preferred concrete type because they are both environmentally friendly and economical. For this reason, researchers continue to work on geopolymer concretes. Within the scope of this thesis, the strength and durability of geopolymer concretes produced by using fly ash and blast furnace slag in order to show binding properties instead of cement under the influence of sea water were investigated. In the experiments, concretes produced using 100% fly ash (FA100-400, FA100-500, FA100-600) and concretes produced using 25% blast furnace slag and 75% fly ash (S25FA75-400, S25FA75-500 and S25FA75-600) were produced. Two different alkali activator/binder ratios were used in the produced concretes. These ratios are 0,45 and 0,55. In addition, the sodium silicate/sodium hydroxide ratio was used as 2.5. The produced samples were left in an ambient environment for 88 days, and then heat curing applied on specimen with 70°C at 48h. Then, compressive strength tests were executed on some of the samples, while remaining specimens were put in 3.5% NaCl environment for 365 days (one year). At the end of 365 days, the samples removed from the seawater were photographed, their weights were measured and they were subjected to mechanical strength tests.