Investigation of Metakaolin-Based Geopolymers Mortar Production and Application in Construction

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: NAWAR ALİ

Danışman: Orhan Canpolat

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Portland çimentosu mevcut inşaat endüstrisinde kullanılan ana malzemedir. Çimento üretiminde, gerekli olan yüksek sıcaklık nedeniyle yüksek enerji harcanmakta ve gaz emisyonu açığa çıkmaktadır. Bir ton çimento ihtiyacını karşılamak için 3 Giga Joule enerji gereklidir ve küresel ısınmaya neden olan sera gazlarından biri olan bir ton CO2 açığa çıkar. Küresel çimento endüstrisi, insanların neden olduğu CO2 emisyonu salınımının yaklaşık %5'ini oluşturur. İnşaat sektörünün oluşturduğu emisyonları azaltmak için alternatif bağlayıcı malzemelerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Geopolimer inorganik, çevre dostu bir malzemedir. Geopolimerdeki bağlayıcılar, silis (Si) ve alüminyum (Al) bakımından zengin uçucu kül veya metakaolin gibi malzemelerdir ve bu malzemelerin alkali çözeltisi ile aktive edilmesi gerekir. Geopolimer, çimentosuz olmasına rağmen, portland çimentosuna benzer özellikler göstermektedir. Bu tezde, metakaolin tabanlı geopolimer harçların mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Harçlar, metakaolin ile kolemanitin kısmen farklı yüzdelerle (%10, %20 ve %30) ikame edilmesiyle yapılmıştır ve daha sonra lifli olmayan karışımlar ile bazalt lif takviyeli olanlar arasında bir karşılaştırma yapılmıştır ve burada iki farklı bazalt lif uzunluğu kullanılmıştır. Alkali çözelti, metakaolin aktivasyonu için sodyum hidroksit ve sodyum silikat kombinasyonu ile hazırlanmıştır. Alkali çözelti/metakaolin oranı 1:1 ve sodyum hidroksit konsantrasyonu 10M olacak şekilde hazırlanmıştır. Geopolimer numuneleri, kalıplara dökümden sonra 24 saat oda sıcaklığında tutulmuştur ve daha sonra 60oC sıcaklıkta bir elektrikli fırın içinde 72 saat süreyle kür edilmiştir. Geopolimer harçların basınç ve eğilme dayanımları 7 ve 28 günlerde test edilmiştir. Sonuçlara göre, metakaolin ile kolemanitin ağırlıkça % 10'a kadar ikame edilmesi olumlu sonuç vermektedir. Öte yandan, ağırlıkça % 20 kolemanit kullanılması basınç dayanımı bakımından kabul edilebilir sonuçlar vermesine rağmen kolemanitin % 10'dan daha fazla kullanılması mekanik özellikleri olumsuz yönde etkiler. Kolemanit içeriği ağırlıkça %10'u geçmediği sürece, karışımlardaki bazalt lifin eğilme mukavemeti açısından büyük bir gelişme göstermiştir.