DİATOMİT İKAMESİNİN GEOPOLİMER HARÇLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE VE YÜKSEK SICAKLIK DİRENÇLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Özet Görüntüleme: 220
/ 
PDF İndirme: 98
DOI:
https://doi.org/10.31623/IKSAD.220122022Anahtar Kelimeler:
Diatomit, Uçucu Kü, Geopolimer, Aşınma Direnci, Yüksek Sıcaklık DirenciÖzet
Son yıllarda gerek çevresel kaygılar gerekse uluslararası anlaşmalar (Avrupa Yeşil Mutabakatı) sebebiyle çimento üretiminden kaynaklanan CO2emisyonunun azaltılması ve daha az ekolojik ayak izine sahip alternatif ürünler geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu sebeple geopolimer bağlayıcılar çimentoya alternatif olabilecek ürünler arasında yer almaktadır. Geopolimer bağlayıcı sistemlerinde kullanılan uçucu kül, termik santrallerden atık ürün olarak oraya çıkmakta ve çevresel kaygılar oluşturmaktadır. Bu nedenle uçucu külün çimento esaslı sistemlere alternatif olabilecek geopolimer sistemlerde kullanılması, çevresel açıdan sürdürülebilir bir malzeme halini alması büyük önem taşımaktadır. Uçucu kül esaslı geopolimerlerin çeşitli yöntemlerle mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi yakın zamanda önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, F sınıfı uçucu kül ile üretilen geopolimer numunelere diatomit ikamesinin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde etkisi araştırılmıştır. Karışımlarda uçucu küle ağırlıkça %1, %2, %3, %4 ve %5 oranlarında diatomit ikame edilmiş ve bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Aktivatör olarak sodyum hidroksit (NaOH) seçilmiş olup, bağlayıcı malzemeye göre ağırlıkça %10 oranında Na+ ihtiva edecek şekilde kullanılmıştır. Üretilen geopolimer numunelere 24, 48 ve 72 saat 60°C’de ısıl kür uygulanmıştır. Geopolimer numuneler üzerinde birim ağırlık, eğilme ve basınç dayanımı, aşınma direnci tayini ve yüksek sıcaklıklara dayanıklılık testleri yapılmıştır. Ayrıca numunelerin mikroyapısını incelemek için geopolimer hamur numuneler üzerinde FESEM görüntüleri de alınmıştır. Elde edilen sonuçlara göre geopolimer harçlarda %1, %2, %3 diatomit ikamesi eğilme ve basınç dayanımını artırmıştır. En yüksek basınç dayanımı değeri (42,4 MPa) %3 oranında diatomit içeren harçlarda elde edilmiştir. FESEM görüntüleri sonucunda %3 diatomit ikamesi yapılan geopolimerin kontrol numunesine göre daha yoğun ve kompakt bir mikro yapıda olduğu görülmüştür. %3 oranında diatomit ikamesi aşınma direncini artırırken, yüksek sıcaklıklara karşı direnci artırmadığı sonucuna varılmıştır.
Referanslar
C. L. Sabine et al., “The Oceanic Sink for Anthropogenic CO2,” Science (1979), vol. 305, no. July, pp. 5–12, 2004, doi: DOI: 10.1126/science.1097403.
D. N. Huntzinger and T. D. Eatmon, “A life-cycle assessment of Portland cement manufacturing: comparing the traditional process with alternative technologies,” J Clean Prod, vol. 17, no. 7, pp. 668–675, 2009, doi: 10.1016/j.jclepro.2008.04.007.
H. Li et al., “Sustainable resource opportunity for cane molasses: Use of cane molasses as a grinding aid in the production of Portland cement,” J Clean Prod, vol. 93, pp. 56–64, 2015, doi: 10.1016/j.jclepro.2015.01.027.
R. A. Feely et al., “Impact of anthropogenic CO2 on the CaCO3 system in the oceans,” Science (1979), vol. 305, no. 5682, pp. 362–366, Jul. 2004, doi: 10.1126/SCIENCE.1097329.
L. Imtiaz et al., “Life cycle impact assessment of recycled aggregate concrete, geopolymer concrete, and recycled aggregate-based geopolymer concrete,” Sustainability (Switzerland), vol. 13, no. 24, 2021, doi: 10.3390/su132413515.
S. K. John, Y. Nadir, and K. Girija, “Effect of source materials, additives on the mechanical properties and durability of fly ash and fly ash-slag geopolymer mortar: A review,” Constr Build Mater, vol. 280, p. 122443, Apr. 2021, doi: 10.1016/J.CONBUILDMAT.2021.122443.
S. Saha and C. Rajasekaran, “Enhancement of the properties of fly ash based geopolymer paste by incorporating ground granulated blast furnace slag,” Constr Build Mater, vol. 146, pp. 615–620, Aug. 2017, doi: 10.1016/J.CONBUILDMAT.2017.04.139.
A. Sathonsaowaphak, P. Chindaprasirt, and K. Pimraksa, “Workability and strength of lignite bottom ash geopolymer mortar,” J Hazard Mater, vol. 168, no. 1, pp. 44–50, 2009, doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.01.120.
K. Somna, C. Jaturapitakkul, P. Kajitvichyanukul, and P. Chindaprasirt, “NaOH-activated ground fly ash geopolymer cured at ambient temperature,” Fuel, vol. 90, no. 6, pp. 2118–2124, Jun. 2011, doi: 10.1016/J.FUEL.2011.01.018.
F. Pacheco-Torgal, J. Castro-Gomes, and S. Jalali, “Alkali-activated binders: A review. Part 2. About materials and binders manufacture,” Constr Build Mater, vol. 22, no. 7, pp. 1315–1322, 2008, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.03.019.
A. Palomo, M. W. Grutzeck, and M. T. Blanco, “Alkali-activated fly ashes: A cement for the future,” Cem Concr Res, vol. 29, no. 8, pp. 1323–1329, Aug. 1999, doi: 10.1016/S0008-8846(98)00243-9.
J. C. Swanepoel and C. A. Strydom, “Utilisation of fly ash in a geopolymeric material,” Applied Geochemistry, vol. 17, no. 8, pp. 1143–1148, Aug. 2002, doi: 10.1016/S0883-2927(02)00005-7.
N. Toniolo and A. R. Boccaccini, “Fly ash-based geopolymers containing added silicate waste. A review,” Ceram Int, vol. 43, no. 17, pp. 14545–14551, Dec. 2017, doi: 10.1016/J.CERAMINT.2017.07.221.
U. Durak, O. Karahan, B. Uzal, S. İlkentapar, and C. D. Atiş, “Influence of nano SiO2 and nano CaCO3 particles on strength, workability, and microstructural properties of fly ash-based geopolymer,” Structural Concrete, vol. 22, no. S1, pp. E352–E367, Jan. 2021, doi: 10.1002/SUCO.201900479.
C. Bagci, G. P. Kutyla, and W. M. Kriven, “Fully reacted high strength geopolymer made with diatomite as a fumed silica alternative,” Ceram Int, vol. 43, no. 17, pp. 14784–14790, 2017, doi: 10.1016/j.ceramint.2017.07.222.
T. Sinsiri, T. Phoo-ngernkham, N. Ratchasima, and V. Sata, “The effects of replacement fly ash with diatomite in geopolymer mortar,” Computers and Concrete, vol. 9, no. 6, pp. 427–439, 2012, doi: 10.12989/cac.2012.9.6.427.
TS EN 196-1, Methods of testing cement—part:1 determination of strength. TSE, 2016.
T. Standard, “Turkish Standard Ts 2824 En 1338,” no. 112, 2005.
M. Sciences, T. Phoo-ngernkham, P. Chindaprasirt, V. Sata, and T. Sinsiri, “High calcium fly ash geopolymer containing diatomite as additive,” Indian Journal of Engineering & Materials Sciences, vol. 20, no. August, pp. 310–318, 2013.
S. İlkentapar, E. Örklemez, E. Üniversitesi, M. Fakültesi, İ. Mühendisliği, and İ. Yazar, “Uçucu Kül Esaslı Geopolimer Harçlara Diatomit İkamesinin Isı İletkenliğe Etkisi The Effect of Diatomite Addition on Fly Ash Based Geopolymer Mortars on Thermal Conductivity Values,” Erciyes University Journal of Institue of Science and Technology, vol. 36, p. 2020, 2020.
C. D. Atiş, E. B. Görür, O. Karahan, C. Bilim, S. İlkentapar, and E. Luga, “Very high strength (120 MPa) class F fly ash geopolymer mortar activated at different NaOH amount, heat curing temperature and heat curing duration,” Constr Build Mater, vol. 96, pp. 673–678, Oct. 2015, doi: 10.1016/J.CONBUILDMAT.2015.08.089.
Messina, Ferone, F. Colangelo, Roviello, and Cioffi, “Alkali activated waste fly ash as sustainable composite: Influence of curing and pozzolanic admixtures on the early-age physico-mechanical properties and residual strength after exposure at elevated temperature,” Compos B Eng, vol. 132, pp. 161–169, Jan. 2018, doi: 10.1016/J.COMPOSITESB.2017.08.012.
E. ÖRKLEMEZ, “Uçucu Kül TabanliGeopoli̇mer HarçlardDi̇atomiİkamesi̇ni̇Fi̇zi̇ksel VeMekani̇Özelli̇kleri̇Üzeri̇Etki̇leri̇ni̇n Araştirilmasi,” Erciyes University, 2019.
A. M. Neville, Properties of Concrete Fifth Edition. 2011. doi: 10.4135/9781412975704.n88.
S. İlkentapar, C. D. Atiş, O. Karahan, and E. B. Görür Avşaroğlu, “Influence of duration of heat curing and extra rest period after heat curing on the strength and transport characteristic of alkali activated class F fly ash geopolymer mortar,” Constr Build Mater, vol. 151, pp. 363–369, Oct. 2017, doi: 10.1016/J.CONBUILDMAT.2017.06.041.
M. Sivasakthi, R. Jeyalakshmi, N. P. Rajamane, and R. Jose, “Thermal and structural micro analysis of micro silica blended fly ash based geopolymer composites,” J Non Cryst Solids, vol. 499, no. March, pp. 117–130, 2018, doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2018.07.027.
M. Sivasakthi, R. Jeyalakshmi, and N. P. Rajamane, “Fly ash geopolymer mortar: Impact of the substitution of river sand by copper slag as a fine aggregate on its thermal resistance properties,” J Clean Prod, vol. 279, p. 123766, 2021, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.123766.
E. D. Rodríguez, S. A. Bernal, J. L. Provis, J. Paya, J. M. Monzo, and M. V. Borrachero, “Effect of nanosilica-based activators on the performance of an alkali-activated fly ash binder,” Cem Concr Compos, vol. 35, no. 1, pp. 1–11, 2013, doi: 10.1016/j.cemconcomp.2012.08.025.
P. S. Deb, P. K. Sarker, and S. Barbhuiya, “Effects of nano-silica on the strength development of geopolymer cured at room temperature,” Constr Build Mater, vol. 101, pp. 675–683, 2015, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.044.
J. E. Oh, P. J. M. Monteiro, S. S. Jun, S. Choi, and S. M. Clark, “The evolution of strength and crystalline phases for alkali-activated ground blast furnace slag and fly ash-based geopolymers,” Cem Concr Res, vol. 40, no. 2, pp. 189–196, 2010, doi: 10.1016/j.cemconres.2009.10.010.
İndir
Yayınlanmış
Nasıl Atıf Yapılır
Sayı
Bölüm
Lisans
Telif Hakkı (c) 2022 IKSAD JOURNAL
Bu çalışma Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License ile lisanslanmıştır.
Dergimizde yayımlanan makaleler, 