Nano silis, mikro silis ve polimer katkılar içeren volkanik tüf esaslı geopolimer beton üretimi ve özelliklerinin araştırılması

Abstract

Çimento üretimi yüksek sıcaklıklarda (1400-1500°C) gerçekleştirilebildiği için önemli ölçüde enerji tüketimini zorunlu kılmaktadır. 1 ton çimento üretimi için yaklaşık olarak 1 ton CO2 salınımı meydana gelmektedir. Dünyada toplam CO2 salınımının %7'sinin çimento üretiminden kaynaklandığı bilinmektedir. Ekonomik ve çevresel nedenlerden dolayı çimentoya alternatif bağlayıcı arayışları giderek önem kazanmaktadır. Geopolimerler, doğal ve atık puzolanların alkali aktivatörler (NaOH ve Na2SiO3) ile aktive edilmesi sonucu üretilen alümin silikat tipi bağlayıcı malzemelerdir. Bu çalışmanın amacı, Nevşehir yöresinden temin edilen volkanik tüfün geopolimer bağlayıcı üretiminde kullanılabilirliğini araştırmaktır. Bu amaçla, aktivatör tipi, aktivatör konsantrasyonu ve kür sıcaklığı parametrelerinin modifikasyonu ile optimum özelliklere sahip geopolimer hamur, harç ve beton numuneler üretilmiştir. Sonraki aşamada, deneysel olarak elde edilmiş optimum özelliklere sahip geopolimer betonun bazı mekanik, durabilite ve mikroyapı özelliklerine nano silis, mikro silis ve polimer katkılarının etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda volkanik tüfün geopolimer hamur, harç ve beton üretiminde kullanılabileceği belirlenmiştir. Kullanılan katkıların volkanik tüf esaslı geopolimer betonların bazı mekanik, durabilite ve mikroyapı özelliklerini önemli ölçüde etkilediği tespit edilmiştir.

Because cement production can be carried out at high temperatures (1400-1500°C), it requires significant energy consumption. Approximately 1 ton of CO2 is emitted for 1 ton of cement production. It is known that 7% of total CO2 emissions in the world is due to cement production. The search for alternative binding to cement is becoming increasingly important due to economic and environmental reasons. Geopolymers are aluminosilicate type binding materials produced by the activation of natural and waste pozzolans with alkali activators (NaOH ve Na2SiO3). The aim of this study is to investigate the usability of volcanic tuff supplied from Nevşehir region in the production of geopolymer binders. For this purpose, geopolymer paste, mortar and concrete specimens with optimum properties were produced by modification of activator type, activator concentration and curing temperature parameters. In the next step, the effects of nano silica, micro silica and polymer additves on some mechanical, durability and microstructure properties of geopolymer concrete which has experimentally obtained with optimum properties were investigated. As a result of the experimental studies, it has been revealed that volcanic tuff can be used in the production of geopolymer paste, mortar and concrete. It has been found that the additives used have a significant effect on some mechanical, durability and microstructural properties of volcanic tuff based geopolymer concrete.