Volkanik tüf kullanılarak üretilen geopolimer betonların bazı mekanik ve fiziksel özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Nevşehir Yöresi'nden temin edilen volkanik tüfün geopolimer beton üretiminde kullanılabilirliği ve volkanik tüf kullanılarak üretilen geopolimer betonların bazı mekanik ve fiziksel özellikleri araştırılmıştır. İki farklı grup halinde üretilen geopolimer betonlardan; birinci grup silis modülü (Ms) 0.8 ve 0.6, ikinci grup ise 10, 12, 14 ve 16 M NaOH kullanılarak aktive edilmiştir. Her iki grup numunenin üretim aşamasında üç farklı kür sıcaklığı ve iki farklı alkali sıvı/bağlayıcı (w/b) oranı kullanılmıştır. Daha sonra, üretilen her iki grup numune için maksimum basınç dayanımına sahip olan numuneler belirlenmiş ve bu iki numuneye farklı oranlarda nano silika (%1, 2, 3), mikro silika (%1, 3, 5) ve Stiren-Bütadien (SB) Lateks katkısının (%5, 10, 15) etkisi incelenmiştir. Çeşitli katkılar ilave edilerek elde edilen geopolimer beton numunelerinin basınç dayanımı, donma çözülme (DÇ) dayanıklılığı, mikro yapıları, su emme ve yoğunluk gibi özellikleri incelenmiştir. Deney sonuçları, NaOH kullanılarak aktive edilen geopolimer betonların Ms kullanılarak aktive edilen benzerlerine göre daha yüksek basınç dayanım değerlerine sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. Birinci ve ikinci grup numuneler için optimum kür sıcaklık değerleri sırasıyla 105 °C ve 90 °C olarak elde edilmiştir. Her iki gruptaki numuneler için, w/b oranının 0,6'dan 0,5'e düşmesi basınç dayanımlarında düşüşe sebep olmuştur. Ayrıca, her iki gruptaki numunelerde katkısız geopolimer betonlara göre meydana gelen maksimum basınç dayanım artışının mikro silika katkıları ile sağlandığı belirlenmiştir. Diğer yandan, 300 DÇ çevrimi sonunda numunelerde gözlenen en yüksek basınç dayanım kayıpları her iki grupta da katkısız numunelerde gerçekleşmiştir. Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) analizi ve su emme deney sonuçları, mikro silika ilavesinin kompakt bir yapının oluşmasına yardımcı olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Geopolimer beton, volkanik tüf, basınç dayanımı, donma- çözülme direnci, alkali aktivatör

In this study, some mechanical and physical properties and the availability of geopolymer concrete production of volcanic tuff obtained from Nevsehir Region were investigated. Geopolymer concrete was produced in two different groups; the first group was activated by silica module (Ms) 0.8 and 0.6 and the second group was activated by using 10, 12, 14 and 16 molarities of NaOH. For both groups, during the production phase of the sample, three different cure temperatures and two different alkali liquid / binder (w/ b) ratio were used. Then, samples having a maximum compressive strength for both groups were determined and for these two samples, the effect of different amounts of nano-silica (1%, 2, 3), micro silica (1%, 3, 5) and styrene butadiene (SB) latex (5, 10, 15%) were investigated. The compressive strength, freeze-thaw (FT) resistance, microstructure, water absorption and density properties of geopolymer concrete specimens obtained by adding various additives were investigated. Experimental results show that geopolymer concrete activated with NaOH has higher compressive strength values than similar ones activated using Ms. The optimum curing temperature values for the first and second group of samples were determined as 105 ° C and 90 ° C, respectively. For samples in both groups, a decrease in the w / b ratio of 0.6 to 0.5 causes a decrease in compressive strength. Additionally, it has been observed that the maximum compressive strength value in the samples for each group was provided by the use of micro silica additive. At the end of the 300 FT cycles, the highest compressive strength losses occurring in the specimens were observed in pure samples of both two groups. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis and the water absorption test results showed that the addition of micro silica helped to formation of the more compact microstructure. Keywords: Geopolymer concrete, volcanif tuff, compressive strength, freze-thaw resistance, alkali activator