Şaphane alunitinden jeopolimer üretimi
Geopolymer production from saphane alunite
Yazar: HALE YILDIZAY
Danışman: PROF. DR. REMZİ GÖREN ; YRD. DOÇ. DR. GÜRSEL YANIK
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Alünit = Alunite ; FTIR = FTIR ; NMR =

Özet:
Bu doktora çalışmasında, yapısında yüksek alümina içeriğinden dolayı Şaphane aluniti jeopolimer sentezinde değerlendirilmiştir.  Çalışmada alunit NaOH ile karıştırılıp 550?C sıcaklıkta kalsine edilmiş, alunit içerisindeki sülfatın suda çözünen sodyum sülfat (Na2SO4) tuzuna dönüşmesi sağlanmıştır.  Sodyum sülfat daha sonra 60?C sıcaklıktaki suyla yıkanıp uzaklaştırılmıştır.  Sülfatı azaltılmış alunitten jeopolimer reçetelerini geliştirilmiştir.  Alkali aktivasyon süreci farklı pH ve sıcaklıklarda uygulanmış, farklı kimyasal bileşime sahip jeopolimerik malzemeler elde edilmiştir.
Deneysel çalışmalar sırasında; X-ışını flüoresans (XRF), X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu-Enerji Dağılımı X-ışını Spektrometresi (SEM-EDX), fourier transform infrared (FTIR) ve Nükleer Manyetik Resonans (NMR) spektroskopisi tekniklerinden yararlanılmıştır.  XRD analizinde, jeopolimer malzemeye ilişkin amorf bölge, FTIR analizinde Si-O-Al bağları ve 27Al MAS NMR analizinde AlO4 moleküller yapısı saptanmıştır.  
Jeopolimer malzemelere yoğunluk, su emme, porozite, basma dayanımı, eğme dayanımı, donma ? çözünme direnci gibi fiziksel testler yapılmış, sentezlenen malzemenin nitelik yönünden jeopolimer malzemelerden beklenen özellik sınırları içinde yer aldığı tespit edilmiştir.  Ayrıca hazırlanan jeopolimerik yapılara yüksek fırın cürufu takviyesi yapılmış, mukavemet değerleri artırılmıştır.  Yüksek fırın cürufu içermeyen jeopolimer malzemede ulaşılan en yüksek basma dayanımı 48 MPa iken, bu değer yüksek fırın cürufu katkısıyla 75 MPa değerine ulaşmıştır.  
Anahtar kelimeler: Jeopolimerizasyon; Alunit; XRD; FTIR, 27Al MAS NMR analizi

Abstract:
In this doctoral study, the structure of the Şaphane alunite was evaluated for geopolymer synthesis due to its high alumina content. In the study alunite was mixed with NaOH and calcined at 550º C, sulfate in alunite was turned into water soluble sodium sulfate (Na2SO4) salt. Sodium sulfate was removed and then washed at 60 ºC.  Sulfate reduced alunite geopolymer prescriptions have been developed. Alkali activation process was applied at different pH and temperature values and geopolymeric materials with different chemical compositions were obtained 
During the experimental studies, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX), FTIR Fourier transform infrared (FTIR) and 27Al-Magic Angle Spinning Nuclear magnetic resonance (27Al-MAS NMR) techniques were used. In XRD analysis the amorphous regions of the geopolymer material whereas in FTIR analysis the Si-O-Al bonds and in 27Al MAS NMR analysis AlO4 molecular structure was determined.
Physical tests such as water absorption, porosity, compressive strength, flextural strength, freeze - thaw resistance were applied on geopolymer materials and it was observed that the synthesized material remained within the expected qualitative limits. The strength values were increased with using blast furnace slag reinforcement in geopolymeric structures. Whereas the highest compressive strength obtained without blast furnace slag for geopolymeric material was 48 MPa, this value for blast furnace slag was 75 MPa. 
Keywords: Geopolymerization; Alunite; XRD; FTIR, 27Al MAS NMR analysis