Yüksek oranda cüruf içeren geopolimer betonların % 5 sülfürik asit etkisinde mekanik ve durabilite performanslarının zamanla incelenmesi
Investigation of mechanical and durability performances of geopolymer concretes containing high content of slag with time under 5 % sulfuric acid attack
Yazar: SEBAHATTİN OLCAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ANIL NİŞ
İstanbul Gelişim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapılan tez çalışması kapsamında sürdürebilir yeni nesil geopolimer veya alkali aktive edilmiş beton olarak da isimlendirilen betonların dayanım ve durabilite performanslarının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda atık malzeme olan düşük kalsiyum içerikli F tipi uçucu kül ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunun sırasıyla %25 ve %75 oranlarda kullanılmasıyla farklı alkali aktive edilmiş betonlar üretilmiştir. Tez kapsamında bağlayıcı miktarı 400 kg/m3, 500 kg/m3 ve 600 kg/m3 olmak üzere 3 bağlayıcı miktarı kullanılmıştır. Alkali aktivatör/bağlayıcı miktarı oranları olarak ise 0.45 ile 0.55 oranları kullanılmıştır. Alkali aktivatör olarak sodyum silikat ile sodyum hidroksit 2.5/1 oranlarında kullanılmıştır. Sodyum hidroksitin molaritesi ise 14 M seçilmiştir. Üretilen 6 farklı alkali aktive edilmiş betonların 28., 120., ve 150. günlere kadar hem laboratuvar hem de 5% sülfürik asit çözeltilerinden bekletilerek alkali aktive edilmiş betonların zamanla kimyasal durabilitesinin değişimi araştırılmıştır. Tez kapsamında %5 sülfürik asit sebebiyle numune yüzeylerinde meydana gelen değişim, numune ağırlıklarında meydana gelen değişim ve basınç dayanımlarının değişimi detaylı olarak incelenmiştir. Bu tez çalışması, Portland çimentolu betonların yaşadığımız çevreye olan olumsuz etkisini azaltmak, enerji gereksinimini azaltmak ve atık malzemelerin yeniden beton üretiminde değerlendirilmesi bakımından önem arz etmektedir. Sonuç olarak, üretilen bu yeni nesil alkali aktive edilmiş betonların yüksek mekanik dayanım ve iyi sülfürik asit durabilitesi gösterdiği için günümüz yapılarında kullanılması mümkündür. Alkali aktive edilmiş betonların yapılarda kullanımının standartlaşması ve gerekli yönetmeliklerin çıkması amacıyla bu yeni nesil betonlar üzerinde yeni çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Within the scope of the thesis study, it is aimed to examine the strength and durability performance of concretes, which are also named as sustainable new generation geopolymer or alkali activated concrete. In this context, different alkali activated concretes were produced by using low calcium content F-type fly ash and ground granulated blast furnace slag at 25% and 75% respectively. Within the scope of the thesis, 3 binder amounts were used: 400 kg / m3, 500 kg / m3 and 600 kg / m3. The ratios of 0.45 to 0.55 were used as alkali activator / binder amount ratios. Sodium silicate and sodium hydroxide were used at the ratio of 2.5 / 1 as alkaline activator. The molarity of sodium hydroxide was chosen as 14 M. The change of chemical durability of the 6 different alkali activated concretes was investigated over time by waiting from both laboratory and 5% sulfuric acid solutions until the 28th, 120th and 150th days. Within the scope of the thesis, the change in the sample surfaces due to 5% sulfuric acid, the change in the sample weights and the change in the compressive strength were examined in detail. This thesis study is important in terms of reducing the negative impact of Portland cement concrete on the environment we live in, reducing energy requirement and utilizing waste materials in concrete production. As a result, it is possible to use these new generation alkali activated concretes in today's structures as they show high mechanical strength and good sulfuric acid durability. There is a need for new studies on these new generation concretes in order to standardize the use of alkali activated concretes in buildings and to adopt the necessary regulations.