Elazığ ferrokrom cürufu ile alkali aktive edilmiş cam lifi ve atık mermer tozu katkılı harçların mühendislik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of engineering properties of Elaziğ ferrochrome slag, alkali activated glass fiber and waste marble powder added mortars
Yazar: MERVE NUR MISIR
Danışman: PROF. DR. PROF.DR.SERVET YILDIZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geleneksel betondan farklı olarak, içerisinde çimento yerine puzolanların, su yerine ise alkali aktivatörlerin tercih edilmesi ile elde edilen kompozitlere alkali aktivasyonlu betonlar denmektedir. Uçucu kül ve yüksek fırın cürufu gibi endüstriyel atıklar, düşük maliyetleri ve kolay temin edilebilmeleri nedeniyle alkali aktivasyonu betonlarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Alkali aktivasyonlu betonların çimento kullanılmadan üretilebiliyor olması, dolayısıyla çevreye zararlı etkileri olmayan bir kompozit olması birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir.
Bu çalışmada, çimento kullanılmadan onun yerine aynı incelikte öğütülmüş ferrokrom cürufu ve katkı maddesi olarak mermer tozu ve cam lifi kullanılarak alkalilerle aktive edilen harç üretimi hedeflenmiştir. Alkali aktivatör olarak sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum silikat (Na2SiO3) çözeltileri kullanılmıştır. Karışımda NaOH/Na2SiO3 oranı ön deneyler sonucu 1/2 olarak belirlenmiştir. Alkali aktivatör için 90C sıcaklık uygulanmıştır. 90C aktivasyon sıcaklığı 24 saat boyunca uygulanmıştır. Çalışmada aktivatör (NaOH+Na2SiO3) / bağlayıcı (cüruf) oranı 0.35, 0.40 ve 0.45 olarak denenmiştir. Bu oranlar hazırlanırken % 5, % 10 ve % 15 oranlarında mermer tozu eklenerek farklı karışımlar hazırlanmıştır. Her numuneye tüm karışımın % 0,5'i oranında cam lifi katkı maddesi olarak eklenmiştir. Numunelerin 7 ve 28 günlük deney sonuçları incelenmiştir. Harç numunelerine kıvam tayini ile priz başlama ve bitiş süreleri tayini deneyleri uygulanmıştır. Beton numuneler üzerinde her bir oran için basınç dayanımı, aşınma dayanımı, birim ağırlık deneyi, kapilerite deneyi, ultrases deneyi ve ayrıca 28 günlük numunelere sülfat etkisi ve donma-çözünme deneyleri uygulanmıştır. Çalışmada mikro yapı incelemeleri için SEM analizlerinden faydalanılmıştır.

Abstract:
Unlike conventional concrete, composites obtained by using pozzolans instead of cement and alkali activators instead of water are called alkali activated concretes. Industrial wastes such as fly ash and blast furnace slag are widely used in alkali activation concretes due to their low cost and easy availability. The fact that alkali activated concretes can be produced without the use of cement, thus being a composite that has no harmful effects on the environment has attracted the attention of many researchers.
In this study, it is aimed to produce ferrochromium slag, which is ground at the same fineness instead of cement, and concrete activated with alkalis using marble dust and glass fiber as additives. Sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3) solutions were used as alkaline activators. The ratio of NaOH / Na2SiO3 in the mixture was determined as 1/2 as a result of preliminary tests. 90C temperatures was applied for the alkaline activator. Activation temperature of 90C was applied for 24 hours. In the study, the activator (NaOH + Na2SiO3) / binder (slag) ratio was tested as 0.35, 0.40 and 0.45. While preparing these proportions, different mixtures were prepared by adding marble powder in the proportions of 5 %, 10 % and 15 %. Glass fiber was added to each sample as an additive at the rate of 0.5% of the whole mixture. 7 and 28 days test results of the samples were examined. Determination of consistency and setting start and end time tests were applied to the mortar samples. Compressive strength, abrasion resistance, unit weight test, capillarity test, ultrasound test as well as sulphate effect and freeze-thaw tests were applied on the concrete samples for each ratio. In the study, SEM analysis was used for microstructure investigations.