Hafif geopolimer betonların yüksek sıcaklık direncinin araştırılması
Investigation of elevated temperature resistance of lightweight geopolymer concrete
Yazar: İBRAHİM CAN
Danışman: DOÇ. DR. FATİH KANTARCI
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Portland çimentosu (PÇ) üretiminin neden olduğu ekonomik ve çevresel sorunlar PÇ'ye alternatif bağlayıcı arayışlarını teşvik etmektedir. Bunlar arasında geopolimer bağlayıcılar çimentoya kıyasla çevre dostu olması, yüksek dayanım ve dayanıklılık özellikleri nedeniyle öne çıkmaktadır. Geopolimer bağlayıcılar, uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve metakaolin gibi Si-Al açısından zengin hammaddelerin sodyum hidroksit ve sodyum silikat gibi yüksek alkali çözeltilerle aktivasyonu sonucu sentezlenen inorganik polimerlerdir. Geopolimer bağlayıcıların hafif betonlara uygulanarak dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin ortaya çıkarılması uygulama alanlarının ve kullanım avantajlarının artması açısından oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı laboratuvar koşullarında sertleşen taşıyıcı hafif geopolimer beton üretmek ve daha sonra yüksek sıcaklık direncini ortaya çıkarmaktır. Bu doğrultuda, ilk olarak beton bileşenleri ve oranları gibi üretim parametreleri değiştirilerek taşıyıcı hafif geopolimer betonlar üretilmiştir. Üretilen bu hafif geopolimer betonların yüksek sıcaklık (150, 300, 450, 600, 750 C) etkisi sonrasında basınç dayanımı, su emme, ağırlık değişimi, mikro yapı (SEM-XRD) özelliklleri incelenmiş ve normal ağırlıklı geopolimer beton ile mukayese edilmiştir. Sonuç olarak pomza agregalı taşıyıcı hafif geopolimer beton üretimi için optimum üretim parametreleri belirlenmiş ve bu betonların normal geopolimer betonlara kıyasla daha iyi yüksek sıcaklık direnci gösterdiği ortaya çıkarılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Hafif Geopolimer Beton, Yüksek Sıcaklık Direnci, Basınç Dayanımı, Mikroyapı

Abstract:
The economic and environmental problems caused by the production of Portland cement (PC) encourage the search for alternative binders to PC. Among these, geopolymer binders stand out due to their environmental friendliness, high strength and durability. Geopolymer binders are inorganic polymers synthesized as a result of the activation of Si-Al rich raw materials such as fly ash, blast furnace slag and metakaolin with highly alkaline solutions such as sodium hydroxide and sodium silicate. It is very important to reveal the strength and durability properties of geopolymer binders by applying them to lightweight concrete in order tı,o increase the application fields and the advantages of usage. The aim of this study is to produce lightweight structural geopolymer concrete that hardens under laboratory conditions and then to reveal its elevated temperature resistance. In this direction, firstly, structural lightweight geopolymer concretes were produced by changing the production parameters such as concrete components and ratios. The compressive strength, water absorption, weight change, microstructure (SEM-XRD) properties of these produced lightweight geopolymer concretes after the effect of high temperature (150, 300, 450, 600, 750 C) were examined and compared with normal weight geopolymer concrete. As a result, optimum production parameters for the production of structural lightweight geopolymer concrete with pumice aggregate were determined and it was revealed that these concretes exhibited better elevated temperature resistance compared to normal geopolymer concretes.

Keywords: Lightweight Geopolymer Concrete, Elevated Temperature Resistance, Compressive Strength, Microstructure