Yüksek fırın cürufu ve uçucu kül katkılı geopolimer betonların %5 sülfürik asit etkisinde mekanik davranışı
Mechanical behavior of fly ash and slag based geopolymer concretes under 5% sulfuric acid attack
Yazar: MELİS BİLENLER ALTUNDAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ANIL NİŞ
İstanbul Gelişim Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Durabilite dayanımla beraber betonda aranan en önemli özelliktir. Betonun durabilitesini artırmak için çimentonun belirli bir kısmı yerine uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi mineral katkılar kullanılmaktadır. Bu tip betonlarda kullanılan bağlayıcının büyük bir bölümü Portland çimentosundan oluşmaktadır. Portland çimentosunun üretimi sırasında büyük miktarda CO2 salınımı gerçekleştiğinden ve ayrıca enerji maliyeti çok yüksek olduğundan betonda çimentosuz bir bağlayıcının kullanımı önem arz etmektedir. Son zamanlarda ortaya çıkan Geopolimer beton, çimentonun çevre ve enerji problemlerini büyük oranda ortadan kaldırmaktadır. Bu çalışma kapsamında gelecekte kullanılmasının yaygınlaşacağı düşünülen farklı Geopolimer betonların %5 sülfürik asit ortamındaki performansı değerlendirilmiştir. %100 uçucu küllü, %100 yüksek fırın cüruflu, ve %50 uçucu kül ve %50 yüksek fırın cüruflu olacak şekilde 3 farklı tip Geopolimer beton üretilmiştir. Geopolimer betonların üretiminde alkali aktivatör olarak sodyum silikat ve sodyum hidroksit bileşimi kullanılmıştır. Geopolimer betonların kimyasal durabilitesini karşılaştırmak amacıyla Portland çimentosundan oluşan beton da üretilmiştir. Üretilen betonların sülfürik asit ortamında dayanımı görsel denetim, ağırlık değişimi ve basınç dayanımı değişimi ile incelenmiştir. Sonuçlara göre uçucu küllü Geopolimer betonlar ısı kürüne ihtiyaç duyarken, cüruflu Geopolimer betonlar ısı kürü olmadan da kullanılabilir. %50 uçucu kül ve %50 cüruf içeren betonlar %5 sülfürik asit etkisine karşı en iyi performansı gösterirken en kötü performansı ise uçucu küllü Geopolimer betonu göstermiştir.

Abstract:
Durability is the one of the most important property of the concrete in addition to  strength. The cementitious materials like fly ash and ground granulated furnace slag have already been used as a partial replacement of cement in order to enhance the durability of concrete. Hovewer, most of the binder materials in these concretes are composed of cement. Due to high energy prices and the CO2 release as a result of the cement production process, cementless concrete becomes important in terms of both environment and economy. Recently, a cementless concrete named Geopolymer concrete can solve the energy and environment problems of the ordinary concrete. In the scope of the study, the chemical performances of different geopolymer concretes, which will  be considered to be used in the future under %5 sulfuric acid attack were evaluated. Three types of geopolymer concretes, including 100 % fly ash, 50% fly ash and 50% slag and 100% slag. As a alkali activator, a combination of sodium silicate and sodium hydroxide were utilized in the production of the geopolymer concretes.  For the comparison purposes, an ordinary concrete was also produced. The chemical performances of the concretes were evaluated by means of visual inspection, weight change, and compressive strength. The results showed that the fly ash based GPC specimens required heat-curing while heat curing is not required for slag based GPC specimens. The best chemical performance was obtained on 50% slag and 50% fly ash based GPC specimens, whereas the poorest performance was obtained on fly ash based GPC speciemens.