Metakaolenin beton özelliklerine etkisi
Effects of metakaolinite on concrete property
Yazar: DAVUT BÖLÜK
Danışman: PROF. DR. ÖMER FARUK EMRULLAHOĞLU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Beton = Concrete ; Çimento = Cement

Özet:
Çimentonun bir kısmının doğal veya endüstriyel mineral katkılar ile yer değiştirilmesiyle üretilen betonlar giderek yaygınlaşmaktadır. Metakaolen (MK), yüksek performanslı çimento bazlı malzemelerin üretiminde son zamanlarda kullanılmaya başlanan bir mineral katkıdır. MK, saf kaolin kilinin yaklaşık 700?800 ºC'lerde termal aktivasyonu ile reaktif alümina silikat yapı elde edilir. MK yapısında SiO2 içeren bir malzeme olup Ca(OH)2 ile reaksiyona girerek kalsiyum silikat hidrate yapı oluşturur, ayrıca alümina içerdiği için yine Ca(OH)2 ile reaksiyona girerek ilave olarak alümina içeren fazlar da (C4AH13, C2ASH8, C3AH6) oluşturur. Bunun sonucunda dayanım artışları oluşmaktadır.Tez çalışması kapsamında kaolin kilinin 450-800 ºC arası sıcaklıklarda kalsine edilmesiyle bir mineral katkı olan metakaolen (MK) üretilmiştir. %0, %5, %10, %15 ve %20 oranlarında metakaolen ağırlıkça çimento ile yer değiştirilerek 5 farklı harç karışımları tasarlanmıştır. Hazırlanan örneklerin 2, 7 ve 28 günlük basınç ve eğilmede çekme dayanımları standart kür işleminden sonra saptanmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre, MK değişim düzeyinin ve uygulanan kür koşullarının durabilite (dayanım) özelliklerini önemli ölçüde etkilemiştir. Çimento yerine metakaolen kullanılan harçlarda en yüksek basınç ve eğilmede çekme dayanımları %20 metakaolen kullanılan harçlarda elde edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda metakaolenin üretilen harçların erken yaşlarda az miktarda basınç ve eğilmede çekme dayanımlarına katkısının da olduğu görülmüştür.

Abstract:
The concrete that is produced by replacing some amount of cement with natural and industrial mineral supplements is becoming widespread gradually. In recent years, there has been an increasing interest in the utilisation of metakaolin (MK) in cement-based materials as partial substitution or as cement additive. MK is processed from high-purity kaolin clay by thermal activation at a temperature range of 700?800 ºC and reactive alumina-silicate structure is formed.MK is a silica based product that, on reaction with Ca(OH)2, produces C-S-H gel at ambient temperature. MK also contains alumina that, on reaction with Ca(OH)2, produces additional alumina containing phases, including C4AH13, C2ASH8, C3AH6.As a result of this, there is an increases strength.In the context of the thesis, metakaolins (MK), produced temperatures between 450-800 ºC by calcined of kaolin clay, were used as the mineral admixture. 5 different mortar mixtures containingMK replacement 0%, 5%, 10%, 15% and 20% by weight of cementwere prepared. Compressive and flexural strengths (2, 7 and 28 days) of the samples were determined after the standard cure operation. Test results revealed that replacement level of MK and curing procedure adopted had significant effects on the durability characteristics. Mortar containing 20% MK replacements showed maximum compressive and flexural strength. Based on the results obtained from this study, mortars produced with MK, at an early age wasalso the contribution of compressive and flexural strength.