Atık tuğla tozu ve uçucu kül kullanılarak mikrodalga kürü ile gözenekli geopolimer yapı malzemesi geliştirilmesi
Development of microwave-cured waste brick powder- and fly ash-based geopolymer building material
Yazar: MERVE TOKDEMİR
Danışman: PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR ; DR. ADİL GÜLTEKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezde atık tuğla tozu, F sınıfı uçucu kül, üç farklı Ms oranı ile iki farklı Na2O oranına sahip aktivatör kullanılarak pomza agregalı 12 farklı geopolimer harç karışımı geliştirilmiştir. Numuneler etüv ve mikrodalga olmak üzere iki kür rejimine tabi tutulmuştur. Bunlardan en yüksek dayanımı gösteren 4 karışım referans karışımı olarak seçilmiştir. Agrega türünün etkisini araştırmak amacıyla referans karışımları CEN standart kumu ile de hazırlanmıştır. Ayrıca referans karışımlarına alüminoslikat malzemenin ağırlığınca %0.5, 1, 1.5 oranlarında hidrojen peroksit veya %0.2, 0.4, 0.8 oranlarında EPS köpük malzemesi ilave edilmiştir. Oluşturulan gözenekli geopolimer harç numuneleri 180 dakika boyunca 1000°C yüksek sıcaklığa maruz bırakılmıştır. Tez kapsamında oluşturulan karışımlarda aktivatör parametreleri ile agrega, alüminosilikat, gözenek oluşturucu malzeme türleri, kür rejimi ve yüksek sıcaklık etkisi incelenmiştir. Bu amaçla karışımların birim hacim ağırlık, basınç dayanımı, ultrases geçiş hızı ve mikroyapısı araştırılmıştır. 
Sistemde Na2O oranı arttıkça basınç dayanımları artmıştır. Uçucu küllü referens karışımları tuğla tozlu karışımlara kıyasla 2 kata varan daha yüksek dayanım vermiştir. Alüminosilikat öncülden bağımsız olarak etüv kürünün daha yüksek dayanımlara yol açtığı anlaşılmıştır. Standart kumun pomza agregası yerine kullanılması karışımın birim hacim ağırlığını yaklaşık %12'ye varana kadar arttırmıştır. Pomzalı karışımların birim hacim ağırlığında gözenek oluşturucu malzeme ilavesiyle, %43'e varan mertebede azalma görülmüştür. Buna bağlı olarak karışımların basınç dayanımı da azalmıştır. Yüksek sıcaklığa maruz kalan tüm numunelerde birim hacim ağırlık değerleri azalırken, basınç dayanımlarında %375'e varan meretebede artış görülmüştür. Bu artış, geopolimer bünyesinde yeni fazların oluşumuna ve bunların boşlukları doldurmasına bağlanmıştır.

Abstract:
In this thesis waste brick powder and Class F fly ash, activators with three different Ms ratios and two different Na2O ratios were used to produce 12 different pumice aggregate-bearing geopolimer mortar mixtures. The specimens were subjected to oven and microwave curing. Four of the mixtures showing the greatest strength were selected as reference mixes. In order to investigate aggregate type CEN standard sand was used in place of pumıce sand in the reference mixtures. Besides, H2O2 solutions and EPS particles were added to the referances mixes by 0.5, 1, 1.5% as well as 0.2, 0.4, 0.8% (by weight of alüminosilcate material), respectively, to produce porous mixtures.  The porous mixtures were exposed to 1000°C temperature for 180 minutes. In this way the effect of activator parameters, aggregate, aluminosilicate, precorsur and porosity, forming material types, curing rejime, high temperature, unit weight, compressive strength, ultrasonıc pulse velocity and microsturctures of geopolymer mixtures were investigated.
Increasing the Na2O content of the activator increased the strength of the mixture. The fly ash-based mixtures showed roughly 2 times more strength than the brick powder-based counterpart mixtures. Irrespective of aluminosilcate material type, oven curing resulted in higher strengths than the microwave curing. Substitution of pumice aggregate with standard sand increased the unit weight of the mixtures by upto approximately 12%. The addition of porosity forming materials to pumice aggregate-bearing mixtures reduced their unit weight by upto 43%; with a corresponding reduction in strength. While the unit weight of the all specimens exposed to high temperatures reduce, their compressive strength increase by upto 375%. The fact was attributed to the formation of new phases in the geopolymer structure filling the pours partially.