Silis dumanı içeren geopolimer betonların % 5 sülfürik asit etkisinde durabilite performanslarının incelenmesi
Investigation of durability properties of silica fume based geopolymer concretes under 5% sulfuric acid attack
Yazar: UĞUR KEKLİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ANIL NİŞ
İstanbul Gelişim Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Son zamanlarda yapılan araştırmalara göre, Geopolimer betonların üretimi sırasında çevreye çok daha az CO2 yaydıkları ve beton üretimlerinde atık malzeme kullanımından dolayı yaşadığımız çevrenin kirletilmesini engellediği ortaya çıkmıştır. Dünyada meydana gelen ekonomik sıkıntılardan dolayı ve ülkemizde yerel olarak rahatlıkla temin edebileceğimiz betonların yapılarda kullanımının önümüzdeki senelerde kullanılacağı da açıktır. Ayrıca 2018 Deprem yönetmeliklerinde yapılarda kullanılabilcek beton sınıfı C80' e kadar yükseltilmesi betonların ülkemizde kullanılacağının bir işareti olarak ta düşünülebilir. Fakat günümüzde sıkça kullanılan Portland ç,mentolu betonların üretimi sırasında enerjiye ihtiyaç duymaları ve çevreye CO2 yayarak yaşadığımız çevreyi kirletmesinden ötürü yeni nesil, daha yeşil ve çevreci beton tiplerine olan ihtiyaç artacaktır. Geopolimer betonlar, çimentosuz olarak üretilebildikleri için ve bağlayıcı malzeme olarak atık malzeme kullanılmasından ötürü gelecekte yapılarda kullanılabilirlik açısından önem arz etmektedir. Fakat şu anda Geopolimer betonların yapılarda kullanımı için standartları yoktur. Geopoliemer beton standartlarının oluşabilmesi amacıyla Geopolimer betonların dayanım ve durabilite performansların çok iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle araştırmacılar, Geopolimer betonları mekanik ve durabilite açısından incelemektedirler. Bu çalışma kapsamında da Geopolimer beton numunelerin Portland çimentosu içeren betonlar yerine yapı elemanlarında kullanılması incelenecektir. Bu sebeple, 3 değişik Geopolimer betonun Portland çimetolu beton yerine kullanımı araştırılacaktır. İlk Geopolimer beton tipi olarak, % 95 uçucu kül ile % 5 silis dumanlu Geopolimer beton (95U5SF), ikinci Geopolimerli beton tipi olarak %35 cüruflu + % 60 uçucu küllü + % 5 silis dumanlı Geopolimer beton (35C60U5SF), ve üçüncü Geopolimer beton tipi olarak ise % 85 cüruflu + % 10 uçucu küllü + % 5 silis dumanlı Geopolimer beton (85C10U5SF) araştırılmıştır. Geopolimer betonlar laboratuvar ortamlarında ve % 5 sülfürik asitte görsel inceleme, numune ağırlığı değişimi, ve basınç mukavemeti değişimi kriterleri ile üretilen Geopolimer beton numunelerin 28, 56 ve 120 günlük mekanik ve kimyasal durabilite performansları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, 85C10U5SF Geopolimer betonlar maksimum basınç mukavemeti, 95U5SF Geopolimer beton numuneleriyse minimum basınç mukavemeti göstermiştir.  % 5 sülfürik asite maruz kalan Geopolimer numunelerden 35C60U5SF ile 85C10U5SF betonları çok üstün durabilite performansı sergilemişlerdir. Bu yüzden bu betonların Portland çimentolu beton yerine yapısal elemanların üretiminde kullanılabilecekleri sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
According to recent researches, Geopolymer concrete emits much less CO2 during production and prevents the pollution of the environment due to the use of waste material (fly ash, blast furnace slag, silica fume) in concrete production. It is also clear that the use of concretes, which can easily be supplied locally in our country, due to the economic problems occurring in the world, will be used in the upcoming years. In addition, raising the concrete class up to C80, which can be used in buildings in the Turkish earthquake standard of 2018, can be considered as a sign that concrete will be used further in our country. However, the need for new generation, greener and greener concrete types will increase due to the need for energy during the production stage of Portland cement concrete which is frequently used today and polluting the environment by emitting CO2 to the environment. Since geopolymer concretes can be produced without cement and waste material is used as binder material, it is important for future usability in structural buildings. However, there are currently no standards for the utilization of Geopolymer concrete in structural buildings. In order to establish Geopolymer concrete standards, strength and durability performances of Geopolymer concrete must be well known. For this reason, researchers are examining Geopolymer concrete in terms of mechanical and durability aspects. In this study, the utilization of Geopolymer concrete samples in structural elements instead of Portland cement concrete will be examined. For this reason, the use of 3 different Geopolymer concretes instead of Portland cement concrete will be investigated. As a first Geopolymer concrete types; Geopolymer concrete containing 95 % F-type fly ash + 5 % silica fume (95U5SF), as a second Geopolymer concrete type, Geopolymer concrete containing 35 % blast furnace slag + 60 % F-type fly ash + 5 % silica fume (35C60U5SF), and a third Geopolymer concrete type, Geopolymer concrete containing 85 % blast furnace slag + 10 % F-type fly ash + 5 % silica fume (35C60U5SF), were investigated. The produced Geopolymer concretes were examined in terms of mechanical and durability aspects in the laboratory and 5 % sulfuric acid enivronments by visual inspection, change in weight and change in compressive strength at 28, 56, and 90 days. According to the results obtained, 85C10U5SF Geopolymer concrete showed maximum compressive strength and 95U5SF Geopolimer concrete samples showed minimum compressive strength. Among the Geopolymer samples, 35C60U5SF and 85C10U5SF concretes showed superior durability performance against 5% sulfuric acid attack. Therefore, it is concluded that these concretes can be used in the production of structural elements instead of Portland cement.