Uçucu kül ve cam lifi içeren cürufla alkali aktive edilmiş harçların mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of mechanical properties of alkali activated mortars containing fly ash and glass fiber slag
Yazar: OĞUZHAN TAŞTİMUR
Danışman: PROF. DR. SERVET YILDIZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bir ton çimento üretiminin dünyaya 780 kg CO2 salınımına neden olması ve üretimi sırasında fazla enerji ihtiyacına gereksinim duyulması son yıllarda alkali aktivasyonlu harçların yaygın olarak kullanımına sebebiyet vermiştir. Uçucu kül ve Elâzığ ferrokrom cürufu gibi puzolanik özellik gösteren endüstriyel atıkların depolama alanlarında bekletilmeleri çevre ve insan sağlığını olumsuz etkilemekte ve bu malzemelerin geri dönüşümü adına yapı malzemelerinde değerlendirilmesi atık yönetimi açısından önem arz etmektedir.
Bu çalışmada öğütülmüş ve 125 mm elekten geçirilmiş F sınıfı uçucu kül, C sınıfı uçucu kül ve Elâzığ ferrokrom cürufu ile aktive edilmiş kompozitler hazırlanmıştır. Eğilme dayanımı açısından olumlu sonuçlar elde etmek için tüm karışımlarda %0,5 oranında cam lifi kullanılmıştır. Alkali aktivatör olarak NaOH ve Na2SiO3 kullanılmıştır. 16 mol hazırlanan karışımdan 0,35-0,40-0,45 ve 0,50 aktivatör/bağlayıcı oranlı seriler hazırlanıp 90 °C aktivasyon sıcaklığında 24 saat bekletilmiştir. Kompozitler hazırlanırken %10, %20 ve %30 oranında F sınıfı uçucu kül ile birlikte ferrokrom cürufu içeren birincil grup karışımlar ile %10, %20 ve %30 oranlarında C sınıfı uçucu kül ve ferrokrom cürufu içeren ikincil grup karışımlar hazırlanmıştır. F ve C sınıfı uçucu kül içeren karışımların mekanik ve durabilite özellikleri incelenerek karşılaştırma yapılmıştır. Üretilen harçların 7 ve 28 günlük değişimleri irdelenmiştir. Mikro yapı incelemeleri için SEM ve XRD analizlerinden yararlanılmıştır. F ve C sınıfı uçucu kül içeren karışımların en uygun aktivatör oranları belirlenmiş ve F sınıfı uçucu külde 36,48 MPa, C sınıfı uçucu külde 18,65 MPa basınç dayanım değerleri elde edilmiştir. Çalışmada F sınıfı uçucu kül içeren harçların Elâzığ Ferrokrom cürufu ile birlikte kullanımının daha olumlu sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The fact that the production of one ton of cement causes 780 kg of CO2 emission to the world and the need for more energy during its production has led to the widespread use of alkaline activated mortars in recent years. Keeping industrial wastes with pozzolanic properties such as fly ash and Elâzığ ferrochrome slag in storage areas adversely affect the environment and human health, and the recycling of these materials in building materials is important in terms of waste management.
In this study, F class fly ash, C class fly ash and Elazig ferrochrome slag activated composites were prepared, which were ground and passed through a 125 mm sieve. In order to obtain positive results in terms of bending strength, 0.5% glass fiber was used in all mixtures. NaOH and Na2SiO3 were used as alkali activators. Series with 0.35-0.40-0.45 and 0.50 activator/binder ratios were prepared from 16 moles of the prepared mixture and kept at 90 °C activation temperature for 24 hours. While preparing the composites, primary group mixtures containing 10%, 20% and 30% F class fly ash and ferrochrome slag and secondary group mixtures containing 10%, 20% and 30% C class fly ash and ferrochrome slag were prepared. Comparisons were made by examining the mechanical and durability properties of mixtures containing F and C class fly ash. 7 and 28-day variations of the produced mortars were examined. SEM and XRD analyzes were used for microstructure investigations. The most suitable activator ratios of the mixtures containing F and C class fly ash were determined and the compressive strength values of 36.48 MPa for F class fly ash and 18.65 MPa for C class fly ash were obtained. In the study, it was observed that the use of F class fly ash mortars together with Elâzığ Ferrochrome slag gave more positive results.